Sobre la Estrategia Nacional del Sector Eléctrico

La semana pasada hubo noticias importantes que nos afectan en nuestro día a día, aunque no lo veamos tan directamente. Sin embargo, no voy a hablar de la elección de Donald Trump, de eso ya comenté en noviembre de 2016. Hoy quiero hacer algunos comentarios sobre la Estrategia Nacional de Sector Eléctrico que presentó la Dra. Claudia Sheimbaum el 6 de noviembre pasado.

Esta estrategia, que algunos medios mal llamaron estrategia energética, presenta los 4 ejes rectores que buscan fortalecer el sector eléctrico mexicano. 1) Fortalecer la planeación del sector eléctrico nacional, 2) Promover la justicia energética, 3) Garantizar un sistema eléctrico robusto, confiable y seguro y 4) Establecer las reglas claras para la inversión privada.

Coincido con algunos puntos y de ello hemos escrito en esta columna de opinión. 

En cuanto al primer eje, se describe que “El estado recupera la rectoría de la política energética, garantiza la soberanía energética y asegura el abasto de electricidad a las empresas al tiempo que promueve el desarrollo equitativo, inclusivo e integral para todas y todos.” El fortalecimiento de la planeación no implica que lo que se describe. Estos son deseos ideológicos los primeros y obligaciones del gobierno los segundos. Lamento que NO se describan las estrategias para verdaderamente fortalecer la planeación del sector. Por ejemplo, la semana pasada, comenté un artículo que analizaba las estrategias para el abandono de los combustibles fósiles, no solo del sector eléctrico, sino también en el sector industrial. Este estudio enfatizaba el acoplamiento entre estos dos sectores de la economía en el uso de energía renovable hacia su trayectoria sustentable. La implementación de análisis del tipo descrito la semana pasada es un ejemplo de las verdaderas acciones para fortalecer la planeación del sector eléctrico. Por supuesto que no es la única acción, pero la descripción de ellas permitiría observar que ya se ha pensado en el asunto.

Imagen generada con inteligencia artificial mediante la frase: "A bustling Mexican city radiates under the sun, adorned with sleek solar panels and elegant wind turbines. The scene is captured in a stunning photograph, showcasing the harmonious blend of modern technology and traditional architecture. Each detail is vivid and crisp, from the vibrant colors of the buildings to the gleaming surfaces of the renewable energy sources. The image is a masterpiece, inviting viewers to marvel at the innovative and sustainable cityscape before them. In the horizon, a volcano appears with a snow crown." en leonardo.ai

El segundo eje se limita a “... mantener los precios de las tarifas y llevar la electricidad a los hogares que hoy no cuentan con ella”. La justicia energética no es solamente mantener los precios, sino que es imperioso asegurar que las personas cuenten con el acceso a energía de calidad para satisfacer sus necesidades para iniciar el camino hacia la justicia energética. Es más, la energía debe ser no contaminante y de acuerdo con sus necesidades, capacidades y adecuada al entorno sociológico y ambiental de cada región. Adicionalmente, debe conducirse bajo una gobernanza incluyente donde las soluciones y acciones involucren a las comunidades. Sin estos atributos no podemos hablar de justicia energética.

El tercer eje se refiere a que “la CFE implementa un Plan de Confiabilidad para asegurar integralmente la operación confiable, segura y continua del Sistema Eléctrico Nacional. Se prevén inversiones a 2030 por 23,400 millones de dólares.” Ojalá, esta inversión apuntale tanto la generación descentralizada y distribuida de electricidad con fuentes renovables como la transmisión y distribución inteligente de la electricidad. Coincido plenamente en que la transmisión y distribución debe ser una tarea exclusiva del Estado Mexicano para asegurar que la energía eléctrica de calidad llegue suficientemente a cada persona. No basta con decir que el 54 % de la electricidad la generará CFE, es necesario que toda esa electricidad sea generada de manera que beneficie a las diversas comunidades del país. Debemos recordar que en el sexenio pasado se adquirieron las plantas termoeléctricas que pertenecían a Iberdrola brindándole efectivo a esta compañía para transitar su inversión hacia fuentes renovables y obligando a la CFE a usar esa energía no renovable. Este tipo de inversiones no consolidan a la CFE, sino que la encasillan en el pasado.

