Ciència contra les apagades: investigadors busquen la recepta per a una xarxa verda i robusta
LLEGIR EN CASTELLÀ
Les xarxes elèctriques modernes, especialment les que abasten grans territoris com Europa, estan dissenyades per a operar com a sistemes interconnectats que comparteixen recursos i equilibren càrrega en temps real. No obstant això, aquesta interconnexió té un costat fosc: una fallada en un punt pot desencadenar una cascada de col·lapses amb impacte en regions senceres. Fenòmens naturals, errors tècnics o atacs maliciosos són una amenaça latent i investigadors alerten que una xarxa elèctrica 100% renovable, encara que necessària per al planeta, presenta riscos davant la variabilitat de la producció, especialment en els extrems, on se situen la península ibèrica i els països Bàltics.
L'apagada europea del 4 de novembre de 2006 va afectar 15 milions de persones a Europa Central, amb incidència parcial a Alemanya, França, Itàlia, Espanya, Portugal, Bèlgica, Àustria i Croàcia. La del 28 d'abril de 2025 va deixar sense llum a més de 60 milions de ciutadans a Espanya, Portugal, Andorra i alguns punts de França. Un equip de científics liderat per investigadors de l'Institut de Física Interdisciplinària i Sistemes Complexos (IFISC), centre de titularitat compartida entre la Universitat de les illes Balears (UIB) i el Consell Superior de Recerques Científiques (CSIC, sigles en castellà), estudia els dos grans desafiaments als quals s'enfronta l'estabilitat de la xarxa elèctrica: la integració massiva d'energies renovables i la grandària i la interconnexió del sistema europeu.
“Tenim davant nosaltres la tempesta perfecta. Cal incrementar el consum elèctric sense augmentar les emissions de CO₂, la biomassa i la hidràulica té un recorregut limitat, i les nuclears també, amb grans problemes de costos a llarg termini. Però les renovables presenten riscos importants: no són controlables, tenen major variabilitat i menor inèrcia”, explica el físic Pere Colet. L'energia eòlica i solar fotovoltaica és neta, però depèn de les condicions meteorològiques i el seu magatzematge és molt car. “Fins fa poc, aquestes plantes no podien controlar el voltatge i s'ha requerit un canvi en la legislació per a permetre-ho”, assenyala Colet. “El 28 de gener el vent va pujar a més de 90 quilòmetres per hora i van haver de parar-se les turbines, que estaven a màxim rendiment, perquè no es trenquessin”, exposa en referència a l'últim temporal, que va obligar Red Eléctrica a desconnectar durant dues hores a grans empreses i consumidors intensius per sobrecàrrega de demanda o falta de generació.
Tenim davant nosaltres la tempesta perfecta. Cal incrementar el consum elèctric sense augmentar les emissions de CO₂, la biomassa i la hidràulica té un recorregut limitat, i les nuclears també, amb grans problemes de costos a llarg termini. Però les renovables presenten riscos importants: no són controlables, tenen major variabilitat i menor inèrcia
El sistema té llacunes perquè tampoc les plantes nuclears són solució, pel fet que la seva producció és constant i no tenen capacitat per a incrementar de manera urgent i puntual. Les més ràpides són els cicles combinats, centrals tèrmiques que utilitzen gas natural, “que aconsegueixen una alta eficiència superior al 55%”, però resulten més cares. “Són essencials com a energia de suport per a les renovables, amb una capacitat instal·lada pròxima als 25-27 gigawatts i funcionen com a 'salvavides' del sistema elèctric”, puntualitza el físic Damià Gomila. Aquesta és la resposta parcial a per què Balears es va lliurar de l'apagada de l'any passat, en tenir a ple rendiment la producció amb gas. “D'altra banda, també va ser crucial que el cable que ens connecta és d'energia contínua”, agrega Colet.
El bessó canari
La interrupció de subministrament de 2025 va afectar a tota Espanya, excepte Balears, Canàries, Ceuta i Melilla. En la seva cerca de propostes, els investigadors de l’IFISC han construït un bessó de la xarxa elèctrica de Gran Canària per a estudiar el problema en un sistema real. “Vam mostrar que, si s'incrementa molt la producció eòlica i es desconnecten centrals convencionals, arriba un punt en el qual les fluctuacions de freqüència són tan grans que la xarxa deixa de ser operativa”, apunta Gomila. “El missatge clau és clar: a mesura que augmenta la penetració de renovables, és imprescindible augmentar també la capacitat de control de la xarxa. Això pot fer-se de diverses formes: mantenint centrals convencionals operant principalment per a donar estabilitat, incorporant bateries, o dotant a les pròpies plantes renovables de capacitats avançades de control mitjançant electrònica de potència. Aquestes últimes solucions estan començant a implantar-se després de la recent apagada, encara que totes elles encareixen el cost del sistema elèctric”, afegeix.
A mesura que augmenta la penetració de renovables, és imprescindible augmentar també la capacitat de control de la xarxa. Això pot fer-se de diverses formes: mantenint centrals convencionals operant principalment per a donar estabilitat, incorporant bateries, o dotant a les pròpies plantes renovables de capacitats avançades de control mitjançant electrònica de potència
Una xarxa sincronitzada
L'altre gran escull és la grandària de la xarxa europea, que a més funciona de manera síncrona, la qual cosa posa en perill la globalitat davant qualsevol fallada. L'equip de científics liderats per Colet i Gomila proposa un sistema energètic continental amb línies HVDC (High-Voltage Direct Current o corrent continu d'alta tensió), creant així una espècie de tallafocs en la xarxa europea que podria reduir dràsticament el risc de foscor. Unes vàlvules intel·ligents permetrien frenar apagades en cascada i es reduiria un 46% la probabilitat d'aquests.
“D'altra banda, les oscil·lacions entre àrees distants de la xarxa són un fenomen global, difícil de controlar, especialment perquè la xarxa europea és una agregació de xarxes nacionals sense un control centralitzat únic. De fet, oscil·lacions d'aquest tipus van aparèixer durant l'apagada a Espanya, amb moviments en antifase entre regions tan distants com Espanya i Estònia. No se sap si van ser la causa directa de l'apagada, però sí que es van observar dos episodis clars, aproximadament 30 i 15 minuts abans”, compta Gomila.
Més enllà dels beneficis en termes de seguretat, els investigadors també avaluen el cost de convertir línies convencionals en HVDC enfront dels estalvis associats a la reducció d'apagades, especialment en el cas d'aïllar la península ibèrica amb connexions ben planificades. Millorar la resiliència de la xarxa no és només un repte tècnic, sinó també una decisió política i econòmica clau per a assegurar el subministrament enfront de futures crisis.
Les apagades massives no són simples inconvenients: poden paralitzar hospitals, detenir transport, tallar comunicacions i causar pèrdues econòmiques milionàries. Davant aquest panorama, solucions innovadores com la segmentació amb HVDC proposen una manera de fer que la xarxa europea sigui tant verd com robusta. Si bé l'aplicació pràctica d'aquesta proposta requeriria negociacions entre països, inversions coordinades i més estudis tècnics, la recerca de l’IFISC planteja una qüestió rellevant: podria un disseny modular i controlable de la xarxa elèctrica ser la clau per a evitar la pròxima gran apagada europea?
0