Oferta vs Demanda Energética en España: Navegando por el Horizonte Energético

Abrimos nuestro Blog de este año con un tema de plena actualidad: el desequilibrio entre la demanda energética y su oferta asociada. Un aspecto que, además, tiene una gran incidencia sobre la población general.

Situación actual del funcionamiento del mercado

El 1 de enero de 1998, se creó el primer mercado mayorista de la electricidad en España, siendo este el escenario de las diversas transacciones económicas que engloban el mercado diario, intradiario, contratación bilateral, contratación a plazo, así como la gestión de servicios de ajuste del sistema y desviaciones. La operación del mercado diario e intradiario está a cargo del operador del Mercado Ibérico de Energía, Polo Español S.A. (OMEL). Asimismo, desde 2006, el mercado eléctrico español se ha integrado con el portugués, generando precios distintos en los mercados spot, diario e intradiario para los sistemas eléctricos español y portugués, aunque son iguales en ausencia de congestiones en las interconexiones debido a la aplicación del método del market splitting.

El mercado diario de producción, donde se llevan a cabo las transacciones de adquisición y venta de energía eléctrica con entrega física para el día siguiente mediante un proceso de casación de ofertas, es esencial en este contexto. Después de la sesión del mercado diario, el operador del sistema evalúa la viabilidad técnica del programa resultante de la casación y establece un programa que aún debe ajustarse según la demanda real en el momento correspondiente. Este sistema, de un nivel de rigor técnico muy elevado, ha sido fundamental en la operación eficiente y la evolución del mercado eléctrico español desde su establecimiento. Una de las características fundamentales del sector eléctrico radica en la imperativa necesidad de equilibrar la oferta y la demanda en todo momento, considerando la dificultad práctica de almacenar esta forma de energía. En consecuencia, es común observar incrementos en el costo de la electricidad durante periodos de demanda más elevada, ya que se activan tecnologías de generación más costosas. Por ello, es de particular relevancia comprender el funcionamiento del sistema de oferta y demanda en este contexto.

Dentro de este funcionamiento, la generación eléctrica en España ha evolucionado significativamente en las últimas décadas. Tradicionalmente dependiente de fuentes convencionales y contaminantes, como el gas y el carbón, el país ha experimentado un cambio notorio hacia fuentes renovables.

La diversificación de la matriz energética es un pilar clave para garantizar la sostenibilidad a largo plazo, además de un aspecto que se ha hecho necesario tras los acuerdos supranacionales derivados de la COP (dependiente de la ONU), la propia UE (y las políticas comunes que nos ayudan para marcar objetivos) y las diversas políticas que respaldan y promueven una mayor independencia energética y sostenibilidad.

La apuesta por las energías renovables ha sido un catalizador para el cambio. La creciente participación de la energía eólica y solar, entre otras, ha transformado la oferta energética, reduciendo la dependencia de los combustibles fósiles y allanando el camino hacia una economía más limpia, responsable con nuestro entorno, y resiliente. Esta dependencia energética es endémica de nuestro sector y la analizamos más en profundidad en esta entrada de nuestro Blog.

Además, acontecimientos recientes, como la guerra de Ucrania, han hecho tambalear una estabilidad energética que creíamos inamovible. Asimismo, el reciente conflicto surgido en Oriente Medio pone aún más de manifiesto la necesidad de nuestro sector energético de buscar una mayor independencia (al no disponer de combustibles derivados del petróleo), y la búsqueda de la diversificación en cuanto a socios y proveedores, que nos permitan garantizar la estabilización del sector.

Oferta, dar lo que se necesita

Flexibilización en las renovables

Las renovables son el futuro y es algo probado. Sin embargo, este cambio hacia las energías limpias no está exento de desafíos. La intermitencia de la generación eólica y solar presenta problemas de flexibilidad. La gestión eficiente de la oferta y la demanda requiere soluciones innovadoras, como el desarrollo de tecnologías de almacenamiento y la mejora de la red eléctrica. Este es uno de los factores más críticos para conseguir el éxito en nuestra apuesta hacia la sostenibilidad.

Gráfica 1. Mix energético español por tecnología en 2022. Fuente: REE

La flexibilidad de generación se convierte, entonces, en un factor clave. Tradicionalmente, las plantas de energía basadas en combustibles fósiles han proporcionado una respuesta rápida y ajustable para adaptarse a las fluctuaciones en la demanda. Sin embargo, con la creciente participación de las renovables, se requieren soluciones innovadoras para mantener la estabilidad del sistema eléctrico. ¿Posibles soluciones?

