Artículo Congreso / Congress Paper
Recibido: 30-06-2022, Aprobado tras revisión: 15-07-2022
Forma sugerida de citación: García, M.; Montano, B.; Melgarejo, J. (2022). “La viabilidad del autoconsumo energético por
medio de placas solares en los servicios del agua en España”. Revista Técnica “energía”. No. 19, Issue I, Pp. 132-149
Doi: https://doi.org/10.37116/revistaenergia.v19.n1.2022.533
© 2022 Operador Nacional de Electricidad, CENACE
The feasibility of self-consumption of energy by solar panels in water
services in Spain
La viabilidad del autoconsumo energético por medio de placas solares en
los servicios del agua en España
M. García
1
B. Montano
1
J. Melgarejo
1
1
Instituto del Agua y de las Ciencias Ambientales, Universidad de Alicante
Email: marcos.garcialopez@ua.es; borja.montano@ua.es; jmelgar@ua.es
Abstract
Energy consumption is one of the main components of
the financial cost of water services. To a large extent,
this comes from the traditional supply through the
purchase of energy from private utilities, which is
associated with a certain amount of pollution. This
justifies a constant pursuit of the development of
alternative energy sources with lower environmental
impact and, if possible, lower financial cost.
Fortunately, in recent years there have been constant
improvements in the technology of solar panels, so that
their viability no longer depends exclusively on their
environmental benefits or public subsidies but is an
alternative that can be financially viable in certain
cases. Specifically, in some regions with a high shortage
of water resources, there is an important development
of non-conventional water sources that consume a
significant amount of energy, so this work studies the
possibility of substituting part of this energy by self-
consumption from photovoltaic panels. In general
terms, this possibility is viable from a financial point of
view when consumption is low, as the yearly savings
from self-consumption compensate for the initial
investment. However, the low prices at high
consumption levels make it difficult to build large solar
panel installations financially profitable.
Index terms Energy consumption; Financial cost of
energy consumption; Self-consumption of energy;
Water services; Energy price; Solar energy.
Resumen
El consumo energético es uno de los principales
componentes del gasto financiero en la provisión de los
servicios del agua. Este deriva, en gran medida, del
suministro tradicional a través de la compra de energía
a las empresas suministradoras, lo que lleva asociada
una determinada contaminación. Esto justifica una
persecución constante del desarrollo de fuentes
alternativas de energía con un menor impacto
ambiental y, si es posible, con un menor coste
financiero. Afortunadamente, en los últimos años se
han dado constantes mejoras en la tecnología de las
placas solares, por lo que su viabilidad ya no depende
exclusivamente de sus beneficios ambientales o de
subvenciones públicas, sino, que es una alternativa que
puede ser viable económicamente en determinados
casos. En concreto, en algunas regiones con una
elevada escasez de recursos hídricos existe un
importante desarrollo de las fuentes no
convencionales, las cuales consumen una cantidad
importante de energía, por lo que este trabajo estudia
la posibilidad de sustituir parte de esa energía por
autoconsumo a partir de placas solares fotovoltaicas.
En términos generales, esta posibilidad se muestra
viable desde el punto de vista financiero cuando el
consumo energético es reducido, pues el ahorro que
surge del autoconsumo año tras año permite
compensar la importante inversión inicial que debe
realizarse. No obstante, los menores precios unitarios
cuando el consumo es elevado dificultan que las
instalaciones de placas solares de elevado tamaño sean
rentables en términos financieros.
Palabras clave
Consumo energético; Coste
financiero del consumo energético; Autoconsumo de
energía; Servicios del agua; Precio de la energía;
Energía solar.
132
Edición No. 19, Issue I, Julio 2022
1. INTRODUCCIÓN
Las condiciones climáticas del planeta son cada vez
más adversas. Ya no cabe duda de que la contaminación
que hemos generado con el paso de los años está
afectando de manera significativa la forma de vivir y de
realizar las distintas actividades económicas de nuestra
sociedad. De este modo, uno de los conceptos clave en
los que debemos basarnos para combatir esta situación
es la economía circular, cuyo pilar fundamental
consiste en minimizar la generación de residuos a
través de la constante reutilización de los materiales o
productos. Por su parte, los combustibles fósiles
forman parte de una economía lineal, pues se extraen,
se transforman para generar energía y dejan a su paso
residuos que inciden sobre el medio natural. Sin
embargo, las energías renovables encajan mucho mejor
en el concepto de economía circular, ya que la
contaminación que generan es mucho menor y sus
materiales son susceptibles de reutilización [1].
Además, las energías renovables, especialmente en el
caso de las placas solares fotovoltaicas, llevan
asociadas un fuerte impulso económico gracias a la
generación de negocio y, por lo tanto, de empleo,
cuestión de gran relevancia en un contexto como el
actual, donde la pandemia está provocando un fuerte
impacto económico [2].
Todas estas ventajas contaban en el pasado con dos
fuertes inconvenientes: la reducida eficiencia de las
placas solares y el elevado coste que generaba su
instalación y mantenimiento. No obstante, la tecnología
ha mejorado con el paso del tiempo, reduciendo su
coste y mejorando su eficiencia, lo que explica el
reciente incremento de la capacidad instalada y las
perspectivas de que este crecimiento continúe [3].
Gracias a esto, en los últimos años se han reducido las
emisiones de gases de efecto invernadero en España y
se ha generado negocio y empleo [4]. Incluso en este
contexto reciente, que ha mejorado significativamente
la viabilidad de los proyectos consistentes en el
aprovechamiento de la energía solar, el desarrollo de
esta fuente de energía no ha sido suficiente, pues
todavía existen barreras importantes para dicho
desarrollo [5]. En concreto, podemos encontrar
importantes barreras burocráticas debido a que los
procedimientos administrativos para conceder
permisos son muy lentos, pero también destaca una
falta de impulso a este tipo de proyectos, tanto en
términos regulatorios, como financieros [5]. Por este
motivo, recientemente el gobierno de la Comunidad
Valenciana modificó la situación burocrática de estos
proyectos, haciendo que los trámites sean más ágiles y
su coste menor si se cumplen determinadas condiciones
[6]. Por tanto, el objetivo es suavizar las restricciones
burocráticas y normativas de modo que se sumen a las
constantes mejoras tecnológicas y a la continua
reducción de costes y pueda aprovecharse en mejor
medida el potencial de esta energía [7]. No obstante,
conviene recordar que el impacto de las instalaciones
de energías renovables no es nulo y debe optimizarse
su diseño de manera que el impacto sobre el entorno sea
mínimo [8].
El reciente cambio burocrático en la Comunidad
Valenciana es participe de los incentivos económicos
ya existentes. En primer lugar, el gobierno regional
cuenta con dos tipos de ayudas, como son, una
deducción sobre el impuesto sobre la renta de las
personas físicas (IRPF) y una subvención directa para
contribuir a financiar el proyecto [9]. Como es lógico,
la primera de estas ayudas está orientada a que las
personas físicas consideren el autoconsumo; mientras
que, de la segunda se pueden beneficiar empresas tanto
públicas como privadas, siempre y cuando no sean
empresas de servicios energéticos y entren en la
categoría de PYME. Por otra parte, los ayuntamientos
tienen la capacidad de bonificar una serie de impuestos,
que son, el Impuesto sobre Bienes Inmuebles (IBI) y el
Impuesto sobre Construcciones, Instalaciones y Obras
(ICIO), que se suman a la bonificación regional sobre
el IRPF. Sin embargo, esta es una decisión de cada
gobierno local, por lo que las bonificaciones varían
según el lugar. De esta manera, las ciudades de menos
de 10.000 habitantes no cuentan con las bonificaciones
de las ciudades más grandes, aunque tampoco todas las
ciudades de más de 10.000 habitantes aplican dichas
bonificaciones. En resumen, estas ayudas combinan
actualmente con la relajación burocrática introducida
por el gobierno regional, aunque recientemente se ha
planteado que los estímulos públicos a las energías
renovables son insuficientes para aprovechar su
potencial [3, 5].
