Energía Hidroeléctrica
Cronológicamente fue el agua la primera
fuente para generar energía eléctrica en
México pero en la actualidad (2004)
únicamente representa el 12% del total
generado y sigue perdiendo importancia
porcentual pues hace diez años significaba
el 14.6%; esto no quiere decir que haya
disminuido la generación hidroeléctrica,
que pasó de 20,080 a 25,036 GWh, sino que
su crecimiento fue inferior al general.
En 2006 se pondrá en operación el
proyecto hidroeléctrico El Cajón sobre el
Río Santiago en el Estado de Nayarit cuya
capacidad instalada será de 750 MW para
generar en promedio 1,228.64 GWh anuales,
esto es, la décima parte de toda la energía
hidroeléctrica del país; la presa cuyo
costo es de 800 millones de dólares
contendrá 2,400 millones de metros cúbicos
de agua, equivalentes al consumo anual de
agua potable de la ciudad de México y
ahorrará dos millones de barriles de
combustóleo al año.
El Cajón forma parte del Sistema
Hidrológico Santiago el cual comprende 27
proyectos con un potencial de 4,300 MW del
cual ya está construida desde 1994 la
central de Aguamilpas, también en Nayarit,
con una capacidad de 900 MW. El embalse de
El Cajón contribuirá a regular los
escurrimientos de la cuenca y beneficiará a
la central de Aguamilpas ya que al recibir
su vaso las aportaciones reguladas del río
incrementará su generación firme y se
reducirán las probabilidades de derrama por
su vertedor.
Si bien el costo de producción de
electricidad por medio del agua es
considerablemente menor que quemando
hidrocarburos y otras fuentes no
renovables, la inversión necesaria para
construir centrales hidroeléctricas como
las de Aguamilpas y El Cajón es
necesariamente muy elevada lo que explica
que este tipo de obras se lleve a cabo en
un país con escasez de capitales como el
nuestro a razón de uno por década.
A lo anterior se aúna el que el
territorio nacional es por lo general árido
o semiárido y carece de grandes ríos
navegables lo cual da por resultado el que
para el futuro el crecimiento de la
generación hidroeléctrica sea
muy limitado: además de las ya
previstas se podría esperar una
que otra gran presa en el Pánuco o en
el Balsas pero su construcción es incierta;
una en el Usumacinta exigiría un tratado
con Guatemala y se enfrentaría a la
oposición de los ecologistas.
Hasta ahora el gobierno solamente ha
anunciado la próxima construcción de otras
dos obras monumentales: la de La Yesca
también en Nayarit y la de La Parota en
Guerrero, aunque en esta última se presenta
la oposición de los ejidatarios de la
zona.
Precisamente por las limitaciones a que
se enfrenta la construcción de grandes
presas hidroeléctricas la Secretaría de
Energía ha pensado en recurrir a la
minihidráulica, es decir, a la fuerza del
agua en los canales de riego y pequeñas
represas; únicamente en los canales se ha
estimado un potencial económicamente
aprovechable de 300 MW o más. La CONAE ha
localizado unos 100 sitios en los estados
de Veracruz y Puebla con un potencial anual
de 3,570 GWh o sea una capacidad instalada
de 400 MW aproximadamente.
Ya para 2002 se habían dado seis
permisos de operación minihidráulica para
generar 120 GWh anuales correspondientes a
una capacidad instalada de 32 MW; para 2011
se contarán unos 284 MW instalados con
capacidad de generación de unos 1,373 GWh
considerado un crecimiento anual de 5% a
partir de 2005.
Los costos de instalación de las plantas
minihidráulicas son bajísimos estimándose
entre 800 y 6,000 dólares por KW y lo mismo
sucede con los de generación que oscilan
entre 3 y 45 centavos de dólar por KWh; sin
embargo, esta tecnología sólo significa una
muy pequeña contribución a la solución de
satisfacer la creciente demanda nacional de
electricidad (8).
Geotérmica
México es el tercer país productor de
electricidad geotérmica después de Estados
Unidos y Filipinas; sin embargo el
potencial de crecimiento es cada vez menor
y el costo de la energía no es muy
atractivo. El procedimiento consiste en
perforar un pozo en busca de vapor el cual
se usa para mover turbinas; el condensado
se reinyecta al interior de la caldera
volcánica. Con el tiempo es factible que se
desarrolle la tecnología para aprovechar la
roca caliente, la magma u otros
recursos.
