Investigadores de ETH Zurich y TU Delft han desarrollado un modelo que puede generar cientos de escenarios que conduzcan a un sistema energético europeo completamente verde y autosuficiente para 2050. Los investigadores han puesto a disposición sus resultados en una plataforma interactiva para proporcionar una imagen más clara de todas las diferentes opciones y las compensaciones que se han realizado.
Para resaltar la variedad de opciones disponibles, los investigadores han desarrollado un modelo de alta resolución para el sistema energético europeo, que han puesto a disposición del público. Para diferentes sectores y regiones, este modelo mapea tanto la demanda como la oferta de energía renovable producida con tecnologías establecidas y ya disponibles comercialmente. En un área que abarca 35 países, el modelo consolida los flujos fluctuantes de electricidad, calor, hidrógeno, hidrocarburos sintéticos y biocombustibles por hora durante todo un año.
Una plataforma en línea de código abierto permite a los tomadores de decisiones, analistas de la industria e investigadores comparar las muchas opciones disponibles. Para ayudar a gestionar la fluctuación de la producción de energía eólica y solar, los usuarios de la plataforma podrán adaptar la dependencia de su sistema preferido en una variedad de tecnologías flexibles y mecanismos de equilibrio, como la capacidad de almacenamiento, los biocombustibles, la distribución de energía intraeuropea y la electrificación del transporte y el calor.
Producir la energía donde es más barata
Al cambiar estos factores a su gusto, los usuarios pueden visualizar las relaciones complejas y las compensaciones asociadas dentro del sistema energético, según eplica Stefan Pfenninger, profesor asistente en TU Delft y líder del equipo de investigación.
La decisión de limitar el uso de biocombustibles, por ejemplo, requiere la electrificación total tanto de la calefacción como del transporte, y los vehículos eléctricos se cargan en los momentos del día en que hay suficiente electricidad disponible.
Sin embargo, suponiendo que solo se considere factible electrificar el 50% del transporte, la demanda de combustibles sintéticos, derivados tanto de biocombustibles como de hidrógeno derivado eléctricamente, aumentaría drásticamente. Para satisfacer esta demanda de la forma más rentable posible, los combustibles sintéticos deben producirse principalmente en países donde la electricidad es más barata, como el Reino Unido, Irlanda o España. Esto significaría concentrar la producción de electricidad y la producción de combustibles sintéticos en regiones específicas, lo que significa que una gran parte de los países europeos tendrían que importar energía de otras partes del continente.
Las diferentes opciones tienen implicaciones muy diferentes para los países individuales. Por ejemplo, son concebibles opciones en las que una parte significativa de la capacidad de producción de hidrógeno esté ubicada en los Países Bajos; pero también hay escenarios posibles en los que los Países Bajos importen la mayor parte de su combustible, electricidad o ambos.
Capacidad de almacenamiento y uso de biocombustibles
Los resultados del modelo también muestran una amplia gama de opciones regionales y continentales en términos de dónde se pueden producir energías renovables y combustibles sintéticos de manera rentable.
En un escenario concebible, una limitación en la capacidad de almacenamiento de energía y un uso limitado de biocombustibles requeriría una gran expansión de la energía eólica y la producción de hidrógeno en el Reino Unido e Irlanda. Para distribuir la electricidad producida al resto de Europa, los enlaces de transmisión tendrían que ampliarse mucho.
La necesidad de capacidad de almacenamiento y el uso de biocombustibles también podría reducirse mediante un aumento de la energía solar en el sur de Europa, siempre que se complemente con energía eólica de otras partes del continente. Esto significaría que la producción de hidrógeno podría dividirse entre los centros del norte y del sur y que la expansión de la red podría distribuirse de manera más uniforme.
El modelo y la plataforma en línea permitirán a los investigadores y responsables de la toma de decisiones analizar con mayor claridad las condiciones previas para crear un sistema energético verde y autosuficiente para Europa, así como las diferentes opciones y compensaciones involucradas. Por ejemplo, ahora es más fácil evaluar tanto las ventajas como las desventajas de agrupar la producción de energía en solo unas pocas regiones, en comparación con una distribución regional más uniforme.