En febrero de 2021 el estado norteamericano de Texas sufrió un apagón eléctrico que dejó sin electricidad a algo más de 4 millones de personas. Las causas fueron muchas, pero el detonante fue la tormenta invernal Uri que provocó una ola de frío de récord en esta zona de los EE.UU.
Del 10 al 11 y del 13 al 17 de febrero de 2021, varias tormentas invernales atravesaron Norteamérica, siendo especialmente intensas en Texas, donde se registraron temperaturas que llegaron a los -19˚C (el menor registro de los últimos 72 años). La situación generada fue tan grave que el presidente Joe Biden declaró Texas zona catastrófica.
El incidente fue usado por algunos para atacar la fiabilidad de la generación eléctrica de origen renovable. En este post veremos que el frío extremo también afectó a la generación térmica convencional alterando todo el sistema eléctrico texano, incapaz de cubrir una demanda eléctrica disparada.
Apagones en Texas, dimensionando la catástrofe
Para poder dimensionar la catástrofe, habría que mencionar que Texas es el segundo mayor de los EE.UU, sólo superado por Alaska. Texas ocupa una superficie de 696.241 km², mayor que la de la Península Ibérica.
Según datos de 2020 tiene una población de 29.145.505 habitantes y su economía es la segunda mayor del país, por detrás de la de California. En 2021 su PIB total era de 1.153,1 MM$ (el de España fue de 1.205,1 MM$) según la web datosmundial.com; si fuese un país independiente, Texas sería miembro del G20.
El de Texas es el estado con los niveles más altos de producción y de consumo energético en los EE.UU. Texas produce el 23,1% de toda la energía de los EE.UU mientras que consume el 14,2%. Es por lo tanto un exportador neto de energía.
Las causas del apagón
En esta como en otras muchas catástrofes no podemos hablar de una única causa, pero sí de una que la desencadena. En este caso fue la histórica ola de frío que azotó los EE.UU, especialmente a zonas tan poco acostumbradas a estas condiciones meteorológicas como Texas. Por distintas razones que veremos más abajo con más detalle, esto provocó un importante desequilibrio entre la demanda eléctrica y la generación.
Si habéis seguido la serie de artículos que he dedicado al funcionamiento del sistema eléctrico -os dejo el enlace más abajo en el apartado Artículos relacionados, aquí en MyTips– sabréis que para que todo funcione correctamente, consumo y generación deben ser iguales en todo momento, así que sin generación suficiente, ERCOT – siglas en inglés de Electric Reliability Council of Texas, la entidad que entre otras cosas organización que administra la transmisión y distribución eléctrica en Texas- tuvo que realizar cortes temporales de suministro, que en algunos casos empeoraron la situación. En lo peor del temporal, 5 millones de texanos carecían de suministro eléctrico, de agua potable y alimentos frescos, prolongándose la situación durante varios días.
Pasamos a continuación a enumerar y detallar cada una de las causas de esta verdadera catástrofe, sorprendente y aparentemente increíble al afectar a la primera potencia económica mundial.
Temporal de frío y nieve en una zona no habituada a estas condiciones climáticas
Texas suele tener un clima húmedo y cálido, con inviernos suaves. La siguiente gráfica recoge las temperaturas medias diurnas y nocturnas mensuales de los últimos 20 años en Texas.
Pues bien, en San Antonio, el martes 16/02/2021 se registraron -8°C, una temperatura más fría incluso que los -7°C que se registraron en Anchorage, en el estado de Alaska. En Austin, la capital del estado de Texas, las temperaturas cayeron hasta los -12°C, frente a los 7,1ºC de temperatura mínima media para el mes de febrero.
Como veremos a continuación, esta anomalía meteorológica sirvió como elemento iniciador de la catástrofe.
Elevado consumo eléctrico
La primera consecuencia de las bajas temperaturas fue un aumento del consumo eléctrico. Los texanos tiraron de sistemas de calefacción -en su mayoría eléctricos- para calentarse. Antes de la llegada del temporal de frío, ERCOT ya hizo un llamamiento para que se redujera el consumo eléctrico, en previsión de una demanda récord. . En Texas, tradicionalmente el mayor consumo eléctrico se da en los meses de verano por el uso de los aires acondicionados para combatir las altas temperaturas.
Indisponibilidad de muchas plantas de generación eléctrica
Aunque como comentaba más arriba este apagón fue utilizado por algunos para atacar a la producción eléctrica renovable (principalmente eólica, ya que la fotovoltaica es mínima) achacando el incidente a su poca disponibilidad, lo cierto es que muchas instalaciones de gas natural, carbón y nucleares de Texas también se quedaron fuera de servicio.
Como se muestra en la siguiente figura, son las plantas de gas natural las que suponen un mayor porcentaje de la capacidad de generación del estado.
