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La mayor parte del planeta vive en zonas urbanas. En ellas se originan dos tercios de la demanda global de energía y un porcentaje similar de emisiones de CO2. Descarbonizar la demanda energética de las ciudades es por tanto una prioridad para combatir el cambio climático. Sin embargo, una de las herramientas básicas para conseguirlo, la generación renovable de electricidad, tiene una presencia mínima en ciudades.
Dados los condicionantes del entorno urbano, la tecnología renovable con mayor potencial para adentrarse en zonas urbanas es la energía solar fotovoltaica (FV). Gracias a su carácter modular, las instalaciones solares se adaptan al espacio disponible en los tejados de diferentes edificios y su generación eléctrica puede utilizarse para autoconsumo. Estimaciones teóricas en Estados Unidos y España sugieren que la generación solar en zonas urbanas podría cubrir un porcentaje significativo de la demanda eléctrica.
A la hora de convertir esos potenciales teóricos en una realidad, el autoconsumo solar en zonas urbanas se enfrenta a tres principales desafíos. El primero es la falta de espacio. Las zonas urbanas se caracterizan por una alta densidad de construcciones que limita el espacio disponible para instalaciones solares a las cubiertas de los edificios. Esto provoca un segundo desafío: la dificultad para beneficiarse de las significativas economías de escala que sí disfrutan las grandes instalaciones solares en suelo. Y, por último, el consumo eléctrico de muchos edificios individuales tiende a concentrarse en horas de baja producción solar. Por ejemplo, en edificios residenciales, se consume más electricidad antes y después de la jornada laboral, mientras que la producción solar es máxima a mediodía.
Las comunidades solares podrían ayudar a superar estos desafíos. Estas son instalaciones solares con múltiples propietarios físicamente conectados entre sí y que autoconsumen de forma compartida. La gran ventaja de las comunidades solares es que agregan la generación y demanda de varios edificios, mejorando la rentabilidad del proyecto y reduciendo los vertidos a la red de distribución.
Para el regulador, uno de los puntos más controvertidos es cómo fijar las reglas de quién puede formar parte de una comunidad solar y anticipar las implicaciones de establecer reglas más o menos restrictivas. Junto a mis coautores, Dr. Danielle Griego y Prakhar Mehta, investigamos esta cuestión en un estudio recientemente publicado en abierto en Energy Policy.
Datos y estrategia empírica
Aún no existen datos suficientes para realizar un análisis longitudinal que compare regiones con diferentes reglas para comunidades solares. Para sortear este inconveniente, decidimos generar nuestros propios datos combinando un modelo de simulación de sistemas energéticos en zonas urbanas con resolución horaria (la plataforma CEA desarrollada en la ETH Zurich) con un modelo basado en agentes que simula las decisiones de inversores individuales, cada uno con características diferentes basadas en distribuciones estadísticas. Gracias a la disponibilidad de datos reales de casi 5.000 edificios, la simulación se centra en el barrio de Alt-Wiedikon en Zurich, Suiza, desde 2010 a 2035.
El objetivo es evaluar tres escenarios:
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- IND: sólo instalaciones individuales están permitidas,
- ZCS: edificios en una misma manzana puede formar una comunidad solar,
- RCS: edificios en un radio de 100 metros pueden formar una comunidad solar.
El escenario IND sirve de referencia para comparar el impacto de las diferentes reglas para la formación de comunidades solares. Las restrictivas reglas del escenario ZCS no permiten a las comunidades solares atravesar vías de tráfico, plazas, o ríos, mientras que las reglas del escenario RCS sólo imponen una distancia límite sin ninguna otra restricción. Simulando 50 veces cada escenario, podemos analizar cómo afectan cada regla a la adopción de la energía solar considerando la incertidumbre sobre el comportamiento de los casi 5.000 inversores individuales dueños de los edificios.
