EL SECTOR ENERGÉTICO DEL ECUADOR Y LA DIVERSIFICACIÓN DE LA MATRIZ ENERGÉTICA EL CASO DE MANTA
Descripción
Mis agradecimientos Al presidente Rafael Correa Delgado Por su incansable y ardua labor en favor del Ecuador Al SENESCYT y el programa PROMETEO Por su disposición y apoyo A la ULEAM y el DCI Por abrirme las puertas y dejarme ser en la investigación A Columbia University, al ILAS, y a Esteban Andrade Por su disposición y respaldo a mi investigación A la UJED, la FECA y el equipo de Editorial UJED Al equipo de trabajo cuya colaboración hizo posible esta publicación Andrea Chiza Zuñiga Janella Jovana Torres Mejía Cristopher Delgado Jessyn Vera Pincay Steven Cedeño Chávez A la Carrera de Ingeniería Eléctrica de la ULEAM y su equipo de investigación A Víctor Manuel Flores Martínez por su acompañamiento y apoyo
AUXILIARES DE INVESTIGACIÓN
EQUIPO DE TRABAJO
El Comité Científico de la obra El Sector Energético del Ecuador y la Diversificación de la Matriz Energética: El Caso de Manta está integrado por profesores investigadores de Instituciones de Educación Superior de España, Dinamarca y México quienes dictaminaron un total de 10 sesiones – 3 preliminares y 7 plenarias – entre agosto del 2014 y marzo del 2015. Basándose en un plan de trabajo que integró etapas de: convocatoria, recepción, evaluación pares académicos y dictaminación, aceptación o rechazo, asentado en una bitácora de control. Finalmente después de un intenso proceso de selección, la integración de la obra El
Sector Energético del Ecuador y la Diversificación de la Matriz Energética: El Caso de Manta quedo compuesta por 6 capítulos.
El Comité Científico de la obra El Sector Energético del Ecuador y la Diversificación de la Matriz Energética: El Caso de Manta se integra por: Carlos Berzosa Alonso-Martínez, Universidad Complutense de Madrid (España) Daniel Díaz Fuentes, Universidad de Cantabria (España) Miguel Ángel Díaz Mier, Universidad Alcalá de Henares (España) Birgitte Gregersen, Aalborg University (Dinamarca) Alfredo Islas Colín, Universidad Juárez Autónoma de Tabasco (México) Humberto Ríos Bolívar, Instituto Politécnico Nacional (México) Clemente Ruiz Durán, Universidad Nacional Autónoma de México (México) Julio Sequeiros Tizón, Universidad de Coruña (España) Erasmo Adolfo Sáenz Carrete, Universidad Autónoma Metropolitana (México) Xavier Vence Deza, Universidad de Santiago de Compostela (España) Francisco Venegas-Martínez, Instituto Politécnico Nacional (México)
EL SECTOR ENERGÉTICO DEL ECUADOR Y LA DIVERSIFICACIÓN DE LA MATRIZ ENERGÉTICA: EL CASO DE MANTA JULIETA EVANGELINA SÁNCHEZ CANO
Índice PRÓLOGO. ( 13 ) RESUMEN. ( 15 )
CAPÍTULO 1 LA ENERGÍA, EL LUGAR DEL ECUADOR EN LA MATRIZ ENERGÉTICA GLOBAL. ( 19 )
CAPÍTULO 2 LA POTENCIA ENERGÉTICA DEL SOL: ENERGÍA SOLAR. ( 99 ) CAPÍTULO 3 LA ENERGÍA PROVENIENTE DE LAS HIDROELÉCTRICAS. ( 177 ) CAPÍTULO 4 ENERGÍA DE LA BIOMASA Y DE LOS BIOCOMBUSTIBLES. ( 217 ) CAPÍTULO 5 EL BIOGÁS COMO FUENTE DE ENERGÍA. ( 281 ) CAPÍTULO 6 ENERGÍAS PROVENIENTES DEL VIENTO Y DEL MAR. ( 333 )
BIBLIOGRAFÍA. ( 388 )
Prólogo Esta obra presenta un análisis muy completo de la situación energética actual del Ecuador, examinando la matriz energética e incluyendo tanto las fuentes de energía basadas en combustibles fósiles como las diversas fuentes renovables (incluyendo las basadas en recursos continuos). Se trata de una temática de gran interés y relevancia en un contexto mundial como el actual, de creciente preocupación por el deterioro medioambiental y, propiamente, en el ámbito energético, por la seguridad y garantía en el abastecimiento energético. Más allá de la problemática de la seguridad energética y la sustentabilidad ambiental, desde una perspectiva económica, la diversificación en las fuentes de abastecimiento de energía conlleva la oportunidad de contribuir al desarrollo de nuevas actividades económicas, que puedan generar empleo, valor añadido e incluso actividad innovadora. Así, se pueden convertir en un elemento importante para impulsar el desarrollo local, relacionándolo con la utilización sostenible de los recursos naturales y primarios. El trabajo que tengo el honor de prologar contribuye a ese objetivo, ofreciendo una base muy sólida y fundamentada para el diagnóstico de la situación de partida en Ecuador. Así, debe servir para fundamentar el desarrollo de políticas que fomentan la apuesta por las energías renovables. Incluye un análisis profundo, fundamentalmente desde la perspectiva de la oferta, aunque no olvida la vertiente de la demanda. Además, considera un aspecto tan importante en este sector de actividad como la regulación, en el que el sector público se convierte en actor clave. Constituye un elemento a valorar en este trabajo que el caso de Ecuador se analiza en el contexto mundial y, en particular, de América Latina. Se le presta especial atención a la situación del área 13
