L’apagada elèctrica massiva del passat dilluns 28 d’abril, que va deixar durant hores sense subministrament milers de llars, empreses i institucions a Espanya i Portugal, ha posat sobre la taula la fragilitat de les infraestructures energètiques. En aquest context, des de l’Escola Universitària Salesiana de Sarrià (EUSS) l’episodi ha servit com a escenari real per analitzar els reptes del sistema elèctric actual i reforçar l’aprenentatge dels i les estudiants d’enginyeria.

De tot plegat n’hem parlat amb el cap del Departament d’Electricitat de l’EUSS, Víctor Gallardo, i el professor del mateix departament Àngel Borrell. Els dos ens han contestat les principals preguntes que la societat encara es fa un mes després de l’incident.

Tenim ja clar què va passar amb l’apagada elèctrica?

Àngel Borrell: Encara es desconeix l’origen detonant del tall elèctric. Els experts competents en aquesta matèria ho estan investigant. Penso que es prendran el seu temps abans de publicar un informe. Hi ha moltes dades en forma de mesures de variables elèctriques a analitzar per poder esbrinar l’origen de què va provocar l’apagada. Ara bé, mentrestant, la resta de mortals amb coneixements sobre sistemes elèctrics de potència el que podem fer és especular en possibles causes que van originar el tall.

Ens pots explicar amb les teves paraules el que van explicar posteriorment sobre l’apagada?

A.B: En tot moment l’operador del sistema (Red Eléctrica) ha de garantir un equilibri entre demanda i producció. Aquesta feina es fa d’acord amb una predicció de la demanda segons dades històriques i el despatx (programació) de diferents centres de generació (mix elèctric: cicle combinat, fotovoltaica, eòlica, hidràulica, nuclear, …). Els criteris emprats en configurar el despatx són tecnoeconòmics, prevalent la viabilitat tècnica de l’operació del sistema sobre la part econòmica.

L’operador s’assegura de complir amb el balanç tenint en compte possibles contingències com els desajustos entre predicció de consum i generació o parades no programades de plantes de producció amb sistemes de control que funcionen en temps real i reserves de potència. En aquest punt també cal tenir present la presència de generació que l’operador del sistema no té control. Em refereixo a totes les petites instal·lacions fotovoltaiques d’autoconsum de particulars que hi han repartides per la geografia i que representa una capacitat avui dia no menyspreable. Malgrat les possibles contingències i la generació fora de control de l’operador del sistema, la freqüència de la xarxa elèctrica, els 50 Hz, pateix molt poca variació durant el dia. També les interconnexions amb França, Portugal i Marroc ajuden a equilibrar i donar robustesa al sistema. Aquell dia França es va desconnectar per no propagar el problema més enllà dels Pirineus.

“Es va veure que sense energia elèctrica no podem fer res. És un servei essencial. Fa falta una mica de pedagogia en aquest sentit”

Els mitjans apunten al fet que en aquell dia es van observar fluctuacions del valor del voltatge del sistema. L’operador del sistema també vetlla per què el valor del voltatge es mantingui al voltant del valor nominal amb un cert percentatge de tolerància. El control del voltatge del sistema es fa equilibrant consum i generació de potència reactiva. La potència reactiva és necessària per poder transportar la potència activa (el consum) aquest és un tema més difícil de controlar. Em refereixo al fet que, si en un punt de la xarxa cal pujar el valor del voltatge aportant potència reactiva, la injecció s’ha de fer proper a aquell punt. Molt diferent de la generació de quilowatts on la producció pot estar més o menys allunyada del consum i l’única variable és la freqüència d’operació del sistema que és única. Els equips de control de voltatge estan distribuïts i aquí és on podrien tenir problemes d’interacció entre ells i d’estabilitat. El control de voltatge exigeix tenir desplegats equips de reactius coordinats que s’incrementen en número segons augmenta la complexitat del sistema de potència i aquesta ha augmentat en els últims anys.

S’hauria pogut evitar l’apagada elèctrica?

A.B: Risc zero no existeix. Ara bé, podem minimitzar risc invertint a millorar el sistema elèctric, en especial les xarxes de transmissió i distribució, i també en equips d’emmagatzematge per compensar la variabilitat de les renovables. El preu del kW-h és un dels més baixos de la UE. Si volem una xarxa robusta potser ens ho repercuteixen en el preu del kW-h. Que no cundeixi el pànic. L’import en la factura d’energia elèctrica d’una llar és semblant al que paguem per veure partits de futbol o sèries. Es va veure que sense energia elèctrica no podem fer res. És un servei essencial. Fa falta una mica de pedagogia en aquest sentit.

L’apagada comportarà algun canvi, a partir d’ara, en la gestió de la xarxa elèctrica?