Finalmente, en el eje cuatro, al enfatizar que “La participación de empresas privadas en el sector contará con reglas claras y se mantendrá la participación privada con un porcentaje de 46 % en la generación eléctrica”, reconoce que es necesaria la inversión privada en la generación de electricidad y que las reglas no serán modificadas, como sí se hizo en el sexenio pasado. Insisto, aferrarse a un porcentaje de generación por parte de la CFE evita la flexibilidad que debe tener un sistema eléctrico inteligente basado en generación descentralizada y distribuida que se amolde a las diversas necesidades de las diferentes comunidades sociales y ambientales que tenemos en el país.

Me hubiera gustado más leer una estrategia nacional verdaderamente de izquierda social que definiera claramente los indicadores de evaluación de las acciones que se pretende implementar y que conduzcan hacia la transición hacia una energía sustentable que satisfaga las diversas necesidades de las poblaciones en México.

Este artículo fue publicado el día 13 de noviembre en el periódico la Unión de Morelos

De tecnicoeconómico a socioecológico

En esta semana estaba revisando algunos artículos en la revista Plos One relacionados con temas de energía cuando me llamó la atención un artículo con un título enorme: “Transitar de las prioridades técnico-económicas a las prioridades socioecológicas: Incorporación de preferencias paisajísticas y servicios ecosistémicos en la ubicación de las infraestructuras de energía renovable”. La primera parte del título fue lo que me llamó la atención, ya que prioriza los aspectos socioecológicos sobre los técnico económicos y que aunque estoy convencido que es una mejor forma de priorizar las acciones no he podido incorporar estos criterios plenamente en mis investigaciones. La segunda parte me intrigó y motivó a seguir leyendo, pues incluía aspectos relacionados con el disfrute en conjunto de la tierra junto con otras especies.

Este estudio examina los escenarios de ubicación de las instalaciones de energía renovable en una región montañosa de Europa, especialmente de Suiza e incorpora los costos de los servicios ecosistémicos y, de manera innovadora, las preferencias sociales. A decir del grupo de investigación, este enfoque desafía el paradigma tecno económico predominante, que a menudo pasa por alto menospreciando los aspectos ecológicos y sociales llamándolos externalidades.

Para hacer el estudio, el grupo dividió el país en un entramado ecológico con tres grandes grupos: Paisajes de la meseta, paisajes de mediana altitud del Jura y la región de los Alpes. Mientras que los entornos sociales los clasificó en urbanos, periurbanos y rurales a partir de la tipología oficial en Suiza de nueve categorías municipales basadas en características socioeconómicas. Esta forma de clasificación para un país megadiverso y con muy amplio espectro en la desigualdad social como México podría no ser suficiente y menos adecuada, pero la metodología que se usa en el artículo puede ser ampliada en la segmentación tanto de los ecosistemas como en las categorías de regiones para analizar la situación mexicana.

En el estudio consideraron los potenciales para generar electricidad con generadores eólicos o sistemas fotovoltaicos tanto en instalaciones exprofeso o en los techos de las edificaciones. Su objetivo era cumplir con la demanda de energía para el 2050, ya que Suiza se ha comprometido a cerrar sus plantas nucleares para ese año y no usar combustibles fósiles. Así, el objetivo energético para todos los escenarios se estableció en 25 TWh al año. Como notamos, un reto mayúsculo.

Su objetivo fue maximizar la producción de energía con las fuentes renovables mencionadas y minimizar los costos sociales y ambientales de acuerdo con las afectaciones que genera cada implementación de renovables. Una de las primeras cosas que debemos notar es que nunca se realizó un análisis similar cuando se instalaron las plantas nucleoeléctricas y ahora la sociedad, con razón, demanda este tipo de análisis antes de poner en marcha los planes de transición energética.

Otro de los aspectos que me llamó la atención es el uso de Marxan, un paquete de optimización de código abierto que se usa en los estudios de conservación, pero que permite incluir campos o indicadores relacionados, pero no necesariamente ecológicos. La esencia de este paquete es que usa algoritmos metaheurísticos y de recocido para explorar las posibles soluciones evitando quedarse en mínimos locales. 

El objetivo de los 25 TWh se cumple utilizando infraestructura de energía renovable como la eólica, los sistemas fotovoltaicos en los techos y los sistemas fotovoltaicos instalados en infraestructura solo para ellos. 