de Manta en la provincia de Manabí, por lo que se vincula claramente el desarrollo sostenible con el desarrollo territorial. En ese proceso, todos los recursos son importantes, no debiendo obviarse la importancia del recurso primario en estas actividades y, por supuesto, la cualificación y especialización de los recursos humanos. El fomento de las energías renovables, que debe ser apoyado desde el ámbito público, tanto desde la perspectiva de la oferta como de la demanda, además de contribuir al desarrollo de tejido industrial, puede constituir un elemento de apoyo relevante para avanzar en la consecución de los objetivos planteados en el Plan Nacional del Buen Vivir, dirigido a mejorar de la calidad de vida de los ciudadanos y, que se plantea específicamente promover la sostenibilidad ambiental territorial e impulsar la transformación productiva. Las energías renovables pueden constituir un sector estratégico para la transformación industrial y tecnológica. En el caso de Ecuador, al tratarse de una economía rica en recursos naturales, especialmente en recursos petrolíferos, resulta de especial importancia dar pasos para evitar esa dependencia de un recurso (entre otras características, muy volátil en su precio), que pueda generar situaciones desfavorables para el desarrollo, como históricamente demostraron las situaciones de “enfermedad holandesa”. Lo que, en otras palabras, el autor Erik Reinert denomina la lotería de las mercancías, que lleva precisamente a las economías con abundantes recursos naturales a especializarse en esas actividades tradicionales, renunciando a diversificar su economía y desarrollar nuevas actividades más intensivas en conocimiento y más generadoras de valor añadido y empleo.
María del Carmen Sánchez Carreira Doctora y Profesora del Departamento de Economía Aplicada Universidad de Santiago de Compostela (Galicia, España)
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RESUMEN La producción de energía ha tenido siempre una importancia central para el crecimiento y desarrollo de toda sociedad, de tal forma que el abasto de energía es considerado una estrategia de seguridad nacional para muchos países del mundo y Ecuador se ha sumado a esta dinámica, a través de sus proyectos del Plan del Buen vivir ha elevado al rango de seguridad nacional su producción de energía y la diversificación de su matriz energética; para lograr el abastecimiento energético de forma sustentable y con ello cumplir el equilibrio entre la oferta y demanda nacional de energía. Además, el Ecuador es un importante productor de petróleo a nivel mundial, pero también un importador neto de petrolíferos ya que importa parte de la gasolina y diesel que consume y para lograr la seguridad energética debe aumentar su producción de energía, producir los petrolíferos que necesita su mercado interno y diversificar su matriz energética, por ello las energías alternativas también llamadas energías renovables son trascendentales para el modelo de país que requiere el proyecto de desarrollo del Ecuador. El análisis nos indica que la estrategia energética óptima para Ecuador debe estar encaminada a garantizar la seguridad energética y sustentabilidad ambiental del país con estrategias de mediano y largo plazo que le permitan alcanzar la soberanía y cumplir con los compromisos medioambientales emprendidos para el sector energético y con el desarrollo de patrones de producción con el debido cuidado del medio ambiente. En este proyecto se propone la generación de conocimiento que será un apoyo para el impulso de la industria de las renovables, la innovación tecnológica y el empleo en donde se puede contribuir al crecimiento y a la mejora económica propiciando un mayor crecimiento en los distintos subsectores relevantes. Esta investigación aportará conocimiento del sector energético del Ecuador, en todos los subsectores de la energía y la forma en que Manta de la provincia de Manabí puede insertarse en la diversificación de la matriz energética ecuatoriana. Con la identificación de las diversas formas de energía viables se informará sobre la conve15
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niencia de los tipos de energía que podrían ser adaptados en Manta provincia de Manabí. Palabras clave: energía, hidrocarburos, energías renovables, sustentabilidad. Clasificación JEL: Q42 Fuentes de Energía Alternativa.
ABSTRACT Energy production has always had a central importance for the growth and development of society as a whole, so that the supply of energy is considered a strategy of national security for many countries of the world and Ecuador has joined this dynamic, through its projects of the Plan of the good living has risen to the rank of national security its energy production and the diversification of its energy matrix; to achieve the energy supply in a sustainable manner and thereby meet the balance between supply and national energy demand. In addition, the Ecuador is a major producer of oil around the world, but also a net importer of oil since matter part of the gasoline and diesel that consumes and to achieve energy security must increase their production of energy, produce the oil that needs its domestic market and diversify its energy matrix, therefore also called renewable alternative energies are far-reaching for the model country that requires the development of the Ecuador project. The analysis tells us that the optimal energy strategy for Ecuador must be aimed at ensuring energy security and environmental sustainability of the country with medium- and long-term strategies that would enable it to achieve sovereignty and comply with the environmental commitments undertaken in the energy sector and the development of patterns of production with due care of the environment. This project intends to generate knowledge that will be a support for the promotion of the renewable industry, technological innovation and employment where can contribute to growth and to the economic upswing leading to higher growth in the different relevant subsectors. This research will provide knowledge of the energy sector of the Ec16
uador, in all subsectors of energy and the way in which Manta in Manabí province can be inserted in the diversification of the energy matrix Ecuadorian. With the identification of the different forms of energy feasible shall be informed about the desirability of the types of energy that could be adapted in Manta, Manabí province. Key words: energy, oil, renewable energy, sustainability.
