El rol del gas natural en la transición energética actual y en la competitividad

Como lo indiqué en mi columna pasada titulada “Aspectos básicos de la transición energética”, a nivel del suministro de energía (que es uno de los varios componentes de la transición energética), existen tres ejes fundamentales de acción:

Transición de no renovables fósiles a renovables. Sustitución progresiva de las fuentes de energía no renovables por renovables y otras energías limpias de bajo costo.

Transición entre renovables. Aumento de la participación en el suministro energético de las renovables más baratas, como la solar y eólica.

Transición entre no renovables. Sustitución de las no renovables de mayores costos y emisiones (como el petróleo y el carbón) por gas natural que tiene bajo costo, alta seguridad energética y menores emisiones.

Lo anterior para que simultánea y complementariamente se reduzcan más rápidamente los costos y las emisiones al ambiente mientras las energías renovables evolucionan técnica y económicamente de manera progresiva en los mercados energéticos para finalmente apoderarse por completo del suministro energético de los diversos sectores económicos y sociales de los países en las próximas décadas.

Esta transición entre no renovables se realiza a través de la adaptación de los equipos actuales en los diversos sectores de la economía que consumen no renovables más caras y de mayores emisiones para que utilicen gas natural.

La transición energética, que es un proceso de continua evolución (tecnológica, económica, etc.), avanza satisfactoriamente cuando los cambios en cada uno de los ejes anteriores conducen a mejoras en los tres objetivos fundamentales de la transición y del desarrollo energético en general: reducción de los costos y las emisiones al ambiente y aumento de la seguridad energética.

La evidencia en el mundo demuestra que, para lograr la necesaria transición energética que conduzca en las próximas décadas a la creación de un nuevo sistema energético totalmente diferente al actual, se deben equilibrar y balancear de manera simultánea las acciones y los resultados en los tres objetivos críticos anteriores.

En el mundo, el consumo de gas natural ha venido creciendo en todos los sectores porque proporciona energía más limpia, más barata, abundante y con una alta seguridad energética, lo que impulsa el crecimiento económico y social de los países, la creación de empleo y las exportaciones.

El gas natural tiene múltiples usos energéticos y no energéticos que lo hace vital para la transición energética en su estado actual

El gas natural es un gas multifacético que es incoloro, sin olor, no es tóxico, no es corrosivo y es más liviano que el aire.

Usos energéticos

Los usos energéticos son muchos e incluyen los siguientes: industria, transporte público y privado (en los vehículos actuales adaptados, como automóviles, buses y camiones), comercial, residencial, generación eléctrica (como energía de base y como respaldo de energía firme estable para cuando las renovables, al depender de las variaciones climáticas y de la naturaleza en general, no están disponibles o generan menos electricidad), entre otros muchos usos.

En los diversos sectores de la economía, todos los equipos que consumen derivados de petróleo pueden rápida y a muy bajo costo ser adaptados como combustible puente para que consuman gas natural, lo que genera, de manera inmediata, una reducción significativa de los costos de la energía y las emisiones y un aumento de la seguridad energética, mientras las energías renovables avanzan y se apoderan progresivamente de la demanda energética en las próximas décadas.

Usos no energéticos

El gas natural tiene múltiples usos no energéticos cruciales para la transición energética y tiene una importancia estratégica vital en la producción de miles de productos, incluyendo aquellos que se usan intensivamente en la industria eléctrica, el transporte eléctrico público (ferrocarriles, metros, tranvías, autobuses, etc.) y privado (automóviles, pickups, camiones de todo tamaño, motocicletas, etc.), además de miles de productos esenciales para la sociedad.

Entre los más de 6.000 productos producidos con gas natural en sus usos no energéticos se encuentran los siguientes: fertilizantes, insecticidas, productos farmacéuticos y cosméticos, equipos y productos médicos para hospitales, plásticos, textiles, detergentes, pinturas, resinas, aceites, grasas, adhesivos, colorantes, llantas, solventes, ceras, gases refrigerantes, tintas, herbicidas, insecticidas, recubrimientos, moldes, acetona, empaques, productos de limpieza industrial y del hogar, tuberías de PVC, productos para impermeabilizar, juguetes, materiales de construcción, aislamiento y recubrimiento de los cables eléctricos (incluyendo los cables y otras piezas de los vehículos eléctricos), materiales sintéticos y embalajes de todo tipo (de alimentos, etc.), productos electrónicos, metanol y amoniaco, fuente de hidrógeno clave para la producción y refinación de amoníaco y entre muchos otros miles de productos.

