Impulso a la normalización de energías renovables

El consumo energético, en especial de energía eléctrica, está experimentando un fuerte crecimiento en las últimas décadas, llegando a duplicarse en los países en desarrollo. En las áreas más avanzadas, el aumento de la demanda eléctrica es mucho más moderado, pero el cambio de modelo – a las grandes centrales eléctricas convencionales conectadas a un número reducido de puntos de conexión de red se ha sumado un número mayor de plantas eléctricas medianas y pequeñas – ha resultado en una necesidad de modernización del diseño e infraestructuras de la red eléctrica. Sin embargo, existe un denominador común entre la mayoría de los países: la concienciación sobre la importancia de la cooperación internacional en materia de transición energética.

La Unión Europea tiene entre sus principales metas una reducción del 40 % de las emisiones de dióxido de carbono (CO2) en 2030, para llegar en 2050 a la denominada “neutralidad climática”. Estos objetivos solo se pueden conseguir a través de un proceso de electrificación de la economía, es decir, la sustitución progresiva de combustibles fósiles por energía eléctrica en todos los sectores: industria, transporte y edificación. Evidentemente, esto repercutirá en la demanda de electricidad. Las fuentes convencionales nos devuelven el problema de las emisiones contaminantes, de manera que las renovables se perfilan como la solución más eficiente y rentable para la culminación de este ambicioso plan.

Existe una idea generalizada de que la producción de energía eléctrica de origen renovable es reciente. Pero no es así en todos los casos, por ejemplo, el efecto fotovoltaico fue reconocido por primera vez en 1839, y las primeras celdas fotovoltaicas se utilizaron a mediados del siglo XX en satélites geoestacionarios. En la década de los 70, se empezó a consolidar la producción industrial de módulos fotovoltaicos, a la vez que se continuaba la investigación en aras de la mejora de la eficiencia energética y reducción de costes de fabricación. Otro ejemplo es la energía eólica: el primer aerogenerador fue fabricado a finales del siglo XIX en Estados Unidos, y en Dinamarca, la eólica tuvo un gran desarrollo a principios del siglo XX, contribuyendo a la construcción de un modelo descentralizado de electrificación del país. Ciertamente, los bajos precios del petróleo al finalizar la Segunda Guerra Mundial ralentizaron el desarrollo de las renovables, que volvieron a resurgir tras la crisis del petróleo de 1973. En la actualidad, casi 50 años después, contamos con objetivos a medio y largo plazo que garantizan la apuesta firme por las energías renovables.

Además, dentro de los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas, varios guardan relación con estas energías, y uno de ellos está explícitamente vinculado: el ODS 7 Energía sostenible y no contaminante. De las metas asociadas a este ODS, podemos resaltar:

• Meta 7.2 “De aquí a 2030, aumentar considerablemente la proporción de energía renovable en el conjunto de fuentes energéticas”
• Meta 7.a “De aquí a 2030, aumentar la cooperación internacional para facilitar el acceso a la investigación y la tecnología relativas a la energía limpia, incluidas las fuentes renovables, la eficiencia energética y las tecnologías avanzadas y menos contaminantes de combustibles fósiles, y promover la inversión en infraestructura energética y tecnologías limpias”.

Estamos en el mejor momento para aprovechar este impulso global, que permitirá la mayor contribución de la eólica y la fotovoltaica al mix de generación; así como el despegue definitivo y consolidación de otras formas de producción eléctrica renovable, como la pila de combustible, las energías marinas y la energía termosolar.

Actualmente, tiene 68 en su programa de trabajo (la media de un TC no supera los diez). Esta extraordinaria actividad responde a la demanda de estándares que se adapten a las nuevas tendencias de la tecnología fotovoltaica, tanto de fabricación como de instalación, mantenimiento y conexión a red.

Pocos años después, se constituyó el IEC/TC 88 Wind energy generation systems, estructurado en grupos de trabajo que abarcan las distintas áreas de este tipo de generación: diseño del aerogenerador, evaluación de emplazamientos, disponibilidad, cimentación, iluminación, protección contra el rayo, comunicaciones para la monitorización y control, medida de la curva de potencia, extensión del ciclo de vida, etc. Igual que el IEC/TC 82 mantiene enlaces con otros comités, como el ISO/TC 60 Gears, ya que las multiplicadoras son una pieza mecánica muy relevante del aerogenerador.

Por su parte, el IEC/TC 105 Fuel cell technologies lleva casi 20 años desarrollando estándares para pilas de combustible. En este caso, son muy importantes sus relaciones con varios comités tanto de ISO (TC 22 Road vehicles, TC 110 Industrial trucks, TC 197 Hydrogen technologies) como de IEC (TC 9 Electrical equipment and systems for railways, TC 21 Secondary cells and batteries, TC 120 Electrical Energy Storage (EES) Systems), entre otros, dados sus diversos tipos y múltiples aplicaciones.

