Verdades a medias sobre el coste de las energías renovables

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1 Verdades a medias sobre el coste de las energías renovables Cómo se debe medir el coste de las energías renovables en el sistema eléctrico español Departamento de Estudios e Investigación de ecooo, junio de 2010 En el año 2009 el coste de la generación eléctrica a partir de energías renovables ascendió a millones de euros en concepto de primas y tarifas reguladas, las cuales, por norma, se cargan a la tarifa eléctrica que pagan los consumidores. Este dato ha sido utilizado últimamente, primero por las eléctricas convencionales y ahora por el mismo Gobierno, para acusar a las renovables de representar un alto coste para el sistema eléctrico en su conjunto. Se las ha acusado, incluso, de ser las principales causantes del actual déficit de tarifa. Sin embargo, lejos de representar sólo un coste para el consumidor y para el sistema, las energías renovables implican también un cierto nivel de ahorro en la tarifa eléctrica, derivado del efecto que tiene su presencia en el mix de electricidad. Algo que suelen obviar sus detractores. En el presente artículo, por tanto, se demuestra que las energías renovables no sólo llevan implícito un coste adicional para el consumidor, sino también un ahorro extraordinario. De esta manera, poniendo en la balanza los dos elementos, podremos ver el coste que representan verdaderamente estas energías para los usuarios de electricidad y podremos, por tanto, valorar de forma razonada la conveniencia de su implantación. Para ello, en una primera parte explicaremos la lógica por la que se produce ese ahorro, incluyendo un ejemplo práctico que ayudará a comprender el mecanismo. En la segunda parte estudiaremos un caso real, tomando como referencia la energía solar fotovoltaica, para demostrar que su inclusión en el mix eléctrico no sólo representa unos costes, sino también unos ahorros determinados. En futuros artículos analizaremos las cifras reales a gran escala, para ver qué parte de esos millones de euros de primas a las renovables en 2009 han supuesto un coste neto para los consumidores de electricidad. La lógica del ahorro Uno de los componentes más importantes de la tarifa eléctrica que paga cualquier consumidor es el precio al que se adquiere la energía en el mercado mayorista de la electricidad. Este mercado es en el que se casan la oferta de electricidad (realizada por parte de los generadores 1 ) y la demanda correspondiente (por parte de los suministradores que abastecerán a los consumidores finales) a un determinado precio y en una determinada 1 Nos referimos aquí a las distintas centrales de generación eléctrica, entre las que se encuentran las centrales de carbón, ciclo combinado de gas, nucleares, hidráulicas, así como las centrales del régimen especial, en las que se incluyen las centrales eléctricas de energías renovables: eólicas, solares, de biomasa, marinas, etc. 1

2 cantidad. Existen distintas variantes del mercado mayorista, pero aquella en la que se negocia y se casa la mayor parte de la electricidad es la del denominado mercado diario. El mercado diario se desarrolla el día anterior al día en que se va a consumir la electricidad, y su funcionamiento es el siguiente. Las distintas generadoras ofertan su electricidad a cada hora según la demanda existente y a un precio guiado por el coste de oportunidad, es decir, por el coste que implica ofrecer dicha electricidad a esa hora determinada y no después, cuando quizá la misma electricidad podría valer más. En este sentido, a medida van llegando las distintas ofertas, el operador del mercado las va ordenando por precio, en orden ascendente. El siguiente gráfico muestra este funcionamiento. Figura 1. Curva de oferta de venta de electricidad en el mercado diario Fuente: Como se puede ver, entre las formas de electricidad más baratas dentro de las ofertas de venta están, además de las renovables, la nuclear y la hidráulica, mientras que en el extremo de las más caras están las centrales de carbón, las hidráulicas regulables y las de fuelóleo. Una vez que las ofertas llegan a cubrir toda la demanda de electricidad, es decir, cuando se han casado las ofertas de venta y de compra, se toma el precio de la última oferta de venta casada como precio general de toda la producción. Esto es lo que da en llamarse un precio marginal. De hecho, el mercado diario de la electricidad es un mercado marginalista. Este proceso se repite 24 veces al día, una por cada hora. 2