• Almacenamiento de Energía: Una solución destacada es el desarrollo y la implementación de tecnologías avanzadas de almacenamiento de energía. Desde baterías de iones de litio hasta sistemas de almacenamiento térmico, estas tecnologías permiten acumular el exceso de energía durante períodos de generación abundante y liberarla cuando la demanda es alta, proporcionando así una reserva flexible que compensa la variabilidad de las renovables.

Gráfica 2. Evolución del almacenamiento acumulado globalmente en GW. Fuente: EESA.

• Redes Eléctricas Inteligentes: La implementación de redes eléctricas inteligentes, o smart grids, es otra estrategia clave. Estas redes incorporan tecnologías de comunicación avanzadas y sistemas de gestión para optimizar la distribución de energía, anticipar cambios en la demanda y coordinar la generación de manera eficiente. La inteligencia artificial y el análisis de datos desempeñan un papel crucial en la toma de decisiones automatizada y la adaptación dinámica a las condiciones cambiantes.

• Flexibilidad de Demanda: Fomentar la flexibilidad en la demanda también es esencial. Programas de respuesta a la demanda, que incentivan a los consumidores a ajustar su consumo en función de la disponibilidad de energía, contribuyen a equilibrar la oferta y la demanda. La electrificación de sectores como el de la movilidad y la calefacción permite una mayor adaptabilidad, ya que la demanda puede ser gestionada de manera más dinámica.

• Generación Distribuida: La incorporación de generación distribuida, donde pequeñas instalaciones de energía renovable se integran en la red a nivel local, ofrece una solución descentralizada. Esto reduce las pérdidas en la transmisión y distribución, mejora la resiliencia del sistema y permite una gestión más eficiente de la variabilidad en la generación, adaptándose a cada situación y dando solución a la variabilidad de los mercados. Esta generación va más allá de las placas solares, ya que soluciones como las microturbinas hidráulicas, aerogeneradores de media potencia, o instalaciones de biogás proporcionan eficaces y rentables herramientas para lograr sustento energético, a veces de manera integral.

Todas las soluciones propuestas anteriormente se pueden combinar para lograr mejores resultados: integrar en una red inteligente instalaciones de generación distribuida y añadir sistemas de almacenamiento, es un ejemplo claro de solución futura ya aplicada en el presente. Nuestro edificio CIne es un ejemplo, y nuestra futura fábrica nEFO marcará las pautas de la industrialización adaptada a solucionar los problemas de oferta vs demanda.

Los vectores energéticos actuales y de futuro

Las formas específicas de energía que se utilizan para satisfacer las necesidades energéticas en diversas aplicaciones son los considerados “vectores”. Estos vectores representan las distintas formas en que la energía se almacena, transporta y utiliza en la sociedad. Estos desempeñan un papel crucial en la diversificación de la matriz energética, la eficiencia y la transición hacia un sistema energético más sostenible y respetuoso con el medio ambiente. La elección de un vector energético particular dependerá de la aplicación específica y de los objetivos de sostenibilidad. Cada vector energético tiene características únicas y se adapta a ciertos usos específicos, siendo el más claro la electricidad, pero habiendo otros como los combustibles gaseosos, los biocombustibles, el calor o el hidrógeno.

Tanto el biogás (combustible gaseoso) como los biocombustibles permiten programar el consumo al tener el combustible en forma de vector almacenable, además de desplazar o reemplazar los consumos actuales de fósiles. Estos se relacionan, en diversos usos, con el calor como propio vector, cuando se almacena y transporta para su uso en calefacción o procesos industriales. Los sistemas de calefacción central, los sistemas de energía solar térmica y otros métodos convencionales son ejemplos de vectores de calor.

El impulso hacia el hidrógeno verde, utilizando energía renovable y la técnica de la electrólisis para su posterior almacenamiento ofrece una solución versátil. El hidrógeno puede ser utilizado como combustible directo o convertido de nuevo a electricidad cuando sea necesario, aunque actualmente tengamos que superar problemas de eficiencia (económica y técnica) que favorecen otro tipo de fuentes no renovables. No obstante, este sigue constituyendo una oportunidad para ampliar las capacidades y mejorar la flexibilidad del sistema.  No debemos de olvidar el factor doble de la energía, ya que el factor de energía térmica es el que más representa complejidad por los combustibles asociados, y el hidrógeno tiene capacidad para solucionar ambos.