Víctor Gallardo: Un “zero” nacional és molt improbable, però no impossible com ja vam veure. Quan se sàpiga l’origen de l’apagada es podran adoptar mesures concretes. Sí que es diu que a les xarxes li cal més inèrcia davant la volatilitat de les renovables. Per exemple, si no hi ha sol, la fotovoltaica baixa molt; si no hi ha vent, l’eòlica baixa molt. Que això passi a gran escala territorial és molt improbable, però no impossible. Aquesta variació fa que hi hagi fluctuacions dels paràmetres de la xarxa. Alguns països ja pensen a posar bateries en massa per donar aquesta estabilitat. Un altre aspecte a reforçar és l’electrònica i els sistemes de control que gestionen el funcionament de les xarxes amb presència de les renovables. No obstant això, queda clar que el futur són les energies renovables, i que cada cop són més presents i necessàries si volem arribar als objectius de la transició energètica sense emissions de CO₂ d’aquí al 2050.

Quin paper hi juguen les energies renovables en tot aquest tema?

A.B: En els últims anys la xarxa elèctrica ha patit canvis significatius en el que respecte a la forma en què es genera l’energia elèctrica. Em refereixo a com ha augmentat la capacitat de generació amb energies renovables. Aquestes instal·lacions estan repartides per la península i formen el concepte de generació distribuïda. Té els seus avantatges respecte del model tradicional centralitzat: l’ús d’energia primària lliure d’emissions i de baix cost, i menys pèrdues per transport degut a que la generació és més propera als punts de consum, però també apareixen nous reptes tecnològics que cal afrontar com la seva naturalesa variant, la coordinació de proteccions i el control de voltatge. També les plantes d’energies renovables basades en convertidors electrònics de potència tenen reptes de control que no tenen les plantes convencionals basades en generadors síncrons. Per exemple, els controls dels convertidors implementen inèrcia virtual per imitar el comportament dinàmic de les màquines elèctriques. També han de ser robustos davant fluctuacions del valor de la tensió. Aquestes instal·lacions passen per una certificació per veure si compleixen amb totes les normatives per poder integrar-se a la xarxa abans d’entrar en servei. En aquest sentit, penso que l’alta penetració de renovables no és la causa. Els països nòrdics tenen una alta penetració d’eòlica i no ens arriben notícies de talls de subministrament, sembla que no tenen problemes de robustesa, també és cert, a diferència de la península Ibèrica “elèctrica”, que estan més interconnexionats.

“L’alumnat d’Enginyeria en Energies Renovables sap com afecta la producció i consum a la xarxa, com calcular paràmetres i protegir instal·lacions”.

Heu tractat el cas a classe amb els futurs enginyers de Renovables?

A.B: Sí que hem tractat el tema a classe i l’hem relacionat amb els temes que estudiem a les assignatures. Els i les alumnes es s’adonen de la complexitat del sistema.

Els i les estudiants d’enginyeria en Energies Renovables aprenen temes relacionats amb l’apagada?

V.G: L’alumnat del GEREE tenen formació per conèixer l’estat de les xarxes, saber quin pot ser el comportament de les xarxes quan hi ha canvis en la producció i en el consum, de quina manera afecta els paràmetres de la xarxa com variacions de la tensió, de la freqüència, com afecta el flux de potència, de quina manera ho podem compensar. Saben calcular els paràmetres elèctrics longitudinals i transversals de les xarxes, així com els corrents de curtcircuit. També saben com protegir les xarxes amb relés i com programar-los. Saben dimensionar i escollir els equipaments d’instal·lacions amb energies renovables com les solars, eòliques, biomassa… Les assignatures relacionades amb aquest àmbit es troben a tercer curs com ‘Generació elèctrica’, ‘Energia solar’, ‘Energia eòlica i biomassa’, i també amb les de quart curs en la menció d’enginyeria elèctrica amb les assignatures de ‘Sistemes elèctrics de potència’, ‘Generació distribuïda’ i ‘Instal·lacions elèctriques en mitjana i alta tensió’. Tanmateix, en altres assignatures de quart com ‘Energia hidràulica, geotèrmica i mareomotriu’, i també en ‘Microenergies i harvesting‘.

Quins reptes de futur i societat tindran els enginyers i enginyeres que avui estudien
Energies Renovables?

A.B: Penso que estem en una nova era. L’era de l’electricitat. Creix el consum d’electricitat en l’àmbit global. Apareixen nous usos de l’electricitat com ara el transport (vehicle elèctric i punt de recàrrega). Tampoc podem oblidar el desplegament de centres de dades que consumeixen molta quantitat d’energia elèctrica. Per tant, els reptes estan en la producció, el transport i la distribució d’energia elèctrica junt amb un ús eficient.