En 1994 el 4.1% de la electricidad
generada en el país fue geotérmica, esto
es, 5,643 GWh; en 2004 la electricidad
generada por esta fuente subió a 6,676 GWh
pero su importancia relativa respecto a la
total descendió a 3.2%. En la actualidad
existe una capacidad instalada geotérmica
de 953 MW. Las principales zonas
geotérmicas en operación son:
-
Cerro
Prieto, Baja California: opera desde
1973; tiene cuatro plantas para una
capacidad total de 720 MW, la última de
las cuales se inauguró en
2000.
-
Los
Azufres I (1982) y Los Azufres II
(2003): cerca de Ciudad Hidalgo,
Michoacán, con capacidad combinada de
188 MW.
-
Los
Humeros: entre Puebla y Veracruz; opera
desde 1990 con una capacidad de
35MW.
-
Las Tres
Vírgenes: Baja California Sur, opera
desde 2001 con una capacidad de 10
MW.
Además se estudia el potencial de las
siguientes zonas:
* La Primavera, Jalisco, con una posible
capacidad de 75 MW.
* Piedras de Lumbre, Chihuahua, donde
opera una pequeña planta para
el poblado de Maguarichic.
* San Bartolomé de los Baños,
Guanajuato
* Ixtlán de los Hervores, Michoacán.
* Acoculco, Puebla.
* El Chichonal, Chiapas.
* La Soledad, Chis.
* San Pedro Dome, Chis.
* San Antonio El Bravo, Chis.
* Agua Caliente, Chis.
* Santispac, Chis.
* San Diego-El Naranjo, Chis.
* El Tacaná, Chis.
La Comisión Federal de Electricidad ha
comprobado la existencia de 1,400 sitios
termales en 27 estados del país y ha
estimado su potencial geotérmico en 2,400
MWe (mega watt eléctrico) para los sistemas
hidrotermales de alta entalpía esto
es, de temperaturas mayores a 180°C y
algunos investigadores han calculado un
potencial de 20,000 MWt (mega watt térmico)
en los de menos de 180°C. El impacto
ambiental de las plantas geotérmicas es
mínimo y se puede evitar casi por completo
y el costo de generación de un KWh es el
muy reducido de entre 4 y 7 centavos de
dólar (9).
Biocombustibles
El experto ecólogo
Gabriel Quadri hace notar con agudeza que
ante la inusitada carestía de los
hidrocarburos la magia de los precios como
mecanismo de asignación de recursos empieza
a surtir un efecto esperanzador para el
ambiente en el mundo al alentar la
investigación de nuevas fuentes de energía
renovables y de bajas emisiones netas de
gases de efecto invernadero; entre
ellas lista a los biocombustibles.
Entre estos se encuentra el biogás,
término con el que se designa a la mezcla
de gases resultantes de la descomposición
de la materia orgánica realizada por acción
bacteriana en condiciones anaeróbicas. Su
principal atractivo es que no aumenta en
forma neta la cantidad de gases invernadero
que se emiten a la atmósfera, ya se
recuperen o no para ser quemados y emitidos
como bióxido de carbono o emitidos en forma
natural como gas metano.
El biogás se puede obtener directamente
de los rellenos sanitarios de basura,
plantas de compostación, plantas de
tratamiento de aguas residuales, fosas
sépticas, etc. El proceso consiste en
succionar los gases emitidos, comprimirlos,
eliminar el agua arrastrada a través de la
condensación y envasarlos en cilindros a
presión.
También se pueden construir plantas
específicas para producir biogás; éste se
produce en un recipiente cerrado o tanque
denominado biodigestor el cual puede ser
construido con diversos materiales como
ladrillo y cemento, metal o plástico. El
biodigestor posee un conducto de entrada a
través del cual se suministra la materia
orgánica (por ejemplo, estiércol o heces
humanas, aguas sucias de las ciudades,
residuos de mataderos) y un conducto de
salida en el cual el material ya digerido
por la acción bacteriana abandona el
biodigestor. El proceso de digestión libera
la energía química contenida en la materia
orgánica la cual se convierte en biogás
(gas metano).
Este gas se puede utilizar como fuente
de energía eléctrica o para cocinar y es un
tipo de energía renovable y no
contaminante, además de traer otros
beneficios tales como
- Transformar los desechos orgánicos
en fertilizantes de alta calidad.
- Mejorar las condiciones higiénicas
por la reducción de patógenos, huevos
de moscas, etc.
- Favorecer la protección del suelo y
vegetación logrando menor
deforestación.
- Beneficios macroeconómicos a causa
de la sustitución de energía y
fertilizantes, aumento de los ingresos
e incremento de la producción
agropecuaria.
- Beneficios macroeconómicos como la
generación descentralizada de energía,
reducción de los costos de importación
y protección ambiental.