Como en Texas, habitualmente los meses de mayor consumo eléctrico son los de verano con las altas temperaturas y el uso de los aires acondicionados, las paradas por mantenimiento en las plantas de generación eléctrica suelen hacerse antes para que las instalaciones estén operativas al 100% en estos meses más exigentes. Una parte de la capacidad de generación no estaba disponible por mantenimiento.
Otras muchas tuvieron que parar o fallaron como consecuencia del frío. El clima habitual en Texas no hace necesario que los equipos estén “winterizados” (es decir, acondicionados para trabajar en condiciones de frío), por eso los aerogeneradores se congelaron pero también se vieron afectadas instalaciones de generación “convencional”. Por ejemplo, algunos gasoductos se congelaron, con lo que las plantas de cogeneración se quedaron sin combustible, otras plantas se “dispararon” (pararon) como consecuencia de fallos provocados por el frío. El frío afectó por ejemplo a la capacidad de refrigeración de la central nuclear South Texas, que tuvo que parar.
Falta de interconexiones con otros sistemas eléctricos
Texas es el único estado de los EE.UU con un sistema eléctrico independiente, separado de la red Oeste y de la red Este del país. De esta manera evita la supervisión regulatoria federal.
Como ya hemos mencionado con anterioridad, Texas es un gran productor de energía. En condiciones normales el sistema es capaz de abastecer las necesidades del estado e incluso exportar energía a otros, pero en caso de necesidad casi no puede recurrir a abastecerse a través de otros sistemas. La situación incluso empeoró cuando otros estados también se vieron obligados a declarar la emergencia energética por los efectos del temporal y Texas perdió más de 600 MW de importación.
El temporal afectó además a varias líneas de transmisión que se interrumpieron como consecuencia de árboles caídos. Esto impidió que la electricidad generada llegara a los puntos donde era necesaria.
Si habéis seguido la serie de artículos dedicada al sistema eléctrico aquí en MyTips, sabréis que un sistema muy interconectado es más difícil de gestionar, pero a cambio dispone de una mayor resiliencia.
Maniobras de desconexión de cargas
Ante la diferencia cada vez mayor entre generación y consumo eléctrico, ERCOT se vio obligada a desconectar cargas. Se trata de un procedimiento de control y gestión de la red que conduce a un corte intencionado de suministro eléctrico por periodos de tiempo excluyentes a lo largo de diferentes áreas geográficas (es decir, las áreas en las cuales se efectúa el corte de suministro no suelen dejarse sin abastecimiento al mismo tiempo, sino que se van rotando). Se trata de una medida de último recurso para evitar el colapso total de la red eléctrica.
Inicialmente estos “apagones controlados” duraron entre 10 y 40 minutos, pero acabaron prolongándose durante más de 48 horas. Esto afectó a los gasoductos que transportaban gas natural a las plantas de generación y a plantas de tratamiento de aguas.
Recientemente el Gobierno de España ha establecido el Servicio de Respuesta Rápida de la Demanda a partir del próximo 01/11/2022 que permitirá la “desconexión de los grandes consumidores en picos de demanda o por averías o fallos puntuales en alguna zona, no necesariamente en todo el sistema”.
Falta de inversiones
En 2011 ya había ocurrido un incidente similar. De la posterior investigación realizada por la Comisión Federal Reguladora de la Energía resultó un informe en el que se pedía encarecidamente que se mejorara la infraestructura para hacer frente a las tormentas invernales. Aunque como confirmó ERCOT algunos generadores habían implementado mejoras, este organismo tuvo que reconocer que al no haberse establecido ninguna regulación al respecto, todo había quedado sujeto a la voluntariedad de los generadores.
En lugares en los que a raíz del incidente de 2011 se habían invertido millones de dólares para mejorar la infraestructura, los apagones duraron minutos y afectaron a pocos miles de abonados.
Consecuencias de los apagones
Más de 12 millones de personas vivieron restricciones en el suministro de agua, ya que las tuberías se congelaron y los apagones afectaron a muchas plantas de tratamiento. Muchos texanos se vieron obligados a abastecerse directamente de los ríos.
Supermercados y tiendas de alimentación no pudieron abastecer a la población y tuvieron que cerrar. Es fácil imaginarse a la población en medio de un paisaje nevado buscando tiendas abiertas en las que poder adquirir alimentos.
La falta de electricidad imposibilitó calentar las viviendas mediante la calefacción eléctrica. Se produjeron más de 300 casos de envenenamiento por inhalación de monóxido de carbono, como resultado de malas combustiones o personas que inhalaron accidentalmente el humo de los tubos de escape de sus vehículos donde se habían refugiado para poder usar la calefacción.