Como se ha comentado, en los últimos años la
mejora tecnológica y la disminución de costes han
contribuido de manera significativa a impulsar la
utilización de la energía solar. De este modo, podemos
ver que existen diversos proyectos orientados a
aprovecharla, lo que requiere de un análisis de
viabilidad [10, 11, 12], siempre teniendo en cuenta que
cada proyecto deberá ser diseñado con sumo cuidado,
pues la existencia de diversas tecnologías permite
adaptar la instalación a las condiciones de la región y
alcanzar así un desempeño óptimo [13]. Así, existen
proyectos orientados a integrar la generación de energía
con invernaderos, de modo que esta se pueda utilizar
para depurar el agua residual que estos lugares generan
[10], aunque también es habitual encontrar que se
recurre a la instalación de placas fotovoltaicas como
forma de dar energía al sistema de bombeo de agua para
abastecer a la población [11, 12, 14] o para suministrar
energía a sistemas de trasvase [15]. Además, conviene
resaltar que la Empresa Pública de Saneamiento de
Aguas Residuales de la Comunidad Valenciana
(EPSAR) lleva tiempo invirtiendo en la instalación de
placas solares con el fin de reducir el consumo de
combustibles fósiles en una actividad tan intensa en el
133
García et al. / La viabilidad del autoconsumo energético por medio de placas solares en los servicios del agua en España
consumo de energía como es el tratamiento de aguas
[16]. Estos proyectos, además de contribuir a reducir la
contaminación y generar actividad económica, también
pueden contribuir a fomentar el aprendizaje de los que
participan en ellos, pues se requiere de unos
conocimientos diversos que podrán compartirse entre
participantes [17]. Esta cuestión es de gran importancia
debido a que la falta de conocimiento puede suponer un
freno al desarrollo de esta energía, especialmente
cuando es el público el que desconoce sus ventajas,
pues no considerarán su instalación [18]. Esta cuestión,
unida al bajo precio de la energía convencional y a las
restricciones burocráticas y normativas, incide en la
evolución de la capacidad instalada y, por tanto,
contribuye a desaprovechar el potencial de la energía
solar. En cualquier caso, los proyectos basados en la
utilización de este tipo de energía requieren de un
diseño eficiente para ser una alternativa viable
económicamente [19]. Esto se debe al coste de
instalación y de mantenimiento, que puede llegar a ser
elevado, de modo que un adecuado diseño se uniría a
las constantes mejoras tecnológicas de que disfruta el
sector, haciendo que las placas solares maximicen su
eficiencia [20]. En definitiva, se puede afirmar que la
utilización de energía solar es cada vez una alternativa
más interesante debido a su constante reducción en
costes, a sus mejoras tecnológicas y al impulso público
de que disfrutan. Prueba de ello, es la existencia de cada
vez más proyectos que la utilizan, estableciéndose
como una magnífica alternativa para suministrar
energía a los distintos servicios del agua, que son tan
necesarios en regiones como la Comunidad
Valenciana.
La Comunidad Valenciana es una región del este de
España que sufre de gran escasez de recursos hídricos.
En concreto, la zona suroeste de la región y otros
territorios cercanos como son Murcia y Almería
presentan una necesidad de recursos hídricos
adicionales, tan elevada, que son receptoras de aguas de
trasvases, han desarrollado de manera importante
actividades como la reutilización de aguas residuales,
la desalación de aguas y buscan constantemente la
introducción de mejoras en las técnicas de riego. Todas
estas actividades presentan un coste energético que
condiciona en gran medida el desarrollo de las
actividades. Los trasvases, debido a la necesidad de
transportar el agua a una distancia considerable, con
cambios de altitud, requieren de energía para poder
funcionar [21]. La depuración de aguas residuales y la
desalación de aguas, también presentan un coste
energético significativo debido a los tratamientos que
deben aplicarse [22, 23]. Por último, las mejoras en las
técnicas llevan asociado un coste energético y, dada la
constante escasez, estas mejoras son necesarias para los
agricultores [24, 25]. En cualquier caso, este consumo
energético está justificado, pues se produce a
consecuencia de la respuesta dada a la necesidad de
recursos hídricos adicionales. Por tanto, minimizar
dicho consumo y desarrollar fuentes alternativas de
energía, son cuestiones de gran utilidad.
Debido a la situación actual en el sureste español, el
objetivo de este trabajo consiste en analizar el coste
energético de diversos servicios del agua; así como,
estudiar la viabilidad de la instalación de placas
fotovoltaicas, de manera que se podría determinar la
rentabilidad de este tipo de proyectos. Esta
introducción ha mostrado la voluntad de la Comunidad
Valenciana para estimular el autoconsumo energético
mediante placas solares. Naturalmente, no es la única
región de España que realiza este tipo de actividades,
pero este ejemplo nos puede servir para conocer qué
aspectos deben tenerse en cuenta a la hora de valorar
dicho autoconsumo. Para cumplir con el objetivo, el
primer paso consiste en analizar el consumo energético
de los distintos servicios del agua, con especial
atención sobre el coste financiero que supone sobre los
costes de operación totales. Tras esto, se determinará el
coste que tendría la instalación de placas solares y, por
último, combinando ambas cuestiones obtendremos la
viabilidad de estos proyectos.
2. MATERIALES
Los datos que hemos utilizado para el objetivo
propuesto provienen de diversas fuentes. En primer
lugar, los datos de consumo energético, así como del
coste económico de las depuradoras de la Comunidad
Valenciana provienen de la Entidad Pública de
Saneamiento de Aguas Residuales de la Comunidad
Valenciana (EPSAR) y contienen factores clave como
cantidad de agua tratada, consumo energético y coste
de la potencia contratada y, de la energía consumida.
La Comunidad Valenciana es una región del este de
España que sufre de una elevada presión sobre sus
masas de agua, motivo por el cual las fuentes de
recursos hídricos no convencionales están muy
desarrolladas. Los datos de consumo energético están
disponibles en la página web de la EPSAR, mientras
que los otros datos se nos cedieron directamente por
correo. En segundo lugar, los datos acerca del consumo
energético y del respectivo coste financiero del trasvase
Tajo-Segura provienen del Sindicato Central de
Regantes del Acueducto Tajo-Segura (SCRATS). Este
trasvase permite suministrar agua a una región del sur
de España donde los recursos son extraordinariamente
escasos, por lo que cualquier medida que permita
mejorar el funcionamiento del trasvase puede adquirir
una gran importancia. No obstante, esta información no
está actualmente publicada, pues los datos son
provisionales a la espera de obtener los resultados
definitivos. En cuanto a los costes de la instalación de
placas fotovoltaicas para autoconsumo, estos provienen
de una empresa del sector, Enerficaz, que nos ha
elaborado dos presupuestos en función del tamaño de
la instalación. Estos datos incluyen información acerca
134
Edición No. 19, Issue I, Julio 2022
de la inversión necesaria, del coste de financiación o de
los costes de operación y mantenimiento.
3. RESULTADOS
3.1. Consumo energético de los servicios del agua
El apartado de resultados presentará los datos
disponibles y se dividirá en diversos apartados. En
primer lugar, se presentará el consumo energético de la
depuración de aguas residuales, de la desalación de
aguas, del trasvase Tajo-Segura y del regadío con el
objetivo de mostrar la importancia de la cuestión. Tras
esto, se analizará el coste financiero derivado del
consumo energético de algunas estaciones de
depuración de aguas de la Comunidad Valenciana
(España) y del trasvase Tajo-Segura (España).
3.1.1 Consumo energético de la depuración de aguas
residuales
Por desgracia, el coste económico derivado del
consumo energético no es un dato disponible en la
mayoría de los casos, pero sí que disponemos de
información de algunos casos concretos, además de que
otros trabajos han tratado el tema de la eficiencia
energética de estas instalaciones, así como de su coste
[22, 26, 27]. Estos trabajos mostraron algunas
cuestiones de interés, por ejemplo, que el consumo
energético y la cantidad de aguas tratadas, es decir, el
tamaño de la planta de tratamiento, guardan una clara
relación. En este sentido, el consumo energético es
menor a medida que aumenta la cantidad de aguas
tratadas, por lo que, debido a las economías de escala,
el consumo energético medio es menor en las grandes
instalaciones [26]. Además, estas grandes
infraestructuras acumulan la mayor parte de aguas
tratadas, por lo que incrementar el suministro de
energía proveniente de fuentes renovables (el 16,57%
de la energía requerida ya se suministra por estas
fuentes) en este caso sería una buena opción dada la
mayor eficiencia en su funcionamiento [16]. Otra
cuestión de interés consiste en la eficiencia energética
de las distintas plantas, pues debe tenerse en cuenta que
constantemente se busca mejorar su eficiencia
energética con el objetivo de minimizar costes [22].
Esta es una manera de reducir las necesidades
energéticas de la actividad, pero también es importante
de cara al diseño de proyectos de autoconsumo
mediante placas solares, pues si no se tiene en cuenta,
en un futuro se podría estar desperdiciando la capacidad
instalada, aunque siempre cabe la posibilidad de darle
otro uso a la energía.
Por tanto, analizar el consumo energético puede
volverse complicado, pero es fundamental para
determinar la viabilidad de los proyectos orientados a
suministrar energía por medio de fuentes renovables.