JEL classification: Q42 Alternative Energy Sources
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Capítulo 1
1.1. INTRODUCCIÓN La globalización y el crecimiento económico son los ejes fundamentales del mundo actual y estos están inmersos en una debacle socio ambiental puesto que el crecimiento económico continuamente está transformando la naturaleza y a la subsistencia del planeta, ya sea por la lucha de los grandes poderes o por contaminación que se genera al aprovechar las fuentes energéticas. Esta problemática debe de solucionarse y una salida viable para disminuir los efectos medioambientales de nuestro planeta, puede ser el tener un mayor crecimiento económico con un cambio de la matriz energética mundial. Y es que la obtención de energía que se inicia con la extracción de combustibles fósiles está generando situaciones con mayor impacto medioambiental, pues el avance de la tecnología genera por una parte mayor explotación de los recursos naturales con un mayor impacto medioambiental, en función del crecimiento económico; y por otra genera nuevas alternativas de generación de energía con fuentes renovables producidas de forma sostenible y sustentable, avizorando una nueva esperanza para la conservación de los recursos naturales, la biodiversidad, los ecosistemas y brindando la posibilidad de un mundo mejor para las futuras generaciones. El bienestar humano y la mejora de las condiciones ecológicas a nivel global implican el cambio en la matriz energética que sostiene a la economía. Partiendo de la idea que el desarrollo económico se vincule al buen vivir, a través de modalidades de desarrollo energético tomando en cuenta la justicia socio ambiental y evitando la deuda económica específicamente en el sector energético. Es importante establecer formas de gobernanza que apuesten hacia la transición energética, lo cual debe ir acompañado de cambios en los patrones de consumo y formas de obtención de energía. La disyuntiva está en que las alternativas deberán construirse de forma que se respete la vida, pero desafortunadamente el patrón de energía a nivel mundial sigue basado mayoritariamente en energía no renovable. Las centrales termoeléctricas (de carbón, gas natural, petróleo y nuclea21
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res) son responsables de aproximadamente el 80 por ciento de la producción mundial de electricidad, y las energías renovables (incluida la energía hidroeléctrica) tan solo representan el 13 por ciento de las fuentes de energía primarias, y esto a pesar de que se obtienen de fuentes capaces de regenerarse por medios naturales, volviéndose así inagotables y amigables con la naturaleza. Es de suma importancia que se modifiquen los patrones de generación y extracción de energía, esto diversificándola y orientándola hacia una mayor producción de energías alternativas como la hidroelectricidad, las energías provenientes de biocombustibles, o la energía solar fotovoltaica, eólica y geotérmica, entre otras, obtenidas de forma sustentable, sostenible y con balance energético positivo.
1.2. LA ENERGÍA EN EL MUNDO. LA OFERTA DE ENERGÍA VERSUS LA DEMANDA CRECIENTE
El sector energético es trascendental para la economía mundial. El patrón energético hace posible el desarrollo actual de producción y consumo con una dimensión dinámica para los siglos XX y XXI. Actualmente la globalización y el crecimiento económico son los ejes fundamentales del mundo tal y como lo conocemos ello implica una debacle socio-ambiental puesto que el crecimiento económico continuamente está transformando la naturaleza, transformación que es inminente al medio ambiente y a la subsistencia del planeta (Delgado, 2011). El crecimiento económico actual está hipotecando el futuro a favor del presente, sin tomar en cuenta las generaciones futuras. Un mayor crecimiento económico con un probable cambio de la matriz energética mundial, puede ser la única salida viable que pudiera aminorar los efectos medioambientales de nuestro planeta. “… no es preciso disponer de argumentos sofisticados para ver que el máximo total de vida exige una taza mínima de recursos naturales… Todo uso de recursos naturales para satisfacer las necesidades no vitales llega consigo una menor cantidad de vida en el futuro”. (Georgescu-Rogen, 1971:67). 22
Capítulo 1
La fuerte presión medioambiental ejercida en el planeta nos hace repensar las formas de producción de energía alrededor del mundo. Repensar la diversificación de la matriz energética es clave para la construcción de alternativas de producción con respeto hacia el medioambiente y hacia la vida misma. Crecimiento económico con utilización de energía renovable puede llevarlos a repensar el desarrollo con sustentabilidad. El bienestar humano y la mejora de las condiciones ecológicas a nivel local, nacional y global en el corto mediano y largo plazo implica el cambio en la matriz y la producción de energía que sostiene la economía. Construir un mundo en armonía con la naturaleza y desde la perspectiva de vida de todos y cada uno de los individuos (visualizada desde la unidad ser humano – naturaleza) esto es considerando las características de cada región para aprovechar y diversificar la riqueza natural, cultural y de conocimientos existentes, implicando el respeto por los recursos naturales, es decir, tomando en cuenta el medioambiente y la biodiversidad. Toda vez que esto implica reducir el consumo despilfarrador de energía, además de principalmente modificar la matriz energética mediante