3 Figura 2. Casación de electricidad y establecimiento del precio marginal Fuente: elaboración propia Cuando se abre el mercado diario para una hora determinada y aparecen las ofertas de venta de las generadoras, la electricidad proveniente de energías renovables entra con prioridad conferida por la normativa vigente (R.D. 661/2007, art. 17. e), es decir, este tipo de electricidad es obligatoriamente la primera en cubrir la demanda existente. Estas energías, en las que se incluye la energía solar fotovoltaica, deben ofertar (también en virtud del R.D. 661/2007) la electricidad que generan a un coste cero, ya que tienen garantizada una retribución en forma de prima o, en su caso, tarifa regulada. De esta forma, al entrar al llamado pool de electricidad de forma prioritaria, y además a un coste nulo, las energías renovables desplazan a las energías que se encuentran en el último lugar de la oferta, aquellas que justamente son las más caras.. Gracias a ello se evita que el precio de cada kwh generado sea el que marcan estas energías caras y, por tanto, el precio marginal lo termina estableciendo una fuente de energía eléctrica más barata. Figura 3. Comparación de una casación en la que se incluyen ofertas de venta de energías renovables y una en la que se excluyen Fuente: elaboración propia 3

4 De esta forma, el precio al que se adquiere la electricidad en el mercado mayorista será siempre menor en un pool donde se incluyan energías renovables que en uno donde se las excluya. Y ese precio menor terminará redundando en la tarifa eléctrica que paga el consumidor final. Este es, en definitiva, el mecanismo por el que las renovables pueden generar un ahorro en el sistema eléctrico. Veamos ahora un hipotético caso muy esquemático para terminar de comprender mejor lo que hasta aquí hemos visto. Las magnitudes utilizadas no se corresponden exactamente con la realidad; de hecho, las cantidades y precios manejados han sido exagerados con el afán de que la explicación sea más clara. Consideremos la siguiente tabla. Tabla 1 Pool de electricidad para el día X a la hora MWh requeridos Energías que entran en el pool Cantidad de energía ofertada MWh Precio al que ofertan (c /kwh) Eólica Fotovoltaica Hidráulica fluyente Nuclear Ciclo Combinado Carbón Hidráulica regulables Fuel Fuente: elaboración propia Este es el pool de electricidad para un día determinado, a una determinada hora, en este caso la hora 10 (de las 9 a las 10 de la mañana). Para este ejercicio, como vemos, se demandan MWh de electricidad o, lo que es lo mismo, kwh. El pool está conformado en primer lugar por las energías renovables, dado su carácter prioritario; le siguen la hidráulica fluyente y la nuclear, también ofertadas a un precio cero puesto que tienen que colocar en el mercado todo lo que van produciendo en tiempo real, y luego llegan las ofertas del ciclo combinado, que oferta a 0,02 euros el kwh producido, y el carbón, que oferta a 0,03 euros. Estas fuentes de electricidad ya son suficientes para cubrir la demanda de kwh, por lo que quedan fuera de la casación las hidráulicas regulables, que ofertaban a un precio de 0,04 euros el kwh, y las centrales de fuelóleo, que en este caso ofertaban a 0,05 euros. De esta forma, el precio al que se compra toda la electricidad demandada es el de 0,03 euros por kwh, correspondiente al de la última oferta de electricidad que entró en la casación: la oferta del carbón. Así las cosas, el coste de producir estos kwh a partir de este pool de generación se calcula de la siguiente manera. Los kwh producidos por la éolica se multiplican por su prima correspondiente, la cual, para simplificarlo en esta explicación, la redondearemos en 0,08 euros. Por su parte, los kwh generados por la fotovoltaica se multiplican por los 4