Rol del gas natural en la transición energética

La participación del gas natural en la transición energética se da en el tercer eje de acción anteriormente indicado que tiene que ver con las sustituciones energéticas entre no renovables (gas natural por petróleo y carbón, por ejemplo) para acelerar, como combustible puente, la reducción de las emisiones y de los costos de la energía y aumentar la seguridad energética.

Al ser una fuente de energía flexible, con múltiples usos y esencial para la transición energética, el gas natural ofrece una solución puente pragmática y rápida para reducir rápidamente las emisiones y los costos de la energía, el aumento de la seguridad energética y la integración más acelerada de las fuentes renovables (al proveerles un respaldo de energía firme disponible en cualquier momento que se requiera ya que las renovables son muy dependientes de la variaciones continuas del clima y otras alteraciones de la naturaleza, muchas de ellas por el cambio climático).

La energía firme de respaldo que proveen las plantas térmicas en los sistemas eléctricos actúa como un colchón para cubrir las fluctuaciones y la vulnerabilidad de la alta dependencia climática que tienen las energías renovables, lo cual asegura que siempre haya suficiente electricidad de bajo costo disponible en el sistema para satisfacer la demanda, la cual tiene también fluctuaciones.

El término de energía firme se utiliza para aquella energía en un sistema eléctrico cuya generación está garantizada en todo momento del día o del año en el instante que la demanda eléctrica la requiera, no importan las condiciones del sistema y del estado de la naturaleza (el clima, por ejemplo).

La energía firme, que garantiza la operación y confiabilidad del sistema en cualquier instante del día y del año, es la que en última instancia asegura la continuidad del servicio y la satisfacción de la demanda eléctrica en todo momento.

Hay que tener presente igualmente que la demanda eléctrica es fluctuante e instantánea y no espera, lo que conduce a demandar inmediatamente potencia y energía al momento de necesitarse, no importa la hora o la fracción de segundo que se necesite.

Sobre el tema del uso de las plantas térmicas de energía firme de respaldo energético en el Sistema Eléctrico Nacional (SEN), el ICE señaló lo siguiente en su Plan de Expansión de la Generación Eléctrica 2022-2040:

“En el sistema eléctrico costarricense, con una matriz de generación fundamentalmente renovable, es indispensable disponer de suficiente capacidad y energía de respaldo, que sea capaz de asegurar la continuidad del servicio cuando se reducen las fuentes renovables” (por razones climáticas y de intermitencia, entre otras razones).

“Las plantas térmicas valorizan la energía renovable y brindan resiliencia al sistema en escenarios climáticos adversos pero probables. Es de poco valor instalar viento y solar si estas fuentes por sí solas no pueden garantizar la continuidad del servicio”.

“No es posible desarrollar una matriz eléctrica renovable sin los complementos térmicos adecuados que aseguren la seguridad y confiabilidad del sistema”.

El ICE ha manifestado también lo siguiente con respecto a la necesidad creciente de energía firme de respaldo con plantas térmicas:

“Estamos creciendo en plantas de recursos renovables, pero esas instalaciones necesitan energía firme para cuando no sople el viento o no salga el sol”^[1].

“La dependencia de las plantas hidroeléctricas en la matriz energética de nuestro país es un hecho real, así como es impredecible su vulnerabilidad frente a fenómenos climatológicos que implican un alto grado de incertidumbre, asociado al comportamiento climático global”^[2].

La energía firme que proveen las plantas térmicas actuales del ICE de búnker y diésel y diésel ya no son suficientes para asegurar la estabilidad del SEN, por lo que esta institución se vio obligada a alquilar plantas térmicas de diésel y señaló que estas plantas alquiladas “serán utilizadas para garantizar la integración sostenible de recursos renovables como el viento y el sol”.

Ante la carencia de suficiente energía firme en el SEN, el ICE ha manifestado que hay que “… aumentar la capacidad instalada del respaldo”^[3].

Para enfrentar la creciente necesidad de energía firme de origen térmico del SEN, el año pasado el ICE anunció que va a incorporar una nueva planta térmica grande con una capacidad de alrededor de 350 MW, que se ubicaría en Limón.

Así lo manifestó en una comparecencia ante la Comisión Especial del Sector Energético Nacional en la Asamblea Legislativa en el mes de septiembre del año pasado[4].