La evaluación de la eficiencia de las estrategias se realizó considerando tres dimensiones clave representadas: a) Eficiencia espacial, que expresa la cantidad de tierra sobreconstruida y si la ubicación de las unidades de planificación seleccionadas está dispersa o agrupada. b) Eficiencia ambiental, que expresa cuán altos son los costos ambientales por unidad de energía producida y c) Eficiencia social, que expresa cuán altos son los costos sociales por unidad de energía producida.

Imagen generada con inteligencia artificial en leonardo.ai

Contrario a lo que la intuición conduce, la estrategia convencional de "primero en los techos" demostró ser ineficaz para evitar el uso extensivo de la tierra para el desarrollo de una nueva infraestructura de energía renovable. Este resultado me sorprendió, aunque pudiera ser diferente para cualquier país en la zona intertropical.  Las estrategias que incorporan la infraestructura fotovoltaica montada en el suelo fueron más eficientes espacial, ecológica y socialmente que las que no lo hicieron. Es decir, hay situaciones donde se debe promover los campos fotovoltaicos. La estrategia optimizada para el rendimiento energético exhibió la mayor eficiencia espacial, pero incurrió en costos significativos de servicios ecosistémicos y, sorprendentemente, tuvo bajos costos sociales. Por el contrario, la estrategia que prioriza los servicios ecosistémicos fue la más eficiente en términos de costos de servicios ecosistémicos, pero tuvo costos sociales elevados y fue espacialmente menos eficiente que otras estrategias. La estrategia optimizada para las preferencias sociales incurrió en los costos sociales más bajos y mantuvo en rangos razonables la eficiencia espacial y los costos de servicios ecosistémicos. Los resultados de este estudio subrayan que la incorporación de las preferencias sociales mejora significativamente la evaluación de las opciones de ubicación. Esta inclusión permite que la aceptación social de las inversiones se incluya en los costos, lo que facilita decisiones más informadas e inclusivas.

Dado que los resultados de este estudio son dependientes de las características ambientales, capacidades sociales y de disponibilidad de fuentes de energía renovable no son extrapolables a nuestros entornos, pero la metodología si lo es. Por lo tanto, considero necesario que los nuevos gobiernos promuevan este tipo de estudios para nuestras localidades y podamos definir políticas para transitar hacia el uso de las fuentes renovables de energía.

Este artículo fue publicado el día 30 de octubre en el periódico la Unión de Morelos.

Red de transmisión nacional inteligente

El cambio climático es el desafío más urgente de nuestro tiempo. La generación y consumo de energía de los combustibles fósiles son las principales causas de las emisiones de gases de efecto invernadero, por lo que transformar nuestro sistema energético es fundamental para asegurar un futuro sustentable. 

Las fuentes renovables representan el pilar fundamental que impulsa la transición hacia una matriz energética sustentable y resiliente. Para potenciar sus bondades e idoneidades es esencial que se utilicen de acuerdo al entorno y uso final, por lo tanto, debe enfatizarse su uso distribuido y descentralizado. Para la descentralización de la generación energía es muy importante contar con una red de transmisión y distribución verdaderamente inteligente. Con anterioridad he abordado este tema de redes inteligentes. Estas redes no solo optimizan la eficiencia en la entrega de energía, sino que también facilitan la integración armoniosa de fuentes renovables.

Las redes inteligentes deben estar dotadas de tecnologías avanzadas de monitoreo, gestión y control. En la actualidad con la disponibilidad de dispositivos conectados a la Internet (IoT) podemos contar con información de calidad en tiempo real y de manera amplia que permita construir los algoritmos para incrementar la eficiencia energética y optimizar la integración de las fuentes renovables. Cuando decimos que es información de calidad y amplia nos referimos a que con los dispositivos actuales podemos saber, por ejemplo, el consumo de un refrigerador en el hogar o de un congelador en un establecimiento o de la energía generada por un sistema fotovoltaico instalado en un casa o edificio. Con esta enorme cantidad de información se pueden diseñar sistemas informáticos detallados que indiquen acciones para que las redes de transmisión o distribución gestionen y controlen el flujo de energía de manera óptima y en concordancia con las necesidades. Estas redes inteligentes deben ser flexibles para adaptarse a la variabilidad de la generación renovable y a la variabilidad de la propia demanda respondiendo rápidamente a los cambios en la generación renovable, como los que se producen debido a las condiciones climáticas o a las demandas intermitentes de los centros de trabajo o industriales. También estas redes deben considerar la integración de tecnologías de almacenamiento aumentando su flexibilidad y resiliencia. Para conseguir estas características es esencial contar con una gran cantidad de información, datos. 

