El Norte de África tiene una recursos inmensos de energía eólica y solar, suficientes para abastecer a todo el mundo de electricidad a un precio razonable y competitivo. Sin llegar a esos límites, la interconexión permitirá regular la red y aumentar la aportación de las renovables, sobre todo la eólica y la solar termoeléctrica, a la vez que se contribuye al desarrolo y a la creación de empleo en Argelia y Marruecos, entre otros países. Es un primer paso, en la línea correcta.
Los contactos son "iniciales", pero los gobiernos son conscientes de que los elevados costes de la interconexión hacen que las empresas energéticas sean reticentes si no cuentan con el apoyo estatal.
La idea que estudian España y Argelia implicaría conectar ambos países a través de un cable que iría en paralelo al gasoducto de Medgaz, concretamente anclado a éste, para evacuar la electricidad generada por plantas solares en el país africano, que quiere desarrollar esta industria en el desierto del Sáhara, y está abierto a la participación de empresas españolas que quieran desarrollar instalaciones allí.
Así, España podría importar energía de origen renovable, pero sin necesidad de tener otras fuentes alternativas si el sol falla –como pasa actualmente con la eólica–, ya que sería Argelia la encargada de ofrecer electricidad mediante otras fuentes –en su caso gas– cuando hubiese oscilaciones en la producción solar.
Estos planes llegan en un momento en el que se está impulsando el Plan Solar Mediterráneo, proyecto que prevé sumar una potencia total de 20 gigavatios en instalaciones situadas en el norte de Africa para 2020.
Entre 2012 –cuando está previsto que se inicie el plan– y 2016, la electricidad que generen las instalaciones solares que se ubiquen en la orilla sur del Mare Nostrum podrá transportarse a Europa a través de la conexión actual por el sur de España con Marruecos.
Se trata de una potencia de entre 300 y 400 megavatios, que conformaría la primera fase del Plan Solar. Posteriormente, harían falta más interconexiones entre el norte y el sur del Mediterráneo, como por ejemplo a través de Italia y Turquía, o a través de la posible interconexión entre España y Argelia, que podría ser de unos 2.000 megavatios.
El Plan Solar Mediterráneo requerirá una inversión de 80.000 millones de euros para estar plenamente en marcha en 2020. Unos 70.000 millones se destinarán a las plantas de generación, y unos 10.000 a la red de transporte de la electricidad.
El principal freno al plan es la financiación, por el contexto de crisis y por la cantidad de países implicados para conseguir un anillo de distribución eléctrica entre norte y sur del Mediterráneo.
Hace unos años que Argelia se planteó tender un cable de 200 kilómetros y 2.000 megavatios con España, con un recorrido similar al del gasoducto Medgaz, pero los planes, con un presupuesto de 700 millones, no se concretaron.
Actualmente, Argelia prevé exportar electricidad excedentaria a España a través de un acuerdo con Marruecos, que es el que tiene la interconexión, y también tiene en mente exportar energía solar a Alemania mediante un cable de 3.000 kilómetros, con un proyecto más avanzado que la interconexión con España, aunque también sin cerrar.
El objetivo de Argelia a largo plazo es convertirse en el segundo país suministrador de electricidad a España, sólo superado por Francia.
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TREC
Cooperación Transmediterránea Energías Renovables (Trans-Mediterranean Renewable Energy Cooperation en inglés) es una iniciativa del Club de Roma y de la Fundación de Hamburgo para la Protección del Clima en el campo de las energías renovables. Fundada en septiembre de 2003, ha desarrollado un proyecto realizable para la energía, agua, y seguridad climática en Europa, Oriente Próximo y el Norte de África, EUOMNA (siglas EU-MENA en inglés). Es parte de los objetivos el implantar este concepto de cooperación con políticos, empresarios y el público en general.
Una red internacional de científicos, políticos y expertos en el campo de las energías renovables y su desarrollo forman en núcleo de TREC. Los cerca de 50 miembros de TREC (incluyendo Su Real Alteza el Príncipe Hassan bin Talal de Jordania) están en contacto periódico con gobiernos nacionales e inversores privados, con el objetivo de comunicar los beneficios que se podrían obtener gracias a un uso cooperativo de la energía solar y eólica y el objetivo de promover proyectos específicos en este campo.
