Ingenierıa del Agua, Vol. 17, No 3, Septiembre 2010

LA HIDROELECTRICIDAD EN EL MARCO DELAS ENERGIAS RENOVABLESClemente PrietoMedio Ambiente Hidraulico. IBERDROLAAvenida de San Adrian, 48. 48003 Bilbaoclemente.prieto@iberdrola.es

Resumen: En la generacion de energıa electrica, entre las distintas tecnologıas energeticas renovables pueden apreciarse

diversas caracterısticas diferenciales. La principal de ellas es la capacidad de regulacion, que va desde un mınimo

practicamente nulo en el caso de las energıas de origen eolico, solar y marino, hasta el maximo practicamente total

de la de origen hidraulico. Tambien tiene importancia el grado en que son predecibles, relacionado en cierta forma

con la capacidad de regulacion; estas dos caracterısticas configuran algo de tanta importancia practica como es la

gestionabilidad de los distintos tipos de energıas renovables.

En este artıculo se exponen algunos aspectos relativos a la energıa hidroelectrica, destacando su papel en el conjunto

de las energıas renovables en el Sistema Electrico Espanol, asıcomo su posible proyeccion a futuro, y citando algunas

acciones concretas de desarrollo del parque hidroelectrico, llevadas a cabo por Iberdrola en Espana.

INTRODUCCION

Se entiende por “energıa electrica de origenrenovable” aquella que procede de recursos queson continuamente renovados de forma natural.En la actualidad, las energıas renovables utili-zadas a nivel mundial son, sin entrar en mayordetalle, la hidroelectrica, la eolica, la solar, debiomasa, de residuos, marina y geotermica.Con los necesarios matices, puede afirmarse

que casi todas ellas han sido utilizadas por elser humano desde tiempo inmemorial, si bien suaprovechamiento mas o menos masivo y ordena-do se viene desarrollando desde hace poco masde 100 anos.

LA PRODUCCION DE ENERGIA ELECTRICAEN ESPANA Y SU IMPACTO AMBIENTAL

Respecto al total de energıa electrica, la deorigen hidroelectrico llego a suponer en Espana,en la primera mitad del siglo XX, porcentajesproximos al 100%, tanto en potencia instaladacomo en energıa producida. Posteriormente, conla progresiva implantacion de otras tecnologıas,como las termicas de carbon y fuel, la energıanuclear y, mas recientemente, los ciclos combi-nados y las nuevas energıas renovables, la apor-tacion anual de la hidroelectricidad oscila entreel 7 y el 20% del total producido, dependiendode la hidraulicidad de cada ano. Un importante

avance en el papel de la energıa hidroelectricatuvo lugar hacia los anos sesenta del siglo pa-sado, con la incorporacion de las centrales re-versibles, equipadas con turbinas-bomba situa-das entre un almacenamiento de agua superiory otro inferior, y con la capacidad de producir oconsumir energıa, segun las circunstancias.

En cuanto a su significacion relativa, con re-lacion a las energıas renovables, la energıa hi-droelectrica representa el 42% de la potenciainstalada (a 2008) y, en media, el 36% de laproduccion renovable anual. A nivel mundial, laenergıa hidroelectrica representa del orden del15% de la potencia renovable instalada. La po-tencia de bombeo instalada actualmente en Es-pana en centrales de bombeo puro es de 2.747MW y la energıa utilizada en bombeo, duranteel ano 2009, fue de 3.736 GWh.1

Un aspecto interesante es el basado en la es-timacion numerica del impacto ambiental de losdiversos tipos de energıa. Esta estimacion se ba-sa en una metodologıa de calculo, conocida co-mo “Analisis del Ciclo de Vida” (ACV). Se tra-ta de un metodo reconocido internacionalmente,regulado por la Norma ISO 14.040, mediante elcual se identifican los impactos ambientales deun producto o proceso a lo largo de todas susfases. En el caso de las tecnologıas de produc-cion de energıa, el producto a analizar medianteel ACV serıa el Kwh.

1Fuente: Red Electrica de Espana. “Informe del sistema electrico 2009”.

