Los desarrolladores de Ivanpah confían en cumplir el objetivo a largo plazo
Nov 12, 2014
Una reciente avalancha de artículos afirma que Ivanpah, el proyecto CSP de torre de 277 MW ubicado e
La historia tiene lo que Stephen Colbert califica como “certeza” respecto a que refuerza el prejuicio de aquellos que piensan que la energía limpia "no funciona". Pero, ¿es realmente así?
Por Susan Kraemer
El aspecto distintivo de Ivanpah parece que la ha convertido en un objetivo especialmente destacado en el polarizado clima político de los Estados Unidos. El innovador proyecto se desarrolló y financió cuando una mayoría demócrata podía invertir en nuevas formas de energía limpia con garantías de crédito, a través del Departamento de Energía estadounidense.
Fue un diseño de BrightSource Energy destinado a suministrar 1.079.232 MWh, según el Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL, por sus siglas en inglés), tras una fase de iniciación de cuatro años (en inglés).
De acuerdo con el crítico de la energía limpia, Chris Clarke, quien es la fuente de una serie de historias negativas sobre los proyectos de CSP, Ivanpah ha fracasado porque no generó esta cifra (una meta a 12 meses) en sus primeros 8 meses de operación.
A pesar de algunos retos tecnológicos y meteorológicos a los que tuvo que enfrentarse en sus primeros meses, en septiembre, Ivanpah se situaba por encima del nivel de rendimiento previsto, según Jeff Holland, vocero de NRG Energy. Esta compañía posee la mitad de Ivanpah y es el socio operativo, mientras que el desarrollador BrightSource y Google se reparten la propiedad de la otra mitad.
"La generación prevista -y que algunos medios siguen indicando- es el objetivo para el rendimiento en 2018, año en el que la planta habrá alcanzado su ‘madurez’, tras el plazo de cuatro años de iniciación", indica.
De todas maneras, ¿por qué tarda cuatro años en iniciarse completamente?
La innovación a escala completa lleva su tiempo
Una planta de CSP es, básicamente, una planta energética y una explotación. Explota luz solar de un gran conjunto de espejos que acciona las turbinas de vapor. Ivanpah enfoca los espejos hacia un receptor situado sobre una torre, a fin de calentar agua para producir vapor directo en un bloque energético tradicional situado debajo. Por su parte, Crescent Dunes, que está previsto que entre en funcionamiento en primavera, calienta sales fundidas.
Con el almacenamiento de energía térmica en sales fundidas, la torre compite con el carbón o el gas para suministrar las cargas de por la tarde. Aunque la primera CSP empleaba espejos cilindroparabólicos, se considera que la torre con almacenamiento es el futuro de la tecnología.
Ivanpah es el proyecto de CSP de torre más grande del mundo hasta la fecha, con 377 MW netos y, aunque ya se están desarrollando un montón de proyectos de torre de más de 100 MW en todo el mundo, el mayor predecesor fue el español Gemasolar, de tan solo 20 MW.
"Ivanpah utiliza una tecnología innovadora, que todavía tiene que probarse a este tamaño y escala", explica Holland.
"La planta emplea una cantidad increíble de partes y piezas y cientos de miles de heliostatos que tienen que calibrarse para lograr un rendimiento máximo. Se trata de otras complejidades más allá de las habituales vinculadas a la apertura de una planta energética importante a escala de servicio público de cualquier tipo y esos factores añadidos se tuvieron todos en cuenta cuando se realizaron las previsiones iniciales para los primeros años de funcionamiento".
Cuando el proyecto comenzó a funcionar, los desarrolladores también tuvieron que realizar ajustes adicionales para reducir el flujo solar, como parte del objetivo de reducir el resplandor y la mortalidad de aves. En los primeros seis meses, se encontraron 133 aves con muestras de que se les habían quemado las plumas, muchísimas menos de las 28.000 que se indicaron, e Ivanpah ha implementado maneras de reducir la mortalidad con métodos de disuasión de aves.
¿Cierto o certero?
La generación total de Ivanpah durante seis meses fue de 173.966 MWh. No obstante, el primer “trimestre” abarcó solo un mes completo, como indicó Chris Clarke (en inglés) en su momento.
Ivanpah comenzó realmente a funcionar por completo a finales de febrero. Por tanto, el primer trimestre incluía solo un mes completo.
La imposibilidad de que Ivanpah lograra en 8 meses la cifra de 12 meses prevista para 2018, podía “inquietar” a los que están obsesionados con su fracaso, pero los propietarios del proyecto están operando con objetivos a largo plazo en mente.
Anteriormente, Holland comentó a CSP Today que, este año, una radiación directa normal inferior a la media afectaría la generación, pero no estaba preocupado porque habían justificado la variación del clima con el tiempo, así como la fase de iniciación que implicaba la actual investigación y desarrollo.
NRG Energy es la tercera empresa que más generación energética posee y a Holland le ha tomado un poco por sorpresa el nivel de atención negativa que ha captado Ivanpah hasta agosto, con las exageradas historias de mortalidad aviar.
