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Limitaciones de la energía firme del sistema eléctrico nacional

Roberto Dobles roberto.dobles@gmail.com | Martes 09 mayo, 2017


Limitaciones de la energía firme del sistema eléctrico nacional

La energía firme actual en términos anuales del sistema eléctrico nacional tiene debilidades y limitaciones que hay que mejorar, lo cual incide en la estructura de costos de la generación eléctrica.

El respaldo de energía firme que proveen las plantas térmicas de búnker y diésel es de energía totalmente firme durante todo el año pero tiene grandes desventajas económicas y fiscales.

Este es un respaldo muy caro debido a los elevados costos de estos dos combustibles que son producidos con petróleo explorado, extraído y refinado en otros países. Además de caros, los costos de estos dos combustibles importados tienen también una alta volatilidad, la cual es completamente dependiente de los precios internacionales del petróleo. Por lo tanto, los costos podrían subir aún más de manera abrupta en el mercado petrolero internacional en cualquier momento, como ya ha ocurrido en el pasado.

Estos dos derivados de petróleo son también fiscalmente muy desfavorables porque nos obligan a trasladar a los países productores de petróleo las grandes cantidades de recursos fiscales que la producción petrolera genera, en lugar de que nos dejemos aquí estos recursos fiscales que mucho nos hacen falta.

El respaldo que proveen las plantas hidroeléctricas con embalse, que son actualmente el gran regulador del sistema eléctrico nacional, es parcialmente firme y limitado debido, entre otras cosas, a su alta dependencia del clima, a su variabilidad natural, a su marcada estacionalidad y a los crecientes impactos del cambio climático que se está acelerando.

Esta situación actual de las plantas con embalse está inclusive limitando el desarrollo de otras fuentes importantes de energía renovable no firme o variable del sistema. Tal como lo señaló recientemente el ICE, “la capacidad limitada de respaldo de los embalses limita el desarrollo de la energía solar y del viento”.

El respaldo actual de energía parcialmente firme proveniente de las plantas con embalses se va a ir también deteriorando con el tiempo, particularmente por los crecientes impactos del cambio climático.

Lo anterior se vuelve aún más relevante para un país como Costa Rica que está en una de las zonas del mundo más vulnerables al cambio climático, por lo que el respaldo parcial de las plantas hidroeléctricas con embalse se verá cada vez más comprometido.

Una sequía fuerte podría abatir fuertemente los embalses dejándolos con poca capacidad de respaldo y de generación de electricidad. Por esta razón, entre otras no ligadas al clima, es que hay que ir pensando desde ahora en cómo fortalecer el suministro de potencia y de energía firme de bajo costo no asociadas al clima para enfrentar esta situación y no tener eventualmente escasez y mayores costos de la electricidad.

Las alteraciones climáticas, muchas de ellas impredecibles, reducen la firmeza parcial de la energía que las plantas con embalses plurianuales tenían en el pasado. Ya hemos visto este tipo de situaciones en el embalse de Arenal, que es el único en el país que es plurianual (que puede almacenar agua de un año para el otro). Todos los otros embalses que tienen las otras plantas en el país no tienen esta característica. Se han dado años en que el embalse de Arenal ha llegado a niveles muy bajos que han debilitado fuertemente su nivel de respaldo al sistema y su nivel de generación.

Debido a que las plantas hidroeléctricas con embalse no pueden asegurar por sí solas toda la energía firme del sistema eléctrico nacional y la continuidad del servicio en todo momento del año, existen las plantas térmicas que operan actualmente con los caros diésel y búnker importados para proveer la potencia y la energía firmes que el sistema eléctrico necesita para asegurar la continuidad del servicio todo el tiempo.

Con respecto a las plantas térmicas actuales de búnker y diésel importados, el ICE ha señalado que la matriz energética del sector eléctrico nacional requiere de un respaldo firme térmico para que “actúe cuando las inherentes variaciones de la naturaleza no nos permitan tener suficiente agua, viento, biomasa o luz solar para mover los generadores de las máquinas instaladas”. También ha señalado que “sin respaldo no hay electricidad limpia”.

