Boletín de Información Semanal
Plantas de tecnología ISCC: ¿es el momento oportuno?
14 de febrero 2010
11 de febrero del 2010
Tres plantas de tecnología ISCC (integrated solar combined cycle) están siendo construidas en el norte de África. ¿Podría este tipo de tecnología extenderse a otros lugares?
Por Toby Price en Barcelona
La tecnología ISCC surgió al final de los años 90 como una forma de reducir las emisiones provenientes de plantas convencionales mediante el uso de energías renovables, o según se mire, como forma de reducir el alto coste de generación eléctrica por vía solar mediante el uso de electricidad generada por vías convencionales (gas o carbón).
Una planta ISCC consta de una instalación de ciclo combinado convencional (CC), con una turbina de gas o carbón, un recuperador de calor y una turbina de vapor conectada a un campo solar. El vapor generado en el campo solar es incorporado al ciclo de agua-vapor de la planta CC incrementando de esta forma la capacidad de la turbina de vapor.
Tanto la tecnología CSP a alta temperatura como a media temperatura son compatibles con los sistemas ISCC. Aunque debido a la mayor experiencia de operación de las plantas cilindro-parabólicas, todas las instalaciones ISCC bajo construcción usan este tipo de tecnología.
Mientras que Juan Ignacio de la Fuente, Director de Proyectos ISCC de Iberdrola Ingeniería y Construcción, advierte que todavía no está claro que tecnología CSP constituirá la mejor opción, Santiago García, Director Técnico de Renovetec (compañía de ingeniería que está formando a la plantilla que operará la futura planta ISCC de Abener en Marruecos) opina que: “Los indicios apuntan a que la mejor opción será una planta solar de Torre por sales fundidas”.
“Una tecnología a alta temperatura, como la que consta de un recibidor central, require menor grado de integración ofreciendo al mismo tiempo una efeciencia ligeramente más alta,” explica David Ugolini, Ingeniero Jefe para Bechtel Power Corporation.
Cualquiera que sea la tecnología CSP empleada, sus partidarios creen que las plantas ISCC combinan los beneficios tanto de la energía solar como de las plantas convencionales de generación de energía por combustibles fósiles. Lo que convierte a la tecnología ISCC en una opción viable.
“ISCC representa una buena solución para la reducción de las emisiones de dióxido de carbono y del consumo de combustible fósil necesario para la operación de la planta,” afirma Frieder Graeter del departamento de procesos de Flagsol.
Ugolini también destaca que esta tecnología proporciona una fuente de energía más fiable que las plantas CSP habituales. “En caso de que la fuente de energía solar no esté disponible, el ciclo combinado todavía puede producir energía."
Generalmente, sin embargo, la instalación CC de este tipo de plantas posee una potencia de unas 7 a 20 veces superior a la de la instalación solar del sistema.
“Más del 90% de la energía es producida por el sistema CC de la planta, mientras que menos del 10% es generado por el campo solar,” explica García.
Valorando todo lo anterior, ¿pueden considerarse los sistemas ISSC como una tecnología a tener en cuenta?. García cree que sí, particularmente en ubicaciones con disponibilidad de gas y abundante radiación solar.
Mayor eficiencia, menor coste
De la Fuente desvela que las plantas ISSC pueden alcanzar eficiencias del orden del 67%, un valor 10 puntos más alto que el de una planta convencional CC.
Ugolini añade que los costes adicionales son menores si se los compara con los de las plantas CSP convencionales. Dado que el equipamiento no solar necesario viene incluido en los sistemas de ciclo combinado, los únicos costes adicionales son los relativos al campo solar y el sistema de generación de vapor asociado.
Según estimaciones de SunLab, las plantas ISCC pueden recortar costes por valor de US$1.5 por vatio, y de esta forma reducir el coste de energía solar por debajo de US$8 céntimos por kWh.
Por lo tanto, la posibilidad de modernizar las plantas de generación de energía convencionales mediante el uso de campos solares es una opción muy atractiva; aunque un poco más difícil de llevar a cabo con plantas que utilizan gas como combustible en lugar de carbón.
