Análisis de los parámetros técnicos en la aplicación de los sistemas de información geográfica a la integración regional de las energías renovables en la producción descentralizada de electricidad

Resumen

En la actualidad más de 2.000 millones de personas en el mundo, pertenecientes principalmente a las zonas rurales de los países en vías de desarrollo, no tienen acceso a la energía eléctrica. Además, existe un pequeño número de viviendas en países desarrollados sin conectar a la red eléctrica. La ejecución de planes de electrificación rural, junto con los procesos de estandarización de los precios de la energía eléctrica, han permitido acceder a la población rural de los países desarrollados a la utilización de la energía eléctrica en condiciones de igualdad a los usuarios urbanos. Estos planes han supuesto grandes costes con cargo al presupuesto estatal y/o regional de estos países. Los planes de electrificación rural actuales son escasos ya que los grandes recursos que requieren no están disponibles para los gobiernos de los países en vías de desarrollo. Dados el crecimiento demográfico y los recursos financieros disponibles a escala mundial para la electrificación rural, la población sin acceso a la energía eléctrica continuará siendo del orden de 2.000 millones de personas en el horizonte del año 2020. Las energías renovables son especialmente adecuadas para las aplicaciones descentralizadas al tratarse de recursos dispersos. Las tecnologías relativas ¿necesitan¿ estas aplicaciones autónomas o aisladas para avanzar tecnológicamente y abaratar costes como consecuencia del incremento del mercado. Por otra parte, la consolidación de las energías renovables como una de las soluciones al problema de la diversificación e independencia energética de cada comunidad, ha dado lugar a una preocupación de las distintas entidades implicadas: gobiernos estatales y regionales, instituciones relacionadas con la energía, empresas y profesionales del sector, por conocer los recursos renovables para incluirlos en las planificaciones energéticas o en los estudios prospectivos. El ¿Libro Blanco de las Energías Renovables¿ de la Comisión Europea, que establece la estrategia a seguir por los países miembros a corto y medio plazo, indica que ¿debe realizarse un esfuerzo para dar a conocer el potencial y ventajas de estas fuentes de energía para las regiones¿. En este documento se establece una campaña para el despegue de las fuentes de energía renovables, que considera que una de las partes con más importante papel en su promoción son los agentes de decisión locales y regionales, así como los centros de energía regionales. Por estas razones, se hace necesario que dichos agentes de decisión dispongan de instrumentos de planificación energética regional, que evalúen las potencialidades técnicas y El realizar un estudio de integración regional de energías renovables exige la evaluación de la demanda; la determinación de los recursos renovables y convencionales; la caracterización técnico-económica de las tecnologías disponibles y, por último, la estimación del potencial de cada tecnología, para la que es necesario tener en cuenta las restricciones económicas, sociales y ambientales de la región (el problema de la energía se encuentra en la actualidad enmarcado en conceptos como el efecto invernadero, el desarrollo sostenible, entre otros). Todas estas actividades están basadas en el manejo de una gran cantidad de información regional, que en su mayoría tiene una vertiente geográfica. Es, por tanto, imprescindible el uso de ¿sistemas de información geográfica¿ (SIG) para abordar el problema. Estos SIG son verdaderamente ¿sistemas de soporte de decisiones¿ de la planificación energética, suministrando información, a los agentes de decisión, del potencial regional de las tecnologías disponibles, tanto renovables como convencionales. Los SIG tienen ventajas de rapidez, volumen de información, capacidad de análisis, etc.; pero tienen el inconveniente del control de los resultados. Una fuente de los errores tiene que ver con la entrada y manejo de los datos, y puede ser minimizada por procedimientos sistemáticos. Otro tipo de fuente de error es relativo a las variables involucradas, algunas de ellas estimadas y otras de validez no contrastada. La gran cantidad de datos y capacidad de análisis hace que sea difícil vincular los resultados y las variables de partida y, por tanto, verificar completamente la validez del SIG. Todas estas cuestiones provocan un desconocimiento de la fiabilidad de los resultados y de los análisis que de ellos se derivan. Para solucionar estos problemas se propone un método que, con el objetivo de aumentar la fiabilidad en el diseño y aplicación de los SIG para electrificación rural, se estructura en las siguientes etapas: 1ª ) Análisis socioeconómico de la región que permite establecer un escenario normalizado de consumo 2ª ) Estudio del estado del arte de las tecnologías renovables para determinar su factor de capacidad 3ª ) Asignación de valores a los parámetros económicos y energéticos dentro de escenarios que garanticen la coherencia de los mismos 4ª ) Desarrollo de un sistema de información geográfica que integre los resultados obtenidos en las etapas anteriores 5ª ) Análisis que permita determinar el grado de sensibilidad espacial de los parámetros que determinan el coste del kWh de cada tecnología Este documento presenta el trabajo de investigación realizado y se estructura en siete capítulos. Los cuatro primeros establecen las bases técnicas y metodológicas que dan lugar al método propuesto en el capítulo 5º . Su validación del método se establece en el capítulo 6º , dedicándose el séptimo a las conclusiones. El capítulo primero se dedica a la electrificación rural. Sirve como introducción y justificación a los temas que se desarrollan posteriormente, realizando un análisis del potencial de electrificación rural en el mundo y de los proyectos relativos realizados con energías renovables. En el capítulo segundo se establecen las variables técnicas que se emplean en la metodología. Los problemas básicos que desarrolla son la estimación de la demanda en electrificación rural y el cálculo del factor de capacidad de las instalaciones consideradas. Para la segunda cuestión se realiza un estudio del estado del arte de las distintas tecnologías. En el siguiente capítulo se estudian las variables económicas con el fin de determinar el coste del kWh producido por cada sistema de electrificación. Para ello se realiza un análisis muy detallado del mercado energético. El capítulo cuarto aporta, en primer lugar, una introducción a los Sistemas de Información Geográfica que facilite la comprensión del método. A continuación, después de indicar de forma genérica las partes de un proyecto SIG, se realiza un análisis de cada una de sus etapas para un proyecto SIG tipo de electrificación rural. El método propuesto se plantea en el quinto capítulo de este trabajo. Después de establecer los antecedentes, se describen los trabajos realizados y el método al que se ha llegado para alcanzar los objetivos planteados inicialmente. La bondad del método se comprueba en el capítulo sexto, aplicándolo al municipio de Lorca (Murcia). En este capítulo se analizan los resultados, especialmente, en cuanto al cumplimiento o no de los objetivos buscados. El último capítulo expresa las principales conclusiones obtenidas, resumiendo las principales aportaciones de este trabajo y las líneas de investigación abiertas por él. Se completa la documentación con un anexo sobre la integración regional de las energías renovables en el que se estudia el marco en el que se sitúa la metodología desarrollada.