En realidad, Ivanpah es más sensible con el medio ambiente que la mayoría de las instalaciones de producción energética, porque no altera el terreno. Por tanto, animales como los zorros kit y las serpientes utilizan de manera exclusiva la tierra y un criadero dirigido por 25 biólogos protege a las tortugas bebés que se encontraron en la instalación.
"Es significativo lo que ese proyecto ha tenido que soportar, y sigue soportando, cuando se comprenden los increíbles esfuerzos y la dedicación del personal de la instalación para preservar la flora y la fauna —afirmó Holland—. Se ha convertido en un asunto político que sirve de parapeto para las noticias, algo desafortunado por la gran cantidad de hechos positivos que aporta Ivanpah desde un punto de vista de energía limpia. NRG cree en un futuro energético limpio y sostenible y la tecnología renovable de Ivanpah apoya este objetivo".
El período de iniciación no difiere del de otros proyectos nuevos de CSP
¿En qué posición se encuentra Ivanpah en comparación con otros proyectos de CSP que han evitado exitosamente este tipo de escrutinio obsesivo?
El proyecto Genesis de 250 MW, que emplea tecnología de CSP cilindroparabólica y con una generación prevista de 580.000 MWh al año, se puso en marcha sin problemas durante el tercer trimestre de 2013. La CSP cilindroparabólica cuenta con precedentes históricos a esta escala.
A pesar de la tecnología de torre exclusiva de Ivanpah, su incremento gradual de la producción no difiere de la fase de iniciación de Genesis.
Según las cifras de EIA, Genesis generó 7.029 MWh durante su primer trimestre, 66.427 MWh en el segundo y 141.939 MWh en el tercero. Por su parte, Ivanpah generó 40.074 MWh en su primer trimestre y 133.892 MWh en el segundo.
Por otro lado, Genesis comenzó a funcionar en 2013 e Ivanpah en 2014. (Genesis funcionó durante dos trimestres antes de anunciar su apertura en abril de 2014).
La radiación directa normal varía hasta un 20% al año
Un factor al que le tiene que prestar atención el sector de la CSP es la variabilidad de la radiación directa normal. Una buena radiación es fundamental para la CSP y es la más elevada en aire elevado y claro del desierto.
Sin embargo, no se trata de una métrica estática que es siempre la misma en una región concreta. En realidad, puede ser un 20% superior o un 20% inferior que la media en un año determinado, en función del clima, la contaminación y el polvo.
"La verdad es que BrightSource estaba muy adelantado a su tiempo", indica Gwendalyn Bender, responsable de productos para servicios de evaluación en Vaisala. Esta compañía adquirió recientemente 3TIER, la empresa de asesoría en materia de energía renovable que proporcionó la evaluación del recurso de radiación solar a Ivanpah.
"En 2009, se pusieron en contacto con nosotros para llevar a cabo un estudio a largo plazo, con mediciones sobre el terreno, a fin de completar un registro de variabilidad de más de 10 años basado en registros de satélites. Por tanto, realizaron sus debidas diligencias en su momento a fin de contemplar la posible variabilidad e integrar eso en su plan de rendimiento".
Los fuegos incontrolados afectan a la CSP mucho más que a la fotovoltaica
La variable clave de la fotovoltaica es la radiación horizontal global. Sin embargo, las partículas de polvo no afectan a la producción de fotovoltaica solar tanto debido al efecto de difusión.
"Con todo el humo y todo lo que hay en la atmósfera, el fuego afecta claramente a la radiación directa normal —indica Bender—. La radiación directa normal varía más que la radiación horizontal global de un año a otro y si hay polvo o contaminación en la atmósfera, se observará a veces el efecto incuso 10 veces más que en la radiación horizontal global".
Los mapas de Vaisala indican la radiación directa normal por encima y por debajo de lo normal con rojos y azules. En 2013, California estaba teniendo un año con una radiación directa normal mejor que la media pero varió al producirse el incendio de Rim en Yosemite.
"El año pasado había una raya azul en el mapa donde se produjo el fuego incontrolado y donde había humo —explica Bender—. Lo que se observa a partir de algo como un fuego incontrolado es una reducción de la radiación directa normal en una zona concreta. Este año no se observa con tanta claridad porque ya estaba todo en azul".
Ella indica que los niveles de radiación en verano de 2014 fueron un 10 % inferiores a la media, por el clima y los restos de los incendios incontrolados. Por tanto, la generación de CSP se hundió en julio y la tendencia continuó en agosto.
No obstante, los generadores de renovables comprenden la variabilidad y planean las estimaciones de generación a lo largo de la vida útil de un proyecto en consecuencia.
A pesar de la calibración de la innovadora tecnología a esta escala, la realización de pruebas adicionales para reducir el flujo solar y un verano con una radiación directa normal situada un 10 % por debajo de lo normal en la región, la producción de Ivanpah no muestra indicios de que la CSP de torre sufra un problema técnico.