© Fundacion para el Fomento de la Ingenierıa del Agua ISSN: 1134–2196Presentado en la sesion monografica “Agua y Energıa” de las Jornadas de Ingenierıa del Agua, celebradas en Madrid en Octubre de 2009

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Esta labor fue llevada a cabo por el IDAE en1999,2 analizando 12 impactos ambientales di-ferentes: calentamiento global, capa de ozono,lluvia acida, contaminacion de aguas, metalespesados, sustancias cancerıgenas, nieblas de in-vierno, nieblas de verano, residuos industriales,radioactividad, residuos radioactivos y consumode recursos energeticos. Todo ello, referido a lasfases de obtencion, tratamiento y transporte delcombustible, y construccion y explotacion de lacentral.Analizando la aportacion de las distintas fases

de la vida de cada tecnologıa electrica a cada unode los 12 impactos considerados, se van asignan-do los denominados “ecopuntos”, de forma quecuanto menor sea el impacto en cuestion, menosseran los ecopuntos asignados.Los ecopuntos obtenidos en el estudio fueron

los siguientes:

Tecnologıa Ecopuntos

Lignito 1.735Petroleo 1.398Carbon 1.356Nuclear 672Fotovoltaica 461Gas 267Eolica 65Hidraulica 5

Tabla 1. Ecopuntos relativos a las diferentes tecno-logıas de produccion de energıa electrica(IDAE. Ibıd.)

En la relacion anterior faltan algunas energıarenovables, quiza debido a que en la epoca delestudio no eran tomadas en consideracion ennuestro esquema energetico. Es el caso de la ter-mosolar, geotermica, de biomasa, residuos, olea-je y mareomotriz, aun hoy dıa poco implantadasen nuestro paıs.

LA IMPORTANCIA DE LA ENERGIAHIDROELECTRICA EN EL MARCO DE LASENERGIAS RENOVABLES

Como ya se ha dicho, el peso relativo de lahidroelectricidad en Espana, respecto al conjun-to de medios de produccion de energıa electrica,ha ido decreciendo a lo largo del tiempo, en lamedida en que se han desarrollado nuevas tecno-logıas, mas o menos masivas (casos de la nuclear

y las termicas) o de interes medioambiental (ca-so de otras renovables).

No obstante, esta disminucion progresiva esexclusivamente cuantitativa, ya que desde elpunto de vista cualitativo la energıa de origenhidraulico ha ido incrementando su importancia,tanto en el aspecto medioambiental como en loseconomicos y tecnicos, en relacion con el cos-te, garantıa y estabilidad del Sistema ElectricoNacional.

En cuanto a los aspectos medioambientales,se ha visto anteriormente que la energıa hidro-electrica es, con mucha diferencia, la de menorimpacto ambiental a lo largo de su ciclo de vidatotal. Ademas, durante su fase productiva, cadakWh producido en una central hidroelectrica evi-ta, frente a una central convencional de carbon,la emision media a la atmosfera de 1 kg de CO2,7 g de SO2 y 3 g de NOx. En un ano de hi-draulicidad media, esto supone unas emisionesevitadas de 31.819 millones de kg de CO2, 223millones de kg de SO2 y 95 millones de kg deNO4

x.3

Desde el punto de vista de la dependenciaenergetica exterior, la energıa hidroelectrica per-mite reducir nuestras importaciones de petroleoen 220 g por cada kWh producido, lo cual repre-senta unos 7 millones de toneladas equivalentes(tep), en un ano de hidraulicidad media.4

Finalmente, desde el punto de vista tecnico, laenergıa hidroelectrica es la responsable del man-tenimiento de la frecuencia y la tension en la red,asıcomo del seguimiento de la curva de carga deforma instantanea, en caso de variaciones rapi-das, tanto de la demanda como de la produc-cion de energıa. En este sentido, es de especialinteres destacar el papel, hoy por hoy insustitui-ble en Espana, de la energıa hidroelectrica en elcaso concreto de variaciones rapidas de la pro-duccion.

