Proyectos de energías renovables en la CFE

La Comisión Federal de Electricidad (CFE) está desarrollando una serie de proyectos para aprovechar las energías renovables. A continuación, se presenta lo que es cada proyecto y se dan a conocer los problemas que se tendrán que enfrentar en cada uno, así como los pasos y acciones que se darán para resolverlos en el momento de expandir cada tecnología a escala industrial.

En cuanto a la energía eólica, en 1994 en La Venta, Oaxaca, se instalaron siete aerogeneradores vestas de 225 kilovatios cada uno con una altura de 30 metros y diámetro barrido de los alabes de 27 metros. La velocidad media del viento en la zona es de casi diez metros por segundo y el factor de planta cercano al 50 por ciento.

Los vientos más intensos y constantes en la región ocurren entre diciembre y enero, cuando se han alcanzado factores de planta promedio mensual superiores al 80 por ciento. Esta planta experimental sirvió para familiarizar a los pobladores con las instalaciones y para mejorar las especificaciones técnicas que la CFE elabora para sus licitaciones.

A raíz de los estudios y mediciones realizadas en la zona, se pudieron comprobar 385 megavatios en La Venta. El costo nivelado de generación ha sido del orden de los tres centavos de dólar por kilovatio hora (kWh) en lo que se refiere a amortización de la inversión. Sin embargo, el costo de operación y mantenimiento ha resultado exageradamente alto, lo cual se atribuye a la poca potencia de la planta porque se le carga toda la infraestructura administrativa, de operación y mantenimiento. La situación cambiará radicalmente cuando se trate de una granja eólica con 80 a 100 aerogeneradores.

Por su parte, en Guerrero Negro, Baja California Sur, se instaló en 1998 un aerogenerador Gamesa Eólica de 600 kW, con una torre de 50 metros de altura y los vientos fuertes en la zona son generalmente por la tarde con una velocidad promedio anual de 7.5 metros por segundo con factor de planta de 25 por ciento.

La importancia del desarrollo eólico en este lugar apartado del sistema eléctrico nacional, donde la generación se logra con plantas diesel, es que cada kWh generado por la planta redunda de inmediato en un ahorro de petróleo diesel que cuesta aproximadamente diez centavos de dólar por kWh.

La CFE instaló en 1997 en la isla Santa Margarita, una planta híbrida con tres aerogeneradores de 5 kW, dos arreglos fotovoltaicos de 1.15 kW, baterías y una máquina diesel de 60 kW, es decir, 77.3 kW. La planta ha tenido buena aceptación por parte de los pobladores, ya que su funcionamiento les ahorra una erogación importante en combustible diesel.

En San Juanico, también Baja California Sur, el proyecto híbrido consta de diez aerogeneradores de 7 kW, un arreglo fotovoltaico de 17 kW, una máquina diesel de 80 kW y un banco de baterías. Los equipos fueron donados por empresas y dependencias de Estados Unidos y la instalación, obra civil y electrificación hacia el poblado, corrieron por cuenta de los gobiernos estatal, municipal y la propia CFE.

Esta planta tiene la particularidad de que es operada por un patronato, el que a su vez cobra la energía a sus pobladores. La operación del sistema ha mostrado que el punto vulnerable es el banco de baterías, porque dura poco tiempo y su reemplazo es bastante caro.

Otros planes de la CFE

Debido a los resultados obtenidos en La Venta, la CFE propuso construir una granja eólica de 50 mW e incluirla en el Presupuesto de Egresos de la Federación para el año 2004 y en reciente visita del secretario de Energía, Felipe Calderón Hinojosa, a Oaxaca, se acordó junto con el gobernador de la entidad, José Murat Casab, ampliarla a 100 mW en lugar de los 50 iniciales.

La convocatoria para la licitación pública de este proyecto aparecerá en el Diario Oficial de la Federación en septiembre de 2004. La central deberá estar operando a plena capacidad a finales de 2005.

Actualmente, la ley permite que desarrolladores privados se asocien con empresas o entidades estatales, para generar electricidad en esquemas de autoconsumo. Además, el nuevo contrato de interconexión, que apoya a las energías renovables intermitentes, hace más viable la instalación de plantas eólicas con este esquema en el país.