un proceso revolucionario de formas producción, circulación y consumo de energía con el menor impacto y costo medioambiental. Partiendo de la idea que el desarrollo económico se vincule al buen vivir, a través de modalidades de desarrollo energético que deben partir de la noción de justicia socio ambiental evitando la deuda económica y el comercio socio-ecológicamente desigual, para ello es preciso disminuir los conflictos ecológicos distributivos y reducir los flujos de materiales y de energía de la economía al mismo tiempo que aumenta la calidad de vida, retomando valores no mercantilizados como la naturaleza misma y la biodiversidad. Específicamente en el sector energético se tiene que apostar hacia la transición energética, esto es “la apuesta por energías alternativas a favor del medio ambiente en todo su ciclo de vida” lo cual debe ir acompañado por una disminución y cambios en los patrones de consumo energético con un acceso descentralizado y justo a la energía. 23
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Queda claro que el crecimiento económico sostenido no puede mantenerse al infinito en un planeta finito. Ello implica un desarrollo sustentable lo menos dañino posible en el corto y mediano plazo; la disyuntiva está en que las alternativas deberán construirse de forma que se respete la vida del planeta, la biosfera, la naturaleza con todas sus formas de vida “hacer juntos una nueva tesis por la vida, por las generaciones actuales y futuras”. Desafortunadamente el patrón de energía a nivel mundial sigue fundamentado fuertemente en energía no renovable. Las centrales termoeléctricas (de carbón, gas natural, petróleo y nucleares) son responsables de aproximadamente el 80 por ciento de la producción mundial de electricidad. A nivel mundial, las fuentes renovables (incluida la energía hidroeléctrica) representan tan solo el 13 por ciento de las fuentes de energía primarias. Según Kumar et al. (2011), el porcentaje sin desarrollar de potencial técnico para centrales hidroeléctricas se cree es mayor en África (92 por ciento), seguida de Asia (80 por ciento), Australasia y Oceanía (80 por ciento) y América Latina (74 por ciento). Sin embargo, solo unos dos tercios del potencial técnico total estimado se consideran económicamente viables (AquaMedia International Ltd., 2012 en UNESCO, 2014). Los alimentos y la energía determinan el desarrollo de las civilizaciones y no podemos negar que la era industrial se ha construido gracias a la facilidad de obtención de los combustibles fósiles y, en especial, del petróleo, producto que tiene una alta densidad energética, un barril de petróleo (159 litros) contiene una energía equivalente a 25.000 horas de trabajo humano, ha sido relativamente fácil de extraer es manejable y transportable y tiene una alta gama de derivados y subproductos. De hecho las terribles guerras del siglo XX han sido motivadas en gran medida por el control de petróleo. En un balance del siglo XX nos encontramos con que el 85 por ciento de toda la energía comercial mundial provenía de los combustibles fósiles, distribuida de la siguiente forma: petróleo 40 por ciento, gas natural 23 por ciento, carbón 21 por ciento y otros combustibles un 1 por ciento. El consumo de combustibles es desglosado así: petróleo (35 por ciento), gas natural (21 por ciento), carbón (26 por ciento). El petróleo se emplea en el transporte (70 por ciento), en la producción 24
Capítulo 1
eléctrica (10 por ciento) y el resto en petroquímica. El gas natural se utiliza especialmente en la producción eléctrica, en calefacción y en la industria. El carbón se utiliza, sobre todo, en la producción eléctrica y en la siderurgia integral (AIE, 2008 en Bermejo, 2011).
1.3. ENERGÍA BAJO EL PATRÓN DE LOS HIDROCARBUROS El desarrollo y crecimiento económico tal y como lo conocemos está fundamentado en el patrón energético centrado esencialmente en combustibles fósiles siendo el petróleo el de mayor utilización. Resultando que el proceso de su obtención y quema produce costos ambientales y humanos de grandes dimensiones además de los costos medio-ambientales de los accidentes y derrames ocurridos a nivel global que traen consecuencias desastrosas para el medioambiente y la biodiversidad. El 20 por ciento de la población mundial que habita en zonas urbanas genera el 90 por ciento de gases de efecto invernadero a nivel mundial (Godrej en Delgado 2011). La huella ecológica mundial que es calculada con base al actual modo de vida, nos dice que el territorio necesario para producir los recursos y energía para la humanidad y para asimilar sus residuos ya sobrepasa entre un 24 y 39 por ciento al planeta tierra. Para la Global Footprint Network, la humanidad paso de utilizar en términos netos, la mitad de biocapacidad1 en el año 1961 a 1.25 veces en el año 2003. No obstante hay opiniones al respecto que varían y según Redefining Progress la biocapacidad del planeta ya había sido rebasada en el año 2005 en un 39 por ciento (Venetoulis y Talbert en Delgado 2011). Estamos utilizando los dones de la naturaleza como si tuviéramos más de una tierra a nuestra disposición. Al tomar más de nuestros ecosistemas y 1
La capacidad biológica se refiere a la capacidad de un área específica biológicamente productiva para generar un abastecimiento regular de recursos renovables y de absorber los desechos resultantes de su consumo. Cuando la huella ecológica de una región supera su capacidad biológica, quiere decir que se está usando de manera no sostenible.