Hay que tener en cuenta, sin embargo, que para que este tipo de tecnología pueda ser aplicada, la planta debe estar situada en una zona con grandes recursos en radiación solar y con un terreno apropiado para la instalación de paneles solares.
Además, advierte Ugolini, es más dificil incorporar esta tecnología en una planta CC ya en operación puesto que se podrían plantear problemas a la hora de integrar la instalación solar al sistema, lo que puede hacer que la eficiencia de la planta fuese menor de la que se obtendría en una planta ISCC de nueva construccción.
A pesar de las ventajas en cuanto a la viabilidad económica de las plantas ISCC, también hay que tener en cuenta ciertos problemas asociados a este tipo de tecnología.
Un sistema de ciclo combinado utiliza calor generado por vía solar para producir vapor y calor procedente de una turbina de gas para calentar/supercalentar el vapor, lo que puede casi doblar la capacidad de la turbina. Sin embargo, cuando no existe energía solar disponible, la turbina debe funcionar a mitad de rendimiento, reduciéndose así la eficiencia.
Graeter añade que una vez comience la explotación comercial de las plantas ISCC se adquirirá experiencia de operación que permitirá optimizar el ciclo de vapor en el futuro.
García destaca que las plantas ISCC están diseñadas para funcionar a mitad de rendimiento; “para ser eficiente tendrá que funcionar al 50% de su capacidad nominal, y bajo estas condiciones la eficiencia está garantizada”.
“La pérdida de eficiencia cuando la aportación solar no está disponible es mínima,” añade Ugolini.
Como mucho una solución a medio plazo
A pesar de lo anterior algunos no ven a las plantas ISCC como una solución viable a largo plazo, dentro del contexto de la batalla en contra del cambio climático. “Estas plantas siguen produciendo dióxido de carbono y requiriendo combustibles fósiles para su funcionamiento,” advierte Graeter.
“Cuando le preguntamos a una empresa productora de energía si les interesaría construir una planta IGCC, consideraron nuestra propuesta como miope,” dice Terry Murphy, presidente y fundador de SolarReserve.
Murphy preferiría una completa transformación de las plantas convencionales que pasarían de usar combustibles fósiles, a ser alimentadas con energía solar producida por plantas de Torre por sales fundidas. “Reemplazaríamos los sistemas de alimentación de carbón y las calderas por alimentación solar. Todo lo demás permanecería igual; con la excepción de que no se emitiría dióxido de carbono y se eliminarían los costes de combustible.”
El futuro del concepto ISCC está todavía en debate y podría incluso estar debilitándose en países como USA y España en los que los sistemas de almacenamiento de calor se están imponiendo, favoreciendo de esta forma la eficiencia de las plantas CSP.
“Las empresas energéticas están optando por plantas CSP convencionales,” enfatiza Murphy. “Dudo que la opción ISCC verde sea viable desde el punto de vista económico”.
No obstante, tres plantas ISCC están siendo construidas en estos momentos en Egipto, Argelia y Marruecos y otros proyectos están en estudio en Méjico, India e Irán.
“Las plantas ISCC seguirán siendo una opción viable y atractiva en muchos países,” según cree Georg Brakmann, Director de Fichtner Solar. En particular en los países del entorno MENA, los cuales cuentan con grandes recursos en gas natural, experiencia en la explotación de plantas CC y acceso a una gran cantidad de energía solar.
Brakmann cree que habrá tecnologías CSP que no podrán funcionar de forma viable a medio plazo con almacenamiento térmico de energía, como por ejemplo tecnologías de generación directa de vapor (supercalentado). Por lo que, Brakmann sugiere: "nuevos tipos de plantas ISCC podrían ser una opción atractiva para la generación de energía de forma eficiente mediante ayuda solar.”
La primera planta ISCC estará operativa en Kuraymat, Egipto, en otoño del 2010.
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