Así, los datos, resumidos en la Tabla 1, muestran
claramente la relación entre el tamaño (medido en este
caso en habitantes equivalentes) y el consumo
energético por metro cúbico de agua tratado. Como es
natural, en términos relativos son las estaciones
pequeñas las que más consumen, mientras las más
grandes consumen menos que la media. De este modo,
la media se sitúa en un consumo de 0,77 kWh por metro
cúbico, muy alejada tanto de las estaciones más
pequeñas como de las más grandes. No obstante, debe
tenerse en cuenta que el elevado número de
instalaciones de reducido tamaño eleva esta media al no
ser ponderada. Así, si dividimos el total de consumo
energético por el total de metros cúbicos tratados
encontramos un promedio de 0,38 kWh/m
3
. La
diferencia es significativa, pues el valor de 0,77
kWh/m
3
se situaba por encima de casi todos los grupos,
mientras que 0,38 kWh/m
3
se sitúa por debajo de la
mayoría de ellos. Como se puede observar, aunque el
coste energético medio se reduce a medida que el
tamaño de la planta crece, no es hasta el penúltimo
grupo cuando se puede considerar que la actividad se
desarrolla de una manera eficiente, ya que en ese punto
el gasto energético se sitúa en 0,28 kWh/m
3
, es decir,
por primera vez se sitúa por debajo de la media. Sin
embargo, solamente podemos encontrar cuatro (4)
Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR)
en este umbral de consumo, de modo que podemos
observar que la mayoría de las estaciones sufren de una
falta de eficiencia energética derivada, al menos
parcialmente, de su reducido tamaño. Es decir, las
economías de escala están muy presentes en esta
actividad, lo que hace del tamaño de la instalación una
variable clave que ha llevado a proponer que se
concentren los caudales con el fin de aprovechar las
ventajas de dichas economías de escala y reducir costes,
tanto económicos como ambientales [26]. Estos datos
muestran conclusiones similares a las obtenidas por
Albadalejo-Ruiz, Martínez-Muro & Santos-Asensi
[26], aunque con algunas variaciones. En primer lugar,
destaca cómo el consumo energético por metro cúbico
en general es menor, pero es significativa la diferencia
en el grupo de menor tamaño, tanto en términos de
consumo energético (de 1,94 kWh/m
3
en el citado
trabajo al 1,21 kWh/m
3
obtenido en este) como en
número de depuradoras (de 54 depuradoras en el citado
trabajo a 105 depuradoras en este). Del mismo modo,
en este trabajo encontramos que tanto las demás plantas
de reducido tamaño como las de mayor tamaño
muestran un consumo energético medio menor respecto
a hace unos años. Por el contrario, aquellas situadas en
los grupos intermedios presentan un consumo
energético relativamente superior al obtenido por
Albadalejo-Ruiz, Martínez-Muro & Santos-Asensi
[26].
La Fig. 1 es una representación del consumo
energético de las distintas plantas depuradoras en
función del tamaño, donde se puede ver claramente la
135
García et al. / La viabilidad del autoconsumo energético por medio de placas solares en los servicios del agua en España
relación y cómo solamente las instalaciones de mayor
tamaño son eficientes. También se han incluido líneas
rectas que representan el consumo medio ponderado y
el consumo medio, que permiten ver claramente la gran
cantidad de estaciones que superan esas cantidades,
especialmente en el caso del consumo medio
ponderado. En concordancia con la Tabla 1, en la Fig.
1 está presente la relación entre el consumo y el tamaño,
a partir de la cual se puede observar que las plantas de
mayor tamaño presentan un menor consumo por metro
cúbico que el resto. No obstante, conviene comentar
que los datos disponibles contienen un pequeño número
de infraestructuras de tamaño medio con consumos
muy reducidos o incluso nulos.
Tabla 1: Características básicas de las EDAR de la Comunidad Valenciana en 2018. Fuente: EPSAR
Grupo
EDAR
(Número)
Población
servida
(he)
Consumo
eléctrico
(kWh/m
3
)
Caudal de
proyecto
(m
3
/día)
Potencia
instalada
(kW)
Rendimientos
sólidos en
suspensión
(%)
Rendimientos
demanda
biológica de
oxígeno (%)
Rendimientos
demanda
química de
oxígeno (%)
Hasta 200 he
105
96,48
1,21
106,14
13,48
87,45
92,67
87,75
Hasta 400 he
64
286,28
0,76
294,02
29,83
91,06
94,73
89,41
Hasta 600 he
55
495,91
0,68
242,07
24,51
93,00
95,95
91,78
Hasta 1000 he
55
766,16
0,65
371,44
29,44
90,38
93,49
88,96
Hasta 1600 he
39
1266,00
0,66
651,97
62,53
93,18
95,69
90,67
Hasta 4000 he
50
2551,90
0,64
1105,00
93,04
93,12
95,54
91,14
Hasta 13000
he
48
7168,31
0,65
3409,10
271,25
95,06
96,54
92,60
Hasta 125000
he
57
39068,40
0,57
14243,30
980,68
95,58
96,49
92,75
Hasta 200000
he
6
164596,00
0,49
50166,67
2129,00
96,67
98,00
94,00
Hasta 500000
he
3
308637,67
0,28
87373,33
2510,33
95,00
97,67
93,00
Hasta 1000000
he
1
852799,00
0,23
200000,00
15232,00
97,00
98,00
94,00
Total
483
11619,25
0,77
3898,57
247,22
91,84
94,89
90,35
En todo caso, se puede observar fácilmente que
existe mucho margen de mejora en cuanto a eficiencia
energética, así como, que existe una gran demanda de
energía, por lo que estimular el suministro a través de
fuentes renovables puede aportar importantes
beneficios.
Figura 1: Distribución de las estaciones depuradoras en base a
su tamaño y consumo energético
3.1.2. Consumo energético de la desalinización de
aguas
La desalinización es una fuente de recursos hídricos
no convencional que permite incrementar los recursos
disponibles, lo que es especialmente útil en regiones de
gran escasez, en las que otras alternativas no sean
factibles. Sin embargo, presenta unos costes
importantes, entre los cuales destacan los energéticos,
que generan un coste medio por metro cúbico
relativamente elevado. En cualquier caso, la capacidad
de las desaladoras para la generación de recursos
adicionales ha motivado su desarrollo en lugares de
escasez. De esta manera, en España se diseñó el
Programa A.G.U.A. (Actuaciones para la Gestión y la
Utilización del Agua), el cual buscaba reorientar la
política del agua a partir de la explicación y difusión de
actuaciones concretas diseñadas para garantizar la
disponibilidad y la calidad del agua en cada territorio.
Diversas desalinizadoras formaron parte de este
programa y, de hecho, la capacidad instalada de
desalación de aguas de España es de 5 millones de
metros cúbicos al día, una de las mayores del mundo
[28]. Cuando se planificaron estas instalaciones, se
estimó que el coste energético supondría
aproximadamente el 32 % del coste total pero, debido a
incrementos en los precios de la energía, el coste
energético ha alcanzado casi el 50 % del coste de
producción en 2012 [23]. De la misma manera que con
la depuración de aguas residuales, el coste financiero
derivado del consumo energético es muy importante y
es, de hecho, uno de los mayores condicionantes del
adecuado desarrollo de la actividad. Por tanto, son
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
0 1 2 3 4 5 6
kWh/año por metro cúbico
Log(habitantes equivalentes)
Distribución del consumo
energético medio por
población servida
Consumo medio ponderado
136
Edición No. 19, Issue I, Julio 2022
actividades especialmente vulnerables a incrementos
del precio de la energía y que podrían beneficiarse
enormemente de las mejoras en eficiencia y
reducciones de precio de las placas solares, pues se
podrían constituir como una alternativa que genere
ahorros ambientales y monetarios. Por supuesto, la
eficiencia energética es de gran interés, ya que
minimizar el uso de recursos es un signo de eficiencia
económica, no obstante, teniendo en cuenta que
siempre debe existir un consumo mínimo, deben
valorarse otras alternativas que ayuden a mejorar la
situación. Por tanto, la problemática energética es
fundamental a la hora de determinar la viabilidad de un
instrumento capaz de incrementar los recursos hídricos
disponibles.
Tabla 2: Volumen de agua desalinizada, volumen de agua desalinizada destinada a riego y sus costes para los años 2007 y 2012 para
6 plantas desalinizadoras. Fuente: [23]
Nombre actuación
Volumen total
(m
3
)
Volumen Riego
(m
3
)
Costes 2007
Costes 2012
Total (€)
€/m
3
Total (€)
€/m3
Desalinizadora Torrevieja
(ATS)(Riego)
80.000.000,00
60.000.000,00
83.422.792,00
1,04
102.349.719,00
1,28
Desalinizadora de Valdelentisco
(Murcia)
70.200.000,00
37.000.000,00
36.667.611,00
0,52
45.866.039,00
0,65
Ampliación Desalinizadora de Águilas
(Murcia)
40.000.000,00
30.000.000,00
38.015.085,00
0,95
45.547.112,00
1,14
Desalación Campo de Dalías (Almería)
30.000.000,00
7.500.000,00
31.472.912,00
1,05
39.743.025,00
1,32
Desalinizadora Bajo Almanzora
(Almería)
20.000.000,00
15.000.000,00
16.544.298,00
0,83
20.736.462,00
1,04
Ampliación Desalinizadora de El
Mojón (Murcia)
5.870.000,00
5.870.000,00
6.323.070,00
1,08
7.605.900,00
1,30
Totales
246.070.000,00
155.370.000,00
212.445.768,00
0,86
261.848.256,00
1,06
Este aspecto puede incidir de manera significativa
en el momento de tomar la decisión de qué instrumento
utilizar para afrontar la escasez [21]. En cualquier caso,
no debe olvidarse que el coste financiero del consumo
energético va directamente vinculado a la evolución de
los precios de la energía. En este sentido, el valor
monetario generado , por ejemplo, por una instalación
de placas solares depende de dicha evolución de los
precios. Esto es algo razonable y es un condicionante
clave a la hora de determinar su viabilidad, pues sus
costes de instalación, de operación y de mantenimiento
no dependen de los precios, por lo que si estos son
bajos, el ahorro obtenido también lo será; mientras que,
es posible generar grandes ahorros financieros en un
contexto de precios elevados. Es decir, el autoconsumo
energético mediante placas solares, aunque genera
beneficios ambientales y reduce la dependencia del
suministro externo, está íntimamente ligado a la
evolución de los precios de la energía para determinar
su viabilidad financiera.