Esta nueva planta de 350 MW debería ser de gas natural para reducir los costos y las emisiones al ambiente y aumentar la seguridad energética

Con el mismo fin, todas las plantas térmicas actuales del ICE deberían ser adaptadas para que utilicen gas natural en lugar de los caros búnker y diésel importados que además tienen emisiones al ambiente mucho mayores que las de gas natural.

El problema en Costa Rica no es que el SEN tenga plantas térmicas que den el necesario respaldo energético al sistema eléctrico, porque la configuración de matriz energética actual es altamente vulnerable a las sequías cada vez más fuertes y frecuentes debido al cambio climático que reducen fuertemente la generación de las plantas hidroeléctricas (las cuales producen en promedio el 75% de la electricidad nacional cuando ha habido suficiente agua en los ríos).

Además del respaldo de energía firme para las plantas hidroeléctricas, se va a requerir también un mayor respaldo de energía firme de origen térmico para enfrentar la intermitencia y la variabilidad eléctrica de la creciente instalación de plantas solares y eólica.

La intermitencia de la energía solar y eólica se refiere a la fluctuación constante en su producción de electricidad, ya que dependen de la gran variabilidad la radiación solar y del viento. Esto significa que la generación de energía con estas fuentes renovables no es continua ni predecible, lo que crea desafíos para la estabilidad del sistema eléctrico, para lo cual se requiere de energía firme que esté disponible todo el tiempo, que no fluctúe y que no dependa de las condiciones climáticas.

El problema que tiene el país es que se prefiere usar los caros búnker y diésel importados de altas emisiones al ambiente para proveer necesario respaldo energético del SEN, en lugar de utilizar el gas natural (de preferencia nacional), como se hace en todo el mundo, el cual es mucho más barato, provee mayor seguridad energética y genera mucho menos emisiones al ambiente que esos dos derivados de petróleo.

En la transición energética, el gas natural ha sido clasificado como un importante combustible puente de transición debido a su disponibilidad en grandes volúmenes, bajo costo, menores emisiones al ambiente y sus múltiples usos (tanto energéticos como no energéticos).

El gas natural desempeña un papel multifacético en la transición energética, actuando como un combustible puente crucial y más bajo en emisiones de carbono para lo siguiente:

Sustituir el petróleo y al carbón en usos claves.

Proporcionar un respaldo energético de altísima calidad, confiabilidad, flexibilidad y bajo costo en los sistemas eléctricos para potenciar las energías renovables intermitentes baratas (como la solar y la eólica) y las renovables altamente dependientes de las variaciones climáticas (como la hidroelectricidad).

Beneficios del gas natural en la transición energética

Entre los múltiples beneficios del gas natural para la transición energética como combustible puente, mientras avanzan progresivamente las energías renovables en las siguientes décadas, se encuentran los siguientes:

Menores emisiones. En su uso directos, el gas natural genera mucho menos emisiones (incluyendo el CO₂) que los caros derivados de petróleo y el carbón, lo que lo convierte en una alternativa más limpia para la reducción inmediata de emisiones.

Estabilidad de los sistemas eléctricos. La creciente electrificación de la demanda energética, como parte de la transición energética, requiere que los sistemas eléctricos provean electricidad de bajo costo, alta seguridad energética y bajas emisiones.

Seguridad energética. Su amplia disponibilidad y su rol como complemento que fortalece el crecimiento de las energías renovables contribuye a la seguridad energética y a los costos bajos para los consumidores.

Sustitución puente de los caros derivados de petróleo en todos los sectores de la economía. En el sector transporte, todos los motores de gasolina y de diésel pueden ser rápida y fácilmente adaptados a bajo costo para consumir gas natural. En el sector industria, los caros derivados de petróleo pueden ser sustituidos fácilmente y adaptados también a bajo costo en todos los usos (en hornos, calderas y otros tipos de equipos) para utilizar gas natural. Y así en todos los sectores (comercio, turismo, etc.).

Camino a la descarbonización. Las futuras tecnologías limpias, como el hidrógeno, pueden integrarse en la infraestructura de gas natural existente, lo que permite que el sector gasista forme parte del esfuerzo de descarbonización a largo plazo.

Ruta del hidrógeno. El gas natural actúa en la transición energética igualmente como catalizador y puente para el avance de otras tecnologías con bajas emisiones de carbono, incluidas la captura y almacenamiento de carbono (del inglés “Carbon Capture and Storage”, CCS).

