El desafío del curtailment y cómo evitar sus efectos

La transición energética para hacer frente a la amenaza del cambio climático se ha visto acelerada en los últimos años. La apuesta de los países a través de sus planes energéticos, la necesidad de descarbonizar los sectores más contaminantes y la oportunidad que representa para la generación de una economía nueva, ha sido fundamental para asegurar que las energías renovables copan un mayor protagonismo. Sin embargo, mientras que la producción de energía con estas fuentes sigue incrementándose, la demanda no lo hace al mismo ritmo, y esto ha ocasionado uno de los mayores problemas a los que se enfrentan los productores de energía verde, el curtailment. En este artículo explicamos qué es este fenómeno y cuáles son sus efectos.

¿Qué entendemos por curtailment? 

Tanto por un exceso de generación renovable en un punto de conexión, como por precios bajos de electricidad, los proyectos fotovoltaicos están sufriendo cada vez más el efecto del curtailment, concepto que hace referencia a la reducción en la producción energética de una planta por orden del operador del sistema.

En España, Red Eléctrica (REE) es el encargado de solicitar una paralización total o parcial de la producción eléctrica de un parque fotovoltaico (o eólico) aunque pueda estar plenamente operativo. La consecuencia más negativa es la ausencia de ingresos económicos durante el tiempo que dure la parada para la empresa, dado que al no vender electricidad no obtiene una remuneración por ella.

El curtailment sucede para evitar congestión en el sistema y puede darse por dos motivos principales.

Causas que lo originan 

El primer motivo por el que el operador del sistema ordena la parada de una instalación es un exceso de producción en comparación con la demanda energética. Si los kWh que se producen con renovables supera los que demanda el sector en una hora concreta, se “pierde” energía verde. Esto es debido a la necesidad de contar en todo momento con un balance generación-demanda, que mantenga estable tanto los niveles de frecuencia como el propio sistema.

El segundo hace referencia a la incapacidad de la red de absorber toda la energía producida en un nodo de conexión. Esto va ligado a la capacidad de acceso a la red en un punto para la generación, y constituye un límite técnico para el aporte de producción renovable. En el caso de la solar fotovoltaica, esta se concentra en las mismas horas, las centrales del día (entre 11am y 18h, aproximadamente), cuando el Sol está más alto y los paneles fotovoltaicos pueden operar a máxima capacidad.

El aumento en el número de MW instalados con esta tecnología hace que, en esa franja horaria, algunos puntos de la red eléctrica puedan saturarse por no tener la suficiente capacidad. En esos casos, REE ordena la parada en la producción y se produce el curtailment.

En general, ambos motivos se dan en días con unas condiciones meteorológicas favorables, mucho sol y/o mucho viento, o cuando la demanda es escasa. Si se dan las dos circunstancias, los efectos del curtailment pueden ser mayores.

Su relación con la “curva de pato” 

Seguro que has leído u oído hablar de la “curva de pato”. En el sector energético, este concepto fue acuñado en 2013 por el Operador Independiente del Sistema de California (CAISO), que preveía que el crecimiento de la solar fotovoltaica iba a cambiar radicalmente la curva de producción energética y de precios.

Curva de pato en California. Fuente: EIA

Y es que cuando se representa en un gráfico el consumo diario de electricidad se comprueba que la demanda es máxima a primera hora del día y en las últimas, es decir, cuando menos producción solar hay. Debido a ello, las centrales convencionales (de gas, carbón o fuel), deben aumentar rápidamente su producción al caer drásticamente la producción con energía solar. Como consecuencias, los costes de operación del sistema se incrementan al tener que equilibrar producción y demanda con gran celeridad.

La curva resultante tiene esa forma de pato y da nombre al fenómeno que tiene una relación directa con el curtailment. Además, esa curva se replica en los precios de la energía, ya que en las horas de producción con tecnologías fósiles los precios serán más altos que cuando se genera con fuentes renovables.

¿Cómo evitar el curtailment? 

Uno de los mayores desafíos de los productores fotovoltaicos es, precisamente, evitarlo o minimizarlo. Para lograrlo, el almacenamiento energético (BESS, Battery Energy Storage System por sus siglas en inglés) se posiciona como una de las tres grandes soluciones. No obstante, para incentivar su aparición se necesita inversión y normativas que regulen su operación para asegurar sus beneficios y garantizar así el retorno de su inversión. Los BESS son una de las mejores alternativas para aplanar la curva de pato.

La remuneración para estos sistemas se basa en el arbitraje; la compra de la energía en las horas en las que es más barata para poder venderla cuando se incrementan los precios del mercado. Para un sistema de almacenamiento, lo ideal es comprar energía en horas pico y venderla por la noche.

Otra manera de evitar el curtailment es la ampliación de la capacidad de transmisión de la red eléctrica, con el objetivo de reducir la congestión. Para ello, es necesario que los países cuenten con planes específicos que definan el incremento de esta capacidad e inversiones económicas en estas infraestructuras.

La tercera alternativa, y quizás la más compleja en la práctica, es el aumento de demanda eléctrica en horas centrales del día. Para ello, algunas opciones son el cambio de tarificación de los peajes eléctricos para hacerlos más económicos en esas horas, o la atracción de industria en esos mercados con alta producción fotovoltaica, como el caso de España, por ejemplo. Además, la electromovilidad podría ser parte de la solución al problema del curtailment, dado que los vehículos eléctricos actúan como baterías y pueden ayudar a aplanar la curva de pato.

En el caso del autoconsumo, incorporar una batería en una instalación solar para consumir su energía por la noche reduce los precios en la factura eléctrica y ayuda a reducir la tensión en el sistema. Con estos sistemas de almacenamiento, se evitarían excesos de excedentes.

Dado que en los próximos años la energía solar fotovoltaica seguirá creciendo en todos los mercados energéticos del mundo, el curtailment seguirá formando parte de los mayores desafíos para los productores de electricidad. Por esta razón, la incorporación de los sistemas de almacenamiento energético se hace indispensable como solución, tanto para ellos como para atenuar la volatilidad de los mercados energéticos, un beneficio también para los consumidores.