Con el objetivo de ejemplificar la situación del
coste energético de las desalinizadoras del Programa
A.G.U.A, la Tabla 2 [23] muestra el coste de
producción de agua desalinizada en 2007 (momento del
diseño) y 2012 (con los datos disponibles en el
momento de revisar el funcionamiento de las
desalinizadoras) para una serie de plantas cuya agua se
destina, al menos parcialmente, al riego. De este modo,
se puede observar cómo, en un periodo de tan sólo 5
años, el coste total pasó de aproximadamente 212
millones de euros a casi 50 millones más. Para realizar
esta comparación partimos de que el volumen de agua
se mantiene constante entre ambos periodos, por lo que
este incremento es realmente significativo. En términos
relativos, podemos encontrar que la variación del coste
de casi 50 millones de euros sobre los 212 millones
originales se traduce en un incremento de alrededor de
20 céntimos por metro cúbico, es decir, el coste
financiero de la desalación de aguas ha sufrido un
incremento de aproximadamente el 23 % en un periodo
de 5 años. Por supuesto, el coste financiero del
consumo energético no supone la totalidad de este dato,
pero es una parte muy importante que suele ascender al
50 %-60 % del coste total de una desalinizadora [29],
lo que lleva al coste energético a ser la principal partida
de gastos y a afectar directamente a la evolución de los
costes totales. No obstante, existe una elevada
variabilidad de costes entre distintas desalinizadoras
debido a las particularidades de cada caso. Los costes
financieros de la desalación suelen encontrarse entre
0,80€ y 1,20€ por metro cúbico cuando se incluye la
amortización [28]. Sin incluirla, el coste se reduce y
pasa a encontrarse, habitualmente, entre los 0,40€ y los
0,60€ [28], por lo que, si partimos de que el coste
energético supone entre un 50 % y un 60 %, este supone
entre 0,20€ y 0,36€ por metro cúbico. Aunque, por
supuesto, existe cierta variabilidad y generalizar no es
posible, pero esto es buena muestra de la importancia
del consumo energético. De esta manera, actividades
como mejorar la eficiencia energética de estas
instalaciones y encontrar fuentes de energía alternativas
son aspectos de interés, no solamente para reducir el
coste financiero y ambiental de la desalación, sino
137
García et al. / La viabilidad del autoconsumo energético por medio de placas solares en los servicios del agua en España
también, para maximizar las posibilidades de que este
tipo de proyecto sea viable.
3.1.3. Consumo energético de los trasvases de agua
Los trasvases son otra de las herramientas que se
pueden utilizar a la hora de combatir la escasez de
recursos hídricos en determinados lugares. Como es
lógico, requiere de una zona con suficiente abundancia
de recursos como para poder prescindir de parte de ellos
y de una con escasez para poder realizar la
transferencia. Además, deben ser regiones
relativamente cercanas para que los costes no se
disparen y el proyecto sea económicamente viable. En
este sentido, los trasvases largos supondrían un coste
muy elevado no solamente en cuanto a inversión, sino
también, en términos de operación y mantenimiento.
Esto convierte a las alternativas de trasvases de menor
distancia en una opción comparativamente mejor que
los trasvases de larga distancia, pues los costes son
menores y son más fáciles de asumir por los futuros
usuarios de las aguas, que son los que cubren dichos
costes. Uno de estos costes es el energético, pues el
agua requiere de energía para desplazarse de un punto
a otro, aspecto que está fuertemente vinculado con el
terreno en el cual se construye el trasvase. De nuevo,
como en los casos anteriores, podemos encontrar que
esta alternativa de política hídrica es dependiente de la
energía. Si tenemos en cuenta que un trasvase requiere
de una gran infraestructura, con su correspondiente
inversión, podemos pensar que los usuarios de sus
aguas tienen una gran necesidad de recursos y que han
valorado que esta era la alternativa disponible más
eficiente. Por tanto, a pesar de los elevados costes de
inversión, es una herramienta que puede generar
grandes beneficios en regiones que padecen de gran
escasez [30]. Aunque, no obstante, optimizar el diseño
de un trasvase es esencial para que este tipo de
proyectos sean rentables y presenten el menor consumo
energético posible [31], pues la costosa infraestructura
condiciona en gran medida el proyecto.
Para aportar información concreta, la Tabla 3 [21]
presenta el consumo energético por tramos del trasvase
Tajo-Segura. Se pueden encontrar grandes variaciones
en función de dónde se produzca el consumo de agua a
consecuencia de aspectos como la elevación o la
distancia. Por ejemplo, la impulsión de Fuente Álamo
(Campos de Cartagena) eleva 4,64m
3
por segundo hasta
superar un desnivel de 93 metros con un coste
energético de 1,22 kWh/m
3
mientras que la impulsión
de Alhama eleva 10m
3
por segundo para superar una
distancia de 116 metros a un coste energético de 1,80
kWh/m
3
. Como se puede observar, la segunda de estas
impulsiones, que sucede a más velocidad y debe
compensar una mayor altura, presenta un coste
energético significativamente superior. En cualquier
caso, el consumo es significativo y se observa cómo
puede alcanzar valores muy elevados en determinados
lugares, por lo que minimizar el consumo energético es
una cuestión de gran relevancia, pues implica reducir el
coste económico y ambiental que lleva asociado. Sin
embargo, el aspecto energético debe valorarse en
términos relativos. Como hemos visto anteriormente,
tanto con el caso de la depuración de aguas como en el
de la desalación, el coste energético puede variar según
las características de la instalación. Por este motivo, es
muy importante entender el contexto del consumo
energético del trasvase Tajo-Segura. Así, si bien el
consumo energético de determinadas plantas
desalinizadoras puede ser menor al del trasvase, debe
mencionarse que las desalinizadoras que podrían
suponer una alternativa a este trasvase presentan un
coste energético notablemente superior [21]. Por tanto,
si bien el consumo energético del trasvase Tajo-Segura
es relevante y debe minimizarse con el objetivo de
reducir el impacto ambiental y el coste financiero, en
comparación con otras alternativas la problemática
energética es menor.
Tabla 3: Consumo energético por tramos del trasvase Tajo-
Segura. Fuente: [21]
Zona
kWh/m
3
Zona I (C.R Calasparra y Cieza)
0,87
Zona II
1,42
Riegos de Levante (Margen Izquierda)
0,96
Campos de Cartagena
1,22
Lorca, Totana, Alhama y Valle de Almanzora
1,80
Yéchar, Pantalo de La Cierva, La Puebla
1,94
Margen derecha
1,39
Media
1,21
3.1.4. Consumo energético del regadío
El regadío, aunque no es como tal un instrumento
mediante el cual se pueda afrontar la sequía o la escasez
de recursos, es una actividad que también lleva
asociado un consumo energético muy importante [24,
32]. En concreto, es necesario captar el agua desde su
punto de origen, transportarla a su destino y después
distribuirla por la zona [25]. Esto no se aplica
solamente al regadío, sino, al bombeo de agua en
general, pero como el regadío en concreto guarda
actualmente una estrecha relación con el consumo
energético debido a la posibilidad de realizarlo de
manera más eficiente a partir de la introducción de
innovaciones, es uno de los servicios del agua que
debemos valorar dentro del contexto de este análisis.
Estas novedades se han ido introduciendo con el paso
del tiempo como respuesta a los importantes periodos
de escasez de recursos, haciendo que el consumo de
recursos hídricos por parte de los agricultores sea más
eficiente a costa de un mayor coste energético [25].
Esto presenta, como ya se ha mencionado
138
Edición No. 19, Issue I, Julio 2022
anteriormente, un importante coste financiero, en este
caso para los agricultores, y un relevante impacto
ambiental. La escasez de recursos hídricos es lo que
impulsa estas mejoras con el objetivo de maximizar la
rentabilidad del agua y minimizar su consumo, por lo
que existe justificación para realizar el gasto energético
de estas mejoras. Por tanto, las medidas orientadas a
maximizar la eficiencia energética de las actividades de
regadío pueden ser de gran ayuda para los agricultores,
que ven cómo, con el objetivo de utilizar mejor el agua,
sufren un coste financiero superior [33].
Del mismo modo que con el resto de los servicios
del agua, esta problemática hace a las comunidades de
regantes especialmente vulnerables a los precios de la
energía, con importantes consecuencias sobre su
situación económica [24]. Así, existen una serie de
herramientas que permiten reducir el consumo
energético, aparte de las alternativas en la generación
de la energía, las cuales serían [34]: 1) sistema online
de seguimiento de facturas y consumos para tener
controlada la situación y disponer de información para
introducir mejoras; 2) programar el bombeo en las
horas en que la energía es más barata; 3) optimizar la
potencia contratada y 4) negociación conjunta de
contratos de suministro eléctrico. Mejoras de este tipo
supusieron un ahorro del 10 % del consumo energético
para los regantes de Riegos del Alto Aragón, aunque no
alcanzó a compensar el incremento de precio [34]. Es
decir, aunque optimizar el consumo energético del
regadío no es una estrategia en sí para afrontar la
escasez de recursos, sí que permite ahorrarse un gasto
importante [35], lo que haría más rentable la actividad
y liberaría recursos financieros para otros proyectos.