A excepción de la geotermia, todas las otras fuentes de energía renovables del sistema eléctrico nacional son no firmes o variables (eólica, solar, hidroeléctrica de filo de agua y biomasa) y muchas de ellas son fuertemente estacionales. Cada una tiene también sus propias variabilidades naturales inciertas en el tiempo asociadas a sus diferentes grados de indisponibilidad y de intermitencia en su producción según sus características y el estado de la Naturaleza en el momento en que se requiere su producción.

Las plantas hidroeléctricas no pueden generar a su plena capacidad cuando los caudales de los ríos disminuyen (particularmente en la estación seca), las eólicas no pueden generar electricidad cuando el viento no sopla, las solares no pueden generar cuando el sol no brilla y las de bagazo (biomasa) no pueden generar cuando no hay zafra. Estas fuentes de energía no firme o variable en el tiempo requieren entonces un respaldo de otras plantas que usan fuentes de energía que no son afectadas por el estado de la Naturaleza en el momento en que la demanda eléctrica requiere suministro de energía.

Además de la estacionalidad, muchas de estas plantas tienen adicionalmente una importante intermitencia en su generación, la cual es impredecible en muchos casos. La energía solar y la eólica son dos de estos casos. En el caso de la energía eólica, han existido casos donde la generación se ha reducido abruptamente, e inclusive han existido periodos donde la generación ha llegado a ser cero o casi cero en periodos que han ido desde una hora hasta varias horas o días.

El ICE ha señalado que hay una fuerte estacionalidad de la energía eólica donde “el viento sopla con mayor fuerza en la época seca”. Con respecto a las variaciones y fluctuaciones de la producción de estas plantas en el tiempo, el ICE ha señalado que “la potencia eólica ha sido a veces cero durante 12 días y 16 días”, que “en escala horaria, las variaciones de potencia son importantes” y que “en escala diaria, se encuentran periodos sin viento de más de una semana”. Ante esta situación, el ICE ha indicado que “si hay 300 MW eólicos instalados, hay que tener en teoría 300 MW de reserva” para poder responder a estas situaciones inherentes a la generación con energía eólica para poder satisfacer la demanda de electricidad.

Se menciona que el respaldo de energía firme para el anterior caso es “en teoría” porque la producción variable y fluctuante de energía eólica (y solar) en el tiempo no necesariamente requiere una capacidad de respaldo de uno a uno.

Con respecto a la energía solar, también existe una importante estacionalidad. Tal como lo ha indicado igualmente el ICE, “durante la época seca, los cielos despejados producen mayor energía”. También existen las variaciones y fluctuaciones en el tiempo en la producción de electricidad, aun durante las horas del día donde hay sol. Para el caso de su planta de energía solar en Miravalles, que tiene una capacidad (potencia) instalada de 1 MW, el ICE ha indicado que “en escala de minutos, las variaciones de potencia son importantes…” y que “en escala diaria, más del 50% del tiempo no hay potencia”.

Como conclusión, podemos señalar lo siguiente:

• El respaldo de energía firme es clave para el desarrollo de las fuentes renovables de energía no firme o variable, las cuales son muy importantes.

• El respaldo de toda la energía no firme del sistema únicamente con fuentes de energía no firme conduce a un sobreequipamiento no productivo muy costoso y tiene limitaciones.

• El respaldo que usamos actualmente de energía firme con búnker y diésel importados es totalmente firme durante todo el año, pero es muy costoso. Por esta razón, la mayoría de los países del mundo no usan estos dos derivados de petróleo para generar electricidad.

• La fuente de energía que más se usa en el mundo para fortalecer el desarrollo de las energías renovables con energía firme de bajo costo es el gas natural porque es mucho más barato y ambientalmente superior.

Si queremos tener costos de electricidad iguales o inferiores a los costos internacionales (más allá de Centroamérica), es clave buscar una solución a los altos costos y a las limitaciones (técnicas y económicas) de la energía firme actual.

En lugar de los caros búnker y diésel importados, el gas natural nacional es en este momento la mejor opción de energía firme, la cual estaría disponible todo el tiempo en el año. Esta opción permitiría simultáneamente reducir significativamente los costos de la electricidad, eliminar las limitaciones actuales para potenciar aún más el desarrollo de las fuentes renovables de energía no firme o variable del país y generar grandes cantidades de recursos fiscales.

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