Hasta la incorporacion masiva de las nuevasenergıas renovables, especialmente la eolica y lasolar, las unicas variaciones rapidas de la pro-duccion, con un caracter que podrıamos llamaraccidental, consistıan en el fallo subito de algu-na gran unidad de produccion, como puede serun grupo nuclear o termico. Es decir, se tratabasiempre de variaciones a la baja, que obligaban alarranque rapido de diversos grupos hidroelectri-cos.

A raız de la incorporacion al sistema de las

2IDAE. “Impactos Ambientales de la Produccion Electrica: Analisis de ciclo de vida de ocho tecnologıas de generacionelectrica”. Madrid, 1999.

3Fuente: UNESA. “La Electricidad en Espana. 313 preguntas y respuestas”. Madrid, 2003.4Fuente: UNESA. Ibıd.

La hidroelectricidad en el marco de las energıas renovables 215

citadas energıas renovables no garantizadas (so-lar, el 3,7% y eolica, el 19,1%, respectivamen-te, de la potencia total instalada a 31/12/09),5

ademas del posible cero de dichas energıas, de-bido a la falta de viento o de sol, han aparecidonuevas situaciones de desajuste de la produc-cion, consistentes en que esta supera a la de-manda.Esta circunstancia se dio, por ejemplo, el 2 de

Noviembre de 2008, dıa en el que la demandaelectrica era baja por tratarse de un domingocon temperaturas relativamente templadas. A lolargo de ese dıa la produccion de origen eoli-co fue aumentando progresivamente (hasta unos7.500 MWh; del orden de 3.200 MWh mas quelo previsto para esa hora -las 7:30-), a medidaque la demanda bajaba, lo que obligo al Ope-rador del Sistema a ir desconectando potenciatermica, hasta un total de 2.000 MW, a parar latotalidad del parque hidraulico, y acto seguidoactivar una potencia neta de bombeo de 2.432MW, para absorber el excedente que se seguıaproduciendo. Una situacion similar, de exceso deproduccion de energıa eolica, se ha dado masrecientemente, el 9 de Abril de 2009. En esteultimo caso, la hidraulica contribuyo de formamenos destacada a absorber el exceso de pro-duccion, ya que las circunstancias permitieronincrementar debidamente el saldo exportador deintercambios internacionales. Situaciones simila-res se han dado con cierta frecuencia en mesesposteriores.En conclusion, puede afirmarse que la energıa

hidroelectrica juega hoy en dıa un papel insusti-tuible en el Sistema Electrico Nacional de nues-tro Paıs, desde el punto de vista medioambien-tal, siendo la tecnologıa cuyo ciclo de vida tieneun menor impacto; desde el economico, redu-ciendo la importacion de combustibles; y desdeel tecnico, garantizando la cobertura de la de-manda en calidad y cantidad en toda circunstan-cia y corrigiendo las desviaciones, por exceso opor defecto, introducidas por otras tecnologıas,y en especial por las renovables no gestionables.Ademas, en la medida en que las energıas re-

novables no gestionables vayan incrementandose(cosa que con seguridad ocurrira, ya que es lalınea estrategica marcada a nivel internacional yasumida por Espana) ira siendo mas necesariodisponer de la suficiente potencia hidroelectri-ca, tanto de produccion como de bombeo, paracompensar con la necesaria rapidez y precisionlos deficits y excedentes de produccion que se

originaran cada vez con mayor frecuencia e in-tensidad.

PERSPECTIVAS DE FUTURO DE LASENERGIAS RENOVABLES

En el ambito europeo, el objetivo planteadopor la Union Europea es conseguir que el ano2020 el 20% de la energıa total (no solo laelectrica) consumida proceda de fuentes reno-vables, incluida la hidraulica, lo que forma par-te del coloquialmente conocido como “objetivo20/20/20”, en el que se incluye tambien la re-duccion de emisiones de gases de efecto inverna-dero en un 20% respecto a los niveles de 1990, yla mejora de la eficiencia energetica en un 20%.En Espana, por parte de la administracion se