Resultados
Los resultados muestran que la adopción de la energía solar crece en todos los escenarios, pero lo hace de forma muy diferente. Una parte importante de las instalaciones solares son comunidades solares en el escenario ZCS y esta proporción aumenta más aún en el escenario RCS. El despliegue total de energía solar se incrementa ligeramente con reglas restrictivas para comunidades solares (+1%), comparando con el escenario IND, en el que sólo las instalaciones individuales están permitidas, y aumenta mucho más en el escenario con reglas más permisivas (+21%).
Otro resultado interesante es que las comunidades solares hacen políticas de apoyo de subsidios al coste de la instalación más eficientes. El gobierno federal suizo ofrece una ayuda de hasta el 30% del coste de la instalación solar que se puede solicitar hasta 2030. El apoyo público por kilo-Watio instalado es de media 215 CHF en el escenario IND, mientras que disminuye a 210 CHF (-2%) y 200 CHF (-7%) en los escenarios ZCS y RCS (1 CHF equivale a 1 EUR).
Conclusiones: ¿qué tiene que ver todo esto con la política energética en España?
España es particularmente urbana. Ocho de cada diez residentes viven en municipios de más de 30.000 habitantes (según el censo de 2020). Además, España es particularmente soleada. El mismo panel solar produce un 50% más de electricidad al año en Madrid que en Berlín, y sin embargo Alemania tiene casi el doble de potencia solar instalada per cápita que España (en 2021). Por estas dos razones, las comunidades solares pueden jugar un papel muy relevante en la adopción de la energía solar en España.
Los resultados de nuestro estudio refuerzan los argumentos de quienes se opusieron al límite de 1 kilómetro para instalaciones de autoconsumo compartido impuesto por el gobierno en Octubre de 2022. Aunque la configuración de las instalaciones es diferente a la de nuestro artículo (en España se permite utilizar la red de distribución, mientras que en Suiza la comunidad energética debe utilizar sus propios cables, de ahí las distancias mucho más pequeñas), la razón para abogar por unas reglas permisivas para la formación de comunidades solares es las misma: facilitar la agregación de producción y demanda con perfiles complementarios.
Un hallazgo sorprendente en nuestras simulaciones es la importancia de cómo crecen las comunidades solares con el tiempo. Los datos muestran que el número y las características de comunidades solares nuevas en los escenarios ZCS y RCS son similares (según la figura, 400 comunidades nuevas se formaron en 50 simulaciones del escenario ZCS y 469 en el escenario RCS). Sin embargo, cuando las reglas permiten a edificios que están más alejados formar parte de las comunidades solares, es mucho más frecuente que las comunidades crezcan añadiendo nuevos miembros (2674 en el escenario RCS frente a 986 en el escenario ZCS). Y no sólo eso, sino que los nuevos miembros aumentan la ratio de autoconsumo de la instalación compartida, mientras que, con reglas más restrictivas, lo reducen.
La explicación de estos resultados es sencilla. Al flexibilizar las reglas sobre quién puede formar parte de una comunidad solar, el número de edificios que se pueden añadir a la comunidad crece y resulta más probable que alguno quiera unirse y que su perfil de demanda complemente los de los miembros existentes de la comunidad solar. Por ello, es una gran noticia que el Ministerio para Transición Ecológica y Reto Demográfico atendiese las sugerencias de expertos y empresas y en Noviembre 2022 aumentase el límite para el autoconsumo solar compartido a 2 km.
Pero creemos que esto no es suficiente y que, además de facilitar la formación de comunidades solares nuevas, el regulador debe poner mayor atención en hacer más sencillo que las comunidades crezcan de forma flexible y sencilla. Como ya se ha debatido en estas páginas, más instalaciones solares podrían ser una fuente de empleo local. Además, las comunidades solares facilitan el acceso a la energía renovable a quienes carecen de medios financieros o físicos (falta de un tejado propio) para hacerlo de forma individual. Finalmente, en el contexto actual, un mayor despliegue de energía solar es una herramienta básica para reducir de forma estructural la dependencia de los combustibles fósiles y que merece más recursos que otras medidas más cuestionables.