En 2007, se estableció el IEC/TC 114 Marine energy – Wave, tidal and other water current converters, que está aprovechando los resultados de las distintas instalaciones experimentales para la normalización de las diferentes soluciones tecnológicas, que permita la construcción de instalaciones comerciales competitivas en términos económicos. También, se está promoviendo la armonización y coordinación entre laboratorios de ensayo de energías marinas para constituir una red de centros de excelencia en este ámbito.

Por último, el IEC/TC 117 Solar thermal electric plants es el más reciente de los comités y se constituyó por iniciativa española. España desempeña la secretaría de este comité, demostrando así su liderazgo y experiencia en el sector. De los diez proyectos de norma en curso que son competencia de este comité, cuatro han sido propuestos y están coordinados por empresas españolas. Teniendo en cuenta que hay varias tecnologías bastante diferenciadas, y que el comité no cuenta con un gran número de países participantes, hoy en día, sus objetivos estratégicos se basan en la promoción de la actividad del comité para incorporar nuevos países miembros que puedan contribuir con sus conocimientos y experiencia, y priorizar entre las demandas de estandarización para conseguir un conjunto de normas que cubran aspectos comunes a todas las tecnologías.

El hecho de que en el resto de comités de IEC de generación eléctrica renovable no hayamos sido pioneros, no significa que no contemos con grupos de normalización similares al de centrales termosolares; en paralelo a los comités de IEC/TC 82, IEC/TC 88, IEC/TC 105 e IEC/TC 114 se crearon dentro del CTN 206 Producción de energía eléctrica, sendos subcomités (SC 82 Sistemas de energía solar fotovoltaica, SC 88 Sistemas de generación de energía eólica, SC 105 Tecnologías de las pilas de combustible y SC 114 Energías marinas. Convertidores de energía de olas y corrientes). Todos han destacado por su implicación constante en las nuevas propuestas de IEC, contribuyendo con expertos en la práctica totalidad de los proyectos.

Aprovechando la revolución de la generación eléctrica con energías renovables, que como hemos visto, se ha trasladado plenamente a la actividad normalizadora, y por iniciativa del sector fotovoltaico, desde UNE se valoró la posibilidad de constituir cinco comités técnicos (CTN) que sustituyeran a los cinco subcomités de renovables del CTN 206. La evaluación inicial y puesta en común con presidentes, secretaría y vocales de cada subcomité fue altamente satisfactoria, encontrando las siguientes ventajas:

• Mayor visibilidad de los órganos técnicos, que permitiría mejorar la divulgación de las actividades de cada comité, y despertar el interés de nuevos vocales.
• Mayor protagonismo de las asociaciones que desempeñan las secretarías.
• Mayor eficiencia en los procesos, al suprimirse la dependencia de un CTN plenario.
• Mejor identificación de las normas y documentos publicados por el comité, que reflejarían en sus portadas el nombre del comité y la entidad que desempeña la secretaría.

Se puso de manifiesto el inconveniente del posible deterioro de la colaboración entre los cinco sectores al perder la dependencia de un CTN plenario común. Sin embargo, se ha comprobado que en los casos en que un proyecto abarca más de un sector, se establecen los mecanismos adecuados para favorecer la cooperación, desde IEC, CENELEC o UNE, sin tener que intervenir el CTN plenario. Por tanto, una vez salvado este obstáculo, y teniendo garantías del buen funcionamiento de los CTN, se aprobó por parte de la Comisión Permanente de UNE la creación de los siguientes comités:

• CTN 220 Sistemas de energía solar fotovoltaica, secretariado por UNEF.
• CTN 221 Sistemas de generación de energía eólica, secretariado por AEE.
• CTN 222 Tecnologías de las pilas de combustible, secretariado por CNH2.
• CTN 223 Energías marinas. Convertidores de energía de olas y corrientes, secretariado por APPA.
• CTN 224 Centrales termosolares, secretariado por PROTERMOSOLAR.

Los nuevos comités van a celebrar sus reuniones de constitución a lo largo del mes de noviembre. En esta nueva etapa continuarán abordando importantes retos, como la divulgación de la actividad de cada comité para acercar la normalización a cualquier interesado y conseguir así una participación cada vez más amplia del tejido empresarial, universidades, centros de investigación y Administración pública.