El Instituto de Investigaciones
Eléctricas calcula que las 90,000 toneladas
de desechos sólidos municipales de México
podrían permitir la instalación de una
capacidad de unos 150 MW y que esta
alternativa puede ser rentable para
ciudades medianas y grandes.
Ya en 2002 se dieron dos permisos por la
CRE para generar electricidad a partir
de los rellenos sanitarios municipales de
Monterrey lo que dio lugar a la instalación
de 10.8 MW para generar 54 GWh al año.
Posteriormente se han dado otros 44
permisos para generar electricidad por
medio de sistemas híbridos de combustóleo y
bagazo de caña con capacidad total de 391
MW y generación de 709 GWh. Existen
proyectos para los municipios de Atizapán,
Tlalnepantla y Calimaya en el Estado de
México así como para Aguascalientes y la
delegación Miguel Hidalgo en el D.F.
La inversión realizada en México en
estos proyectos está en un rango de 630 a
1,170 dólares por KW instalado y el costo
del KWh generado es de cuatro a seis
centavos de dólar. El embajador de Estados
Unidos anunció un apoyo de 500 mil
dólares para este propósito en otros
rellenos; también se espera financiamiento
del Banco Mundial y del Fondo Monetario
Internacional aunque no de recursos
presupuestales nacionales pues estos
proyectos son privados.
Hay poco interés en conectar las líneas
de energía eléctrica producida con biogás a
la red de CFE ya que esta institución paga
el fluido al 85% de su costo de
producción por lo que se prefiere
autoconsumir la electricidad en el
alumbrado público a través de redes
aisladas.
Aunque no sirve para producir
electricidad vale la pena mencionar el
biodiesel, un biocombustible renovable
usado en motores para sustituir el uso
de hidrocarburos. El biodiesel se obtiene
de aceites vegetales no aptos para consumo
humano o animal como por ejemplo aceites
arranciados, aceites previamente usados
para freír, aceites extraídos a partir del
tercero o cuarto prensado de oleaginosas,
etc. La conversión implica craquear o
transesterificar los aceites para romper
las cadenas largas. Ya existe una planta
generadora de biodiesel en Cadereyta, Nuevo
León.
Según el Ing. Quadri se ha desatado en
el mundo un desarrollo sin precedente para
producir etanol (alcohol) a partir de la
fermentación de las mieles de la caña de
azúcar o maíz y pronto del bagazo y otros
celulósicos; se encuentran en construcción
más de 50 refinerías de etanol en Brasil,
Estados Unidos, Australia, India y China
para producir un combustible no
contaminante cuyo costo se ha
reducido a 20 centavos de dólar por
litro; se prevé que pronto el etanol será
más barato que la gasolina siempre que el
precio del petróleo se mantenga por arriba
de los 30 dólares por barril. El etanol
está siendo ya utilizado por la mayor parte
de los autos nuevos producidos en Brasil y
no se ve razón alguna para que en el futuro
no sirva también para generar electricidad
(10).
Energía Solar
México tiene un futuro altamente
promisorio en este tipo de generación de
electricidad ya que más de las tres cuartas
partes de su territorio disfrutan de una
insolación media capaz de producir 5 KWh
diarios por metro cuadrado de suelo.
La conversión de energía solar a
electricidad a base de celdas fotovoltaicas
apenas tiene ahora una eficiencia de un
15%, aún así un metro cuadrado de celda es
capaz de hacer funcionar un televisor. Para
usar la electricidad durante la noche se
requieren baterías para acumular la energía
no empleada durante el día pero en una
planta de tamaño mayor que el chico no es
costeable instalar baterías por lo que la
energía se conecta a la red eléctrica para
ser consumida de inmediato; en este caso
las plantas solares sólo sirven para apoyar
durante el día a las plantas
convencionales.
La mayor central de energía solar del
mundo con una inversión de 20 millones de
euros se inauguró el 9 de septiembre de
2004 en la ciudad de Espenhain, cerca de
Leipzig con 33,500 paneles solares y una
capacidad de producción de únicamente 5
MW.
El principal uso de la energía eléctrica
solar es actualmente el de autoconsumo
particular; en el estado de California las
casas con sistemas de captura de energía
solar reciben incentivos tales como
reducciones de impuestos y el reembolso de
2.80 dólares por vatio alimentando a la
red; otros estados ofrecen diferentes
incentivos.
Otro sistema para generar electricidad
utilizando los rayos solares es el térmico;
en este caso se concentra la luz del sol en
un solo punto por medio de espejos
parabólicos a fin de generar temperaturas
mayores a los 200°C y generar
vapor a presión para mover turbinas. Las
eficiencias aún son muy bajas y no existen
plantas que operen comercialmente.
