Análisis del proceso de descarbonización del sector eléctrico utilizando un modelo de cálculo de la cobertura horaria de la demanda de un sistema eléctrico

El calentamiento global provocado por las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero, constituye uno de los principales problemas actuales. La descarbonización de la economía se convierte así en uno de los principales objetivos de la Unión Europea y en particular de España. Para descarbonizar, será necesario instalar de forma masiva generación eléctrica renovable, fundamentalmente fotovoltaica y eólica, tecnologías que no son gestionables y su producción depende de las condiciones meteorológicas de cada momento. El almacenamiento de energía constituye pues un recurso imprescindible para gestionar el sistema eléctrico, y la promesa del hidrógeno electrolítico podría ser la forma de descarbonizar aquella demanda de energía que no puede ser cubierta por la electricidad. En este contexto, analizar la viabilidad de la descarbonización requiere de un análisis minucioso que sólo modelos con un elevado detalle temporal pueden llegar a analizar. En este trabajo se desarrolla un modelo de cobertura horaria de la demanda eléctrica a partir de las tecnologías de generación disponibles, y se utiliza para responder las principales cuestiones que afloran a la hora de plantear la descarbonización del sistema eléctrico y por extensión del gas natural, tales como; ¿hasta qué punto se pueden reducir las emisiones invirtiendo en producción eólica y fotovoltaica?, ¿cuál es el mejor mix renovable?, ¿hasta qué punto ayuda el almacenamiento?, ¿cómo afecta a las emisiones el cierre del parque nuclear? ¿hasta qué punto la cogeneración de alta eficiencia ayuda a descarbonizar el sistema?, ¿puede alcanzarse la descarbonización total con renovable y baterías?, ¿cuál es el papel del hidrógeno?, ¿cuánto hidrógeno es necesario almacenar para alcanzar la descarbonización total? Abstract Global warming caused by anthropogenic emissions of greenhouse gases is one of the main current problems. The decarbonisation of the economy thus becomes one of the main objectives of the European Union and of Spain in particular. In order to decarbonise, it will be necessary to massively install renewable electricity generation, mainly photovoltaic and wind power, technologies that are not manageable and whose production depends on the weather conditions at any given time. Energy storage is therefore an essential resource for managing the electricity system, and the promise of electrolytic hydrogen could be the way to decarbonise energy demand that cannot be met by electricity. In this context, analysing the feasibility of decarbonisation requires a detailed analysis that only models with a high degree of temporal detail can analyse. This paper develops an hourly electricity power dispatch model based on the available generation technologies, and is used to answer the main questions that arise when considering the decarbonisation of the electricity system and, by extension, of natural gas, such as: to what extent can emissions be reduced by investing in wind and photovoltaic production? What is the best renewable mix? To what extent does storage help? How does the closure of the nuclear fleet affect emissions? To what extent does high-efficiency cogeneration help to decarbonise the system? Can total decarbonisation be achieved with renewables and batteries?