El despliegue de la capacidad fotovoltaica, motivado por los objetivos de transición energética europeos, requiere la implementación y operación de soluciones de flexibilidad en el sistema eléctrico de la UE. Por ello, la asociación SolarPower Europe ha elaborado el estudio ‘Mission Solar 2040’, que analiza la interacción entre la energía fotovoltaica y la flexibilidad del sistema eléctrico de la UE, de cara a 2030 y 2040.
Las previsiones indican que el mercado solar mundial va camino de superar los 500 GW de nueva capacidad instalada en 2024, y que superará el nivel de los TW antes de 2030. Habiendo alcanzado un parque solar operativo de 269 GW en 2023, se prevé que la UE controle casi 900 GW de capacidad solar para finales de la década, superando los objetivos solares europeos. Mientras tanto, las tendencias actuales en el sistema eléctrico de la UE, junto con los objetivos climáticos y energéticos de cara a 2030 y 2040, indican que las fuentes renovables, como la solar fotovoltaica, proporcionarán la mayor parte del suministro eléctrico de la UE en las próximas décadas.
Sin embargo, una integración profunda de la energía solar en el sistema eléctrico europeo puede generar algunos desafíos. Algunos Estados miembros con niveles altos de penetración fotovoltaica están empezando a enfrentar problemas relacionados con la integración de la generación renovable en la red. Estas cuestiones incluyen tanto desafíos de naturaleza técnica (integración de proyectos solares en la red, creciente nivel de restricción) como de naturaleza financiera (estructura del mercado, atractivo de la inversión y remuneración de los productores de energías renovables).
En este contexto, el informe de SolarPower Europe realiza simulaciones de inversión y operaciones horarias del sistema eléctrico de la UE durante un año completo, analizando así tres escenarios con niveles crecientes de energía solar fotovoltaica y soluciones de flexibilidad debido a la electrificación del sistema.
Los resultados del estudio destacan el papel fundamental de las soluciones de flexibilidad en un sistema eléctrico caracterizado por una fuerte penetración de la generación renovable. Los expertos de SolarPower Europe señalan que aprovechar el potencial de flexibilidad no solo permitiría desplegar más energía solar, sino que también permitiría hacer un mejor uso de la electricidad.
Soluciones de flexibilidad de la red para la integración renovable
El análisis revela diversas conclusiones. En primer lugar, los expertos señalan que liberar soluciones de flexibilidad permite un mayor despliegue fotovoltaico, lo que dará como resultado electricidad solar adicional en la combinación energética de la UE. Así, la capacidad solar superará 1,2 TW en 2030 y 2,4 TW en 2040, lo que cubrirá el 32% y el 39% de la demanda eléctrica de la UE, respectivamente, según los cálculos del informe.
En segundo lugar, liberar soluciones de flexibilidad también reduciría las emisiones totales de gases de efecto invernadero. Según los cálculos del informe, el ahorro neto anual de emisiones asciende a 151 millones de toneladas de CO2 equivalente en 2030, y 555 millones de toneladas de CO2 equivalente en 2040.
Por último, esta medida también reduciría los costes totales del sistema energético, gracias al enorme ahorro de costes de la electrificación del sector del calor, el transporte y el hidrógeno. El ahorro neto anual de costes del sistema se calcula en unos 32.000 millones de euros en 2030 y 160.000 millones de euros en 2040.
Así, el informe concluye que construir un sistema energético basado en energías renovables, flexibilidad y electrificación es la mejor manera de llevar los beneficios de la transición energética a las empresas y ciudadanos europeos, y asegurar la competitividad y prosperidad de Europa. En base a estas conclusiones generales del informe, los investigadores han elaborado recomendaciones políticas que describen algunas acciones para apoyar el aumento de las inversiones en energías renovables y soluciones de flexibilidad de la red.
Aumentar la ambición de los objetivos climáticos
El actual marco regulatorio de la UE incluye objetivos para 2030 para las energías renovables. Por tanto, los expertos de SolarPower Europe señalan que deben complementarse con objetivos paralelos para las redes y el almacenamiento para garantizar la supervisión política de la flexibilidad de la red.
Si bien los niveles de ambición para las energías renovables han mejorado sustancialmente, no se corresponden con los objetivos y planes de inversión en redes y almacenamiento. Esta desconexión puede poner límites al crecimiento de las energías renovables. Por otro lado, a nivel de distribución y de transmisión dentro de cada Estado miembro, faltan objetivos políticos en consonancia con los nuevos desafíos de los Planes Nacionales de Energía y Clima, según el informe.