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procesos naturales de lo que se puede reponer, estamos poniendo en peligro nuestro futuro mismo. Los combustibles fósiles constituyeron para el año 2008 el 81.03 por ciento de la energía primaria total mundial según la agencia internacional de energía (2010). Lo que demuestra que la matriz energética mundial sigue fuertemente fundamentada en los combustibles fósiles. Todo lo antes mencionado justifica plenamente que recomendemos nuevos sistemas de gobernanza que apuesten por la obtención de energía de forma menos agresiva para el medioambiente, para el ser humano y la biodiversidad a través de las energías renovables. Principalmente porque debe resaltarse que el consumo energético a nivel mundial continua en aumento, según estadísticas de la Agencia Internacional de Energía (AIE), se espera que la demanda energética mundial se incremente en un 70 por ciento de aquí al año 2035 y donde China, la India 2 y el Medio Oriente en particular representarán cerca del 60 por ciento de este incremento, y el 90 por ciento del incremento de la demanda mundial de energía procederá de países ajenos a la Organización para la Cooperación y Desarrollo Económicos (OCDE) (AIE, 2012a). Además, siendo los países con mayor ingreso quienes consumen unas 21 veces per cápita más energía que los países de bajos ingresos. Esto nos lleva a afirmar que se vislumbra un panorama poco prometedor ya que con un consumo energético con una demanda creciente (Ver gráfica de demanda de barriles de petróleo y estimaciones hasta el año 2045), y con una oferta limitada de energía, la apuesta debería ser una mayor producción energética con un menor impacto medioambiental, por lo que las energías alternativas o también llamadas energías renovables deberían jugar un papel preponderante en las políticas energéticas de los gobiernos a nivel global. Existen varios principios que deben orientar cualquier política energética en casi cualquier lugar y circunstancia del mundo y por ello, de Quinto (2007) propone un equilibrio de Nash para el sector energético que consiste en encontrar una medida que siempre será de 2
China e India representarán la mitad del incremento mundial de energía (AIE, 2012a).
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Capítulo 1
Nash (un óptimo de segundo grado) entre seguridad del suministro, impacto ambiental3 y precios, considerando los condicionantes del entorno y los intereses corporativos y políticos de cada país. Para ello se necesita un equilibrio cumpliendo los siguientes objetivos: • • • • •
Suministro fiable, continuo y de alta calidad; Para todos los consumidores (servicio universal); A precios mínimos (lo más aquilatados posibles, y basados en costes reales) especialmente comparados con los de los países con los que competimos; Menor impacto medioambiental posible, y cumpliendo los compromisos internacionales asumidos por el país en esta materia y Empresas sólidas y solventes, tanto por el lado de la oferta como por el de la demanda.
La extracción de combustibles fósiles está generando situaciones con mayor impacto medioambiental, pues el avance de la tecnología generalmente no es para tener menos impacto medioambiental, sino que el avance de la tecnología se utiliza para una mayor extracción y con ello mayor depredación de los recursos naturales como el agua y la biodiversidad. Todo ello lleva a grandes externalidades socio-ecológicas, pues no se toma en cuenta la alteración y daño a los ecosistemas en las zonas de excavación y explotación, cuyo impacto es más que considerable.
1.4. POR QUÉ DECIR SI A LAS ENERGÍAS RENOVABLES Y DECIR BASTA A LA EXPLOTACIÓN DE ENERGÍA FÓSIL
Ya no existen dudas de que exploración y explotación de combustibles fósiles dañan irreversiblemente los ecosistemas. Una vez identificadas las zonas petroleras potenciales se perforan pozos de prueba, con perfo3
El impacto ambiental que se genera en el medio ambiente y la biodiversidad al producir energía.
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raciones de entre 10 y 30 pozos por plataforma petrolera con un rango de fallo del 40% Esptein y Selber en Delgado 2011). En cada perforación se utilizan gran cantidad de explosivos algunos países utilizan cargas nucleares como Rusia lo que altera y contamina los ecosistemas inmediatos. Además se utiliza masivamente el agua y se generan gran cantidad de desechos con un impacto ecológico irreversible dejando a su paso metales pesados y compuestos tóxicos. Los desechos de lodos varían entre 270 mil a millón y medio de litros de desecho. En las plataformas marinas son mayores los residuos vertidos al agua contándose en hasta dos millones de litros diarios, ya que los desechos de las plataformas marinas son vertidos en su totalidad al océano afectando con ello los ecosistemas marinos. Además los riesgos de incendios, explosiones y derrames son comunes. La quema y utilización de combustibles fósiles contamina además generando gases de efecto invernadero (GEI) y otros contaminantes atmosféricos, se estima que unos 35 millones de toneladas de dióxido de carbono y 12 millones de toneladas de metano son enviados a la atmosfera por la quema de gas natural asociado al proceso de extracción de petróleo. La quema de petróleo genera una gran contaminación, siendo seis los elementos que contribuyen fuertemente a la contaminación de la atmosfera: a) b)
Compuestos orgánicos volátiles debidos a la combustión de combustibles fósiles. Dióxido de sulfuro que es producido por la quema de carbón.
c)
Dióxido de carbono.
d)
Partículas de humo, polvo, vapores producidos por la quema de diesel (partículas de 10 micrones o menos).
e)
Partículas de 2.5 micrones o menos o PM- 2.5s, que son más dañinas a la salud humana principalmente a los tejidos pulmonares.
f)
Aditivos de tetraetil empleados para mejorar la eficiencia de la gasolina como combustible.
