Per Què Importa la Freqüència de la Xarxa Elèctrica i com la Inèrcia Manté els Llums Encesos.

Fins fa dues setmanes, després del col·lapse de la xarxa de transport elèctrica d'Espanya, no percibiem què, cada vegada que encenem una bombeta o carreguem el mòbil, estem participant en un dels equilibris més delicats de l’enginyeria moderna: mantenir la freqüència de la xarxa elèctrica.

Aquesta freqüència —50 Hz a Europa, és el batec constant del sistema elèctric. Si aquest pols s’accelera o s’alenteix massa, les conseqüències poden ser greus. N’hi ha prou amb una desviació de ±0,5 Hz perquè les xarxes entrin en mode d’emergència. Si el desequilibri s’agreuja, pot acabar provocant talls massius o fins i tot el col·lapse total del sistema.

Però, per què és tan crítica aquesta freqüència? Perquè representa l’equilibri entre l’energia generada i la consumida en cada instant. Quan la generació supera la demanda, la freqüència puja. Quan passa el contrari, baixa. És com mantenir l’equilibri sobre una corda fluixa, amb milers de milions de watts en joc.

Aquí és on entra en acció la inèrcia. En el context elèctric, la inèrcia té a veure amb la  massa giratòria de les turbines dels generadors tradicionals. Aquestes turbines  que son grans, pesants i giren constantment,  emmagatzemen energia cinètica. Quan hi ha una interrupció sobtada, com ara la desconnexió d’una central elèctrica, aquesta massa giratòria no s’atura de cop. Continua girant durant un breu període, alliberant energia i esmorteint l’impacte sobre la freqüència. És un efecte semblant al d’un volant d’inèrcia que continua girant fins i tot després d’aturar el motor: aquesta resistència al canvi és el que estabilitza la xarxa durant els primers segons crítics després d’una pertorbació.

Una bona manera d’entendre-ho és imaginar una banyera. L’aixeta representa la generació elèctrica i el desguàs, el consum. El nivell de l’aigua és la freqüència, i la mida de la banyera, la inèrcia. Si el flux que entra és igual al que surt, el nivell es manté estable. Però si obrim més l’aixeta o es tapa el desguàs, el nivell canvia. Si la banyera és petita (baixa inèrcia), el canvi serà ràpid i brusc. Si és gran, l’aigua trigarà més a pujar o baixar: el sistema és més estable.

El reptes actual és que, a mesura que la societat aposta per les energies renovables —com la solar i l’eòlica—, moltes d’aquestes tecnologies no tenen inèrcia natural. No utilitzen turbines giratòries acoblades directament a la xarxa, sinó convertidors electrònics que converteixen el corrent generat. Això significa que no contribueixen amb aquesta massa giratòria que protegeix la freqüència. El resultat és una xarxa més lleugera i àgil, però també més fràgil davant les pertorbacions.

Per evitar que aquesta fragilitat esdevingui un problema sistèmic, els operadors elèctrics estan explorant solucions innovadores. Una és la inèrcia sintètica, que imita l’efecte estabilitzador de les turbines mitjançant algoritmes en els convertidors. Una altra és l’emmagatzematge amb bateries, que permet injectar potència en mil·lisegons quan es detecta una caiguda de freqüència. També es parla de la resposta de la demanda, és a dir, ajustar el consum en temps real: si falta energia, certes càrregues no crítiques es desconnecten temporalment per alleugerir el sistema.

El futur de l’estabilitat de la xarxa passa per combinar aquestes eines. Perquè encara que la banyera d’abans ja no tingui les mateixes parets gruixudes d’acer de les antigues turbines, podem construir-ne una de digital igual d’eficaç. I mantenir, passi el que passi, els llums encesos.

Llavors, quan parlem d’inèrcia sintètica, ens referim a la capacitat d’alguns dispositius electrònics,  com els convertidors que connecten les plaques solars o els aerogeneradors a la xarxa, d’imitar el comportament dels generadors tradicionals que sí tenen massa giratòria. Com que aquests sistemes no tenen peces mecàniques que girin i acumulin energia cinètica, cal simular aquest efecte mitjançant control electrònic i software.

