La industria alemana de la energía hidráulica
Con más de cien años de historia, la energía hidráulica es la tecnología más antigua para la producción de electricidad. Hoy, aproximadamente la quinta parte de la electricidad consumida en el mundo se obtiene de esta energía. A grandes rasgos, las centrales hidroeléctricas se pueden dividir en tres tipos: centrales de agua fluyente, centrales de embalse y centrales de bombeo. Las centrales hidroeléctricas contribuyen notablemente al aseguramiento de la carga base y la estabilidad de la red, entre otras cosas porque algunas son capaces de almacenar energía.
Centrales de agua fluyente
Es el tipo más extendido. El coeficiente de rendimiento de estas centrales roza el 94 % y, por lo general, se utilizan para cubrir la carga base. Las turbinas de una central de agua fluyente (también llamada central de pasada o central a filo de agua) aprovechan toda la energía de un río o canal; su potencia viene determinada por el caudal y el nivel del agua. Algunas centrales de agua fluyente pueden embalsar agua cuando la demanda energética es baja y utilizarla posteriormente como reserva al aumentar dicha demanda. Un tipo especial de central de agua fluyente es la central de aprovechamiento por derivación. En este caso, el agua se embalsa mediante una presa y se introduce en las turbinas por medio de un canal de agua motriz independiente. Mientras que una central de agua fluyente normal sólo cuenta con una pequeña diferencia de altura entre el nivel del agua superior e inferior, la central de aprovechamiento por derivación se beneficia del mayor desnivel creado por el embalse.
Para estas centrales de pasada se utilizan principalmente turbinas Kaplan (conocidas también como «turbinas de hélice»), inventadas por el ingeniero austríaco Viktor Kaplan en 1913. El rodete de estas turbinas es similar al de una hélice de barco con alabes regulables. A través de una espiral se provoca un efecto rotatorio del agua que, desde los alabes directores, se lanza contra las palas en paralelo al eje.
Centrales de embalse
En las centrales de embalse el agua se estanca en un lago de origen natural o artificial y se dirige a la central, situada a un nivel inferior, mediante tuberías forzadas. El salto de agua acciona las turbinas. Estas centrales son especialmente idóneas tanto para equilibrar las fluctuaciones en la producción de electricidad a nivel regional y nacional como para el consumo, ya que pueden funcionar independientemente de la afluencia de agua.
Centrales de bombeo
A diferencia de la central de embalse, la central de bombeo trabaja con dos depósitos de agua, uno inferior y otro superior, con el mayor desnivel posible. Cuando la oferta de electricidad supera la demanda y los excesos de capacidad están disponibles, el agua se bombea desde el depósito inferior hasta la superior y espera a ser utilizada para la generación de corriente en los momentos de carga máxima. Para el accionamiento del generador se emplean turbinas de impulso, generalmente turbinas Pelton. Aquí el agua, a través de una o varias toberas, se lanza a gran velocidad contra los alabes del rodete.
En las centrales de alta presión, el agua proveniente de un embalse circula a gran velocidad por el interior de una tubería bajo presión y recala en una central situada a un nivel inferior. Debido al gran salto se crea una mayor presión en las turbinas, las cuales accionan el generador de corriente alterna.
Rentabilidad y seguridad
La construcción de centrales hidroeléctricas grandes exige una inversión costosa pero rentable. Esto se debe a que las centrales hidroeléctricas siguen dando buen resultado, gracias a su larga vida útil, su alta seguridad de servicio y sus notables coeficientes de rendimiento (entre el 75 y el 90 %), con unos costes de producción tan sólo ligeramente superiores a los de la electricidad generada a partir de energía fósil y nuclear. Las centrales hidroeléctricas aumentan la seguridad del suministro, no emiten sustancias nocivas (y sólo muy poco calor), reducen tanto la dependencia como el riesgo de importaciones de energía y son las semillas del desarrollo en los países sin un abastecimiento de energía para todas las zonas pero con suficientes recursos hidráulicos. Las empresas alemanas exportan tecnologías líderes y servicios completos.
Evolución en Alemania y el resto del mundo
En el año 2006 se produjeron en Alemania unos 21.600 millones de kilovatios hora a partir de la energía hidráulica. Ésta cubrió un 3,5 % del consumo bruto de electricidad, esto es, la demanda de más de 6 millones de hogares.
La energía hidráulica es, después de la eólica, la que cubre el mayor porcentaje de suministro energético procedente de energías renovables y su uso se ha visto incrementado gracias a la mejora de las condiciones marco por parte de la Ley de Energías Renovables. Las instalaciones han sido modernizadas y las que se encontraban fuera de servicio se han vuelto a poner en marcha. La potencia total instalada en Alemania se situaba a finales de 2006 en unos 4.700 megavatios, producidos por alrededor de 7.500 centrales hidroeléctricas. Debido a la enmienda de la Ley de Energías Renovables, el Ministerio Federal de Medio Ambiente estima que en los próximos años se producirá en Alemania un aumento drástico del porcentaje de corriente generada mediante energía hidráulica.
El porcentaje de electricidad generada mediante energía hidráulica en todo el mundo se sitúa en el 17 %, muy similar al procedente de la energía nuclear. En más de 20 países esta cuota es superior al 90 %, en el caso de Noruega y Paraguay sobrepasa incluso el 95 %. Si se compara en términos absolutos, Canadá, Brasil y China son los que más electricidad producen a partir de la energía del agua.
Condiciones marco
La construcción de grandes centrales hidroeléctricas trae consigo una alteración del paisaje, especialmente en aquellos lugares en donde el salto necesario debe crearse de forma artificial. Por consiguiente, en la planificación de una central de este tipo deben tenerse en cuenta las disposiciones relativas a la protección del paisaje, naturaleza y aguas, así
como la duración de los trámites administrativos.
Tanto la legislación europea como la alemana imponen rigurosas condiciones para la construcción o ampliación de centrales hidroeléctricas. Un ejemplo de ello es la Directiva marco sobre las aguas. Tanto el funcionamiento de las ya existentes como la construcción de instalaciones nuevas están sujetos a amplias restricciones. Además de unas condiciones de inversión seguras, debe demostrarse su capacidad de amortización a largo plazo.
Para explotar todavía más el potencial ya existente en Alemania, el Ministerio Federal de Medio Ambiente fomenta las centrales minihidráulicas con, p.ej., préstamos a bajo interés. En el caso de centrales hidroeléctricas con una potencia de hasta 5 megavatios se abonará, según la Ley de Energías Renovables, la remuneración básica de 6,65 céntimos de euro por kilovatio hora durante un plazo de 30 años. Las instalaciones con una potencia superior a los 5 megavatios serán subvencionadas con 8 céntimos de euro por kilovatio hora.
El futuro de la energía hidráulica
Este tipo de energía seguirá desempeñando internacionalmente un papel crucial en el suministro energético futuro. Hasta ahora se ha aprovechado sólo una cuarta parte de su potencial económico. El potencial realizable en el plano técnico es notablemente superior al alcanzable desde un punto de vista hidroecológico. Hasta el año 2010 están previstas más centrales hidroeléctricas con una potencia total de 135 gigavatios. 57 de esos gigavatios procederán de centrales minihidráulicas.
En Alemania las empresas del sector hidráulico ven factible una ampliación de aproximadamente 2.000 megavatios. Para ello están previstas inversiones del orden de mil millones de euros hasta el año 2012. Los emplazamientos ocupados por viejos molinos de agua están actualmente en el punto de mira.