Otro gran desafío compartido es la apertura a proyectos transversales, uniendo esfuerzos con los de otros comités. Hay muchas áreas horizontales que tienen que ir adaptándose a las particularidades de cada sector, y requieren un esfuerzo coordinado. La digitalización y comunicaciones junto con la inteligencia artificial mejoran la eficiencia y competitividad de las plantas de generación, dado su enorme potencial para la predicción anticipada de la producción y de fallos. La defensa frente a los ciberataques, que van dirigidos a las instalaciones de generación, centros de control, redes de operación o redes de terceros, puede apoyarse en la estandarización.

La hibridación se perfila como una solución muy ventajosa para la electrificación de la economía: la complementariedad de las tecnologías utilizadas mejora la capacidad de generación y la garantía de suministro, a la vez que se optimiza el uso de infraestructuras. Si además se combinan con sistemas de almacenamiento, se consigue una instalación más eficiente y segura. En este caso, la normalización debe ir desarrollándose en paralelo con el marco regulatorio nacional y europeo.

En resumen, la meta común será conseguir la integración máxima de la estandarización en cada sector, y aprovechar los beneficios que ofrece: eliminación de barreras comerciales, armonización de requisitos, interoperabilidad, reducción de costes de producción, conocimiento compartido y proyección internacional.

A pesar de la COVID-19, las renovables mostraron su resiliencia a nivel global, con un nuevo récord de capacidad instalada de 261 GW en 2020, un 48 % más que en 2019. La fotovoltaica fue líder con 139 GW. En España, en plantas de suelo se instalaron 2,8 GWp y en autoconsumo, la potencia aumentó en 596 MW, un 30 % más que en el año anterior. Para 2030, se esperan 39 GW de potencia según el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima.

Este crecimiento exponencial de integración renovable requiere de una planificación que asegure la calidad y seguridad de las instalaciones. La normalización debe ser un instrumento para obtener un orden óptimo que permita cumplir esos objetivos de transición.

El interés generado alrededor de la tecnología fotovoltaica se observa en la gran cantidad de familias de normas UNE existentes: sobre silicio de las células (UNE-EN 50461:2007), módulos (series UNE-EN 61215 y UNE-EN 62788), inversores (UNE-EN 62116 V2), seguidores (UNE-EN 62817:2016/A1:2019), cajas de conexión (UNE-EN IEC 62790), etc. e incluso huertos solares (IEC 62738). También se recogen en diferentes series, como la 61730 y 62446, requisitos sobre ensayos, normativas, hojas de datos y seguridad de componentes fotovoltaicos y el funcionamiento de los diferentes sistemas. Asimismo, nos encontramos normas sobre diseños, homologaciones y monitorización de datos.  El autoconsumo también tiene cabida dentro de estas familias (IEC 62124), al igual que los módulos de tipo BIPV (serie UNE-EN 50583) de funcionalidad dual como generador de energía y elemento arquitectónico.

Sin duda alguna, el sector fotovoltaico puede constituirse como uno de los motores de recuperación económica nacional. La madurez de esta tecnología, así como del resto de renovables es cada vez mayor y los beneficios a aportar no solo beneficiarían al sector eléctrico, sino también por al conjunto de la economía y la sociedad, a través de la generación de empleo y riqueza.

La energía eólica continúa en su camino de liderazgo de la transición energética, como primera fuente de energía renovable, competitiva y consolidada, que en 2020 aportó el 21,9 % de la generación al sistema eléctrico español. Cuando en los años 80 algunos pioneros españoles diseñaban los primeros aerogeneradores comerciales del mundo, no se podía vislumbrar que unas décadas más tarde nos mantendríamos como el 5º país en potencia instalada, con más de 28.000 MW eólicos repartidos por todo nuestro territorio, y solo superados por algunos países que nos rebasan ampliamente en extensión. En este camino, el sector eólico español ha conseguido forjar a su alrededor una industria de prestigiosos profesionales que abarca el 100 % de la cadena de valor. Como sector estratégico para la economía, con más de 1.200 parques eólicos y 240 instalaciones industriales, el sector eólico aporta el 0,35 % del PIB y más de 30.000 empleos.

Por todo ello, creo que la sustitución del subcomité SC 88 por el recientemente constituido CTN 221 Sistemas de generación de energía eólica es un motivo de gran satisfacción y de justa recompensa para un sector en el que la normalización constituye un factor estratégico para su competitividad. Así lo refrenda el elevado número de expertos españoles que participan en los comités de normalización internacionales en energía eólica y la fuerte implantación de la serie de Normas IEC 61400 como estándar de diseño, construcción y operación de parques eólicos.

La senda hacia la descarbonización del Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) 2021-2030 asentará muy pronto a la energía eólica como primera fuente de generación del sistema eléctrico español. En este contexto, celebramos la constitución del CTN 221 como uno de los garantes técnicos de la transición energética.