Los estudios
TREC fue fundada con el objetivo de proveer con energia limpia a Europa y a los países del cinturon-solar de una forma más barata y rápida por medio de una cooperacion entre los paises de EU-MENA. Suministrando energía desde el desierto como fuente principal de energías renovables, Europa podría conseguir sus objetivos de protección del clima, asegurar un suministro de energia, y apoyar un desarrollo socio-económico en el norte de África, simultaneamente. TREC ha cooperado en la realizacion de dos estudios que han evaluado el potencial de las energías renovables, en Oriente Próximo y en el Norte de África. Un estudio sobre los requerimientos de EU-MENA hasta el año 2050 y otro sobre la implantación de una red eléctrica entre Europa, Oriente Próximo y África. Estos estudios han sido comisionados por el Ministerio de Medio Ambiente, Naturaleza y Seguridad Nuclear de Alemania Federal (BLU) y realizado por el Centro Aerospacial Aleman (CLR). Los estudios se realizaron entre el año 2004 y 2006 y fueron llamados ‘MED-CSP’ y ‘TRANS-CSP’.
El concepto
El Centro Aerospacial Alemán ha mostrado por medio de estudios hechos por satélite, que usando menos de un 0,3% del área total de las áreas desérticas en la región MENA, las Centrales eléctricas Termosolares pueden generar electricidad suficiente para suministrar las necesidades actuales de Europa, el Norte de África y Oriente Próximo, incluyendo los correspondientes incrementos de demanda del futuro. La energía solar limpia puede ser transmitida por medio de cables de transmisión de Corriente Continua de Alto Voltaje (siglas HVDC en inglés) en esas áreas y también hacia Europa (con pérdidas de transmisión que no superarían el 10-15%). El Club de Roma y TREC están apoyando este tipo de utilización cooperativa de la energía solar. Los vientos alisios del sureste de Marruecos pueden también ser utilizados para generar suministros adicionales de energía. Países tales como Egipto, Algeria, Jordania y Marruecos ya han mostrado un gran interés por este tipo de cooperación.
La Tecnología
La pérdidas por transmisión de Corriente Continua de Alto Voltaje (HVDC) son de un 3% cada 1.000 km. Las Centrales de energía solar termosolares en el norte de África producirán tres veces mas energía solar que otras centrales similares en el Centro de Europa, por esto mismo las pérdidas de transmisión de un 10-15% son compensadas por las mucho más grandes cantidades de energía disponibles. A pesar de que en el pasado se haya propuesto al Hidrógeno como vector energético, esta forma de transporte de energía es mucho menos eficiente que por transmisión HVDC.
Las Centrales de energía Solar Termoeléctrica, también llamadas Centrales de Concentración Termal Termosolares, utilizan espejos para concentrar la energía solar, crear vapor y así haciendo el vapor mover las turbinas, generar electricidad. Un interesante subproducto que puede ser de gran beneficio para la población local, es el del calor disipado de la unidad generadora de electricidad, que podría ser a su vez utilizado para desalinizar el agua del mar. Si se recolecta mas energía solar de la que se necesita para satisfacer la demanda, el exceso de energía puede ser almacenada en tanques de sal fundida, que a su vez puede ser más tarde utilizada para generar electricidad propulsando las turbinas por la noche. El gas natural también puede ser utilizado para propulsar las turbinas, y de esta forma poder mantener un servicio ininterrumpido durante periodos con cielo cubierto o con tiempo adverso.
La viabilidad
Las tecnologías necesarias para realizar este proyecto están desarrolladas y han estado en uso durante varias décadas. La conducción HVDC ha sido utilizada bastamente durante muchos años por ABB y Siemens. En el World Energy Dialogue 2006 en Hannover, Alemania, ambas compañías aprobaron que la implantación de una cooperación Traes-Mediterránea no representa ningún problema. Centrales de energía Solar Termal, como las Centrales de energía Solar Parabólica, han sido utilizadas comercialmente en Kramer Junction en California desde 1985. Otras Centrales Solares están en proyecto o en construcción en España y Estados Unidos. El Centro Aerospacial Alemán ha calculado que si las Centrales Solares Termales se construyesen en grandes números durante los próximos años, los costes aproximados (incluyendo los de transmisión) serian reducidos de 9-22 Céntimos de Euro/kWh a 5 céntimos de Euro/kWh.