El gobierno Oaxaca presentó recientemente un mapa de intensidad de viento en el istmo de Tehuantepec y zonas aledañas, con el propósito de darles a los inversionistas una orientación sobre las zonas de alto potencial de generación. Asimismo, se han organizado reuniones de trabajo, donde han participado ejidatarios de la zona y los posibles desarrolladores, para detectar y resolver a tiempo los problemas que se pudieran derivar.

Por su parte, la Secretaría de Energía ha realizado gestiones con éxito ante el Banco Mundial, para formar un fondo de apoyo que desarrolle las energías renovables, además del pago de bonos de carbono que ayuden a evitar emisiones a la atmósfera. La CFE, junto con el Instituto de Investigaciones Eléctricas, ha apoyado con mediciones y datos técnicos a los desarrolladores interesados en la zona de Oaxaca y en otros estados de la República Mexicana.

La Comisión Nacional de Ahorro de Energía (Conae) y los gobiernos estatales de Baja California, Baja California Sur, Hidalgo, Tamaulipas, Nuevo León, Coahuila y Zacatecas también han impulsado la generación eólica.

Desarrollo de otras energías

En cuanto al desarrollo de energía solar, la CFE ha llevado a cabo una importante labor en electrificación rural con módulos fotovoltaicos y en total se han instalado en el país 36 mil módulos, cuya potencia instalada rebasa los 14 mW.

Para impulsar el uso de la técnica termosolar con concentradores cilíndrico-parabólicos, la CFE recibió apoyo del Banco Mundial con fondos del GEF por 50 millones de dólares, para que en su próxima licitación de la Central de Ciclo Combinado Mexicali II, abra la posibilidad para que se oferte una central híbrida, que tenga un campo de concentradores solares para producir calor y luego vapor, incrementando de esta manera la potencia del componente de vapor del ciclo combinado en unos 30 mW a la hora de máxima insolación.

La CFE ya lanzó esta convocatoria y comenzó a recibir ofertas desde septiembre de este año. La CFE cumplió este año tres décadas de generar energía geotérmica, durante las cuales ha acumulado un importante acervo de conocimientos en el tema. A la fecha, se tienen instaladas las siguientes plantas: Cerro Prieto (725 mW), Los Azufres (88 mW), Los Humeros (35 mW) y Tres Vírgenes (10 mW). Se encuentran en etapa de pruebas Los Azufres para llegar a 107 mW.

Existe potencial comprobado para instalar 75 mW en La Primavera y 50 mW en Los Humeros. Todo dependerá de lo que se invierta en exploración, para determinar la capacidad comprobada de nuevos campos.

Estimados como un nivel de prefactibilidad, la CFE tiene una evaluación de todos los posibles sitios para una eventual generación hidroeléctrica. Existen más de tres mil megavatios que se pueden instalar, con una capacidad menor a los 30 mW y esto sin tomar en cuenta el costo de la inversión y su eventual rentabilidad.

Por otra parte, en un intento por determinar la dimensión de la contribución que podría tener en los próximos diez años la generación con energías renovables, la CFE ha planteado dos escenarios. Uno realista, basado a la luz de la experiencia que se ha tenido en la CFE, y otro optimista. En ambos, es importante el costo de generación.

Las energías renovables pueden ocupar un lugar importante en la oferta de potencia de aquí al año 2011, pudiendo representar cerca de 50 por ciento de la potencia cuya tecnología aún no está definida en la prospectiva que publica la Secretaría de Energía, etiquetándola como “tecnología libre”.

Para desarrollar la geotermia al ritmo planteado, se necesita un programa intensivo de exploración que permita encontrar los nuevos campos que se requieren. Esto supone la perforación de pozos exploratorios con una alta inversión. Para la eólica, se necesita cuantificar correctamente el recurso del viento, medido cada hora, lo que no implica mayor gasto.

