La energía firme y no firme en la generación eléctrica

La energía firme y no firme en la generación eléctrica

Los tipos de fuentes de energía firme y no firme en un sistema de generación eléctrica, junto con su composición y sus características en el país, determinan en gran medida la estructura de costos de la electricidad.

Este tema es clave para definir las acciones que permitirían lograr costos de la electricidad con niveles iguales o inferiores a la referencia internacional (más allá de la referencia de las tarifas de los países de Centroamérica), que es lo que haría la diferencia en la competitividad nacional para fortalecer el crecimiento económico y el empleo y la reducción de la pobreza.

Conviene entonces analizar los aspectos claves relacionados con los términos de energía firme y no firme que se usan en los sistemas eléctricos en el mundo y cuáles son las fuentes actuales de energía de ambos tipos en el sistema eléctrico nacional.

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

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 que la demanda eléctrica es 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.

Lo anterior obliga a que la potencia (MW) y la energía (kWh) demandadas estén disponibles en el instante en que se requieran para satisfacer las necesidades eléctricas en ese momento y garantizar así la continuidad del servicio todo el tiempo. De lo contrario, se darían fallas en el suministro de electricidad y hasta racionamientos, los cuales pueden ser más grandes o más pequeños según sea la magnitud del faltante.

La Real Academia de Ingeniería define la energía firme o no variable en un sistema eléctrico de la siguiente manera: “Energía suministrada por una central eléctrica de forma permanente y garantizada las 24 horas del día”. Las palabras clave son energía permanente y garantizada en todo momento o instante del año o del día.

Un sistema de generación eléctrica con un alto componente de energía renovable, como el nuestro, está compuesto por fuentes de energía mayoritariamente no firmes o variables en el tiempo y necesariamente necesita fuentes de energía firme complementarias.

A excepción de la geotermia, todas las otras fuentes renovables de energía que tenemos en el sistema eléctrico nacional son, por su naturaleza misma, fuentes de energía no firme o variable que no están disponibles todo el tiempo. Por esta razón, estas fuentes requieren potencia y energía firmes de complemento y respaldo, que son una reserva en el sistema para asegurar la continuidad del servicio en cualquier instante del año y del día.

Las plantas de energía no firme se desarrollan e forma paralela con plantas de respaldo que tengan potencia y energía firme disponible en cualquier momento. Este respaldo tiene un costo que debe adicionarse a los costos de las fuentes de energía no firme del sistema.

Los costos para el consumidor no son así únicamente los costos individuales o aislados de cada planta de energía renovable no firme o variable en el tiempo, sino que son los costos totales del conjunto de plantas que proveen la potencia y la energía firmes y no firmes del sistema.

Un reciente estudio de la International Energy Agency (IEA), titulado “Getting Wind and Sun onto the Grid: A Manual for Policy Makers”, ha analizado la problemática de integrar en un sistema eléctrico las fuentes de energía renovable no firme o variable (conocidas en inglés como “Variable Renewable Energy” o VRE), particularmente la energía eólica y la energía solar. Entre otras cosas, este estudio señala que “dado que las tecnologías de energía renovable variable tienen ciertas propiedades únicas, integrarlas en sistemas de energía significa entender cómo se relacionan con otras partes de la red”.

Esta integración e interrelación entre las diversas fuentes de energía (firme y no firme) es un tema clave para gestión óptima de la estructura de costos y de la confiabilidad del suministro de electricidad. Por lo tanto, las fuentes de energía no se pueden analizar de manera aislada e independiente del sistema donde operan. Deben ser analizadas y optimizadas como un solo conjunto de fuentes de energía firme y no firme que se complementan y apoyan las unas a las otras.

Hay que tomar en cuenta la energía firme que requieren las fuentes no firmes o variables cuando, por su naturaleza misma, estas últimas no pueden proveer el servicio para satisfacer la demanda en el momento en que se requiere.

En Costa Rica, la energía firme del sistema la proveen actualmente las plantas con embalse de manera parcial y limitada (las cuales no son estrictamente firmes por su variabilidad y estacionalidad natural y por los crecientes impactos del cambio climático) y, de manera totalmente firme, las plantas geotérmicas y las plantas térmicas de búnker y diésel importados. La función de estos tipos disímiles de plantas de energía firme dentro del sistema es diferente y complementaria para asegurar la continuidad del servicio en cualquier instante del día o del año.

Existe bastante confusión entre ciertos grupos de personas en el país sobre estos temas. Algunos políticos han hecho inclusive propuestas que están relacionadas con una o varias fuentes renovables de energía no firme (que por su naturaleza misma son variables y fluctuantes en el tiempo) y las presentan como si fueran fuentes de energía firme (como si fueran no variables ni fluctuantes en el tiempo).

Estas personas no solamente no mencionan que sus propuestas, por sí solas de manera aislada, no son factibles sin el necesario respaldo que requieren de potencia y de energía firme, sino que tampoco indican la fuente de energía firme que se va a utilizar para dar el necesario respaldo energético que requieren sus propuestas y cuál sería el costo de este respaldo energético.