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El despacho de las energías renovables en México



La Ley de la Industria Eléctrica (LIE) implementada en México fomenta el aprovechamiento de las Energías Limpias y las define dentro de un amplio marco: el viento; la radiación solar; energía oceánica; calor de yacimientos geotérmicos; bioenergéticos; metano y otros gases asociados en los sitios de disposición de residuo; aprovechamiento del hidrógeno; centrales hidroeléctricas; energía nucleoeléctrica; centrales de cogeneración; y tecnologías consideradas de bajas emisiones de carbono conforme a estándares internacionales. Cada una de estas tecnologías presenta singularidades para su aplicación, pero al final, todas vierten la energía generada a la Red del Sistema Eléctrico Nacional (SEN) o son consumidas por las cargas de manera local. Para lograr entregar la energía a la Red o ser consumida por las cargas es necesario que cada Central Eléctrica, sin importar la fuente de energía, cumpla con los parámetros físicos establecidos para conservar la estabilidad del sistema eléctrico, la tensión del potencial eléctrico y la frecuencia.


De las energías señaladas como limpias, tanto la proveniente del viento como la solar, han adquirido relevancia en el mercado eléctrico, ya que, el desarrollo tecnológico ha permitido el aprovechar estas fuentes a costos cada vez menores, incluso menores que las tecnologías que emplean combustibles fósiles para generar electricidad. Esto asienta las bases de cuestionamientos profundos que se han presentado en los últimos años dentro de la industria eléctrica en la sociedad en general: ¿Por qué la electricidad generada a través del viento y el sol aún representa un porcentaje ínfimo en el mix energético nacional? ¿Cuáles son los costos reales de la implementación de las energías limpias? ¿Quién absorbe los costos de la implementación de estas tecnologías? ¿Cómo se financiará la transición energética?

Estos cuestionamientos son válidos, en México tenemos menos de 15 años de estar implementando este tipo de tecnologías a gran escala e interconectando Centrales Eléctricas eólicas y fotovoltaicas para su despacho dentro de un Mercado Eléctrico Mayorista que está a punto de cumplir su primer lustro de operación. El marco legal desarrollado da paso a la transición energética, ampliando las fuentes de generación, sin embargo, la implementación de estas tecnologías, desde el aspecto técnico es una labor aún compleja para lograr su perfecta compenetración dentro de las redes eléctricas existentes.


Las tecnologías para el abastecimiento de la energía están evolucionando, incrementando su eficiencia y su confiabilidad, sin embargo, el costo para su implementación dentro de la gran escala aún no es lo suficientemente rentable. Este aspecto provoca que los sistemas eléctricos deban cumplir cabalmente el aspecto de la conservación de la energía: la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma. A partir de este principio, comienza la complejidad del despacho de energía, ya que la demanda de los Centros de Carga provoca el flujo de electrones, sin embargo, al mismo tiempo, las Centrales Eléctricas deben de sostener el potencial eléctrico y ceder electrones para satisfacer la demanda, transformando otras formas de energía en electricidad. Siendo que la transmisión de energía se realiza en Corriente Alterna, el flujo de los electrones debe mantener un ritmo constante para sostener la operación del sistema eléctrico, a este ritmo en la oscilación de los electrones dentro de las líneas de transmisión se le conoce como frecuencia.


La complejidad del despacho de las Centrales Eléctricas que aprovechan la energía del viento o del sol radica en que son fuentes de energía que depende de las condiciones meteorológicas de un sitio determinado, y pese a que los avances de la tecnología cada vez permiten tener una mejor predicción de las condiciones meteorológicas y programar la operación de las Centrales Eléctricas, en la práctica, sigue siendo complejo el control para mantener en balance la operación del sistema eléctrico. Por ejemplo, si una Central Eléctrica fotovoltaica de 200 MW de potencia, con área de instalación cercana a 200 hectáreas, opera durante un día con nubosidad con una concentración predominante de cúmulos con viento; esta condición va provocar que la energía entregada por la Central presente variaciones aleatorias varias veces por minuto; para mitigar este efecto, el Centro Nacional de Control de Energía (CENACE) debe emplear otras Centrales Eléctricas que generen electricidad con una operación más estable, pero el tener a disposición Centrales Eléctricas para compensar los efectos de otras menos estables genera un sobrecosto de la electricidad y esto se traslada a los usuarios finales, es decir, la electricidad que se produce a través del viento y el sol son económicas, puesto que la inversión para la construcción de infraestructura para este tipo de centrales es menor a lo que cuesta una hidroeléctrica o una termoeléctrica, pero la operación presenta nuevos costos, ya que se requiere pagar por la disposición de una central, entregue o no energía, esto es un problema real en el despacho de energía de cualquier sistema eléctrico a nivel internacional.