5 0,46 euros que recibe de prima según el R.D Y por último, los kwh restantes se multiplican por el precio marginal del mercado que, como acabamos de ver, es de 0,03 euros. El cálculo final es el siguiente: ( * 0,08 euros) + ( * 0,46 euros) + ( kwh * 0,03 euros) = = euros Bien, ya sabemos entonces que el coste de producir esa cantidad de electricidad con estos tipos de energía es igual a euros, de los cuales euros corresponden al coste de las renovables y corresponden a la generación convencional. Seguidamente, debemos comparar esta cifra con el coste que se habría producido de no incluirse en ese pool a las energías renovables. En el caso de no contar con las renovables, para lograr cubrir la demanda habría hecho falta incluir en la casación la electricidad procedente de las centrales hidráulicas regulables y hasta la que procede de las centrales de fuelóleo. De esta forma, el precio marginal al que se habría vendido toda la electricidad, es decir, los kwh producidos, hubiera sido de 0,05 euros, el precio marginal que marca precisamente el fuelóleo, la última oferta casada. Aplicando este precio a dicha producción, tendríamos un coste total de euros: * 0,05 euros = euros La lectura que debemos hacer de este cálculo es la siguiente: El coste de haber introducido energías renovables en el pool del mercado diario de electricidad es de euros. Resultado de la suma del coste de la eólica ( * 0,08) más el coste de la fotovoltaica ( * 0,46). En un pool con renovables, el coste de la generación eléctrica convencional o de régimen ordinario (no renovable) es de euros. Resultado de multiplicar la generación convencional por el precio marginal marcado por el carbón ( * 0,03). En un pool sin renovables, la generación eléctrica convencional (que en este caso sería toda la generación eléctrica del pool, ya que no hay renovables) tendría un coste de euros. Resultado de multiplicar dicha generación por el precio marginal marcado por el fuelóleo. En resumidas cuentas, la inclusión de energías renovables en el pool del mercado diario de electricidad representa un coste adicional en concepto de primas y tarifas reguladas ( euros), pero al mismo tiempo implica un coste menor para toda la electricidad de generación convencional ( euros, frente a euros). Este es el tipo de precisiones que se deben tener en cuenta cuando se argumenta sobre el coste de las renovables. Las renovables generan un coste adicional, es cierto, pero al mismo tiempo crean márgenes de ahorro. Y aunque estos ahorros no lleguen a cubrir los costes 2 Desde enero de 2009, las nuevas instalaciones fotovoltaicas integradas en la red reciben una prima distinta, conforme al R.D. 1578/2008, el cual dispuso una rebaja de la misma, distinguiendo, a su vez, entre distintos tipos de instalación fotovoltaica. 5

6 adicionales en los que se incurre, sí es necesario tenerlos en cuenta porque sólo así podremos determinar el verdadero calado económico de las renovables en el sistema eléctrico. Veamos a continuación un caso real referido a la energía solar fotovoltaica. El verdadero coste de la fotovoltaica A continuación vamos a tomar como ejemplo la composición del pool eléctrico en un día y a una hora reales, en este caso, el día 3 de agosto de 2009 en la hora doce, la que va de las 11 a las 12 del mediodía. Hemos tomado este día como ejemplo, ya que es un día de alta producción solar fotovoltaica (en un mes de verano) y eso nos permitirá distinguir mejor la incidencia de esta tecnología en el coste de la electricidad. Figura 4 Precio marginal Fuente: OMEL. Este gráfico extraído de la página web del Operador del Mercado Eléctrico (OMEL) 3 muestra las curvas de oferta de venta de electricidad por parte de los generadores (en colores verde oscuro y verde claro) y de compra de la misma por parte de los consumidores (en colores rojo oscuro y rojo claro). De la casación entre oferta y demanda, como explicamos previamente, se obtiene el precio marginal al que se paga toda la electricidad no primada, es decir, la electricidad de generación convencional o de régimen ordinario. En colores oscuros se destacan las ofertas de compra y de venta de electricidad originales. En colores claros se indican cuáles han sido las ofertas que finalmente el mercado ha aceptado; las ofertas que han sido finalmente casadas. 3 6

7 Como se puede observar, las ofertas de venta originales no coinciden con las que finalmente se casan. Esto es así porque muchas de esas ofertas originales son descartadas por el operador del mercado en virtud del funcionamiento específico del propio mercado mayorista 4. Según esta gráfica, y corroborando con la base de datos de OMEL, la tarifa marginal de este día 3 de agosto de 2009 en la hora 12, fue de 0,03955 euros (algo menos de 4 céntimos de euro por kwh). La pregunta es entonces: qué precio marginal habría quedado si no se hubiera incluido en el pool de electricidad a la generación fotovoltaica? Para responder a esta pregunta, lo primero que hay que saber es cuánta energía solar fotovoltaica se incluyó en dicho pool eléctrico ese día, a esa hora. Lamentablemente, OMEL no brinda los datos desglosados por tipo de tecnología utilizada, lo cual no sólo sería conveniente para el desarrollo del presente artículo sino también para la claridad y transparencia del propio mercado. De manera que tenemos que remitirnos a la información de Red Eléctrica de España (REE) y del Instituto Nacional de Estadística (INE) para tratar de calcular el nivel de electricidad fotovoltaica generado en el momento concreto que estamos estudiando. Según estas fuentes la generación fotovoltaica diaria en el mes de agosto de 2009 fue de MWh 5. Pero, de la electricidad fotovoltaica que se produce al día en el mes de agosto, cuántos MWh corresponden a la hora que aquí estudiamos? Pues a las 12 del mediodía, cuando la fuerza de los rayos del sol (irradiancia) es máxima, se produce un 13,13%, como media, de toda la electricidad fotovoltaica generada a lo largo del día 6. Esto quiere decir que en la hora 12 del día 3 de agosto de 2009 la fotovoltaica generó de media MWh de electricidad 7. Durante esa hora, por tanto, la fotovoltaica ha evitado el uso de MWh de electricidad de origen convencional, la cual habría marcado un precio marginal más alto que los 0,03955 euros que se marcaron ese día. El siguiente gráfico muestra, una vez más, la lógica de este ahorro económico. 4 Para más información sobre el funcionamiento del mercado, consultar la página web de OMEL. 5 El cálculo que se ha realizado para llegar a esta cifra es el siguiente. El INE (www.ine.es, en su sección industria ) nos dice que en agosto del 2009 la electricidad generada por la eólica y la solar juntas fue de toneladas equivalentes de petróleo (tep). Por su parte, REE en su balance para el mismo mes de agosto de 2009, indica que la producción eólica ha sido de MWh, equivalentes a tep (1 tep = kwh). De esto se deduce que la generación fotovoltaica en dicho mes alcanzó los tep ( = ), que equivalen, a su vez, a MWh. Esto implica una generación fotovoltaica diaria de MWh, siempre en el mes de agosto Resultado de aplicar el 13,13% a los de electricidad fotovoltaica que se produjeron por día en dicho mes. 7