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Capítulo 1
También debemos mencionar que los derrames a gran escala han ocurrido prácticamente cada año generando impactos de gran envergadura en los ecosistemas tanto terrestres como acuáticos. Los impactos de corto mediano y largo plazo generan daños irreversibles en la vegetación también al filtrarse los contaminantes a los mantos acuíferos se contamina toda la cadena alimenticia se general enfermedades como asma, cáncer, alergias, problemas cardiovasculares etc. La pérdida de la biodiversidad y la afectación de ecosistemas enteros en periodos de corto, mediano y largo plazo no son tomadas en cuenta, sumado a esto se resta importancia a lo que no es medible en términos económicos como la biodiversidad y los ecosistemas, por lo que el problema se torna complejo. Todos los impactos del actual patrón de producción y explotación de energía basados en los hidrocarburos y la energía nuclear traen altos costos de corto, mediano y largo plazo, lo que nos obliga a reflexionar y recomendar tomar medidas para mejorar y revisar el ciclo completo de distribución y consumo de energía en todo el mundo. Además que es de suma importancia que se modifiquen los patrones de producción y extracción de energía a través de la modificación de la matriz energética diversificándola y orientándola hacia una mayor producción de energías alternativas de forma sustentable. Notando que la seguridad energética depende también de la seguridad ambiental esto es que son sinérgicas. Es trascendental apostar por sistemas de gobernanza nivel mundial que hagan énfasis en una mayor producción de energía renovable producida de forma sustentable y con balance energético positivo, para ello deben establecerse nuevas y mejores formas de producción y consumo de energía por el bien mismo de la humanidad y respetando y cuidando la vida misma del planeta apuntando a una mejora de la seguridad energética acompañada de la sostenibilidad, esta es una cuestión importante y que debe ser construida y vigilada desde el estado y las instituciones a nivel global. Podemos afirmar que, con nuevos sistemas de gobernanza energética existe la esperanza de que la civilización que emergerá debe tener una directriz obligada a la transformación energética, basándose en otro paradigma más propenso a estar en un buen equilibrio y cuidado de la naturaleza, para ello deben seguirse planteando 29
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soluciones a la actual insostenibilidad del sistema y, en el campo de la energía, promover las extraordinariamente eficientes técnicas naturales de captación de la energía del sol, del viento, del manejo de los residuos, entre otras formas de generación de energía limpia.
1.5. LA ENERGÍA RENOVABLE A NIVEL GLOBAL González Velasco (2009), recoge dos definiciones de “energía renovable”: según Twidell y Weir, dice González, es la energía que se obtiene a partir de corrientes de energía continuas y recurrentes en el mundo natural; otra definición que nos da Sorensen, con un matiz más sincrónico, energía renovable es todo flujo energético que se restablece al mismo ritmo al que se utiliza, o también, el uso de cualquier depósito que se rellena a velocidad comparable a la que es extraída. En la actualidad, más del 80 por ciento del abastecimiento energético proviene de energías fósiles, otro 13 por ciento de energía nuclear y solamente alrededor del 6 por ciento, de energías renovables. Éste 94 por ciento no renovable conlleva importantes implicaciones medioambientales y una fuerte dependencia del abastecimiento exterior para países no petroleros, por lo que buscar la ampliación de energías renovables para la diversificación de la matriz energética, aparece no solamente como un reto, sino como una necesidad inminente para encontrar soluciones en función de la mejora medioambiental (IDEA, 2007) (Sapiña, 2006). Las energías renovables producidas de forma sostenible y con balance energético positivo pueden ser una solución a las problemáticas que representan las energías no renovables. Así mismo, las primeras aportan soluciones a los problemas económicos y ambientales, tales como la contaminación atmosférica producida por la emisión de Gases Efecto Invernadero (GEI) o la destrucción de la capa de ozono, o la generación de residuos radioactivos, entre otros. Además, las energías renovables frenan la importación de las fuentes de energía provenientes de los hidrocarburos, lo cual puede también contribuir a minimizar las 30
Capítulo 1
tensiones políticas y económicas, ya que las fuentes renovables pueden encontrarse y ser producidas en cada territorio de acuerdo a sus características propias. La energía renovable puede dar solución a muchos problemas actuales. Existen más de 1 300 millones de personas en el mundo que todavía no tienen acceso a electricidad, de las cuales más del 95 por ciento se encuentran en Países Menos Adelantados (PMA) como en el África subsahariana y en otros Países en desarrollo principalmente en Asia y aproximadamente unos 2.600 millones de personas dependen del uso tradicional de la bioenergía proveniente de la biomasa para cocinar (AIE, 2012a). El 10 por ciento de la energía total a nivel mundial es producida por la bioenergía que es una fuente primaria de producción energía considerada dentro de las energías renovables y que representa el 77 por ciento de estas últimas. La energía procedente de la biomasa, que es una fuente de energía derivada de fuentes biológicas entre ellas, la leña, biocombustibles, estiércol, desechos y subproductos agropecuarios, carbón, turba entre otras. La que es de mayor utilización a nivel global es la leña representando a su vez el 87 por ciento de la bioenergía. La leña y el carbón de leña son los más utilizados en las zonas rurales y más de 2.000 millones de personas en el mundo dependen de estos recursos para cubrir sus necesidades de consumo de energía cada día (REN21, 2012). Para muchos estudiosos del medio ambiente la energía eólica es la más sostenible debido a que es la que tiene menos efectos de producción de Gases de Efecto Invernadero (GEI) y bajo consumo de agua (Evans et al., 2009) no obstante algunas comunidades la consideran como de contaminación acústica y visual. La generación de electricidad por energía eólica aumentó en un promedio del 27 por ciento durante la década que va del 2000–2010, y la energía solar fotovoltaica en un 42 por ciento anual y se considera que estas seguirán creciendo exponencialmente durante los próximos veinte años, según estadísticas de la Agencia Internacional de Energía (AIE) (AIE, 2012a). La energía geotérmica puede contribuir sustancialmente al suministro de electricidad a nivel local y nacional, un estudio recien31