Estableciendo aparte de las necesidades propias de esos países, una capacidad exportadora de 100 GW (unas 100 centrales nucleares) de energía Solar Termal y transmisión hasta el año 2050, se necesitarían unos 400.000 millones de Euros en 30 años, o dicho de otra forma 13.000 millones de Euros anuales. Esta cifra anual representa solamente un 8% del presupuesto de defensa de los 25 países Europeos. Aunque realmente solamente se necesitarían una cantidad de ayuda estatal de menos de diez millardos de Euros, para que de esa forma la construcción de las centrales y la transmisión de energía fuesen competitivas durante los primeros años, atrayendo así inversiones privadas y públicas.
La inseguridad política
La importación de electricidad, así como la importación de uranio, gas natural o petróleo ha sido siempre arriesgada, en lo que concierne a las inseguridades políticas. Ahora que mientras que la energía solar es muy abundante y su desarrollo conlleva muchas ventajas, las reservas de combustibles fósiles se agotan inexorablemente, lo cual conlleva a precios más altos y potencialmente a más conflictos. Sin embargo, se debe sopesar los posibles beneficios de una estabilidad creciente entre Europa y la región MENA con los posibles conflictos que podrían surgir si una dependencia surgiese. Por lo tanto, TREC sugiere que solamente un 10-25% de las demandas energéticas de Europa sean satisfechas por medio de una cooperación con MENA. La idea no consiste en la construcción de una gran Central de energía Solar Termal, sino muchas plantas eólicas y solares de pequeña escala interconectadas por medio de HVDC con Europa.
Por lo tanto, el suministro de energía sería distribuido entre muchos países, y varias empresas públicas y privadas. La creación de empleo en la región MENA estabilizará también sus condiciones socio económicas. El empleo surgiría en la construcción, mantenimiento de las centrales, y en la generación de energía y agua para las demandas de la población de la región.
Una forma de implantar el concepto DESERTEC
El concepto TREC sólo requiere la aceptación de la electricidad y del agua, préstamos favorables y avales financieros. Como el DLR ha declarado, unos millardos de euros podrían hacer despegar la inversión necesitada para la producción y transmisión de energía solar. Es más, TREC propone tres proyectos para propulsar la implantación del concepto DESERTEC. Estos proyectos son técnicamente viables, y solamente requerirían el soporte político y monetario.
1. Gaza Solar Power & Water Project: Para construir centrales combinadas de generación de energía solar y de desalinización. Estas centrales, que constituyen parte del programa internacional de desarrollo de Gaza, podrían estar situadas en las regiones litorales del Sinai Egipcio. Proveyéndolas con un apropiado medio de transporte para la energía y para el agua, estas centrales podrían proporcionar a la región de la franja de Gaza con suministros para dos o tres millones de personas. Este proyecto podría marcar un punto de inflexión en el actualmente adverso desarrollo social y económico de Gaza, en los conflictos regionales por el agua, y en la estabilización del proceso de paz entre Israel y Palestina. La inversión total requerida podría ser de unos 5 millardos de euros.
2. Sana’a Solar Water Project: La Capital Yemenita de Sana, esta enfrentándose a la extinción de sus reservas subterráneas de agua desde hace 15 años. La construcción de plantas de desalinización en del Mar Rojo, que funcionasen con energía solar, producirían agua potable para Sana al mismo tiempo que producirían la energía necesaria para bombear agua a través de una gran conducción hasta la ciudad, situada a una altitud de de 2.200 metros. El proyecto de Sana podría evitar un incipiente desastre humanitario y social en Yemen. De igual manera, este proyecto podría también salvar una gran herencia cultural de significación mundial. La movilización de dos millones de personas podría llegar a costar más de 27 millardos de euros. Esto es mucho más costoso que los 5 millardos de euros necesarios para el plan alternativo, es decir, dejar que la gente se quede en Sana y construir plantas desalinizadoras solares con conducciones adecuadas para suministrar el agua.
3. South-North grid: Es un proyecto que consiste en la construcción a gran escala de una red Norte-Sur para la transmisión de energía “limpia” procedente de los desiertos hacia Europa. Este proyecto finalizado en el año 2020, proporcionará una infraestructura para la energía y la seguridad climática. Una red de alta capacidad para la transmisión de energía barata y limpia hacia Europa podría incitar un despegue económico que facilitaría las inversiones en la región MENA para las plantas de energía Solar Termal y los molinos de viento. La construcción de redes CCAV (Alto voltaje y de corriente continua) constaría unos 5 millardos de euros para los primeros 10 GW.