8 Figura 5 Precio marginal evitado Generación eléctrica FV Ofertas evitadas Fuente: OMEL Como se puede apreciar en el gráfico, si la línea que marca la oferta de venta finalmente casada (línea verde claro) hubiera seguido su recorrido hasta alcanzar el suministro eléctrico que ocupa la fotovoltaica (3.633 MWh), el precio marginal habría subido. Aquí no podemos determinar a ciencia cierta cuál habría sido ese precio marginal de no haberse incluido a la energía fotovoltaica en el pool. Esto es así porque no se puede saber cuáles de todas las ofertas de venta que se hicieron originalmente habrían sido casadas finalmente por el operador del mercado. Sin embargo, en términos aproximativos y a efectos de cálculo, podemos ubicar ese precio marginal en ausencia de energía fotovoltaica en los 0,059 euros 8. Conociendo ya los distintos precios marginales que resultarían de incluir o no a la generación eléctrica fotovoltaica en el pool del mercado diario, podemos proceder a comparar los costes generales en uno y otro caso. La energía que fue casada en el mercado diario para la hora 12 del día 3 de agosto de 2009 fue de MWh. La distribución de esta generación eléctrica por tipo de central, extraída de los datos de REE 9, y el coste de cada una fue la que se muestra en la siguiente tabla: 8 Este resultado se obtuvo de la siguiente manera. Accediendo a las bases de datos de OMEL, se puede constatar que para ese día a esa hora determinada, la relación entre ofertas de venta originales y ofertas de venta finalmente casadas, sin tener en cuenta la generación en régimen especial, fue de 1,48. Es decir, que para casar una unidad de energía, hicieron falta de media 1,48 unidades de energía ofertada. De esta forma, para conseguir suplir los MWh generados por la fovotoltaica, se habría tenido que ofertar, de media, unos MWh de electricidad convencional, adicional a la electricidad ya casada. Esta cantidad de energía requerida, según las bases de datos de OMEL, habría hecho que el nuevo precio marginal se ubicase en los 0,0598 euros. 9 Según REE (https://demanda.ree.es/generacion_acumulada.html), el reparto entre las distintas fuentes energéticas de esa generación en esa hora determinada fue la siguiente: el 9,9% de la electricidad producida correspondió a la hidráulica, el 21,3% a la nuclear, un 1,5% a la eólica y un 17% al resto del régimen especial. Estas 8