Con la tecnología existente a base de
paneles fotovoltaicos es posible la
instalación en nuestro territorio de un
sinnúmero de pequeñas plantas
para electrificar localidades
aisladas no conectadas a la red nacional de
transmisión; la capacidad solar instalada
está ya proporcionando energía para bombear
agua, iluminación doméstica en comunidades
rurales, telefonía rural, repetidoras de
microondas y señalamiento terrestre y
marítimo. esta circunstancia hace atractiva
la inversión a pequeñas y medianas empresas
de capital nacional para surtir de
electricidad a este tipo de municipios y
comunidades.
La capacidad instalada de este tipo de
plantas en nuestro territorio ha pasado de
7.1 a 14.3 MW entre 1993 y 2001 lo que
significa un crecimiento promedio anual a
la tasa acelerada de 9%, ritmo que es
incluso inferior al mercado mundial
internacional de electricidad solar que ha
crecido de 7,000 a 11,000 millones de
dólares entre 2003 y 2004 (11).
La Comisión Nacional de Energía (Conae)
calculó que para 2001 ya había más de
115,000 metros cuadrados de paneles
fotovoltaicos instalados en el país con
generación de unos 8.4 GWh por año; la
misma Conae estimaba que para 2011 habría
28 MW instalados para generar 16.5 GWh lo
que significaría una tasa de crecimiento
anual del 7%. La Comisión Federal de
Electricidad tiene ya instalada con
carácter experimental una planta en San
Juanico B. C. S. con capacidad de KW
fotovoltaicos y un motogenerador diesel de
80 KW; además ha diseñado un ambicioso
proyecto para instalar una planta
termosolar con capacidad de 40 a 50 MW que
triplicaría lo existente.
En el mediano plazo la generación de
energía solar no pasará de la fase
experimental por el alto costo que
significa en esta fase del avance
tecnológico tanto de los sistemas
fotovoltaicos como de los fototérmicos; en
el primer caso un KW instalado requiere una
inversión de entre 3,500 y 7,000 dólares
para generar fluido al costo de entre 25 y
150 centavos de dólar pos Kwh; en el
segundo, la instalación de un KW cuesta
entre 2,000 y 4,000 dólares y la generación
entre 10 y 25 centavos de dólar por cada
KWh (12).
Las diversas fuentes de energía
diferentes a los hidrocarburos hasta aquí
tratadas tienen ciertamente gran
importancia complementaria porque sumadas
representan ya más de la cuarta parte de la
generación total del país y podrían volver
a alcanzar casi el 40% como ya
sucedió diez años atrás; sin embargo
constituyen sólo una solución parcial al
problema de la excesiva dependencia que
sufre la electricidad del combustóleo, gas
y diesel. Ofrecen mayores perspectivas la
generación eólica y la nuclear.
Energía eólica
La generación de
electricidad aprovechando la fuerza del
viento ha tenido un incremento espectacular
en los últimos años como consecuencia de
que es un procedimiento no contaminante,
cuya inversión en la instalación se calcula
en 1000 dólares por KW instalado y cuyo
costo de operación se sitúa entre 5 y 11
centavos de dólar por KWh generado. Este
método de producir energía se está
perfilando como la siguiente alternativa
novedosa después de la tecnología
nuclear
Los sistemas eólicos generalmente
cuentan con torres de unos 30 metros de
alto con hélices de tres aspas que se
orientan automáticamente a la dirección del
viento; las hélices mueven generadores
eléctricos con capacidad de hasta 1 MW.
La electricidad eólica ha dejado de ser
una posibilidad de laboratorio para
convertirse en una muy importante fuente de
generación; según comenta Quadri la General
Electric que originalmente creó una
subsidiaria de turbinas eléctricas como
curiosidad para ofrecer una imagen
corporativa de vanguardia estima sus ventas
en 2005 en casi 2,500 millones de dólares y
similar comportamiento han seguido Shell y
British Petroleum (13).
En el mundo ya existía en marzo de 2004
una capacidad instalada de 38,400
MW de los cuales 28,800 correspondían
a la Unión Europea como puede observarse
en los siguientes ejemplos (14):
Principales países con
capacidad eólica instalada de más de 100
MW
|
País
|
MW
|
|
Alemania
|
14
609
|
|
España
|
6
374
|
|
Estados Unidos
|
6
202
|
|
Dinamarca
|
3
114
|
|
India
|
2
120
|
|
Holanda
|
939
|
|
Italia
|
904
|
|
Reino
Unido
|
710
|
|
Austria
|
415
|
|
Suecia
|
407
|
|
Grecia
|
375
|
|
Canadá
|
323
|
|
Francia
|
240
|
|
Portugal
|
199
|
|
Australia
|
197
|
|
Irlanda
|
186
|
|