Durante más de cuatro días la electricidad alcanzó precios de 9.000$/MWh, el máximo del sistema. Algunos consumidores recibieron facturas de miles de dólares por el consumo en esos pocos días.
El 19 de febrero, se habían contabilizado más de 32 fallecimientos debido al envenenamiento por monóxido de carbono, accidentes de tráfico provocados por la falta de señalización, incendios en hogares e hipotermia.
Conclusiones
Con este post me quito una espinita. Cuando se produjeron los apagones de Texas quise publicar sobre el tema, pero el post hubiese salido demasiado extenso si hubiese intentado explicar detalladamente los motivos y el funcionamiento del sistema eléctrico. Ahora, tras haber publicado toda una serie de artículos detallando las particularidades del sistema eléctrico, creo que este post será más digerible: los que hayáis seguido la serie, podréis ver reflejados en este incidente algunas de las cosas que había presentado en esos posts, los que no y llegáis de nuevos, podréis acudir a los artículos anteriores para profundizar o comprender algunos aspectos que aquí se han mencionado de pasada. En cualquier caso, creo que el análisis de este incidente sirve para comprender un poco más el sistema eléctrico.
Parece claro que para disponer de un sistema eléctrico resiliente, son necesarias inversiones en capacidad de generación de respaldo, líneas de transmisión, interconexiones, en mantenimiento de los sistemas, etc además de disponer de un mix de generación diversificado. Idealmente, esto deberían hacerlo las empresas, pero para ello la legislación debe permitirles ganar dinero. Si un negocio no da beneficios, nadie va a invertir en él y sin inversión, el sistema termina degenerando hasta que falle catastróficamente. En una sociedad tan dependiente de la electricidad como la nuestra -y que lo será aún más en los próximos años- la situación podría desembocar en un auténtico caos.
En cualquier caso, espero que el post os haya parecido interesante y como siempre, os invito a participar en el apartado de Comentarios, compartiendo vuestras experiencias sobre el tema, enlaces útiles y demás. Entre todos hacemos MyTips más interesante.
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Para saber más
Crisis energética de Texas de 2021, artículo en Wikipedia
Texas produce más energía que cualquier otro estado, pero sufrió un apagón de todos modos, noticia del 17/02/2021 en la web de CNN en español.
Así se produjo la gran crisis energética de Texas: las causas y sus graves consecuencias, artículo del 25/02/2021 en ElPeriódicodelaEnergía.com
ERCOT significa Consejo de Confiabilidad Eléctrica de Texas, por sus siglas en inglés (Electric Reliability Council of Texas). ERCOT es una organización que administra la transmisión, distribución y pago de electricidad para aproximadamente el 90% de Texas. ERCOT se considera un operador de sistema independiente (ISO, Independent System Operator).
February 2021: Historic Winter Storm and Artic Outbreak página en la web del National Weather Service de los Estados Unidos dedicada al fenómeno que The Weather Channel bautizó como “Tormenta Invernal Uri”.
Texas weather: Are frozen wind turbines to blame for power cuts?, artículo de 22/02/2021 de BBC news, desmontando el bulo de la responsabilidad de la generación renovable en la gravedad de los apagones.
What the Texas-Freeze Fiasco Tells Us About the Future of the Grid, artículo de 23/02/2021 en IEE Spectrum el blog del Institute of Electrical and Electronics Engineers.
Texas Electricity: Facts and Figures, post en la web Quick Electricity recopilando información sobre el sistema eléctrico del estado de Texas.
US Energy Information Administration, interesante web de la administración estadounidense con infinidad de información sobre la energía.
Two years after its historic deep freeze, Texas is increasingly vulnerable to cold snaps and there are more solutions than just building power plants, artículo del 10/02/2023 en The Conversation donde expertos de la Universidad de Texas en Austin proponen algunas medidas para mejorar la resiliencia del sistema eléctrico de Texas ante condiciones climáticas extremas.
Wind, Solar, and the Great Texas Blackout: Guilty as Charged, artículo del 15/02/2023 en la web del Institute for Energy Research (IER) en el que se culpa del apagón a las tecnologías de generación renovables y a las políticas para su fomento. En cierta forma es una réplica al artículo del enlace anterior.
Reliable vs. Intermittent Generation: A Primer (Part I) y Reliable vs. Intermittent Generation: A Primer (Part II) son dos artículos del 01/03/2023 en el blog Master Resource que complementan la réplica del enlace anterior. Explican cómo las políticas para favorecer a las energías renovables hacen más difícil que las plantas de generación “clásicas” puedan ser rentables, los que las vuelve menos fiables cuando precisamente son las que deberían aportar seguridad al sistema al ofrecer una generación despachable, libre de la volatilidad de la generación dependiente del sol o del viento.
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