9 Tecnología Tabla 2 Generación eléctrica Hora 12 Generación (MWh) Precio (c /kwh) Coste global (euros) Eólica 457,17 0,0771 (1) ,81 Fotovoltaica 3.633,00 0,461 (1) ,00 Biomasa, residuos y otros 1.617,00 0,061 (1) ,00 Hidráulica 3.017,38 0, ,38 Nuclear 6.491,94 0, ,23 Resto de convencionales ,11 0, ,45 TOTAL , ,86 Fuente: elaboración propia a partir de datos del INE, REE, OMEL y CNE. (1) Retribución regulada. Como se aprecia en la tabla, el coste asociado a la generación eléctrica de origen fotovoltaico fue de euros; mientras tanto, el coste de generación de la electricidad convencional en su conjunto (hidráulica + nuclear + resto de convencionales) fue de ,06 euros. La siguiente tabla, en cambio, nos muestra el caso del pool sin la generación fotovoltaica. Tecnología Tabla 3 Generación eléctrica Hora 12 Generación (MWh) Precio (c /kwh) Coste global (euros) Eólica 457,17 0, ,81 Fotovoltaica (1) Biomasa, residuos y otros 1.617,00 0, ,00 Hidráulica 3.017,38 0, ,32 Nuclear 6.491,94 0, ,01 Resto de convencionales ,11 0, ,58 TOTAL , ,72 Fuente: elaboración propia a partir de datos del INE, REE, OMEL y CNE. (1) Estos MWh se incorporan al Resto de convencionales a precio de mercado. Evidentemente, el coste de la generación fotovoltaica desaparece y con ella desaparece la parte más importante de la generación que veíamos en la tabla anterior. Pero al mismo tiempo el coste de la generación eléctrica convencional cambia. Concretamente, pasa de ,06 euros en el caso anterior, a ,91 euros en este último caso. Es decir, al sacar del pool a la electricidad fotovoltaica el coste de la generación eléctrica en régimen ordinario ha aumentado en ,86 euros. Llegados a este punto, podemos valorar el verdadero coste que representó la fotovoltaica el día 3 de agosto de 2009 en la hora 12. Este coste es el que resulta de restar a los euros asociados a la generación fotovoltaica, los ,86 euros que la misma presencia de la fotovoltaica ha supuesto de ahorro en la generación convencional. son las energías que entran en primer lugar en el pool eléctrico a un coste cero. En total, se trata de un 49,7% de los MWh de la producción de ese día a esa hora. En cuanto a la biomasa y los residuos, el resultado surge de descontar a la producción total en régimen especial, la cual fue de 5.638,43 MWh, la generación eólica y fotovoltaica. Ese resultado es finalmente de MWh. 9

10 De esta forma, concluimos que el verdadero coste de la fotovoltaica en este día a esta hora determinada, una vez aplicados los ahorros que se deducen de su presencia en el pool, fue de ,14 euros 10. Esto implica reducir en un 43% el coste directo que se le había asignado en un principio (los euros). En definitiva, no podemos decir que la electricidad de origen fotovoltaico ha generado ahorros en términos globales, pero sí hemos demostrado que sus costes reales son menores a los costes directamente asociados a su generación. En este sentido, así como euros de coste de generación fotovoltaica se han reducido a ,14 euros, los millones de euros que recibieron de prima las energías renovables en todo el año 2009 se pueden reducir por la misma razón. Esto es algo que trataremos de analizar con mayor detalle en un próximo artículo. Conclusiones La introducción de energías renovables en el pool eléctrico del mercado diario genera ahorros en términos económicos, en la medida en que reduce el precio marginal al que se pagan los kwh del régimen ordinario. Este ahorro debe ser tenido en cuenta cuando se calcula el coste de las renovables para el sistema eléctrico. En este sentido, a los costes directamente asociados a la electricidad renovable en concepto de primas se les debe restar lo correspondiente a los ahorros que este tipo de energías induce en el régimen ordinario. En el caso de la fotovoltaica, este cálculo hizo que el coste asociado a su producción en un día y a una hora determinados pasase de euros a euros. De esta forma, su presencia en el pool de electricidad sigue representando un sobrecoste respecto a un escenario en el que no existiera generación fotovoltaica. Sin embargo, ese sobrecoste es un 43% menos abultado del que se preveía en un primer momento. Es posible que en el cómputo general anual para el conjunto de las energías renovables, este resultado sea aún más reducido, existiendo, incluso, ahorros en términos absolutos. Pero esto es algo que escapa a los límites del presente artículo y se analizarán próximamente. Por último, en relación a la energía solar fotovoltaica, los costes aquí planteados se han hecho en base a una prima de 0,46 euros por kwh generado. Debemos considerar, por tanto, que, a medida vayan bajando estas primas (hoy están por debajo de los 0,34 euros) hasta su desaparición total, los ahorros económicos irán teniendo cada vez un mayor peso sobre el coste que representen, hasta que llegue el momento en que serán superiores a estos. En ese momento, la energía solar fotovoltaica, como el resto de energías renovables, no sólo será viable sino además rentable y, por tanto, necesaria en términos económicos ,86 = ,14. 10

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