Imagen generada con inteligencia artificial mediante la frase "futuristic image of an artificial intelligence woman planning an intelligent energy network in Sunny day of big bright landscape of Cuernavaca city Mexico showing solar photovoltaic and wind turbines " con leonardo.ai

La semana pasada fue publicado un artículo que señala algunos puntos a considerar en el manejo de la información que se está generando desde los diversos dispositivos y que alimenta a la inteligencia de estas redes de transmisión y distribución. El artículo señala que los medidores inteligentes se han implementado ampliamente en todo el mundo, pero hay un problema que a menudo se pasa por alto y que sigue sin resolver: los datos recopilados de estos dispositivos tienen una resolución temporal relativamente baja. Es decir, la forma en la que se envía la información a la red involucra promedios de la información colectada en tiempo real para evitar gasto en los datos o en el almacenamiento. Esta limitación dificulta la respuesta rápida de la red y limita sus beneficios, aunque los dispositivos midan ese dato con alta resolución, lo transmiten promediado, baja resolución. Digamos miden cada minuto y envían la información promediada cada 10 minutos o cada hora o una vez al día. Este artículo plantea la construcción de un marco para la recopilación, mantenimiento y almacenamiento de datos de medidores de servicios inteligentes para obtener registros de alta resolución mediante la compresión codificda. Propone utilizar métodos de compresión de datos y con ello asegurar su disponibilidad para el análisis detallado y su utilización en el entrenamiento de la inteligencia de las redes. 

Hay dos desafíos importantes en este manejo masivo de datos. Es de suma relevancia garantizar la seguridad de los sistemas que recopilan y transmiten información en tiempo real, tanto sobre la generación renovable como sobre el uso de la energía y proteger la privacidad de los datos de tanto la población consumidora, como de la generadora y la prosumidora (El término prosumidora es una combinación de las palabras productora y consumidora. Una prosumidora es una persona que no solo consume productos o servicios, sino que también participa activamente en su creación, promoción y mejora) que se utilizan para generar información en tiempo real sobre la generación, el uso y el manejo de la energía. 

Como ejemplo quiero mencionar que ya hace algunos años se analizó la necesidad de contar con información más detallada de la velocidad del viento para evaluar acertadamente la factibilidad económica de los aerogeneradores de baja potencia. Las metodologías que usan los promedios de velocidad de viento de 10 minutos, que son adecuadas para los aerogeneradores de alta potencia, castigan las rápidas respuestas de los aerogeneradores de baja capacidad y su mejor desempeño ante las ráfagas y con ello menosprecian su valor económico y ambiental.

Quiero concluir enfatizando que la implementación de fuentes renovables de energía distribuidas y descentralizadas requieren de la construcción de verdaderas redes inteligentes entrenadas con datos en tiempo real tanto de dispositivos como de sistemas generadores disponibles con una granularidad temporal en concordancia con la rapidez de los actuadores (El actuador es un artefacto para dar energía y movimiento a otro dispositivo generando una acción en ese otro dispositivo) disponibles para las redes de transmisión y distribución. Es decir los actuadores reciben una señal y transmiten señales a otros dispositivos para que cambien su comportamiento, digamos dejen pasar energía proveniente de otra región cuando la fuente primaria no es suficiente. Cada día las velocidades de respuesta son mayores y están solamente restringidas por las inductancias de las propias redes que también pueden ser optimizadas. 

Recordemos que en México la red de transmisión y distribución está reservada para la CFE y en este contexto dependemos de sus decisiones para el desarrollo de estas redes. En mi opinión, es urgente contar con un sistema eléctrico nacional inteligente que posibilite su acción con base en información de calidad con granularidad temporal y espacial detallada. En este tema es donde radica la soberanía energética y no en los aspectos de la generación que debe ser distribuida y descentralizada.

Una versión previa de este artículo fue publicada el día 28 de febrero en el periódico la Unión de Morelos