Los expertos estiman que en futuro, de aquí a varias décadas, el hidrógeno “azul” (proveniente del gas natural) y el “verde” (proveniente de la electrolisis del agua utilizando electricidad generada con energías renovables de bajo costo) coexistirían en el futuro panorama energético por muchos años.

El gas natural desempeñará un rol vital en la transición energética como combustible puente de bajo costo, apoyando la expansión de las energías renovables y acelerando el abandono progresivo de combustibles fósiles que tienen mayores emisiones al ambiente, mientras las renovables y otras energías limpias y de bajo costo se van apoderando paulatinamente de la demanda que es actualmente abastecida por las fuentes tradicionales y de la nueva y creciente demanda energética.

Precios mayoristas del gas natural y de los combustibles derivados de petróleo en los EE. UU.

El viernes pasado, el precio mayorista del gas natural (convertido en barriles equivalentes de petróleo) y de los principales derivados de petróleo en los EE. UU. (país de donde provienen prácticamente todas las importaciones de derivados de petróleo que realiza Costa Rica) fueron los siguientes:

Gas Natural: $16,72/barril equivalente de petróleo (BEP)

Gasolina: $76,73/barril

$59,86/barril más caro que el gas natural (4,55 veces más caro)

Diésel: $96,73/barril

$79,85/barril más caro que el gas natural (5,73 veces más caro)

Búnker: $91,21/barril

$74,33/barril más caro que el gas natural (5,41 veces más caro)

GLP (Gas Licuado de Petróleo): $26,97/barril

$10,10/barril más caro que el gas natural (1,60 veces más caro)

Conclusiones

La producción y el uso del gas natural en el mundo está creciendo rápidamente dentro del marco de la transición energética, ya que está sustituyendo de manera creciente otras energías no renovables más caras y con mayores emisiones (como los derivados de petróleo importados) y está potenciando el desarrollo de las energías renovables en los sistemas eléctricos al proveer el necesario respaldo de energía firme a las energías renovables que, por su naturaleza misma, son dependientes del clima y de otros factores externos (solar, eólica, hidroeléctrica, etc.).

Cuando las nuevas renovables y el gas natural de bajo costo se incorporan en la matriz energética (en sustitución de los caros derivados de petróleo importados) se convierten en la opción más barata y económica, y se vuelven más atractivas para los consumidores individuales y empresariales, lo cual acelera la transición energética y potencia el desarrollo económico y social.

La evidencia en el mundo muestra que, con la incorporación del gas natural en su matriz energética, los consumidores y los países ganan en costos mucho más bajos de la energía, menores emisiones al ambiente (incluyendo gases de efecto invernadero) y mayor seguridad energética.

Pero en Costa Rica esto no es así. No solamente la política energética nacional ha venido bloqueando el uso del gas natural por acción y omisión en el mercado energético nacional, sino que también llama la atención que los consumidores (individuales y empresariales) no actúen, siendo los principales beneficiados, junto con el país como un todo.

Adicionalmente, a pesar de que en todos los países del mundo la energía producida localmente se está priorizando sobre las importaciones energéticas (por razones de bajo costo, mayor seguridad energética y creación de riqueza nacional), en Costa Rica las importaciones de energía están creciendo aceleradamente, lo que a su vez aumenta continuamente la dependencia de los caros derivados de petróleo importados y crea una enorme desventaja competitiva que impacta negativamente el desarrollo económico y social.

En el mundo se tiene claro que la energía de origen nacional es más difícil que sea alterada (en precios, en seguridad energética, etc.) por eventos externos, por lo que el abastecimiento local de energía está surgiendo como un objetivo nacional superior.

[1] ICE confirma que contratará $231 millones en generación térmica para evitar déficit energético, 4 de diciembre del 2024, https://crhoy.com/ice-confirma-que-contratara-231-millones-en-generacion-termica-para-evitar-deficit-energetico/

[2] Idem.

[3] ICE alquilará plantas térmicas para afrontar veranos del 2026 y 2027, Despertar CR, 4/dic/24, https://www.despertar.cr/articulo/nacionales/ice-alquilara-plantas-termicas-afrontar-veranos-2026-2027/20241204134951009515.html

[4]ICE planea construir planta térmica con una capacidad de 350 megavatios en Limón en los próximos años,  Semanario Universidad, 26 Septiembre 2024, https://semanariouniversidad.com/pais/ice-planea-construir-planta-termica-con-una-capacidad-de-350-megavatios-en-limon-en-los-proximos-anos/