El sector de las pilas de combustible alimentadas con hidrogeno y sus aplicaciones está viviendo un momento único apoyado por las instituciones europeas y nacionales, reconociendo su papel estratégico para alcanzar en un futuro próximo una sociedad energéticamente sostenible. Las pilas de combustible se encuentran en un estado de desarrollo avanzado en aplicaciones como la automoción y sistemas estacionarios de generación de electricidad, donde se ha iniciado ya su fabricación en serie y aparición de primeros productos comerciales. Pero para ello es necesario un marco común de normalización que pueda suplir la falta de regulación normativa existente. Las empresas demandan con urgencia unas pautas claras y precisas que definan un marco de referencia que les permita cumplir con sus obligaciones normativas garantizando la seguridad en cada una de sus aplicaciones.

Los esfuerzos de estandarización y normalización impulsados por la Asociación Española de Normalización, UNE, a través del Comité Técnico de Normalización CTN 222 Tecnología de las pilas de combustible (anteriormente CTN 206/SC 105) han sido los primeros pasos para la elaboración de normativa referente a pilas de combustible. Esto queda patente al ser miembro principal del comité técnico IEC/TC 105 de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) desde su creación en 2001, aportando numerosas propuestas de modificaciones y comentarios a las normas.

Hasta el momento hay 27 documentos normativos aceptados, de los que 16 están vigentes. El CTN 222 está integrado por centros de investigación, como CIEMAT (presidencia), CNH2 (secretaría), INTA, CSIC, LIFTEC, universidades (Politécnica de Madrid, San Pablo-CEU) y empresas (H2B2, Abengoa Innovación, AERTEC, SCR, H2DRON).

La economía azul puede convertirse en motor de la economía europea y una aliada esencial el Pacto Verde Europeo y los compromisos climáticos, energéticos y ambientales adoptados por la UE para afrontar la lucha contra el Cambio Climático. Si queremos alcanzar la neutralidad climática en 2050, estamos obligados a mirar al mar y aprovechar los excelentes recursos energéticos que nos ofrece.

Tecnologías emergentes en materia de energías renovables marinas (eólica marina flotante, energía de las olas y las mareas o la energía solar fotovoltaica flotante) deben ayudar a liderar este reto vital para la salud planetaria.

En el marco del recientemente creado CTN 223 Energías marinas. Convertidores de energía de olas y corrientes los agentes pioneros del sector llevan más de una década siendo el comité nacional y espejo del IEC/TC 114 Marine energy - Wave, tidal and other water current converters con el objetivo de elaborar normas internacionales para los sistemas de conversión de energías oceánicas (energía de las olas, las mareas y otras corrientes de agua, OTEC y gradiente térmico).

La mayor parte de estas tecnologías se encuentran en fase de prototipo y demostración, siendo pocas las que se acercan al mercado. Para que el sector avance debemos centrarnos en los casos prácticos innovadores, acelerar la I+D+i, apoyar financieramente el desarrollo inicial e implantar los marcos regulatorios. En este contexto, los esfuerzos de estandarización y normalización internacional, impulsados en España por la Asociación Española de Normalización, UNE, han de servir para dar pasos en la dirección adecuada y servir de herramienta para consolidar la estrategia de implantación de renovables marinas en los próximos años.

Protermosolar es la Asociación Española para la Promoción de la Industria Termosolar que lleva promoviendo el desarrollo de este sector desde el año 2004. La tecnología termosolar, a diferencia de la fotovoltaica, es bastante diversa. No hay una única solución termosolar sino hasta cuatro grandes familias tecnológicas: colectores cilindro-parabólicos, torres, concentradores lineales Fresnel y discos parabólicos con motor Stirling. Es más, dentro de cada una de esas cuatro familias hay soluciones bastante personalizadas al diseño de cada empresa.

El impacto de la normalización es nuestro sector es positivo. El hecho de unificar criterios de diseño resulta en diseños más homogéneos. La gran ventaja llega a la hora de financiar y asegurar las plantas. En el mundo hay relativamente pocas plantas termosolares, algo más de una centena; y cada una de ellas supone una inversión que puede alcanzar varios cientos de millones de euros. El hecho de que haya normas que garanticen ciertos aspectos genera un confort adicional a los bancos e instituciones financieras, ya que están invirtiendo en un producto más estándar. Es decir, un producto que será más fácil operar por terceras empresas y con mayor conocimiento y repuestos en la industria que una solución específica de un fabricante. Igualmente ocurre con las compañías aseguradoras. Se sienten más cómodas con productos estandarizados que sean fácilmente reemplazables.

Por tanto, una de las grandes ventajas de la normalización en nuestro sector es la reducción de costes no tecnológicos para financiar y asegurar las plantas termosolares.