Incluso en el caso de reducir el consumo energético a
lo largo de un periodo en una proporción menor al
incremento de los precios, este tipo de medidas
contribuyen a reducir tanto el impacto ambiental como
el efecto de la subida de precios, por tanto los efectos
pueden ser muy positivos. De nuevo, el autoconsumo
mediante paneles solares se presenta como una
alternativa para la obtención de energía, pues en un
contexto de precios elevados los beneficios financieros
potenciales pueden ser importantes, además de reducir
el impacto ambiental y la dependencia del mercado.
Con el objetivo de clarificar la situación, la Tabla 4
[25] muestra información relativa al consumo
energético de los agricultores españoles. En concreto,
permite observar cómo dicho consumo ha
evolucionado de una manera mucho más intensa que la
superficie de cultivo y el consumo de agua, por lo que
ha ido ganando peso con el tiempo como coste de la
agricultura de regadío. El consumo de agua es, de los 3
aspectos comentados, el que menos ha evolucionado.
Por tanto, nos encontramos con que se consume menos
agua por hectárea de cultivo, lo que surge como
respuesta de las mejoras introducidas con el paso del
tiempo con el objetivo de ahorrar agua. Sin embargo,
destaca el importante incremento del consumo
energético ocasionado por la modernización del
regadío, varias veces superior a los aumentos de
superficie de cultivo y de consumo de agua. Esto
muestra la importancia de la energía en las técnicas de
riego, lo que hace a los agricultores dependientes de su
precio. Tanto por hectárea de terreno como por
hectómetro cúbico de agua consumida, el coste
energético medio ha crecido e introducir medidas de
eficiencia energética o encontrar alternativas de
suministro energético sería de gran utilidad para
mejorar la situación de una actividad tan básica como
la agricultura.
Tabla 4: Evolución de la superficie de riego y del consumo de
agua y energía para riego en España para el periodo 1900-2007.
Fuente: [25]
Año
Superficie
(miles de
Ha)
Consumo de
Agua (hm3)
Consumo de
energía
(GWH)
1900
1000
5400
0
1930
1350
7594
182
1940
1500
8288
191
1950
1500
8353
309
1970
2200
12320
1056
1980
2700
14648
2093
1990
3200
17400
3480
2000
3410
18499
4893
2007
3760
20163
5866
2007/1950
2,5
2,4
19
3.2. Coste financiero del consumo energético de los
servicios del agua y viabilidad del
autoconsumo energético mediante placas
solares
3.2.1. Coste económico del consumo energético de las
instalaciones de depuración
Por otra parte, este consumo energético, relevante
en los distintos servicios del agua, lleva asociado un
coste, el cual es uno de los más importantes, o incluso
el más importante, a la hora de analizar los costes de
operación y mantenimiento cuando hablamos de la
depuración de aguas residuales [27]. Por este motivo,
las medidas orientadas a maximizar la eficiencia
energética y minimizar el coste económico, así como la
contaminación generada, son de gran utilidad. Además,
recientemente se han producido importantes
incrementos de precio que, junto con la disminución del
coste de la energía solar comentado anteriormente,
hacen que la instalación de placas solares sea una
alternativa cada vez más interesante. De hecho, en
cuanto al coste económico implícito en el suministro de
energía eléctrica, en el año 2009 suponía el 44 % de los
139
García et al. / La viabilidad del autoconsumo energético por medio de placas solares en los servicios del agua en España
costes totales y, tras 3 años de incrementos, alcanzó el
56 % en el año 2012 [27]. Esto, ligado al importante
consumo energético que presentan los distintos
servicios del agua (este trabajo contiene diversos datos
provenientes de las plantas depuradoras de la
Comunidad Valenciana, pero otros servicios como la
desalación o el suministro también requieren de
energía), implica que es una parte de la gestión de los
recursos hídricos que dispone de un gran margen de
mejora. Como se ha comentado antes, los datos sobre
el coste económico de la energía por parte de los
servicios del agua no es una información que se suela
publicar. No obstante, la EPSAR sí que dispone de este
dato para algunas de las plantas depuradoras de la
Comunidad Valenciana. Como nos indican desde esta
misma entidad, las instalaciones de depuración las
gestionan, en general, empresas privadas, por lo que
cada una negocia por su cuenta el suministro
energético. Teniendo en cuenta que existen 30
entidades diferentes que gestionan instalaciones de
depuración, además de que están repartidas por toda la
región y muestran características diversas, es lógico
pensar que los precios puedan variar significativamente
entre las distintas EDAR. Así, sin detallar en exceso,
los datos (Tablas 5 y 6) muestran cómo las plantas de
menor tamaño presentan un precio por kWh superior al
resto, aunque su precio final es inferior debido al
tamaño.
No obstante, se puede observar que las depuradoras de
El Campello y San Juan (Tabla 6) disponen tanto de un
precio como de una cantidad inferiores a la de
Almussafes, aunque cabe destacar que las primeras
utilizan la energía en planta mientras la de Almussafes
la utiliza para el bombeo. El tipo de tarifa eléctrica
escogida (Tabla 7) también es una cuestión de interés,
pues las plantas de gran tamaño escogen una tarifa de
seis tramos, mientras las demás disponen de tarifas de
tres tramos o incluso de uno para consumos muy
reducidos. Esto incide directamente sobre los costes,
pero debido a que está íntimamente relacionado con el
tamaño de la instalación, es una parte de interés
concreta de uno de los aspectos más importantes. Por
otra parte, cabe destacar que las EDAR se agrupan en
sistemas de explotación con el objetivo de reducir sus
costes operativos. Por tanto, aspectos como la calidad
del agua residual entrante, la calidad requerida para su
salida de la instalación, la cantidad de agua tratada o la
empresa explotadora son aspectos muy específicos que
afectan a la gestión de las instalaciones. De ahí que el
objetivo de esta investigación no consista en determinar
la viabilidad de la instalación de placas solares para un
caso concreto, sino que se persigue establecer un marco
teórico aplicable a futuros casos concretos a partir de la
información real disponible.
Tabla 5: Datos básicos del coste energético de la estación de
depuración de Ademuz
Tabla 6: Datos básicos del coste energético de las estaciones de
depuración de Alacantí norte
Variable
Instalación
EBAR El
Campello
Alacantí norte
EBAR San
Juan
Tipo de tarifa
3.1.A
6P
3.1.A
Datos
término de
potencia
Potencia
contratada
(kW/año)
1.200,00
5.157,00
1200
Precio (€/kW)
3,11
3,46
3,11
Coste término
de potencia
(€/año)
3.731,85
17.819,83
3.731,85
Datos
término de
consumo
Energía
(kWh/año)
186.643,00
1.701.356,00
120.440,00
Precio
(€/kWh)
0,07
0,06
0,07
Coste término
de consumo
(€/año)
12.345,68
104.746,74
7.966,63
Importe total
(€/año)
16.077,54
122.566,57
11.698,47
Tabla 7: Información básica de las cuatro tarifas eléctricas
utilizadas
Tarifa/Variable
Tensión
Potencia
Periodos
Tipo de
consumidor
2.0A
Baja
<10 kW
1
Hogares
3.0A
Baja
>15 kW
3
Pymes, casas
grandes
Variable
Tipo de
instalación
Planta
depuradora
Estación
de
bombeo
Totales
Tipo de
tarifa
eléctrica
3.1.A
2.0.A
Datos
término
de
potencia
Potencia
contratada
(kW/año)
480,00
119,00
Precio
(€/kW)
7,34
3,64
Coste
término de
potencia
(€/año)
3.522,38
432,99
3.955,37
Datos
término
de
consumo
Energía
(kWh/año)
85.748,00
4.538,00
Precio
(€kWh)
0,11
0,14
Coste
término de
consumo
(€/año)
9.286,51
633,50
9.920,01
Importe
total
(€/año)
12.808,89
1.066,49
13.875,38
140
Edición No. 19, Issue I, Julio 2022
Tarifa/Variable
Tensión
Potencia
Periodos
Tipo de
consumidor
3.1A
Alta
>=15 kW
<=450 kW
3
Instalaciones
medianas
/grandes
6P/6.1/6.1A
Alta
> 450 kW
6
Instalaciones
Grandes
3.2.2. Viabilidad del autoconsumo energético en la
depuración de aguas residuales a través de placas
solares
Como alternativa energética, dada la situación
actual, hemos valorado la posibilidad de obtener el
suministro energético a través de paneles solares
fotovoltaicos. En este sentido, una empresa del sector
nos ha presupuestado el coste y características de dos
instalaciones de distinto tamaño. La primera sería capaz
de generar aproximadamente 10.000kWh al año y, la
segunda, alrededor de 147.000kWh. El disponer de
información de dos tamaños de instalación tan
diferentes nos permitirá valorar la posibilidad de
utilizar placas solares tanto para consumos de energía
reducidos como para grandes. Como muestra la Tabla
8, existen diferencias importantes entre ambos tipos de
presupuesto, destacando que la instalación grande
requeriría de una potencia contratada mayor, de una
mayor superficie y de un coste por tarifa de acceso. Por
este motivo, la situación es muy diferente a la hora de
valorar estas dos alternativas, pues un proyecto
pequeño dispone de un coste de inversión relativamente
alto en comparación con los costes operativos una vez
se comienza a producir la electricidad. Por su parte, una
instalación de mayor tamaño, además de la inversión
inicial, presenta un coste operativo y de mantenimiento
considerable, por lo que, el análisis debe realizarse con
cuidado. En cualquier caso, los presupuestos muestran
que el coste anual de la energía es menor para el caso
del autoconsumo, por lo que deben valorarse aspectos
como la vida útil de las placas fotovoltaicas, de manera
que se le pueda asignar un periodo al análisis, o las
condiciones de financiación del proyecto, pues lo más
seguro es que los recursos financieros no estén
disponibles para pagar al contado y deba recurrirse a
financiación externa. Además, también cabe la
posibilidad de solicitar las ayudas comentadas
anteriormente, que permitirían reducir ligeramente el
coste de la instalación y supondrían un nuevo factor a
favor de las placas solares. Así, sumando las ayudas
públicas con la propia competitividad de las
instalaciones de placas fotovoltaicas, podríamos
reducir tanto los costes energéticos de los servicios del
agua como la contaminación que estos generan por
medio de su demanda energética, proveniente
principalmente de combustibles fósiles. Es decir,
obtendríamos tanto ventajas económicas como
ambientales.
