La red eléctrica estaba inestable dos horas antes del apagón sin generación firme suficiente

Sevilla/Las causas concretas por las que se produjo el lunes un apagón masivo que dejó sin suministro eléctrico a la Península Ibérica, una situación sin precedentes, siguen sin ser explicadas por Red Eléctrica, la empresa participada por el Estado que tiene la misión de regular la producción de energía y acompasarla con la demanda, estableciendo qué fuentes de generación se programan cada día para conformar el mix energético.

Esta falta de información para comprender por qué se produjo el colapso eléctrico ha llevado a empresas del sector a elaborar sus propios informes para explicar qué pudo suceder. Es el caso de la compañía sevillana de asesoría energética Gestión y Control Integral de Proyectos S.L. (Ges&Cip), con sede en Écija, que en sus explicaciones a sus clientes señala que la red eléctrica estuvo inestable por oscilaciones dos horas antes de las que provocaron la caída en cascada del sistema con insuficiente energía firme capaz de estabilizarlo antes del "cero energético".

En su informe por el "gran apagón histórico", Ges&Cip señala que una elevada penetración de renovables sin respaldo de masa síncrona provocó oscilaciones incontrolables y desconexiones en cascada".

¿Qué es la masa síncrona?

Para comprender esa conclusión es imprescindible entender que es la masa síncrona y su importancia en una situación como la que se vivió el lunes. El informe lo hace: "¿Qué es la masa síncrona y por qué es importante? En un sistema eléctrico tradicional (con turbinas grandes en nucleares, carbón o hidroeléctricas) la energía se transmite de forma sincronizada. Si hay una perturbación (como una caída de consumo o generación), las turbinas ayudan a estabilizar la frecuencia de la red (50 hercios, Hz) gracias a su propia inercia rotacional".

El informe agrega: "Si falta esta masa giratoria, porque la mayoría de la generación viene de placas solares o aerogeneradores conectados a través de inversores electrónicos (sin inercia física real), el sistema se vuelve muy frágil ante cualquier perturbación".

El documento de la asesoría energética explica que España tenía el lunes "una altísima producción renovable (principalmente solar y eólica). Según los datos de Electricity Maps, en torno al 80% de la generación era renovable y sin masa síncrona (es decir, sin grandes turbinas girando como en centrales nucleares, de gas o hidroeléctricas)". Según datos de la propia Red Eléctrica, de los 26 gigavatios programados para el lunes, sólo cinco provenían de generación con masa síncrona.

¿Qué pasó el lunes?

Al explicar qué fue lo que sucedió en concreto el lunes 28 es cuando el documento señala que la red era inestable dos horas antes del apagón. "A media mañana (10:30), ya se detectaron oscilaciones eléctricas en la red (variaciones de tensión y potencia)" y añade que "el sistema no pudo compensar". Francis Fuentes, ingeniero técnico autor del informe, señala que esas oscilaciones producen la inestabilidad en el sistema y necesita ser compensado con energía con masa síncrona. "A las 12:30 –prosigue el informe–, se repitieron las oscilaciones", aunque aclara que fueron "más fuertes" que las anteriores.

"El sistema estaba muy inestable porque las centrales nucleares estaban casi paradas, la producción solar era muy alta y los inversores solares no tienen inercia real para estabilizar la red", explica el documento elaborado para los clientes de Ges&Cip.

"Las plantas solares detectaron las oscilaciones y se desconectaron automáticamente (por autoprotección), sacando de golpe una enorme cantidad de producción de la red", pero cuando ocurrió no había "suficiente respaldo de generación convencional para sostener la red, se produjo un colapso en cascada, que afectó a toda España, Portugal y partes de Francia".

Esta versión es compatible con el escenario de sobretensión y alteración de la frecuencia apuntado por otros expertos para explicar por qué 15 gigavatios de producción fotovoltaica se desacoplaron del sistema de golpe ante un desajuste entre la demanda eléctrica y la oferta. El sistema está diseñado para proteger las fuentes de generación y que se desacoplen, pero es necesario contar con fuentes con inercia: centrales hidráulicas, ciclos combinados de gas y centrales nucleares. Para hacerlo, además, la tensión no puede superar los 400.000 voltios y la frecuencia de la red ha de ser de 50 hercios. Antes del apagón se llegaron a los 470.000 voltios y la frecuencia escaló a 50,2 hercios. En esas condiciones ni era posible compensar con energía firme (con masa síncrona) ni estaba disponible la suficiente.

Falla el diseño de red

El informe de Ges&Cip concluye que "el apagón no fue provocado por un fallo puntual, sino por un sistema extremadamente vulnerable debido al exceso de generación renovable en un momento de baja generación síncrona tradicional".

Fuentes sostiene que "es un problema estructural de diseño de la red para integrar energías renovables de forma segura, no un fallo puntual de una planta o un ataque".

"Técnicamente, no es culpa de las renovables en sí, sino de no haber adaptado adecuadamente la infraestructura eléctrica para gestionar tanta generación renovable sin respaldo síncrono suficiente", afirma en el documento, en el que detalla algunas fuentes para lograrlo: baterías de gran escala, compensadores síncronos o generación flexible.

Es más, el informe no sólo analiza qué ocurrió, sino qué se necesita para que no vuelva a pasar. Sobre lo que pasó el lunes, señala que "no se trató de un fallo puntual de una central ni de un ciberataque, sino de la vulnerabilidad intrínseca de un sistema eléctrico con altísima renovable y baja inercia".

Para evitarlo en el futuro, "la lección clave es que, para integrar grandes cantidades de solar y eólica, hacen falta" cambios en el sistema eléctrico: reservas de inercia sintética (condensadores síncronos o inversores que emulen masa rotacional), baterías y sistemas de respuesta ultrarápida capaces de inyectar o absorber potencia en décimas de segundo y flexibilidad adicional en centrales convencionales para que puedan conectarse con muy poca antelación".

"Sin estas medidas, cualquier perturbación —por meteorología, moda de consumo o fallo de equipo— puede desencadenar oscilaciones peligrosas y, finalmente, un apagón en toda la red" como el del lunes, advierte el informe, que detalla que "la inercia en un sistema eléctrico es, fundamentalmente, la energía cinética almacenada en las masas giratorias de los generadores síncronos (turbinas de vapor, gas o agua que giran acopladas a un alternador). Esa energía “rotacional” actúa como un amortiguador ante cambios bruscos de carga o generación, estabilizando la frecuencia de la red (50 Hz en Europa) de forma instantánea, antes de que intervengan los controles automáticos de las centrales".