La clau està en programar els convertidors perquè reaccionin com si tinguessin inèrcia física. Això vol dir que, quan detecten una caiguda de freqüència (és a dir, que la demanda supera la generació), injecten de forma immediata energia elèctrica a la xarxa, durant uns segons. Aquesta energia prové de les mateixes fonts renovables (si hi ha sol o vent disponible) o, més sovint, de petits sistemes d’emmagatzematge connectats als convertidors, com ara supercondensadors o bateries.

Aquest procés es produeix molt ràpidament: en qüestió de mil·lisegons. Els convertidors amb control avançat poden mesurar la freqüència de la xarxa centenars de vegades per segon i actuar en conseqüència. Quan la freqüència es recupera, redueixen la seva aportació. És com tenir una “turbina virtual” que sap quan cal donar un cop de mà.

Un avantatge important de la inèrcia sintètica és que es pot ajustar. A diferència de la inèrcia física, que depèn del pes i la velocitat de les turbines, aquí es poden programar diferents perfils de resposta segons les necessitats de la xarxa. A més, es poden desplegar ràpidament, sense necessitat de grans obres ni instal·lacions pesades.

Tanmateix, també hi ha reptes. Perquè la inèrcia sintètica funcioni correctament, els sistemes han d’estar molt ben sincronitzats i coordinats. Si molts convertidros responen a la vegada sense control centralitzat, poden provocar oscil·lacions o respostes massa agressives. És per això que els gestors de les xarxes elèctriques estan desenvolupant estàndards i protocols específics per integrar aquesta nova forma d’estabilitat.

En resum, la inèrcia sintètica és com una versió digital de la vella força mecànica que mantenia la xarxa estable. No té pes ni gira, però pot actuar igual o fins i tot més ràpid. És una de les peces fonamentals per fer que una xarxa plena de renovables sigui tan segura com ho era una basada en combustibles fòssils.

Ramon Gallart

Cap a un Futur Net i Compartit: l’Energia Que Pot Unir Europa.

L’energia a Europa: Com superar la fractura generacional i avançar cap a un futur sostenible.

En un moment en què la transició energètica ja no és opcional sinó urgent, Europa es troba davant un repte complex: com fer el canvi cap a energies netes sense deixar ningú enrere? Les decisions sobre com produïm, distribuïm i consumim energia no només tenen un impacte ambiental, sinó també social, econòmic i polític. I com mostra el cas d’Austràlia, que també afronta divisions profundes en matèria energètica, Europa ha de vigilar de no caure en la mateixa trampa: convertir l’energia en un camp de batalla generacional i ideològic.

Arreu del continent europeu, les generacions més joves mostren un suport clar i decidit a les energies renovables. Volen un futur descarbonitzat, impulsat per fonts com el sol, el vent, l’aigua i les bateries. Són conscients del risc climàtic i exigeixen accions urgents. Però aquest entusiasme no sempre es comparteix amb les generacions més grans, sovint més preocupades per la fiabilitat i l’accessibilitat dels sistemes energètics, especialment en contextos d’inflació i incertesa econòmica.

Aquesta divergència no és una barrera insalvable, sinó un punt de partida per a polítiques energètiques més intel·ligents i inclusives. Per exemple, a Suècia, un país amb un alt percentatge d’energia nuclear, s’ha observat que els joves donen suport tant a les renovables com a la nuclear, especialment quan pugen els preus de l’electricitat. El que demanen, en el fons, és energia neta, sí, però també estable i assequible. Això obre la porta a solucions híbrides i equilibrades.

A la Unió Europea, el debat sobre l’energia nuclear ha tornat amb força. Alguns països com França, Finlàndia i Polònia aposten per reactors com a part de la solució climàtica, mentre d’altres, com Alemanya, han decidit abandonar-la. Aquest debat, sovint polaritzat, pot generar desconcert i desconfiança entre la ciutadania. En aquest context, cal una comunicació clara i basada en dades, que expliqui els costos, els riscos i els beneficis de cada opció sense simplificacions.

