Estudio de potenciales ubicaciones para la implantación de un aprovechamiento hidroeléctrico reversible en Cantabria

Abstract

RESUMEN:

En este trabajo de fin de grado se va a llevar a cabo un estudio cuyo fin es analizar y evaluar ciertas localizaciones que, a priori, presentan condiciones apropiadas para implantar una potencial central hidroeléctrica reversible en Cantabria. Partiendo de los datos de las coordenadas aproximadas de las ubicaciones, obtenidas empleando un método multicriterio que tiene en cuenta los requisitos con los que debe contar la zona en la que se instala un aprovechamiento hidroeléctrico de bombeo, se llevará a cabo una evaluación de la ubicación en cada caso de estudio para comparar y buscar similitudes entre los emplazamientos, a fin de comprobar si sería posible estandarizar proyectos o por el contrario las ubicaciones presentan características diversas.

Las actuaciones nacionales en ámbito climático y energético están determinadas por la Unión Europea, la cual persigue un modelo económico que tiene por finalidad dar respuesta a la actual crisis climática. Esta respuesta pasa por demandar a cada estado miembro un Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (un PNIEC) 2021-2030. En el PNIEC se detalla que, a fin de cumplir los objetivos en materia de energías renovables, se promoverán los aprovechamientos de agua no fluyente, en concreto, las centrales hidroeléctricas reversibles que nos permiten gestionar la producción renovable. Dos objetivos marcados por este Plan son llegar a un 32% de energías de origen renovable hidroeléctrico sobre el consumo total de energía final bruta y alcanzar los 16 GW de potencia instalada en energía hidráulica. En cuanto a Cantabria, tan sólo se produce el 25% de la energía eléctrica consumida, lo cual provoca una gran dependencia energética. El objetivo, es llegar al año 2030 produciendo el 75% de manera renovable.

El escenario perseguido cuenta con ambiciosos objetivos de producción energética renovable, que acarrea un condicionante que es la integración a la red y su gestión ya que las energías renovables requieren ayuda de los sistemas de almacenamiento para integrarse correctamente y dotar al sistema con eficiencia y seguridad. El aumento de la capacidad de almacenamiento energético, por métodos prácticos fáciles y viables económicamente, se convierte así en una herramienta primordial al servicio de operación del sistema. Actualmente, de las tecnologías existentes, el sistema de almacenamiento a gran escala más efectivo, maduro y eficiente es el sistema hidroeléctrico de bombeo puesto que es una tecnología ampliamente probada, rentable económicamente y que ofrece una estabilidad y flexibilidad a la red considerable.

Este estudio, teniendo en cuenta lo anteriormente mencionado, presenta el análisis pormenorizado de 10 ubicaciones con diferentes características en las que desarrollar un potencial proyecto de un aprovechamiento hidroeléctrico reversible. Para ello, en primer lugar, se analizarán las condiciones y particularidades de cada emplazamiento teniendo en cuenta dos componentes claves: territorial y energética, dos grandes grupos que abarcan requerimientos fundamentales y condicionantes. La componente territorial valorará los planes de urbanismo vigentes, las restricciones medioambientales, la distancia al río que suministrará el agua a la posible central y su caudal, la distancia a redes eléctricas y la distancia a infraestructuras (carreteras). Por su parte, la componente energética es decisiva ya que comprende todas las necesidades energéticas. La geometría del lugar determina, entre otras cosas, la altura que deberá tener el salto del aprovechamiento. Tras examinar las características de las ubicaciones, se llevará a cabo una evaluación de cada caso de estudio en la que, para una primera aproximación, se calcularán caudal, salto neto, potencia y obra civil e instalaciones de cada posible central hidroeléctrica reversible. Finalmente se lleva a cabo una conclusión en la que se reflejan las similitudes y diferencias de cada emplazamiento y potencial aprovechamiento hidroeléctrico.

ABSTRACT: In this end-of-degree project is going to be carried out a study whose purpose is to analyze and evaluate certain locations that present appropriate conditions to implant a potential reversible hydroelectric power plant in Cantabria.

Starting from the data of the approximate coordinates of the locations, obtained using a multi-criteria method that considers the requirements that the area in which a pumped hydroelectric plant is to be installed. An evaluation of the location will be carried out in each case study to compare and find similarities between the locations, in order to check whether it would be possible to standardize projects, or the locations have different characteristics, and it ends up not being possible. National actions in the climate and energy field are determined by the European Union, which pursues an economic model that aims to respond to the current climate crisis.

This response involves demanding to each member state a National Integrated Energy and Climate Plan (a PNIEC) 2021-2030. The PNIEC details that, in order to meet the goals in terms of renewable energies, the use of non-flowing water will be promoted, specifically, the reversible hydroelectric plants that allow to manage renewable production. Two targets set by this Plan are to reach 32% of energy from renewable sources of total gross final energy consumption and to reach 16 GW of installed power in hydraulic energy. In Cantabria, only 25% of the electrical energy consumed is produced, which causes a lot of energy dependence. The goal is to get to 2030 producing 75% in a renewable way.

The pursued scenario has ambitious goals for renewable energy production, which entails a conditioning factor that is integration of energy into the grid and its management, since renewable energies require the help of storage systems to integrate correctly and provide the system with efficiency and safety. Promoting the increase in energy storage capacity, by easy and economically viable practical methods, becomes a primary tool at the service of system operation. Currently, of the existing technologies, the most effective, large-scale, mature, and efficient storage system is the pumped hydroelectric one since it is a widely tested technology that offers considerable stability and flexibility to the network.

This study, considering the above, presents a detailed analysis of 10 locations with different attributes in which to develop a potential reversible hydroelectric project. To do this, in the first place, the conditions and particularities of each site will be analyzed taking into account two key components: territorial and energy, two large groups that encompass fundamental requirements and conditioning factors.

The territorial component will assess the current urban plans, the environmental restrictions, the distance to the river that will supply the water to the possible power plant and its flow, the distance to electrical networks and the distance to infrastructures (roads). The energy component is decisive since it includes all energy needs. The geometry of the place determines, among other things, the head of the hydroelectric power plant.

After examining the characteristics of the locations, an evaluation of each case will be carried out in which flow, net head, power and civil works and facilities of each possible reversible hydroelectric power plant will be calculated for a first approximation. Finally, a conclusion will be made to reflect the similarities and differences of each emplacement and potential hydroelectric power plant.