Alejandra Maribel Barragán Martínez. Académica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Anáhuac México.
El cambio climático acelerado ha forzado a las naciones a modificar sus planes estratégicos de desarrollo en el área de la electricidad y su suministro hacia fuentes de generación limpia y un enfoque más sostenible. Sin embargo, el incremento de temperatura asociado a la crisis climática actual también ha elevado alarmantemente la demanda eléctrica dada la necesidad de controlar temperaturas de equipos, sistemas y la búsqueda de mantener un entorno con sensación térmica agradable.
El pasado miércoles 05 de junio (2024), la Organización Meteorológica Mundial (OMM) informó que existe un 80% de probabilidades que la temperatura media mundial supere en 1.5 °C la de la era preindustrial (1850-1900) en al menos un año entre el periodo de 2024 a 2028. Además, se predice que en 2024 las temperaturas sean más altas que el promedio registrado entre 1991 y 2020, en casi todas las regiones del mundo, excepto en partes del Pacífico Sur, el océano Antártico y el Atlántico Sur. El informe señala que existe un 86% de probabilidades de que al menos en un año entre 2024 y 2028 se superen las temperaturas de 2023, que hasta la fecha han sido las más altas registradas.
En el ámbito mexicano, el cambio climático ha presentado estragos en el Sector Eléctrico Nacional (SEN), ya que, debido a las altas temperaturas registradas durante 2024 se han presentado múltiples apagones en diversas partes de la república, debido a las altas demandas de electricidad.
En estado normal, el SEN tiene un margen de reserva operativa de aproximadamente el 7%, que representa la cantidad de generación total extra para actuar en contingencia. Si la demanda de energía consume dicha reserva, el sistema eléctrico entra en estado de alerta sin afectar su estabilidad. Sin embargo, en el estado de emergencia la demanda de electricidad puede superar la generación y su reserva, por lo que en este estado se realizan interrupciones en el suministro de manera rotativa con el objetivo de afectar en la menor medida posible a los usuarios.
De acuerdo con un comunicado (SIN24-0088) del Centro Nacional de Control de Energía (CENACE) el pasado 17 de mayo, del Sistema Interconectado Nacional (SIN) por poco más de cuatro horas (de las 6:28 a las 10:36 horas) estuvo en estado de emergencia. Un día después, el CENACE declaró un estado operativo de Alerta en el SIN (SIN24-0092) por casi 8 horas (de las 8:23 a las 16:13 horas). Desde entonces no se ha presentado ningún comunicado de alerta o emergencia al público en general a pesar que los apagones siguen presentándose, dado que el CENACE publicó el 04 de julio que la información referente al estado operativo del SIN pasaba a ser de seguridad nacional.
La falta de certeza en el suministro eléctrico provoca afectaciones a todos los consumidores, desde los domésticos, al no poder refrescar los espacios o refrigerar alimentos, hasta los industriales que deben detener sus actividades comerciales reflejando pérdidas millonarias en diferentes sectores. Los apagones recurrentes en las actividades cotidianas no solo afectan la economía, sino la salud y la seguridad públicas, así como el suministro de agua potable y agua para riego.
A pesar que la capacidad instada de origen fotovoltaico en el SEN se ha incrementado en los últimos años, su generación asociada no ha presentado el mismo crecimiento, esto debido a que además de ser una fuente intermitente se ve afectada por las altas temperaturas que reducen la eficiencia de conversión de los paneles fotovoltaicos entre 0.3 y 0.5 % por cada grado centígrado adicional a los 25°C que presenta la generación óptima de este tipo de sistemas. Además, las altas temperaturas pueden degradar aceleradamente la vida útil de los paneles solares y de sus componentes electrónicos asociados, como los inversores que permiten transformar la corriente directa generada en corriente alterna para ser enviada a la red eléctrica.
Por otro lado, el calentamiento global afecta la circulación atmosférica general y local alterando la velocidad de los vientos y su dirección, aumentando la frecuencia y la intensidad de tormentas y huracanes en algunas zonas, pero también desviando y reduciendo las precipitaciones en otras. Esta variabilidad en los vientos y las altas temperaturas elevan la severidad y ocurrencia de sequías. Por ende, este fenómeno antropogénico no solo impacta a la generación eólica sino también a la hidroeléctrica.
Particularmente, el incremento en la temperatura reduce la densidad del aire, es decir, aire menos denso ejercerá menor fuerza sobre los álabes de los aerogeneradores reduciendo así su capacidad de generación.
En lo que respecta a las sequías, las centrales más afectadas son las hidroeléctricas. Las sequías registradas en los últimos años han provocado una disminución notable en la generación por medio hídrico, reflejándose en factores de planta menores a 20% en algunas centrales. En el Programa de Desarrollo del Sistema Eléctrico Nacional (PRODESEN) 2024-2038 se reportó que en 2023 la generación hidroeléctrica experimentó una reducción significativa en comparación con los últimos dos años. La reducción fue del 42.6% y del 40.6% en comparación con 2022 y 2021, respectivamente. Mientras que la caída de generación respecto al 2020 se reporta en 23.1%.
Ante este escenario, para México es indispensable plantear estrategias que permitan satisfacer la demanda, cada vez más alta de los usuarios en la red de transmisión eléctrica, alineando las modificaciones con la reducción en las emisiones que contribuyen al cambio climático. De acuerdo con el PRODESEN 2024-2038, respecto al 2022, la demanda máxima registrada durante 2023 se incrementó en 10.2 %, esto debido a las olas de calor en el país que provocaron un aumento en la temperatura de 3°C. Además, en 2023 el consumo final de los 48.2 millones de usuarios de la red eléctrica nacional ascendió a 298,599 GWh, incrementándose en 9,912 GWh el consumo respecto al año 2022, lo que representa un alza del 3.4%.
La planeación de un sistema eléctrico exitoso se basa en la diversidad de la matriz energética y en redes de transmisión y distribución robustas. Es indispensable aprovechar los recursos energéticos renovables disponibles en los sitios con mayor potencial e invertir en redes que interconecten la nueva energía generada con el resto del SIN.
En lo referente a la transmisión y distribución, no solo es esencial invertir en nuevas líneas y en el mantenimiento de las ya existentes, sino también en diseñar una infraestructura de interconexión que soporte y optimice la integración de energía renovable intermitente. Esto implica la implementación de estándares técnicos avanzados y la adopción de redes inteligentes (smart grids) que faciliten una gestión eficiente y flexible de la variabilidad de este tipo de generación.
En distribución, se debe implusar la interconexión de generación distribuida de particulares a través de sistemas fotovoltaicos y sistemas de cogeneración eficiente, ya que con estos sistemas se reducen las pérdidas eléctricas de transmisión por ubicar a la generación cerca de los centros de consumo.
Es indispensable concientizar a la población de un uso responsable de la electricidad. Por ejemplo, crear programas de reemplazo de aparatos eléctricos obsoletos e iluminación incandescente por sistemas energéticamente eficientes, así como preferir sistemas pasivos de iluminación y ventilación naturales. Incentivar a los usuarios para preferir tecnologías limpias y eficientes los convierten en participantes activos en la construcción de un sistema eléctrico estable, seguro y confiable.
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