Tabla 8: Características de dos alternativas de autoconsumo
energético mediante instalaciones sobre cubierta con 10 grados
de inclinación.
Energía anual
demandada a la red
(kWh/año)
10.000,00
339.534,00
Potencia necesaria para
suministrar la energía
(kWp)
7,20
100,00
Energía obtenida
mediante la instalación
de paneles (kWh/año)
10.010,00
147.000,00
Energía producida por
cada m
2
de módulo FV
((kWh/m
2
*año)
0,27
0,27
Superficie necesaria para
la instalación (m
2
)
78,00
1.080,00
Tipo de tarifa eléctrica
contratada
2.0A
3.0
Potencia contratada
(kW)
5,75
-
Coste de la energía de la
tarifa 2.0A (€/kWh)
0,08
-
Coste Tarifa de Acceso
3.0 sin FV (€)
-
10.243,00
Coste total del consumo
de energía con la Tarifa
3.0 sin FV (€)
1.430,38
4.117,00
Coste Tarifa de Acceso
3.0 con FV (€)
-
4.900,00
Coste total del consumo
de energía con la Tarifa
3.0 con FV (€)
487,28
2.066,00
Inversión a realizar (€)
9.000,00
61.525,00
Tipo de financiación a 7
años (%)
3,00
3,00
Coste mantenimiento de
la inversión (% sobre la
inversión inicial)
1,00
1,00
Por tanto, una instalación de placas solares dispone,
en resumen, de los siguientes costes: una inversión
inicial para realizar la instalación; un coste de
mantenimiento del 1 % anual sobre la inversión inicial;
un tipo de interés del 3 % para la financiación a siete
(7) años y un coste operativo relacionado con el proceso
de generación y utilización de la energía. Las Tablas 9
y 10 presentan los costes, para los siete (7) años de
financiación, de las dos instalaciones de placas solares
a estudiar. La primera de estas generaría 10.010kWh al
año mientras la segunda generaría 147.000kWh. Para la
instalación pequeña, se puede observar cómo la
financiación incrementa el coste de la inversión casi en
1.000€, lo que supone un importante coste adicional.
De esta manera, si sumamos la inversión, su coste, el
mantenimiento anual de la instalación y el coste de
generación de la energía, obtenemos un coste de
14.030,21€ para los primeros siete (7) años, lo que es
notablemente superior a los 10.012,66€ que costaría el
suministro de la energía por medio de su compra
directa. No obstante, a partir del séptimo año este tipo
de instalación comenzaría a dar beneficios. El caso para
la instalación grande es similar, con la diferencia de que
en este caso sí que existe un coste por tarifa de acceso,
141
García et al. / La viabilidad del autoconsumo energético por medio de placas solares en los servicios del agua en España
tanto si se compra la energía como si se realiza el
autoconsumo. No obstante, las conclusiones son
parecidas respecto a la instalación pequeña a excepción
de que, debido a la presencia de economías de escala,
el coste medio de generación de la energía es menor.
Tabla 9: Costes de una instalación de placas solares de 10.010
durante los 7 años de financiación
Mes
Año
Total
Financiación
Pago sin
intereses (€)
107,14
1.285,71
9.000,00
Intereses (€)
11,78
141,32
989,25
Pago con
intereses (€)
118,92
1.427,04
9.989,25
Costes
operativos
Mantenimiento
(€)
7,50
90,00
630,00
Coste energía
(€)
40,61
487,28
3.410,96
Coste tarifa de
acceso (€)
0
0
0
Tabla 10: Costes de una instalación de placas solares de 147.000
durante los 7 años de financiación
Mes
Año
Total
Financiación
Pago sin
intereses (€)
732,44
8.789,29
61.525,00
Intereses (€)
80,51
966,094
6.762,66
Pago con
intereses (€)
812,95
9.755,38
68.287,66
Costes
operativos
Mantenimient
o (€)
51,27
615,25
4.306,75
Coste energía
(€)
172,17
2.066,00
14.462,00
Coste tarifa de
acceso (€)
408,33
4.900,00
34.300,00
La inversión inicial, además de las condiciones de
financiación, convierten una instalación como las
planteadas en proyectos que solamente mostrarán
rentabilidad económica en el largo plazo. Es decir,
durante el periodo de financiación se obtienen pérdidas,
pero una vez completados los pagos de la inversión al
séptimo año, el ahorro que se deriva del autoconsumo
provoca que sea una alternativa más barata que la
compra de la energía. De esta manera, como muestra la
Tabla 13, la instalación pequeña genera unos beneficios
anuales de 853,10€ a partir del séptimo año, lo que al
cabo de cinco (5) años ya ha cubierto las pérdidas
acumuladas durante los siete (7) primeros años de
4.017,55€. Es decir, la inversión inicial se vuelve
rentable tras casi 12 años cuando la vida útil de las
placas solares se sitúa entre 25 y 30 años [36, 37], por
lo que, a partir de este punto, y hasta el fin de la
utilización de las placas, el ahorro obtenido cada año
supone un beneficio económico, sin olvidar el beneficio
ambiental derivado de la utilización de energía
renovable. En cuanto a la instalación grande, el punto
en que la inversión se vuelve rentable es el comienzo
del décimo año de utilización de las placas solares. Es
decir, en esta instalación de gran tamaño la inversión se
vuelve rentable a mayor velocidad y, a partir del
décimo año, los beneficios anuales de 6.779€ suponen
un ahorro neto.
Tabla 11: Resumen ganancias y pérdidas de las dos
instalaciones durante y después del periodo de financiación en
comparación con el suministro estándar
10.010kWh
147.000kWh
Comprada
Autoconsumo
Comprada
Autoconsumo
Al cabo de
7 años (€)
10.012,66
14.030,21
100.520
121.356,41
Cada año a
partir del
séptimo (€)
1.430,38
577,28
14.360
7.581,25
Pérdidas
tras 7 años
(€)
4.017,55
20.836,41
Ganancias
anuales a
partir del
séptimo año
(€)
853,10
6.779
Punto en
que
comienza a
obtenerse
beneficios
(año)
4,71
3,07
No obstante, el precio de compra utilizado en las
Tablas 8-11 consiste en una estimación, de modo que
vamos a comparar esta información con los datos de
que disponemos de estaciones de depuración de la
Comunidad Valenciana (Tablas 5-8). Como es natural,
estos presupuestos son dos estimaciones, de manera
que no coincidirán exactamente con ninguna
depuradora existente. Sin embargo, el objetivo no es
cubrir la totalidad del consumo energético de una planta
sino una parte, por lo que se compararán los
presupuestos con instalaciones que consuman más de
lo que proporcionarían las placas. Para comenzar,
supongamos que realizamos la instalación pequeña con
el objetivo de suministrar energía a la estación de
Ademuz, es decir, suministraríamos 10.010kWh de un
consumo total de 90.286kWh, por los cuales se afronta
un coste anual de 13.875€. Esto conlleva que el coste
de obtener 10.010kWh asciende a 1.084,08€ al año
(10.010kWh a 0,10830€ el kWh, sin tener en cuenta el
coste de la potencia contratada). Como vimos en la
comparación inicial del presupuesto de las placas
fotovoltaicas con el coste que tendría comprar la
energía, el precio mostrado por esta planta depuradora
es inferior, lo que condiciona el resultado. De esta
manera, como muestra la Tabla 12, durante los 7 años
del periodo de financiación el coste de la energía
pasaría a ser de 7.588,58€ mientras el coste del
proyecto se mantiene en los 14.030,21€. Así, las
pérdidas de este periodo ascienden a 6.441,63€ y el
ahorro anual una vez terminado este periodo asciende a
506,80€, lo que modifica significativamente el punto en
que el proyecto se vuelve rentable, pues si
142
Edición No. 19, Issue I, Julio 2022
anteriormente determinamos que este punto se
alcanzaría a los 12 años de la instalación, en este caso
se alcanzaría al final del vigésimo año. Esto, por
supuesto, sin considerar la existencia de subvenciones
ni la posible disminución de la potencia contratada,
aspectos que podrían adelantar la fecha en que el
proyecto se vuelve rentable. Del mismo modo, no se
consideran los beneficios ambientales, pero incluso así
el proyecto se muestra económicamente viable, pues la
vida útil de las placas solares supera los 20 años [36,
37].