Características del Sistema Eléctrico Nacional

Sistema Eléctrico Nacional (CENACE, 2017)

El Sistema Eléctrico Nacional es singular. Está integrado por 4 sistemas independientes: Sistema Interconectado Nacional, Baja California, Baja California Sur y Mulegé (SEM). Si comparamos la configuración del sistema Eléctrico Nacional con otros en el mundo, tenemos las siguientes diferencias:

  • La transmisión y distribución depende de una paraestatal, CFE, Comisión Federal de Electricidad, dividida a partir de la reforma energética en 12 empresas.

  • CFE no sólo persigue fines económicos, tiene un trasfondo social importante, ya que no es rentable llevar electricidad a toda la población, pero el acceso a la electricidad marca un cambio trascendental en las condiciones de vida.

  • El Sistema Eléctrico Nacional abarca una importante extensión del territorio nacional, las líneas de transmisión son largas y esto implica retos técnicos e incrementa el costo para el mantenimiento del sistema. Si comparamos el Sistema Eléctrico Nacional con el de Japón o Alemania, donde ya hay más presencia de energía solar y eólica en el mix energético, podemos apreciar que sus sistemas eléctricos son más compactos y con mayor número de centros de control; otro ejemplo puede ser Brasil, que es el país de Latinoamérica con el sistema eléctrico más extendido y cuya respuesta para conservar la estabilidad de su sistema eléctrico ha sido el emplear hidroeléctricas, cuyo control permite una mejor regulación de los parámetros de tensión y frecuencia.

  • La frecuencia es 60 Hertz, aspecto que compartimos con Estados Unidos, Canadá, Belice y Guatemala.

  • La tensión eléctrica en las líneas de transmisión y distribución opera valores que sólo en México se manejan.

  • México tiene amplia diversidad geográfica y de climas en tramos relativamente cortos, comparando la longitud de las líneas de transmisión, podemos pasar de un clima desértico, con temperaturas extremas entre el día y la noche, a un clima tropical o un clima de alta montaña dentro del mismo circuito eléctrico de una línea de transmisión.

Aunado a lo comentado, también se presentan otras dificultades:

  • México no produce tecnología vinculada a la electrónica de potencia para el control de sistemas eléctricos y menos para el control para tecnologías solares o de viento.

  • El desarrollo tecnológico va a una velocidad sin precedente y México está presentando rezagos importantes en temas de generación de energía y control. La Ley de la Industria Eléctrica creó el marco jurídico, pero es necesario incentivar los mecanismos para desarrollar tecnología o laboratorios certificados para simular el comportamiento de los sistemas eléctricos con la implementación de Centrales Eléctricas que aprovechan el viento y el sol.


La Ley se promulgó y se debe acatar. Desafortunadamente la física de los circuitos eléctricos es menos dócil que las letras, por lo que es necesario revisar las áreas de oportunidad en toda la industria eléctrica mexicana para aprovechar de manera más eficiente las energías renovables, como el viento y el sol.

La estabilidad del sistema eléctrico es una condición primordial para el país, pero para el futuro de éste y del planeta es necesario incrementar el aprovechamiento de fuentes de energía de menor impacto al medio ambiente. México debe realizar inversiones importantes para incentivar y capitalizar el desarrollo tecnológico enfocado a la implementación de energías renovables, no sólo limpias, estimulando desarrollos enfocados no sólo al aspecto de generación sino del control de los sistemas eléctricos y el almacenamiento de energía.


Sin duda alguna, estamos en una transición energética y las energías limpias serán el camino, México debe aprovechar los hidrocarburos para garantizar la estabilidad operativa del Sistema Eléctrico Nacional actual, pero por ningún motivo se debe dejar de lado las energías limpias, mucho menos las renovables, pues esto puede representar una pérdida de competitividad significativa en los próximos años para el país, la planeación detallada de la transición debe ser prioridad a nivel de gobierno federal y local, así como dentro de la iniciativa privada.


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