Solamente la implantación uno de los dos primeros proyectos impulsaría la evolución de la tecnología de generadores termales solares hasta el punto que estos tendrían unos costes mas bajos que la mayoría de los combustibles fósiles. Estos generadores solares termales de bajo coste facilitarían el desarrollo de áreas desérticas por todo el mundo, ya que las centrales solares, en la vecindad de las costas, proponen un suministro inconmensurable de agua dulce. Conjuntamente con una Red Norte Sur, los proyectos de Gaza y de Sana podrían convertirse en unos proyectos claves en esta revolución “Copernicana” hacia un balance global sostenible. Tal y como se sugirió en el reciente informe “Stern”, esta inversión resultaría mucho más barata y segura que la de simplemente dejar que el cambio climático progrese, para después tener que pagar por los daños resultantes.
Hacia mediados del siglo 21, los desiertos del norte de África y de Oriente Próximo podrán proveer con la mayor parte de la energía necesitada en la región de MENA, para de esta forma surtir con recursos inexhaustibles de energía “limpia” a los países europeos, y permitiendo así reducir las emisiones de gases contaminantes a un nivel sostenible. En el escenario descrito en los informes del DLR, es posible reducir las emisiones actuales de CO2 procedentes de la generación de electricidad hasta en un 70% y permitir también el abandono paulatino de la energía nuclear, acompañados por una reducción de costes eléctricos a largo plazo.
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The DESERTEC Concept describes the perspective of a sustainable supply of electricity for Europe (EU), the Middle East (ME) and North Africa (NA) up to the year 2050. It shows that a transition to competitive, secure and compatible supply is possible using renewable energy sources and efficiency gains, and fossil fuels as backup for balancing power.
A close cooperation between EU and MENA for market introduction of renewable energy and interconnection of electricity grids by high-voltage direct-current transmission are keys for economic and physical survival of the whole region. However, the necessary measures will take at least two decades to become ffective. Therefore, adequate policy and economic frameworks for their realization must be introduced immediately. The role of sustainable energy to secure freshwater supplies based on seawater desalination is also addressed.
In order to find a viable transition to an electricity supply that is inexpensive, compatible with the environment and based on secure resources, rigorous criteria must be applied to ensure that the results are compatible with a comprehensive definition of sustainability. A central criterion for power generation is its availability at any moment on demand. Today, this is achieved by consuming stored fossil or nuclear energy sources that can provide electricity whenever and wherever required. This is the easiest way to provide power on demand. However, consuming the stored energy reserves of the globe has a high price: they are quickly depleted and their residues contaminate the planet.
With the exception of hydropower, natural flows of energy are not widely used for power generation today, because they are not as easily stored and exploited as fossil or nuclear fuels. Some of them can be stored with a reasonable technical effort for a limited time-span, but others must be taken as provided by nature. The challenge of future electricity supply is to find a mix of available technologies and resources that is capable of satisfying not only the criterion of “power on demand”, but all the other criteria for sustainability, too.
The DESERTEC WhiteBook describes a scenario of electricity demand and supply opportunities by renewable energy in the integrated EUMENA region up to the middle of the century, and confirms the importance of international cooperation to achieve economic and environmental sustainability.
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Background on the Sahara Wind Project
If we take the growing need for electricity worldwide, its environmental impact and the current energy trends in Europe, wind power which represents an inexpensive source of renewable energy, seems to provide one of the best alternatives to supply one the world’s largest electricity market. The development of wind power is a European success story, and its potential may be big enough to cover all of the continent’s electricity needs.
However, land based electricity production from wind is rather limited in Europe due to a relatively high population density and its corresponding intensive use of land. This leads to significant reductions of usable lands on which the wind resource can be exploited. In Germany for instance (the World’s leader in wind power), the wind energy potential is limited in comparison to the need of its large domestic power consumption, and would already imply the successive use of worse sites where annual wind productions are low, resulting into higher electricity costs. If the growth rates remained as high as they were a few years ago (they have since dropped significantly) most of the productive sites would have been already equipped. Such a perspective could leave a growing wind energy industry with a notable deadline that may prevent it from having any significant impact on european electricity supply schemes.
While Germany and Denmark were pioneers, other European countries like Spain could be faced with the same difficulties. Thus, and in order to sustain the future of a promising energy technology, other alternatives are currently being sought such as to utilize offshore wind potentials. In Europe however, there are large industrial regions, if not entire countries, with high energy consumptions that don’t even dispose of an access to the sea.
It is therefore conceivable that some countries would consider importing significant amounts of low-cost wind generated power from other windy regions. There are huge areas with excellent wind conditions around Europe where population densities are one hundredths that of Europe, and where the same can be said about electricity needs.