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te de los Estados Unidos basado en decenios de información geológica muestra que la energía geotérmica podría aumentar la oferta energética en 3.000 GW, aproximadamente diez veces la capacidad de las centrales eléctricas de carbón del país (Blackwell et al. 2011). En el año 2010, se registró un uso mundial anual de energía geotérmica de 67 teravatios por hora (TWh) para electricidad y 122 TWh para uso directo (Fridleifsson, 2012). Entre las energías renovables que han adquirido relevancia esta la generación del biogás. La producción de biogás se obtiene principalmente de residuos orgánicos biodegradables, agroindustriales y aguas residuales. El biogás puede utilizarse como combustible sustituyendo o reduciendo el consumo de petróleo, gas y sus derivados, leña o cualquier otro combustible. También puede aprovecharse para producir energía eléctrica. Puede producirse en plantas de escala grande, mediana o pequeña, ya sea en ciudades o en el ámbito rural. Otra de las energías renovables es la energía hidroeléctrica que actualmente la principal fuente de generación de electricidad en el mundo y en el año 2010 cubrió un 16 por ciento de las necesidades mundiales de electricidad. Se espera que esta fuente de energía continúe creciendo al mismo ritmo que la tasa de crecimiento global de generación de electricidad y su aporte a la generación eléctrica total se sitúe en alrededor del 15 por ciento hasta el año 2035 (AIE, 2012a). Se espera que la energía hidroeléctrica crezca en un 90 por ciento en países no pertenecientes a la OCDE en donde existe mayor necesidad de crecimiento de la electricidad.
1.6. LAS TENDENCIAS ENERGÉTICAS EN AMÉRICA LATINA América Latina es la segunda región del mundo, en cuanto a producción de petróleo y sus derivados se refiere. Siendo los principales productores: México, Venezuela, Brasil, Argentina, Ecuador y Colombia. México y Venezuela son grandes potencias en exportación de este oro negro. México por su parte resalta que la mayor cantidad de los ingresos para el gasto gubernamental o gasto público es pro32
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veniente de las exportaciones petroleras, y por lo tanto ocupa un lugar importante en él porcentaje de (PIB) de esta nación. Por otra parte Venezuela se destaca mayoritariamente en calidad de este hidrocarburo porque crudo es similar al de Arabia Saudita, lo cual le permite estar como uno de los productores y exportadores más importantes a nivel mundial. (Colegio de México, 1997). Latinoamérica actualmente vive un proceso de liberalización del comercio, lo que afecta de manera significativa al sector económico y el desarrollo del cambio de la matriz energética en la región. Los procesos de modernización industrial tienen un impacto fundamental en el uso de los recursos energéticos de una nación. Por lo tanto es fundamental tener en cuenta el impacto de los tratados y convenios económicos firmados en América Latina será determinante, ya que al incrementar la actividad del intercambio comercial entre países de una misma región, aumentaría el desarrollo de la industria energética. (UNESCO, 1996). Las sociedades y las economías latinoamericanas están en crecimiento pero a costa del consumo excesivo de los recursos naturales no renovables causantes de graves efectos medioambientales y de gases de efecto invernadero; y por esta razón es preponderante que América Latina se inserte en la utilización de combustibles alternativos que nos permitan mitigar o al menos no aumentar el daño que estamos ocasionado a nuestros territorios y a nuestro planeta. Los problemas o desafíos que experimenta cada país de América Latina en sus sectores energéticos dependen en gran medida de sus condiciones particulares; sin embargo, tienen muchas características comunes que permiten agruparlos alrededor de cinco temas principales: (i)
la consolidación de las reformas estructurales y reguladoras emprendidas durante la primera mitad de esta década,
(ii)
la extensión de las opciones modernas de energía en términos accesibles a todos los habitantes,
(iii) el desarrollo de patrones de producción y uso de energía eficientes y compatibles con el medio ambiente, 33
Julieta Evangelina Sánchez Cano
(iv) la atracción de los capitales extranjeros y nacionales necesarios para el financiamiento del sector, y (v) la integración de los mercados energéticos de la región como elemento clave en sus procesos de integración económica. Impulsada tanto por el desarrollo económico como por el crecimiento de la población, la demanda por energía en América Latina continuará aumentando en el corto y mediano plazo. La demanda por petróleo, que durante la última década creció a una tasa anual promedio del 3,5 por ciento a consecuencia del uso del automóvil, se acelerará aún más con la urbanización y el aumento en el nivel de vida. La demanda por electricidad también continúa creciendo (del orden del 6 por ciento promedio anual), aunque podría desacelerarse como producto de la eventual saturación de los mercados y el aumento de la eficiencia en el uso final. Sin embargo, tanto la forma como las fuentes con que se atenderá este crecimiento serán muy diferentes de las utilizadas en el pasado (Vives y Millán, 1999). Las tendencias serán: -
La actividad exploratoria incrementará tanto en busca de crudo como de gas natural. Ello demandará inversiones en toda la cadena productiva: exploración, transporte y distribución;
-
Los grandes cambios en la matriz energética empezarán a producirse desde la primera década del siglo XXI;
-
Las energías limpias y la eficiencia en el uso final se constituirán en opciones energéticas reales y
-
Las preocupaciones ambientales en general, y los impactos de las emisiones de gases de efecto invernadero continuarán impulsando el desarrollo de tecnologías energéticas limpias (Vives y Millán, 1999).