ha sometido recientemente a observaciones elllamado “Borrador de Plan Nacional de EnergıasRenovables 2010-2020”, para cumplir posterior-mente con la obligacion de remitir el Plan a laComision Europea. En dicho documento, entreotras cosas, se fija el objetivo de lograr en 2020que el 22,7% de la energıa final consumida seade origen renovable, incluida la hidraulica, lo cualesta por encima del objetivo fijado por la UnionEuropea. En numeros redondos, esta contribu-cion de las energıas renovables al consumo finalsupone que entre un 40 y un 45% de la energıaelectrica debera ser de origen renovable, lo quea su vez implica incrementar la produccion re-novable en un 78,5% entre 2010 y 2020.6

De acuerdo con el borrador sometido a consul-ta, el incremento de produccion, por tecnologıa,en el periodo 2010-2020 serıa el siguiente:

Tecnologıa Incremento 2010-2020 (%)

Solar 292,4Eolica 100,0Hidroelectrica 1,9(*)Resto 133,3

(*): El bombeo no tiene la consideracion de “renova-ble”, por lo que en esta cifra esta excluida la produc-cion procedente del bombeo.

Tabla 2. Incremento de produccion de energıa deorigen renovable segun tecnologıa. Perıodo2010-2020 (Fuente: MITyC. Ibıd.)

Por su parte, UNESA ha estimado el potencialdesarrollo de las energıas renovables en Espana,7

cuantificando los lımites tecnicos teoricos de lasprincipales tecnologıas, algunos de cuyos datosse recogen en el cuadro siguiente, donde, comoreferencia, se incluye la produccion en 2008:8

5Fuente: Red Electrica de Espana. Ibıd.6Fuente: MITyC. “Plan de Accion Nacional de Energıas Renovables 2010-2020”.7Fuente: UNESA. “Potencial de las energıas renovables. Estimacion del potencial tecnico-economico de las energıas

renovables en Espana”. Madrid, Noviembre de 2008.8En 2008 habıa contabilizadas en Espana del orden de 50.000 instalaciones de produccion de energıa solar fotovol-

taica.

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Tecnologıa Lımite tecnico Produccion 2008(GWh/ano) (GWh)

Eolica terrestre 1.111.000 30.940Solar 21.413.000 2.459Hidraulica 89.200 25.658

Tabla 3. Potencial de desarrollo de la produccion de energıade origen renovable

Evidentemente, estas cifras resultan especta-culares, pero es preciso tener en cuenta que supuesta en practica pasarıa por su sometimientoa consideraciones de caracter social y economicoque las reducirıan drasticamente. Ası, por ejem-plo, la superficie ocupada para la implantacionde los aerogeneradores necesarios para alcanzarel lımite tecnico indicado supondrıa el 52,39%del total peninsular, y en el caso de la solar,la superficie equivaldrıa al 56,60%, cifras queresultan a todas luces inviables. Como cantida-des orientativas, sin ninguna pretension de rigor,podrıa hablarse, en el caso de las tecnologıassolar y eolica, de un 15 a un 25% de las cifrassenaladas. Es distinto el caso de la hidraulica, enel que la cifra de potencial obtenida solo serıalimitada por cuestiones de aceptacion publica,siendo por lo demas factible el lımite tecnicosenalado.En cualquier caso, la viabilidad economica

de esas proyecciones presenta una incertidum-bre muy elevada, en el complicado escenarioeconomico internacional de hoy en dıa. Las cifrasindicadas sirven para poner de manifiesto que,desde un punto de vista estrictamente tecnico,existe un gran potencial de incremento de lasenergıas renovables en Espana, incluida por su-puesto la hidraulica.

