Los datos sobre la generación potencial de energía a partir del viento, la energía solar y la biomasa son cruciales para analizar su desarrollo, ya que establece los límites de cuánta capacidad adicional es posible instalar. El documento ENSPRESO presenta las metodologías utilizadas para el desarrollo y las capacidades del sistema de energía para las fuentes de energía renovable, un conjunto de datos abiertos a nivel de la Unión Europea para modelos de energía sobre potenciales de energía renovable, a nivel nacional y regional para el período 2010-2050.
En ENSPRESO, se desarrollan escenarios coherentes de restricción de tierras basados en SIG. Para el viento, la evaluación de recursos también considera las distancias de retroceso, así como los datos de velocidad del viento geoespacial de alta resolución. Para la energía solar, los potenciales se derivan de los datos de irradiación y del área disponible para aplicaciones solares. Tanto la energía eólica como la solar tienen por separado una producción potencial de electricidad que equivale a tres veces la demanda de electricidad de la UE en 2016, con la energía eólica en tierra y solar que requieren el 16% y el 1,4% de la tierra total, respectivamente.
Para la biomasa, se consideran los sectores agrícola, forestal y de residuos. Sus respectivos potenciales sostenibles son equivalentes a un mínimo del 10%, 1,5% y 1% del uso total de energía primaria de la UE.
ENSPRESO tiene el potencial de enriquecer los resultados de cualquier modelo energético (por ejemplo, JRC-EU-TIMES) al mejorar sus análisis de la competencia y la complementariedad de las tecnologías energéticas.
Potenciales solares
Al caracterizar los potenciales de energía solar a través de la irradiación solar y el área disponible, la elección de la tecnología solar se puede dejar a los modelos. Esto requiere la introducción de parámetros tecnológicos que reflejen:
(a) la eficiencia de la transformación de la irradiación solar y
(b) el área que necesita una tecnología para convertir una cierta cantidad de energía solar.
Para explotar completamente tales decisiones del modelo, el modelo JRC-EU-TIMES presenta lo siguiente a la configuración del modelo revisado para tecnologías solares:
• Compensaciones entre fotovoltaica montado en tierra vs. energía termosolar de concentración, por tecnologías que usan el mismo terreno disponible, considerado explícitamente en el modelado.
• La irradiación se modela a través de los coeficientes de eficiencia del proceso de las tecnologías solares. Estos coeficientes se multiplican (en el modelo TIMES) con el área solar (que es una entrada de proceso) que da como resultado la producción de energía.
• Diferenciación del tipo de techo y orientaciones con irradiación correspondiente y potencial de área.
De esta manera, las vías de evolución tecnológica influirán en potencial eléctrico derivado de la irradiación solar estimada.
Los potenciales resultantes atribuidos por la región NUTS2 se pueden consultar en el JRC-DC, mientras que se proporciona un resumen de la EU28 en los datos suplementarios en la Sección 7.19 y la Figura 5 (ver imagen).
El potencial total de la UE para la producción de electricidad solar (fotovoltaica + energía termosolar de concentración) varía de 11,000 TWh a 550,000 TWh. Para la estimación baja, suponemos 170 MW / km2 y un uso del 3% de las áreas no artificiales disponibles.
Para la estimación alta, asumimos 300 MW / km2 y 100%, respectivamente.
Solo una pequeña parte de este potencial consiste en PV montado en la azotea y en la fachada, que varía de 1200 TWh a 2100 TWh.
Conclusiones
Se han presentado las metodologías utilizadas para la derivación de un conjunto de datos de la UE28 sobre recursos eólicos, solares y de biomasa. El conjunto de datos consiste en una estimación de:
(1) áreas adecuadas.
(2) potenciales de recursos brutos (velocidades del viento, irradiación, rendimientos de biomasa) que representan efectos de alta resolución, uso de la tierra y restricciones.
(3) producción de energía específica (factores de capacidad, eficiencias de conversión)
(4) la producción de energía representa una amplia gama de tecnologías.
Se utilizó una metodología consistente para cada uno de estos elementos y para cada nivel NUTS2 (regional) y NUTS0 (país), asegurando una mayor transparencia en los datos de entrada.
En resumen, los potenciales resultantes para el año base del escenario de referencia son 8400 TWh para energía eólica terrestre, 1300 TWh para energía eólica marina, 11,000 TWh para energía solar fotovoltaica y 8344 PJ (o 2,300 TWh) para los sectores combinados de biomasa. Estas cifras se pueden comparar con los 64.758 PJ registrados de consumo de energía primaria declarados por Eurostat en 2016.
Los datos de potencial eólico presentados son uno de los primeros ejemplos de datos del EUDP Global Wind Atlas que se utilizarán para los modelos de energía. Se requiere terreno de alta resolución porque los conjuntos de datos de viento de baja resolución pueden tener defectos muy serios, ya que el recurso de energía eólica se subestima. El conjunto de datos de reanálisis MERRA de 6 h permitió determinar la dependencia temporal del potencial del viento. El nuevo conjunto de datos permite un análisis del papel de todos los tipos de turbinas eólicas, incluidas las de baja potencia específica.
Se han creado escenarios para las áreas adecuadas. Se pueden usar para comprender mejor el impacto de las restricciones de tierras. Se ha compilado una base de datos integral de distancias de retroceso actuales a través de la revisión de literatura y la obtención de expertos.