Los beneficios de la cooperación en una red eléctrica europea altamente renovable

Para alcanzar ambiciosos objetivos europeos de reducción de emisiones de CO2, la mayoría de los escenarios futuros de sistemas eléctricos europeos se basan en grandes proporciones de generación de energía eólica y solar fotovoltaica. Interpolamos entre dos conceptos para equilibrar la variabilidad de estas fuentes renovables: el equilibrio a escalas continentales utilizando la red de transmisión y el equilibrio localmente con almacenamiento. Esta interpolación se realiza restringiendo sistemáticamente las capacidades de transmisión desde el nivel óptimo hasta cero. Realizamos optimizaciones de costos tecnoeconómicos para la inversión en capacidad y despacho de generación de energía eólica, solar, hidroeléctrica, de gas natural y de transmisión, así como opciones de almacenamiento como hidroeléctrico por bombeo, baterías y almacenamiento de hidrógeno. Las simulaciones suponen una reducción del 95% en las emisiones de CO2 en comparación con 1990 y se ejecutan durante un año completo de clima e demanda eléctrica para 30 países europeos. En el sistema de costo óptimo con altos niveles de expansión de transmisión, la generación de energía está dominada por la eólica (65%) y la hidroeléctrica (15%), con costos promedio del sistema comparables al sistema actual. Restringir la transmisión cambia el equilibrio a favor de la solar y el almacenamiento, aumentando los costos en un tercio. A medida que se relaja la restricción, se pueden capturar ya el 85% de los beneficios de costos de la expansión óptima de la red con solo el 44% del volumen de transmisión.