Però el repte més gran és social. Si els preus de l’energia continuen pujant, el suport ciutadà a la transició verda pot afeblir-se, fins i tot entre els qui hi estan a favor per motius ambientals. La pobresa energètica ja afecta milions d’europeus, i si no s’hi posa remei, pot convertir-se en un obstacle polític i ètic insalvable.

Què es pot fer? La resposta no passa per escollir entre verd o segur, entre renovables o nuclear, entre joves o grans. Es tracta de construir un camí comú, amb mesures de transició que protegeixin els més vulnerables i donin confiança a tota la societat.

La clau és no presentar l’energia com un joc de suma zero, on un grup guanya i un altre perd. A Europa, tenim els recursos, el coneixement i la capacitat democràtica per fer una transició justa, àgil i ambiciósament climàtica. Però només ho aconseguirem si el camí es fa amb empatia, escolta i responsabilitat.

L’energia no hauria de dividir-nos, sinó unir-nos. En un continent que ja ha superat grans reptes col·lectius, l’oportunitat de transformar el nostre sistema energètic pot ser també una oportunitat per renovar el pacte social entre generacions, territoris i visions de futur.

Ramon Gallart

Quan surt més a compte un vehicle elèctric?

Tot i els avenços tecnològics i l’interès creixent per reduir les emissions de gasos contaminants, els vehicles elèctrics encara són, en general, més cars que els vehicles de combustió interna. 

Aquesta diferència de preu inicial sovint genera dubtes entre els compradors que es pregunten si, a la llarga, un cotxe elèctric pot resultar més econòmic. Per respondre aquesta pregunta cal tenir en compte tots els costos associats al llarg de la vida útil del vehicle, no només el preu de compra.

L’anàlisi del cost total de propietat inclou despeses com el combustible (electricitat o gasolina), el manteniment, les reparacions, les assegurances, els impostos, el finançament i, en alguns casos, les ajudes públiques. Si algun d’aquests elements s’exclou o es calcula incorrectament, els resultats poden estar esbiaixats i no reflectir la realitat.

Alguns estudis recents suggereixen que els petits vehicles elèctrics amb una autonomia d’uns 350 km ja poden ser igual de cars o, fins i tot, més barats que els seus equivalents de combustió. En canvi, els models més grans i amb autonomies superiors  (al voltant de 650 km) continuen sent clarament més cars. Els SUV elèctrics de mida mitjana només assoleixen la paritat de costos amb els de combustió quan reben subvencions governamentals.

Les condicions de l'entorn també juguen un paper determinant. Els vehicles elèctrics són més competitius en entorns urbans, especialment en zones amb preus alts de la gasolina, electricitat relativament barata, climes temperats i una bona infraestructura de càrrega. A més, la disponibilitat d’ajuts pot alterar significativament l’equació econòmica.

Una investigació realitzada als Estats Units mostra que un sedan elèctric amb autonomia mitjana pot igualar el cost d’un vehicle de combustió entre els 3 i 7 anys de propietat. No obstant això, aquest estudi no va considerar els ajuts econòmics, i tampoc es va aplicar a zones rurals, on els costos i les necessitats poden ser diferents. A més, hi ha incògnites importants, com la possibilitat que, fora de la garantia, calgui substituir les bateries, que són molt costoses, tot i que actualment les garanties arriben a un mínim de 8 anys o 150.000 km.

Finalment, el factor que més influeix en la rendibilitat d’un vehicle elèctric és la capacitat de carregar-lo a casa. Quan això és possible, l’electricitat acostuma a ser molt més econòmica que la gasolina, fet que redueix considerablement els costos recurrents. En canvi, si la càrrega domèstica no és una opció i s’ha de recórrer a punts de càrrega públics, sovint més cars, és molt probable que un vehicle elèctric no arribi a ser més econòmic que un de combustió durant la seva vida útil..

Ramon Gallart.