Electrificación de la economía

Sacando a colación la energía térmica, una de las soluciones para que oferta y demanda se estabilicen y den seguridad a futuro es la electrificación de los procesos productivos y de la economía en su conjunto. Esta electrificación es un concepto que describe el proceso de reemplazar el uso de energía basada en combustibles fósiles por electricidad en diversas áreas de la sociedad y la industria. Este cambio busca reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, mejorar la eficiencia energética y avanzar hacia un modelo más sostenible. La electrificación implica la transición de sistemas que dependen principalmente de combustibles fósiles a sistemas alimentados por electricidad generada, preferiblemente, a partir de fuentes renovables. Pero ¿qué podemos electrificar?

• Vehículos Eléctricos (VE): La adopción masiva de vehículos eléctricos es uno de los vectores más prominentes de la electrificación. Los automóviles eléctricos, junto con otras formas de transporte sostenible, reducen la dependencia de los combustibles fósiles y contribuyen a una movilidad más limpia.

• Calefacción y Refrigeración Eléctrica: La electrificación de sistemas de calefacción y refrigeración mediante bombas de calor, que aprovechan la energía del aire, agua o suelo, se está convirtiendo en una opción popular para reemplazar los sistemas tradicionales basados en combustibles fósiles.

• Procesos Industriales Eléctricos: La adopción de tecnologías eléctricas en procesos industriales, como la electrólisis para producción de hidrógeno o la aplicación de calentadores eléctricos en lugar de quemadores de gas, contribuye a reducir la intensidad de carbono en la industria.

• Maquinaria Agrícola Eléctrica: La electrificación de maquinaria agrícola, como tractores eléctricos, representa una transición hacia prácticas agrícolas más sostenibles y eficientes desde el punto de vista energético.

La electrificación de la economía es un componente esencial en la transición hacia sistemas energéticos más limpios y sostenibles. Estos vectores no solo reducen las emisiones de gases de efecto invernadero, sino que también contribuyen a la eficiencia y resiliencia de los sistemas energéticos a nivel global.

Demanda: pedir lo necesario

Demanda eléctrica actual

La demanda eléctrica es otro factor clave que moldea el paisaje energético. La evolución de los patrones de consumo, impulsada por la digitalización y la electrificación de diversos sectores, plantea desafíos para garantizar un suministro constante y confiable. Si analizamos de dónde venimos, durante gran parte del siglo XX y principios del XXI, la demanda eléctrica en España experimentó un crecimiento sostenido. Esto estuvo vinculado al desarrollo económico, el aumento de la población y la expansión de la industrialización. Esta situación cambia radicalmente a partir de la crisis económica global que comenzó en 2008. Durante este período, se observó una reducción temporal en la demanda eléctrica, ya que la actividad industrial disminuyó y hubo una contracción económica general. A medida que España se embarcó en esfuerzos para diversificar su matriz energética y aumentar la participación de fuentes renovables, como la energía eólica y solar, la estructura de la demanda eléctrica también experimentó cambios. La introducción de tecnologías digitales y avances en eficiencia energética también impactaron en la demanda eléctrica y la adopción de dispositivos más eficientes, además, la conciencia sobre el uso responsable de la energía contribuyó a moderar el crecimiento de la demanda.

La pandemia de COVID-19, tuvo un efecto significativo en la demanda eléctrica en todo el mundo, ya que las restricciones de movilidad y las interrupciones económicas influyeron en la demanda, con reducciones temporales en la actividad industrial y un cambio en los patrones de consumo. Es crucial tener en cuenta que la evolución de la demanda eléctrica está intrínsecamente vinculada a los cambios en la economía, la tecnología y las políticas energéticas. La transición hacia una mayor sostenibilidad y la digitalización son factores clave que seguirán influyendo en esta evolución en los años venideros, pero actualmente vamos hacia un descenso cada vez mayor de nuestra demanda.

A lo largo del año 2023, la demanda eléctrica ha sido de 229.526 GWh, un 2,5% menos que la registrada en 2022, según datos de REE.

Conclusiones y visión de conjunto

Este es principalmente el panorama de conflicto que necesitamos solucionar en la dicotomía entre oferta y demanda. Cada vez vamos a tener mayores y más eficientes sistemas de generación (más oferta) y un sistema que tiende a absorber menos consumo (demanda).

En el complejo entramado de oferta y demanda energética en España, la innovación y la colaboración se presentan como catalizadores esenciales para una transición exitosa. La visión trazada por el PNIEC, junto con el impulso hacia las renovables y la mejora de la flexibilidad de generación, nos encamina hacia un futuro energético más sostenible. Sin embargo, la ruta hacia la descarbonización total exige esfuerzos continuos y decisiones estratégicas audaces.

En este viaje, cada actor del sector desempeña un papel vital en la construcción de un futuro donde la oferta y la demanda energética convergen hacia la sostenibilidad.