¿CUÁNTO CUESTA LA ENERGÍA?

El autoconsumo energético forma desde hace tiempo parte de las políticas de descarbonización de la economía, y el incremento de los precios en los últimos meses lo ha puesto aún más de actualidad. Impulsado por las administraciones, tiene en las comunidades energéticas un modelo con gran potencial de desarrollo. Desde el Grupo de Investigación en Sistemas Inteligentes de Gestión de la Energía (Eresma) del Área de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de León, en colaboración con la Universidad de Génova, se ha recobido en un libro la investigación sobre el cálculo del coste normalizado de la energía en las comunidades energéticas, que permite conocer el coste real de la generación y el almacenamiento energético en cada uno de los sistemas utilizados, para analizar su rentabilidad durante toda la vida útil del mecanismo. Los investigadores Miguel de Simón Martín y Alberto González Martínez, de la Universidad leonesa, son dos de los autores de este trabajo, que se ha publicado en la prestigiosa editorial Springer Nature.

El concepto de autoconsumo energético local es la base de las comunidades energéticas, que pretenden producir y consumir la energía allí donde se genera, y se incentiva para acelerar la transición hacia la generación renovable y los sistemas descarbonizados.

Según el trabajo desarrollado por el equipo de investigadores, el despliegue de estas comunidades ayudará en la consecuci´n de energía sostenible a partir de fuentes renovables a nivel urbano, industrial y comercial, con beneficios para todos los miembros de esa comunidad. «Sin duda, su integración efectiva en forma de microrredes y nanorredes ayudará a descarbonizar el sector energético y, al mismo tiempo, aumentará la resiliencia energética», explican los investigadores.

El objetivo principal del libro (Levlized Cost of Energy in Sustaainable Energy Communities. A sistematic approach for multivector energy systems) «es proporcionar un marco sistemático para el cálculo del Coste Nivelado de la Energía (LCOEn) para las comunidades energéticas, y proponer una formulación general y su aplicación a tres casos de estudio reales representativos».

El libro «presenta el concepto del Coste Normalizado de la energía (LCOEn) y su aplicación como indicador económico para la evaluaci´n de proyectos energéticos», explican De Simón y González. «En términos generales, este parámetro evalúa el coste de producción de cada unidad de energía, tanto eléctrica como térmica o de frío, por ejemplo; durante toda la vida útil del sistema de generación. Y permite actualizar tanto los flujos económicos como energéticos de cada planta a través de una tasa de descuento. Es decir, el LCOEn puede definirse como el precio medio actualizado del coste de la energía generada».

Un cálculo del conjunto de la inversión que es necesario llevar a cabo que va desde los costes iniciales para poner en marcha el proyecto a los de mantenimiento, el reemplazo de equipos, el combustible necesario para la operación del sistema, la integración con la red,... «Y tiene en cuenta también otras externalidades, como la cuantificación económica del impacto social o medioambiental, por ejemplo».

Los investigadores de la ULE destacan que «se trata de un indicador técnico y económico que resulta de gran interés porque permite comparar distintas tecnologías de generación de forma independiente a su tamaño y su vida útil. Incluso permite analizar su competitividad y madurez si se contrasta con el coste de la energía generada por la red eléctrica, es decir, la paridad de red».

En el trabajo publicado junto a Steefano Bracco, Giorgio Piazza, Luisa Carlota Pagnini y Federico Delfino los investigadores señalan que las comunidades energéticas pueden ayudar a satisfacer las necesidades de suministro de «una manera más sostenible y eficiente». Desde 2019 la Unión Europea está impulsando de manera decidida su desarrollo, y «entre los países europeos España e Italia están tomando un papel protagonista en este cambio de paradigma. Sin embargo, advierten, es necesario llevar a cabo pasos regulatorios y técnicos adicionales para avanzar en esta dirección». Por eso el ligro analiza también los enfoques que se le están dando a las comunidades de energía y el marco regulatorio europeo, además de su aplicación en España e Italia. Además analizan también los fundamentos de las microrredes y nanorredes que forman estas comunidades.

LCOEn

Por lo que se refiere al Coste Niv+elado de la Energía ( LCOEn), el estudio se centra en las plantas de energía rrenovable y sistemas de energía multivectorial. «Después de presentar la formulación básica del LCOEn, ampliamos su definición a los sistemas de poligeneración, los sistemas híbridos (generadores que trabajan en paralelo con los dispositivos de almacenamiento de energía como una sola unidad) y las microrredes y nanorredes.  Aunque nos centramos en el LCOE (Costo nivelado de electricidad), también analizamos otras variantes de LCOEn (es decir, Costo nivelado de energía almacenada: LCOS, Costo nivelado de calor: LCOH y Costo nivelado de refrigeración: LCOC).  Además, presentamos un enfoque novedoso para analizar sistemas energéticos multivectoriales y proponemos el Costo Nivelado de Exergía (LCOEx) como un nuevo indicador útil en el campo».

La aplicación práctica de estos principios se ha desarrollado en los resultados del cálculo del LCOEn para tres casos de estudio representativos.  El primer caso es la Microrred de Poligeneración Inteligente (SPM) del Campus de Savona de la Universidad de Génova (Italia), una microrred de baja tensión que incluye generadores y cargas tanto térmicas como eléctricas.  El segundo caso es el Smart Energy Building (SEB), también ubicado en el Campus de Savona, que representa una nanored con dispositivos térmicos y eléctricos.  Y finalmente, el tercer caso de estudio cubre el ERESMAGrid, una microrred eléctrica en el Campus de Vegazana que incluye varios generadores de energía renovable y un sistema de almacenamiento electroquímico».

Los investigadores destacan que numerosos autores e instituciones internacionales «han analizado el LCOEn para diferentes tecnologías de generación, sin embargo son muy pocos los estudios que han tratado de evaluarlo con detalle de forma global para sistemas energéticos en su conjunto».

Por ejemplo, plantas de generación que combinan varias tecnologías de generadores (plantas hibridadas), sistemas combinados de generación y acumulación o microrredes eléctricas. Para ello, los autores del libro, en primer lugar, analizan todas las variables de este indicador y a continuación desarrollan un marco generalizado para su evaluación en todo tipo de sistemas, aunque se enfocan especialmente a la generación de energía eléctrica (LCOE).

A lo largo del trabajo desarrollado analizan varios ejemplos que incluyen desde plantas con poligeneración hasta microrredes. Además, amplían la definición clásica del LCOEn para sistemas con múltiples vectores energéticos (por ejemplo, electricidad y calor) y presentan por primera vez el concepto de Coste Normalizado de la Exergía (LCOEx).

LCOEx

«El LCOEx permite evaluar de forma objetiva el coste normalizado de un sistema energético multi-vector, como el que constituye una planta de cogeneración o la microrred de una Comunidad Energética», explican De Simón y González.

Para ilustrar «los complejos conceptos que se presentan, se analizan con detalle y ofrecen los resultados para tres plantas piloto ejemplo de las microrredes que podrían constituir las futuras comunidades energéticas. Entre estas plantas piloto se encuentra la ERESMAGrid, el Laboratorio de Sistemas Eléctricos y Redes Inteligentes de la Universidad de León».

El libro está destinado a investigadores, académicos y estudiantes de posgrado en ingeniería y economía de la energía,  promotores de proyectos energéticos, formuladores de políticas y, en general, para cualquier persona interesada en la sostenibilidad energética y la integración de las energías renovables.