En cuanto a la instalación de mayor tamaño, la
comparación la realizaremos con la planta depuradora
de El Campello, que consume al año 186.643kWh. Este
caso es considerablemente diferente del anterior, pues
la gran potencia contratada supone un coste muy
elevado. En concreto, este coste asciende a 3.731,85€,
por lo que, si no tenemos en cuenta que el autoconsumo
permitiría reducir este coste, el proyecto se vuelve
difícilmente viable, pues alcanzaría la rentabilidad en
un punto muy tardío (tras 32 años desde la puesta en
funcionamiento) y, dado el periodo de vida de una placa
solar, probablemente el proyecto no sería
económicamente viable. Con el fin de ejemplificar la
importancia de esta cuestión, supongamos que el
autoconsumo permite ahorrarse la mitad del coste
derivado de la potencia contratada. Este ahorro
ascendería a 13.061,48€ durante el periodo de
financiación y 1.865,93€ cada año a partir de ese
periodo. Teniendo en cuenta estos números, las
pérdidas durante el periodo de financiación se reducen
a 40.247,17€, el ahorro anual a partir del séptimo año
asciende a 4.005,79€ y el proyecto se vuelve rentable al
comienzo del decimoséptimo año de proyecto (10
después del fin del periodo de financiación). No
obstante, esto es solamente una suposición, pues
gracias al autoconsumo esta estación requeriría de un
suministro adicional de únicamente 39.643kWh,
consumo que no requiere de la potencia de
1.200kW/año que esta planta tiene actualmente
contratada. A este ahorro también habría que sumarse
las posibles subvenciones de cara a analizar por
completo la rentabilidad económica, así como los
beneficios ambientales para analizar la rentabilidad
total.
Por tanto, se puede observar cómo, ya sea mediante
la estimación o los costes reales de plantas depuradoras,
la instalación de placas solares se muestra como un
proyecto económicamente viable siempre y cuando se
puedan afrontar las condiciones de financiación, ya que
suponen un fuerte gasto inicial. Los ahorros obtenidos
gracias a la menor potencia contratada, el menor coste
unitario de la generación de energía por medio de
placas fotovoltaicas y la presencia de subvenciones,
que dependen de las características del proyecto y de la
empresa o entidad que lo ejecute, convierten la energía
solar en una alternativa económica y ambientalmente
viable. No obstante, cada proyecto requerirá de un
análisis profundo, pues sería necesario conocer detalles
relacionados con la instalación de placas solares como
la superficie a utilizar, con la variación de los costes al
modificar la forma de obtención de la energía
(disminución del coste total de la energía comprada,
pero cabe la posibilidad que el coste unitario de la
energía comprada restante crezca) y las potenciales
subvenciones a recibir.
Tabla 12: Resumen de ganancias y pérdidas de las dos
instalaciones durante y después del periodo de financiación en
comparación con el suministro estándar para la planta
depuradora de Ademuz (sustituyendo 10.010kWh de su
consumo total) y la estación de bombeo de El Campello
(sustituyendo 147.000kWh de su consumo total)
3.2.3. Coste económico del consumo energético del
trasvase Tajo-Segura
Con el objetivo de ampliar la información
disponible acerca del consumo energético y de la
viabilidad del autoconsumo a través de placas solares
se realizará, a continuación, un análisis similar en base
a los datos obtenidos sobre el trasvase Tajo-Segura.
Toda la información utilizada la podemos encontrar en
la Tabla 13 [38]. En esta ocasión, sí que se puede
observar el periodo en que se realiza el consumo, algo
importante teniendo en cuenta que cada uno de los
periodos presenta un precio diferente. No obstante, los
consumos que registró el trasvase Tajo-Segura son muy
elevados en comparación a las instalaciones de placas
solares con las que trabajamos, por lo que, para realizar
el análisis trabajaremos con consumos ubicados en un
periodo concreto. Así, utilizaremos el periodo de
consumo 6 de Crevillente y el periodo de consumo 3 de
Fuente Álamo. En cuanto a las 3 zonas de las cuales se
presenta información en la tabla, cabe comentar que se
Ademuz (instalación de
10.010kWh)
El Campello (instalación de
147.000kWh)
Comprada
Autoconsumo
Comprada
Autoconsumo
Al cabo de
7 años (€)
7588,58
14.030,21
68.047,77
121.356,41
Cada año
a partir del
séptimo
(€)
1084,08
577,28
9.721,11
7.581,25
Pérdidas
tras 7 años
(€)
6.441,63
53.308,64
Ganancias
anuales a
partir del
séptimo
año (€)
506,80
2.139,86
Punto en
que
comienza
a
obtenerse
beneficios
(año)
12,71
24,91
143
García et al. / La viabilidad del autoconsumo energético por medio de placas solares en los servicios del agua en España
refiere a los lugares donde se realiza la medición del
consumo. En este sentido, El Palmar se corresponde
con el punto de medición del consumo de varios tramos
del trasvase.
Tabla 13: Datos del consumo energético del trasvase Tajo-Segura (datos provisionales del coste energético del año 2020). Fuente: [38]
Coste Término
de potencia total
(€)
Coste Término
de consumo total
(€)
Coste Término
de potencia total
(€)
Coste Término de
consumo total (€)
Coste Término
de potencia total
(€)
Coste Término
de consumo
total (€)
Periodo de consumo
1
170.245,78
403.241,42
17.726,68
0,00
20.807,82
49.167,78
Periodo de consumo
2
85.196,57
510.597,93
8.871,01
0,00
10.412,91
62.518,60
Periodo de consumo
3
62.349,75
265.508,74
6.492,04
0,00
7.620,53
33.313,46
Periodo de consumo
4
62.349,75
412.619,38
6.500,04
0,00
7.620,53
51.983,25
Periodo de consumo
5
62.349,75
557.691,31
6.508,04
0,00
7.620,53
70.962,45
Periodo de consumo
6
91.665,72
8.570.636,21
8.515,89
107.907,08
10.209,67
264.952,77
Total (€)
534.157,33
10.720.294,98
54.613,68
107.907,08
64.291,97
532.898,31
En cualquier caso, se puede comprobar fácilmente
cómo el trasvase requiere de un suministro energético
continuo, con su respectiva contratación de una
potencia determinada y, por tanto, de un coste
financiero relevante para el funcionamiento del
trasvase. Si tenemos en cuenta el coste financiero de
este suministro podemos ver la importancia de la
cuestión. En este sentido, el coste supera los 12
millones de euros, a lo que habría que sumar otros
gastos e impuestos. Por tanto, las medidas de eficiencia
energética y las fuentes de energía alternativas son de
gran importancia para minimizar el impacto ambiental
del trasvase y maximizar su eficiencia económica.
3.2.4. Viabilidad del autoconsumo energético en el
trasvase Tajo-Segura a través de placas solares
Como se ha mostrado en el apartado anterior, el
consumo energético del trasvase Tajo-Segura supone
un coste total elevado, ya que supera los 15 millones de
euros si sumamos todos los costes financieros, a lo que
habría que añadir el impacto ambiental negativo que se
deriva de la generación de la energía utilizada. No
obstante, es algo razonable debido a que el agua debe
recorrer una larga distancia, de modo que es necesario
asegurarse de que esta pueda recorrer la infraestructura
y suministrarse en las diferentes regiones. Además, las
necesidades energéticas varían a lo largo del trasvase,
cosa que presenta una influencia directa sobre el
suministro energético [21]. Así, la Tabla 3 nos
mostraba cómo, según zonas del trasvase, el consumo
energético por metro cúbico de agua se sitúa entre
0,87kWh y 1,941kWh. Este aspecto condiciona
directamente la situación en que se da el suministro
energético, además de que la infraestructura transporta
cada vez menos agua conforme esta se va
distribuyendo. Por tanto, las características del trasvase
en las distintas elevaciones donde se requiere de
energía tienen una gran relevancia sobre el coste final.
En este sentido, un elevado consumo energético
permite alcanzar un precio unitario reducido que
dificulta la viabilidad económica de los proyectos de
placas solares. En cualquier caso, en la práctica podría
modificarse el tamaño de la instalación o tal vez se
tendrían en cuenta más criterios a parte del puramente
financiero.
La Tabla 14 muestra los resultados obtenidos de la
misma manera que la Tabla 12 lo hacía para la
depuración de aguas residuales. El cálculo realizado
consiste en determinar el coste del suministro
energético de los 147.000kWh que la instalación de
placas solares sería capaz de producir, pudiendo
comparar así, el coste de ambas alternativas. En los
casos valorados anteriormente, la rentabilidad
económica se alcanzaba en el año 20 para la instalación
pequeña y en el 32 para la grande, lo que hacía que esta
última, sin valorar aspectos diferentes al financiero, no
fuera viable debido a la vida útil de las placas solares.
En este caso la situación es similar, la elevada inversión
que debe realizarse supone importantes pérdidas en
comparación con el suministro tradicional. Estas
pérdidas son muy difíciles de compensar cuando el
consumo energético es muy elevado porque el precio
medio del suministro es menor. Esta cuestión hace que
los beneficios financieros obtenidos anualmente no
sean lo suficientemente elevados como para
rentabilizar la inversión. En el caso del trasvase las
pérdidas tras siete (7) años superan los 50.000, de modo
que los aproximadamente 2.000€ anuales obtenidos de
beneficio anual elevan la fecha de amortización de la
inversión a los años 37 (Crevillente) y 34 (Fuente
144
Edición No. 19, Issue I, Julio 2022
Álamo), lo que excede en ambos casos el periodo de
vida útil de las placas solares.
