José Antonio Rojas Nieto: Las controvertidas renovables: la primera

a expansión de la generación solar fotovoltaica y eólica representa uno de los cambios tecnológicos más importantes de los sistemas eléctricos contemporáneos. Sus ventajas son indudables: utilizan recursos renovables, tienen costos variables prácticamente nulos, reducen el consumo de combustibles fósiles y permiten disminuir las emisiones asociadas a la generación eléctrica.

Y, por cierto, en nuestro caso, la ventaja es liberarnos un poco de nuestra controvertida dependencia del gas natural importado. Además, técnicamente bien integradas y socialmente sujetas a criterios de justicia, pueden propiciar un desarrollo importante de las comunidades en las que se encuentran los recursos solares y eólicos, además de los hídricos y geotérmicos. Pero no nos engañemos. Su incorporación no es sencilla.

Modifica profundamente la forma en que operan y deben operar los sistemas. Y propicia condiciones que exigen un manejo más "fino" y escrupuloso de los sistemas eléctricos.

El problema fundamental no es, en particular, que la energía solar y eólica sean variables y parcialmente inciertas. No. Lo delicado de cualquier transición hacia una participación elevada de estas renovables es que los sistemas eléctricos tradicionales fueron diseñados alrededor de generadores mayoritariamente síncronos, controlables y despachables.

Ahora deben transformarse para integrar grandes volúmenes de generación dependiente de la disponibilidad del sol y del viento. Por eso, y al menos de manera preliminar, conviene distinguir ocho problemas sistémicos:

1. Variabilidad e incertidumbre del suministro. 2. Rampas derivadas del "atardecer" solar, en ocasiones severas y complejas. 3. Suficiencia, respaldo y periodos prolongados de baja disponibilidad de viento y sol. 4. Frecuencia e inercia. 5. Voltaje y potencia reactiva. 6. Fortaleza de la red y nivel de cortocircuito. 7. Congestión y curtailment o vertimiento de electricidad disponible, asociado en algunos mercados a episodios de precios negativos, y 8) complejidad en la determinación de sus costos sistémicos.

En cuanto a la variabilidad e incertidumbre, mi amigo Perogrullo me solicita insistir en que la producción fotovoltaica depende de la irradiación solar y la eólica de la velocidad del viento. Ninguna puede aumentar su producción por decisión del operador cuando el recurso primario no está disponible. Aunque los pronósticos meteorológicos son cada vez mejores, existe siempre un margen de error entre la generación prevista y la realizada. Esta diferencia obliga al sistema a disponer de reservas y recursos flexibles capaces de responder rápidamente –instantáneamente, incluso– ya sea modificando generación, almacenamiento o demanda y consumo, a través de los famosos y controversiales "negavatios" o demanda controlable.

El problema crece con la participación de estas tecnologías, pero no de manera lineal. Cuando su penetración es reducida, buena parte de la variabilidad puede absorberse con los recursos existentes. Incluso con unos ciclos combinados cuyo factor de planta tiende a disminuir por esa penetración de renovables. Lo que exige ser considerado en una nueva estructura de costos del suministro.

A participaciones mayores empieza a modificar significativamente el comportamiento de la carga neta; es decir, de la demanda eléctrica –residual, decía Jorge Garcia Peña (+), mi querido jefe en CFE–, que debe atender el resto del parque generador.

La Agencia Internacional de Energía identifica precisamente esta transición en etapas avanzadas de penetración renovable variable, su integración comienza a condicionar crecientemente la operación y la planeación del sistema. Redes no sólo para atender demanda sino también para acercar oferta. Segundo problema: rampas y desajuste temporal. El ejemplo más conocido es la llamada "curva de pato". Durante las horas centrales del día una elevada producción fotovoltaica reduce drásticamente la carga neta que debe atender la generación despachable. Al caer el sol, mientras la demanda puede permanecer elevada, el sistema debe compensar rápidamente la caída de miles de megavatios solares. El problema no es la ausencia de energía anual, sino la necesidad de disponer de potencia y flexibilidad en horas muy concretas.

Una central térmica flexible, una hidroeléctrica, una batería, una central de rebombeo o la propia demanda deben poder modificar rápidamente su inyección o consumo. Por ello, a medida que aumenta la penetración solar, puede disminuir el valor marginal de la energía durante las horas de abundancia y aumentar el valor de la capacidad flexible, el almacenamiento, el rampeo y la energía disponible en las horas críticas. En ese sentido, la variabilidad no constituye un argumento contra las renovables.

Constituye una advertencia contra analizarlas aisladamente. La transición energética exige superar la comparación simple del costo de generación entre tecnologías y avanzar hacia la evaluación conjunta del costo sistémico, la capacidad firme, la flexibilidad, los servicios de red y la confiabilidad.

Allí se encuentra el verdadero problema –y también la solución– de la nueva etapa eléctrica. Lo veremos. ¡Es un orgullo y un honor trabajar sobre esto con académicas y académicos, investigadoras e investigadores, técnicos y funcionarias y dirigentes preparados para ello! De veras.