ACTUACIONES DE IBERDROLA, DEDESARROLLO DE LA ENERGIAHIDROELECTRICA

IBERDROLA tiene previsto incrementar deforma notable su parque hidroelectrico. A cortoplazo –hasta 2016— esta prevista la puesta enservicio del orden de 2.200 MW en turbinacion(con nuevos aprovechamientos en el Sil, Jucar yDuero portugues), y mas de 1.400 MW en bom-beo (en el Jucar y el Duero portugues), con unainversion total de unos 2.200 Me.De este ambicioso programa de inversiones, es

de destacar, dentro del territorio nacional, la am-pliacion del aprovechamiento reversible Cortes-La Muela, en el rıo Jucar, Figura 1.El aprovechamiento hidroelectrico de Cortes-

La Muela fue construido en los anos ochenta,en el rıo Jucar a su paso por Cortes de Pallas

(Valencia). Su ubicacion es excelente, ya que,por una parte, se situa en las proximidades dela central nuclear de Cofrentes (de la cual, conmınimas perdidas por transporte, puede aprove-char los excedentes nocturnos para bombear) ypor otra se encuentra cercano a un gran centrode consumo, Valencia, situada a unos 50 km enlınea recta.

El actual aprovechamiento de Cortes-La Mue-la esta compuesto por el salto de Cortes II yel bombeo de La Muela I. El salto de Cortes IIesta constituido por la presa de Cortes y unacentral de pie de presa dotada de dos gruposconvencionales, con una potencia total instaladade 240 MW. Aguas abajo se encuentra la presade El Naranjero, que permite deshacer la modu-lacion introducida por los turbinados de CortesII y restituir el Jucar a su regimen anterior a laentrada en el embalse de Cortes.

Por su parte, la central de La Muela I es unainstalacion, formada por un deposito superior ar-tificial, de 23 hm3 de capacidad, ademas del em-balse de Cortes, que actua como deposito infe-rior, y la central subterranea de La Muela I, dota-da de tres grupos turbina-bomba de 210 MW ca-da uno, capaces de consumir o producir energıa,lo que dota a la instalacion de una extraordinariaflexibilidad y capacidad de accion en diferentescircunstancias del Sistema Electrico.

Es de destacar que en su dıa, durante el disenode las actuales instalaciones, ya se tuvo en cuen-ta la futura ampliacion de potencia, de formaque se dimensiono el deposito superior para elloy se dejaron construidas las tomas/desagues adi-cionales en dicho deposito, asıcomo en el embal-se de Cortes. Asimismo, se dimensiono el parquede intemperie de forma que pudiera ser ampliadoen el futuro.

En el ano 2006, despues de 20 anos de explota-cion del complejo de Cortes-La Muela, a enterasatisfaccion, y a la vista de las perspectivas acorto y medio plazo, Iberdrola inicio la amplia-cion prevista en su dıa. La nueva central de LaMuela II constara de 4 grupos turbina-bomba,que aportaran una nueva potencia de 840 MWen turbinacion y 720 MW en bombeo, con unaproduccion anual prevista de unos 1.180 GWh.

La hidroelectricidad en el marco de las energıas renovables 217

Figura 1. Aprovechamiento reversible de Cortes-La Muela

Una vez finalizadas las obras y el montaje, sedispondra de una central reversible formada porsiete grupos, con una potencia total de 1.470MW en turbinacion y 1.260 MW en bombeo,cifras que la haran ser la mayor instalacion re-versible de Europa continental. Estos valores tanelevados, la disponibilidad de agua y la rapidezy flexibilidad de que dispondra esta nueva ins-talacion, son caracterısticas que contribuiran deforma muy notable a facilitar el cumplimientode los objetivos energeticos y medioambientalesa corto y medio plazo, siendo especialmente ap-tos para intervenir eficazmente en circunstanciasen las que las renovables no gestionables dan lu-

gar a deficits o excedentes de produccion en elsistema.

REFERENCIAS

Red Electrica de Espana (2010). Informe delSistema Electrico 2009. Madrid.

IDAE (1999). Impactos Ambientales de la Pro-duccion Electrica: Analisis de Ciclo deVida de ocho tecnologıas de generacionelectrica. Madrid.

UNESA (2003). La electricidad en Espana. 313preguntas y respuestas. Madrid.

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MITyC (2010). Plan de Accion Nacional deEnergıas Renovables 2010-2020. Madrid.

UNESA (2008). Potencial de las energıas reno-

vables. Estimacion del potencial tecnico-economico de las energıas renovables enEspana. Madrid.