La cantidad de energía suministrada es el aspecto
que se ha mostrado más relevante. El presupuesto
obtenido para una instalación grande de placas solares
muestra que el coste medio del autoconsumo energético
es menor que en la pequeña. No obstante, es
precisamente esta última la que se ha mostrado más
fácil de amortizar, siempre y cuando se compare con un
suministro energético reducido. Esto muestra un detalle
muy importante que debemos tener en cuenta, pues si
bien una instalación grande de paneles solares presenta
menores costes medios que una pequeña, también debe
compararse con un suministro mayor. Esta cuestión
condiciona la viabilidad financiera del autoconsumo,
pues los ahorros por demandar una cantidad elevada de
energía superan a los que surgen de incrementar el
tamaño de la instalación de placas solares. Así, un
pequeño proyecto puede ser viable debido al elevado
coste financiero medio del consumo energético cuando
este es reducido. Por tanto, el adecuado diseño de las
instalaciones es una cuestión fundamental.
Tabla 14: Resumen ganancias y pérdidas de la instalación de
147.000kWh durante y después del periodo de financiación en
comparación con el suministro estándar para el periodo de
consumo 6 de Crevillente y el periodo de consumo 3 de Fuente
Álamo
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El objetivo de este trabajo consistió en determinar
la viabilidad general de los proyectos orientados a
sustituir el suministro de energía convencional por
autoconsumo a partir de paneles solares fotovoltaicos,
así como en establecer un marco general que sirva
como guía para futuros proyectos de estas
características. Este trabajo dispone de información
obtenida directamente de potenciales compradores y
vendedores de instalaciones de placas solares para el
autoconsumo. Como se ha podido constatar, la
situación es compleja y debe adaptarse a cada caso
analizado, pero se ha podido ver que, en general,
existen incentivos económicos suficientes para efectuar
un gasto como este. Por supuesto, estos se
corresponden al largo plazo, pues es improbable que
una instalación de estas características se rentabilice
antes de 10 años debido al alto coste inicial. Por este
motivo, existe la necesidad de financiar la inversión
inicial lo que, sumado a los gastos de operación y
mantenimiento, provoca la tardía aparición de
beneficios. No obstante, la larga vida útil de las placas
solares, que puede alcanzar los 25-30 años [36, 37],
convierte esta alternativa de suministro energético en
una opción más que viable, aunque debe tenerse muy
en cuenta el tamaño de la instalación, pues es más fácil
amortizar instalaciones que cubran consumos
reducidos. Este aspecto no debe dejarse de lado debido
a que los elevados consumos disfrutan de precios
medios más bajos. En este sentido, las instalaciones
propuestas no se han mostrado competitivas en
términos financieros respecto al suministro tradicional
cuando dicho suministro es elevado a causa de un
insuficiente ahorro anual cuando los precios son bajos.
Esto sin tener en cuenta que la tecnología y el mercado
de las placas fotovoltaicas están en constante
desarrollo.
Esta cuestión es de gran importancia, es decir, el
horizonte temporal del proyecto es esencial para
determinar su viabilidad. Una instalación de estas
características no puede competir en el corto plazo con
el suministro tradicional de energía, pero si el
mantenimiento de las placas solares y el
aprovechamiento de la energía que generan es el
adecuado, estamos hablando no solamente de un ahorro
económico para el consumidor, que se puede traducir
en incrementos de los beneficios o mejoras en términos
de competitividad empresarial [39, 40], sino que
también se deben considerar los beneficios
ambientales. Es decir, combinando el ahorro
económico y los beneficios ambientales derivados de la
reducción de combustibles fósiles obtenemos unos
resultados que merece la pena perseguir. No obstante,
este aprovechamiento de la energía debe ser continuo
para que sea posible amortizar la inversión y se
compense el esfuerzo inicial en términos económicos.
Otro aspecto que es de gran importancia es la
superficie disponible para la instalación. En este
trabajo, dado su carácter general, no hemos entrado a
valorar cuánto espacio disponible hay en ningún lugar
concreto, así como el coste de dicho terreno. No
obstante, servicios como la depuración de aguas
residuales o la desalación de aguas se sitúan alejadas de
los núcleos urbanos con el fin de no afectar a las
condiciones de vida de la población de esas zonas.
Además, ya existen algunas plantas depuradoras que
disponen de generación de energía mediante placas
Crevillente (P6)
Fuente Álamo (P3)
Comprada
Autoconsumo
Comprada
Autoconsumo
Al cabo de 7
años (€)
66.027,84
121.356,41
67.369,66
121.356,41
Cada año a
partir del
séptimo (€)
9.432,55
7.581,25
9.624,24
7.581,25
Pérdidas tras
7 años (€)
55.328,57
53.987,00
Ganancias
anuales a
partir del
séptimo año
(€)
1.851,30
2.042,99
Punto en que
comienza a
obtenerse
beneficios
(año)
29,89
26,43
145
García et al. / La viabilidad del autoconsumo energético por medio de placas solares en los servicios del agua en España
solares [16], por lo que teniendo en cuenta ambas
cuestiones es posible que este no sea un gran problema,
aunque sí que supone un coste adicional. Sin embargo,
otros servicios del agua podrían no disponer de estas
ventajas, por lo que esos casos requerirían de un estudio
más profundo que incluyera detalles acerca de qué
subvenciones específicas se pueden solicitar, qué
trámites deberían realizarse, qué impacto urbano
causarían los paneles o cuál sería la situación exacta de
las posibles superficies de instalación. En todo caso, es
improbable que los recursos financieros disponibles
permitan ejecutar una gran cantidad de proyectos de
estas características.
Por último, no debemos olvidar que estamos
persiguiendo la viabilidad económica de las placas
solares a través de constantes mejoras tecnológicas de
manera que se extienda su uso. En este sentido, la
rentabilidad depende no solamente de los propios
costes de esta forma de generación de energía, sino
también, del precio de sus competidoras. Así, el
principal competidor al que debemos enfrentarnos son
las empresas dedicadas al suministro energético. El
aprovisionamiento energético mediante estas empresas
carece de los elevados costes iniciales que presenta el
autoconsumo, pero también supone pagar un precio
mayor por la energía en comparación a los costes de
operación y mantenimiento de las placas solares. De
esta manera, la evolución de los precios de la energía es
fundamental para determinar la viabilidad del
autoconsumo, pues el constante ahorro año tras año es
lo que hace viable el autoconsumo, pero si el precio de
la energía fuera bajo, este ahorro no sería lo
suficientemente elevado como para garantizar la
viabilidad. Sin embargo, en tiempos recientes hemos
encontrado incrementos de los precios de la energía en
España [27] y no existen indicios para pensar que estos
precios vayan a disminuir en el futuro. Por este motivo,
el autoconsumo se presenta como una alternativa viable
económica y ambientalmente, que podría incrementar
la competitividad empresarial por medio de la
reducción de un importante coste como es el energético
y que permitiría acercarnos a los objetivos ambientales
propuestos por la Unión Europea.
Por tanto, se puede concluir que, si bien el
autoconsumo a partir de placas solares se muestra
viable en general, existen algunos aspectos que
requieren de atención detallada a la hora de ejecutar un
proyecto concreto. Esto deja abierta una línea de
investigación muy interesante acerca de cuestiones
como la influencia de la superficie disponible, la
evolución de los precios de la energía, los beneficios
ambientales específicos en cada caso o incluso la
distribución de la demanda (y de la producción)
energética a lo largo de un año, por ejemplo según el
momento del día o la estación del año.
Procedencia de los datos: Los datos acerca de las
características de las depuradoras provienen de la
página web de la EPSAR (http://www.epsar.gva.es/).
Los datos sobre el coste económico de su consumo
energético también provienen de la EPSAR, pero son
una información concreta que nos enviaron por correo
electrónico. Los datos del coste energético del
trasvase Tajo-Segura provienen del Sindicato Central
de Regantes del Acueducto Tajo-Segura (SCRATS),
los cuales no están publicados al ser provisionales. Por
último, los datos acerca de las instalaciones de placas
solares para autoconsumo provienen de una empresa
del sector, Enerficaz.
Financiación: Este trabajo ha sido financiado por
el Vicerrectorado de Investigación y Transferencia del
Conocimiento de la Universidad de Alicante, España
(Marcos García-López tiene un contrato para La
Formación del Profesorado Universitario de la
Universidad de Alicante, UAFPU2019-16).
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Marcos García-López.- personal
docente e investigador en
formación de la Universidad de
Alicante. Tras realizar el Grado en
Economía y el Máster en
Economía Aplicada, actualmente
desarrolla su investigación en el
campo de la gestión económica de
los recursos hídricos.
Borja Montano.- Profesor Titular
del Departamento de Análisis
Económico Aplicado de la
Universidad de Alicante. Se
licenció en economía con premio
extraordinario y se doctoró en
economía realizando su tesis
doctoral sobre la desalinización y
el análisis económico aplicado a los recursos hídricos
Joaquín Melgarejo.- Catedrático
de Historia e Instituciones
Económicas del Departamento de
Análisis Económico Aplicado y
director del Instituto del Agua y de
las Ciencias Ambientales
(IUACA) de la Universidad de
Alicante.
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