El principal obstáculo descansa en que quien compre esta energía, pedirá que sea despachable y, por lo tanto, querrá pagar un menor precio que el que oferte otra fuente como las de gas o carbón. Solamente con una política de apoyo a fondo perdido, a estos kWh generados con eólica, como la que ha emprendido la Secretaría de Energía, valorando los intangibles como son la no emisión de gases y la condición de renovable del recurso, sería realmente efectiva. La rapidez del crecimiento del parque eólico dependerá casi exclusivamente del monto del apoyo económico.

La minihidráulica, que puede llegar a ser de dos mil o tres mil megavatios, requiere de una alta inversión inicial y de una serie importante de actividades que implican interacción con la comunidad, con el medio ambiente y con el riesgo de rentabilidad de un proyecto pequeño basado en la incertidumbre propia de la hidrología.

En el presente análisis no se han incluido otras tecnologías que usan un recurso renovable, como son la solar, biomasa, mareas, oleaje o corrientes marinas, porque consideramos que a pesar de la enorme importancia local que pueden tener, no rebasarán los 100 mW.

Otras tecnologías emergentes

Es interesante revisar nuevas tecnologías que se están estudiando en laboratorios o en instalaciones prototipo.

Carbón. Se ha avanzado en la gasificación del carbón, llevándolo a altas temperaturas mezclado con vapor de agua e inyectándole oxígeno. Esto permite transformarlo en un gas de muy alta calidad, poco contaminado.

Dada la alta temperatura del proceso, su aplicación será junto a la mina y se hará rentable al combinar producción de energía eléctrica con producción de hidrógeno. Estados Unidos acaba de lanzar un programa de una central eléctrica de cero emisiones basada en esta tecnología.

Gas natural. Las reservas mundiales se duplicarán con la exploración y perforación en el mar a grandes profundidades. Esta actividad ya ha comenzado y se empiezan a ver sus frutos.

Yacimientos de gas profundos geopresurizados aportarán grandes reservas. También otras fuentes complicadas de explotar comienzan a ser viables como las arenas bituminosas, lechos carboníferos de metano o gas intersticial. La técnica de comprimir y enfriar a temperaturas inferiores a los 200 grados bajo cero el gas natural, para transportarlo en barcos criogénicos a grandes distancias, tiene hoy en día un impacto fuerte en la economía del gas natural.

Hidratos de metano. Recientemente se descubrió que el gas metano que se fuga a través de grietas o fisuras hasta la superficie terrestre, cuando es sometido durante largo tiempo a altas presiones (como es el caso del lecho marino o se mantiene a temperaturas muy bajas durante siglos como en Siberia), se forma una estructura cristalina parecida a la de un copo de nieve que tiene en su centro una molécula de metano.

Se estima que si se pudieran recolectar todos estos cristales llamados hidratos de metano, se multiplicarían por 100 las reservas de gas en el mundo. Esto se daría a largo plazo, aunque ya hay resultados prácticos logrados por japoneses y estadounidenses.

Biomasa y biocombustibles. Ya se tienen disponibles combustibles de este tipo y hay planes para ampliar la producción de etano a partir de biomasa.

Solar. Para producir energía eléctrica se está buscando abaratar la fotovoltaica y usarla de manera distribuida y conectada a la red, para que le entreguen los excedentes a la hora de máxima insolación. La termosolar, que ha vuelto a cobrar impulso industrial, de tener éxito desembocaría en grandes plantas para producir hidrógeno durante las horas de sol.

Fusión nuclear. Se están invirtiendo millones de dólares en investigación tendente a usar el calor de la fusión para generar electricidad.

Fisión nuclear. Existen en el mundo más de 500 reactores nucleares que aprovechan el calor de la fisión del uranio o el plutonio y, dado que la fuente de combustible es prácticamente inagotable, países como Estados Unidos asociados con otras 11 naciones usuarias de esta energía, han iniciado un programa de investigación y desarrollo de una cuarta generación de reactores. El objetivo es abaratar la generación y prácticamente se eliminará el problema de los desechos del combustible y mejorarán la seguridad de operación. La alta eficiencia de estos reactores se logrará con la producción simultánea de electricidad, desalación de agua y producción de hidrógeno.

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