Saharan coast from Morocco to Senegal represents the most extensive, windiest and least populated region worldwide that is reached by the European electricity grid. An expected yearly production of more than 4500 Full Load Hours can be derived at some sites, where recent wind measurements were made.
The size of the wind catchments area is huge as the sole coastline, just to mention, spreads for over 2000 Km (1250 miles).
Considerable amounts of wind generated electricity could be transferred using optimized grid infrastructures. In order to avoid unacceptably high losses, High Voltage DC techniques could be engaged as for large capacities exceeding 5 GW, existing technologies can limit transfer losses at full load, to less then 10% over 3000 Km (1800 miles). This distance is long enough to deliver wind generated electricity from the Saharan plateaus of Tarfaya to Germany.
The existing Euro-Mediterranean economic framework is likely to enable this vast wind energy source to become one of the main economic drivers of a sustainable development for the entire region. Taking advantage of the relative proximity of both continents to tap into a widely available clean and renewable power source serves two complementary objectives, namely to satisfy growing European energy needs while strengthening North Africa’s integrated industrial, social and economic take-off.
Our activities at Sahara Wind Inc are aimed at concretizing this vision through a dedicated project development platform likely to facilitate your access to all relevant information on the topic.
Wind Energy Potential
The annual production that can be produced from wind force in good wind regions, with large wind parks can be as high as 0.1 to 0.15 TWhel/km² [Tezlaff 1999]. The establishment of wind turbines with a power density of 7 MW/km² could produce about 0.028 TWh/km² per year in good locations in South Morocco. Although close arrangements of wind turbines tends to weaken the global supply of energy of a Wind Park, wide space availability for large-scale wind installations enables an optimal wind turbine spacing ratio to be applied.
With a wind turbine spacing of only 2.4 MW/km² on parts of the 2000 kilometers long coastline from Morocco to Senegal could potentially generate a production of more than 1000 TWh per year. This would be sufficient to cover close to half of the entire electricity needs of the European Union estimated at (2300 TWh).
This very large potential represents several dozen times the electrical requirements of the North African countries combined, and cannot be utilized locally.
The use of these potentials would therefore require much higher energy transfer capabilities . High Voltage Direct Current (HVDC) transmission lines for instance, would allow vast amounts of electricity to be transported from North Africa to Europe with minimal losses. Efficient high capacity electric transmission technology applied on such scale can displace a significant share of Europe’s wind energy production towards more productive sites, making wind energy more affordable while improving the economic prospects of marginal desert regions with very limited endogenous development possibilities.
The Sahara wind resource that spreads through thousands of kilometers of desert seacoasts, will take many years in order to be accurately evaluated. It represents probably one of the world’s largest untapped sources of wind generated electricity. The size of this territory, the availability of the wind, and the geographical proximity of this region to Europe as one of the world’s largest integrated electricity market provides encouraging development perspectives for the future of renewables in this area and beyond.
High Voltage Direct Current technology (HVDC)
With the available transmission technology today, the prospect of importing renewable electricity from remote and thinly settled regions is economically viable and technically feasible. High Voltage Direct Current transmissions have a high availability and reliability rate, as shown by over 50 years of operation. For large electricity transfers, High Voltage Direct Current technology (HVDC) enables very fast control of power flows which implies stability improvements not only for the HVDC link but also for the entire surrounding AC system. At present, more than 70 GW of electric capacity are being transmitted through High Voltage Direct Current transmission lines in over 95 projects world wide. Their main purpose is to actually transfer large amounts of hydro-power from remote sites to urban or industrial centers with high demands for electricity. Among these projects we could mention that of Itaipu in Brazil or the one linking the North Eastern United States (New England including New York City) that is currently fed with low-cost hydro-electricity generated out of Canada’s large power dams located more than three thousand kilometers away (1900 miles). This distance actually represents a length of transmission lines that would be long enough to connect North Africa’s Sahara desert wind resources to the middle of Europe.
The existing High Voltage Direct Current (HVDC) technology enables large electricity transfers to limit cumulative line and AC-DC-AC converting losses, to less than 15% over a distance of 3500 km. Whereas the overall added costs per kilowatt/hour for such a long transmission line are lower then € 0.02/kWh.
The integration of North Africa’s most suitable wind resources to gradually supply the European electricity grid with low costs wind-generated power is technically feasible and would enable significant economies of scale to be achieved.
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www.dw-world.de/dw/article/0,,3869892,00.html