Dada la diversidad de actores locales, el documento recomienda trabajar con indicadores clave de desempeño para los operadores de sistemas de distribución (DSO), por ejemplo, en torno a la capacidad de alojamiento de la red o el tiempo promedio de conexión a la red, asegurándose de que los objetivos sean alcanzables y estén acompañados de incentivos adecuados.
Sistemas de almacenamiento y planificación de la demanda de la red
En cuanto al almacenamiento, el informe indica la necesidad de aumentar masivamente la capacidad de almacenamiento y operación de baterías en toda Europa, con un crecimiento de 36 GWh en 2023 a 780 GWh en 2030, y hasta 1,8 TWh en 2040. En este sentido, SolarPower Europe sugiere adoptar un estándar de integración de energías renovables. Como punto de referencia, se recomienda establecer una relación entre la capacidad de almacenamiento y las energías renovables del 15% en 2030, y del 18% en 2040.
Por otro lado, el Diseño del Mercado de la Electricidad requiere que los Estados miembros evalúen sus necesidades de flexibilidad tanto a nivel de transmisión como de distribución, en diferentes escalas de tiempo, basándose en los datos proporcionados por los operadores, y desarrollen objetivos relacionados para la respuesta de la demanda y el almacenamiento. Esto podría ser un buen punto de partida para definir las necesidades de cada país, para que posteriormente se formalicen como objetivos y se incluyan en los PNIEC, según afirma el documento.
A medida que las energías renovables crecen en todos los niveles de voltaje y la electrificación se acelera, ofreciendo un nuevo y alto potencial de flexibilidad, la planificación de la red es más importante que nunca. Por ello, los expertos recomiendan mejorar las capacidades de los operadores, reguladores y formuladores de políticas en materia de planificación y evaluación del sistema energético.
El Diseño del Mercado de la Electricidad ya requiere que los operadores de sistemas realicen periódicamente ejercicios de planificación de la red, pero la evidencia muestra una implementación lenta y poca innovación. En este sentido, los expertos sugieren adoptar una metodología común en la UE para evaluar las necesidades de flexibilidad diaria, semanal y estacional. Esto debería incluir una metodología para evaluar la contribución de prosumidores o comunidades energéticas a la flexibilidad de la red y la gestión de la congestión.
Flexibilidad de la infraestructura de red
La tercera recomendación de SolarPower Europe es liberar la inversión en flexibilidad de energía limpia en todo el sistema energético. Para ello, se debe impulsar la flexibilidad descentralizada mediante el desarrollo de centros energéticos locales y el fomento de los prosumidores, ofreciendo flexibilidad para gestionar la congestión de la red local. Por otro lado, indican que se debe impulsar la flexibilidad a gran escala invirtiendo en baterías independientes, así como en proyectos híbridos de energía solar y baterías.
En Europa, a pesar de la existencia de mercados de flexibilidad, financiar el almacenamiento de baterías sigue siendo difícil debido a las barreras económicas. Además, los procedimientos de conexión a la red aún no están adaptados para la conexión a la red de plantas solares y de almacenamiento de baterías. Por lo tanto, es fundamental eliminar barreras para los proyectos híbridos de energía solar y almacenamiento, incluida la adaptación de los procedimientos de autorización y conexión a la red.
Finalmente, la última recomendación emitida en ‘Mission Solar 2040’ es adoptar un Plan de Acción e Inversión en Electrificación de la UE. El informe estima las necesidades de inversión anualizadas en 35 mil millones de euros en 2030 y 62 mil millones de euros en 2040, en comparación con el escenario base. A su vez, estas inversiones ahorrarían 63 y 222 mil millones de euros en costes generales del sistema energético, lo que generaría un beneficio neto de 32 y 160 mil millones de euros en 2030 y 2040, respectivamente.
Por lo tanto, SolarPower Europe sugiere que este plan incluya un objetivo de electrificación directa de al menos el 35% de la demanda de energía final para 2030 en la UE, y al menos el 50% para 2040. Además, el plan debe alinear los marcos de financiación nacionales y de la UE existentes con la ejecución de los PNIEC para 2030. Por último, los expertos señalan la importancia de este potencial plan de inversión, dado que los fondos europeos Next Generation y del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia previsiblemente se agotarán en los próximos años.