
Imagen. / BID
2023-11-09
Descarbonizando la matriz eléctrica: costos, flexibilidad y planificación
Mas allá de la disminución, que es una tendencia sostenida, y considerando que el contexto se debe tomar en cuenta para analizar estos datos debido a que hay variaciones regionales, una de las conclusiones principales del análisis de IRENA es que, tanto la energía solar como la energía eólica en tierra, son ya más competitivas que las fuentes fósiles más baratas (sin subsidios), y por mucho. La energía eólica es 52% más barata que la solución fósil más barata, y la solar es 29% más barata que la fósil más barata. Esto implica que estas fuentes renovables continuarán dominando la expansión de generación en la mayor parte de los países, no tan solo por consideraciones ambientales, sino también por ventajas ambientales y económicas. Estas son buenas noticias para la región, ya que, sumado a la contribución de la hidroelectricidad, podremos tener una matriz cada vez más verde, la cual hoy en día es cerca de 61% de la generación es renovable.
La expansión de los sistemas y la necesidad de flexibilidad
Sin embargo, la expansión de un sistema eléctrico, y los costos asociados, son asuntos que va más allá de fuentes de generación específicas y sus costos nivelados. El sistema eléctrico comprende una combinación de fuentes de generación y redes eléctricas que pueden proveer energía al menor costo y deben brindar al mismo tiempo un alto grado de confiabilidad, minimizando al mismo tiempo los impactos ambientales. Son estos los tres ejes del trilema energético: sostenibilidad, asequibilidad y seguridad energética. La planificación de la expansión un sistema eléctrico intenta optimizar esta combinación de fuentes y redes, sujeta a las restricciones ambientales y condiciones mínimas esperadas de confiabilidad.
Es aquí donde el concepto de “flexibilidad” es fundamental para la planificación y regulación de los sistemas eléctricos, y su importancia irá creciendo. A medida que los sistemas integren una mayor cantidad de fuentes variables, los sistemas deberán planificarse para proveer las soluciones de flexibilidad que permitan garantizar la seguridad energética. Más aún, el costo total de suministro incluirá, necesariamente, el costo de fuentes de generación, redes, y soluciones de flexibilidad necesaria. Pero ¿cuáles son estas “soluciones de flexibilidad?, en muchos casos son tecnologías que ya existen, que ya se aplican y que la región conoce. Veamos algunas.
Diversificación
La primera clave de un sistema flexible es un sistema diverso. Aunque suena como algo básico, es esencial. La diversificación de fuentes de generación permite disminuir los riesgos de suministro, por ejemplo, cuando una parte de la matriz proviene de fuentes naturalmente variables, o, cuando dependen de combustibles importados (sujetos a shocks de suministro). Latinoamérica tenía, hasta hace poco, una matriz eléctrica con dos fuentes principales: hidroelectricidad y generación fósil (carbón, combustibles líquidos, y más recientemente gas natural), ambas sujetas a incertidumbres climáticas, por un lado, y de mercado, por el otro. Desde hace algunas décadas, las energías eólicas y solar fueron el elemento de diversificación, cada megavatio hora solar o eólico incrementa la seguridad energetica.
Hoy, es necesario pensar más allá.
La diversificación también debe incluir también elementos de la demanda que puedan ser controlados para modular la carga, algo que existe hace bastante tiempo pero que requiere de incentivos regulatorios adecuados. A medida que la electrificación de la economía avanza, esto puede convertirse en una herramienta adicional para el manejo de la seguridad energetica. Sin ir muy lejos, todos los autos eléctricos conectados se convierten en almacenamiento distribuido que puede tomar o recibir carga con una coordinación adecuada.
Por otro lado, la diversificación también se refiere a diversificación geográfica. Diversificar las áreas donde se instala generación eólica y solar y conectar estas áreas permite tener un portafolio con diferentes regímenes de viento. Lo mismo aplica para la energía solar, ya que la energía solar distribuida puede apoyar a disminuir perdidas de transmisión y distribución especialmente en países con altas demanda de aire acondicionado.
Redes de transmisión
En ese contexto, la transmisión se convierte en un elemento fundamental de la flexibilidad y seguridad energética, tal como fue resaltado por la Agencia Internacional de Energía en su último reporte. Con fuentes cada vez más variables, la seguridad dependerá de la posibilidad de interconectar recursos y demanda de manera eficiente. Las interconexiones regionales, que permiten vincular generación con diferentes regímenes eólicos e hidrológicos, son ya explotadas por algunos países de la región, incrementando su seguridad energetica. Las inversiones de transmisión deberán adelantarse a las de generación como facilitadoras de conexión (algo que aún no sucede en muchos países). Para ello, los procesos de licenciamiento deberán optimizarse para permitir crear “corredores” que permitan traer la energía renovable a los centros de consumo.
Almacenamiento
El almacenamiento será fundamental para incrementar la flexibilidad de los sistemas. Este elemento sin ninguna duda puede revolucionar los sistemas eléctricos, dado que cambia uno de los paradigmas fundamentales de los mercados eléctricos: que la energía debe generarse cuando es demandada. Con almacenamiento eso no es necesario, la generación excedente puede “guardarse” para horas, dias o semanas futuras (dependiendo de la tecnología). Los principales preceptos para la construcción de los precios y tarifas eléctricas deben ser repensados. Y, algo que olvidamos, las tecnologías de almacenamiento de electricidad existen hace más de un siglo, particularmente en la forma de hidroeléctricas reversibles (para saber más, puedes ver este blog y esta nota). Nuestra región ha explotado poco esta tecnología, pero todo apunta a que ahora debemos evaluar seriamente su uso, como elemento de seguridad energética, flexibilidad, y descarbonización.
Planificar, la clave
En última instancia, la planificación cuidadosa de nuestros sistemas eléctricos es esencial para asegurar la sostenibilidad y la confiabilidad de nuestras fuentes de energía. Los costos nivelados de generación son solo una parte del panorama completo. Los costos asociados con la expansión de redes y la implementación de soluciones de flexibilidad son igualmente cruciales. Es imperativo que consideremos todos estos factores en nuestro análisis, para avanzar hacia un sistema eléctrico más eficiente, sostenible y resiliente. La transición hacia un futuro energético más verde y seguro depende de nuestra capacidad para abordar de manera integral estos desafíos en constante evolución.
Arturo D. Alarcón
Arturo D. Alarcón es Especialista Senior de la División de Energía del Banco Interamericano de Desarrollo, basado en Panamá. Ingresó al Banco en 2010 y desde entonces trabaja en el desarrollo y supervisión de proyectos de generación, transmisión, distribución, electrificación rural y energías alternativas en toda la región. Actualmente se enfoca en temas de acceso universal, transición energética justa y sostenible, y descarbonización. Además, actúa como el punto focal para la hidroelectricidad en la división de energía del BID. Arturo tiene un doctorado en Ingeniería Eléctrica (enfocado en la planificación de sistemas eléctricos) y una Maestría en Sistemas de Energía y Negocios, ambos de la Universidad de Strathclyde en Glasgow (Reino Unido). Es ingeniero electromecánico de la Universidad Privada Boliviana. Antes de unirse al BID, trabajó como investigador en el Instituto de Energía y Medio Ambiente de la Universidad de Strathclyde, desarrollando nuevos métodos de planificación para generación renovable y distribuida, redes inteligentes, almacenamiento de energía y sistemas de energía.

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