Es importante mencionar que el acelerado desarrollo tecnológico de los últimos años ha hecho posible la reestructuración de la industria energética y los mercados pero a su vez esta reestructuración incrementa la demanda por nuevos desarrollos tecnológicos, 34
Capítulo 1
desarrollándose un círculo virtuoso en tecnología (Vives y Millán, 1999). Otro de los más grandes desafíos que surgen para América Latina es lograr que el proceso de reformas sea amigable con el medio ambiente, pueda convertirse en una oportunidad para lograr un desarrollo ambientalmente sostenible. Esa sostenibilidad ambiental depende del grado en que se logren patrones de producción y uso de energía eficientes económicamente y compatibles con el medio ambiente. No hay duda que los problemas de contaminación del aire están creciendo rápidamente en las ciudades y que los costos económicos son substanciales. De ahí que cualquier política que pretenda combatir efectivamente la contaminación urbana y el cambio climático en la región debe enfocarse en el sector de la energía renovable (Vives y Millán, 1999).
1.7. EL
LUGAR DE ECUADOR EN LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA A NIVEL MUNDIAL: SITUACIÓN ENERGÉTICA DEL ECUADOR
La industria energética es trascendental para la actividad productiva en el mundo por ser la energía un recurso económico indispensable (Armenta, 2009). Los energéticos, a nivel socio histórico han tenido desde siempre una importancia central para el desarrollo de toda sociedad, y conforme un país avanza en desarrollo, va incrementando sus necesidades energéticas, de tal forma que el abasto de energía es considerado una estrategia de seguridad nacional para muchos países, y Ecuador no es la excepción. La seguridad energética nacional se define como los recursos naturales propios con los cuales se posibilite asegurar un ritmo estable de desarrollo económico y social sin tener que recurrir a fuentes externas para adquirirlos. Este elemento, los recursos naturales propios, su existencia y su buena gestión, son y serán claves en los próximos años y décadas para alcanzar la seguridad nacional en materia de alimentos, energía, desarrollo económico y medio ambiente (Do35
Julieta Evangelina Sánchez Cano
rantes, 2008). Por tal motivo la seguridad energética constituye en la actualidad uno de los temas centrales a nivel mundial, debido a que afecta de forma esencial a las economías y la política de seguridad de los diferentes países, ante ello, encontrar el equilibrio entre seguridad de suministro, impacto ambiental y precios es la clave de la política energética futura que entronca con otros objetivos como la solidez de la industria y las empresas nacionales del Ecuador. En 1924 se realizó el primer descubrimiento de petróleo en la península de Santa Elena por la compañía Angla Ecuadorian Oilfields Ltda. La primera producción petrolera fue realizada en el año de 1925 siendo de 1.226 barriles diarios. Otras exploraciones de hidrocarburos fueron realizadas en la región oriental del país, ello llevo a que se otorgara un gran número de concesiones a empresas extranjeras para explotar los yacimientos de hidrocarburos ecuatorianos, hasta que en 1972 se creó la Corporación Estatal Petrolera Ecuatoriana (CEPE). Para este periodo Ecuador producía miles de barriles y los ingresos económicos del país eran altos. Y fue en el año 1973 cuando Ecuador ingresa a la Organización de Países Exportadores de Petróleo (OPEP). En 1989 CEPE se convierte en EPPETROECUADOR con varias empresas filiales. Actualmente la producción petrolera sigue siendo controlada por el Estado. El petróleo es considerado el principal recurso de producción del Ecuador, por ser la fuente principal de ingresos en este país, no obstante el petróleo es un recurso no renovable y cuya dependencia de este para la obtención de ingresos puede ser perjudicial para la economía en un largo plazo cuando sus fuentes de reserva empiecen a disminuir, por esta razón Ecuador está actualmente apostando a la diversificación de la matriz productiva, para obtener ingresos de otros recursos. En el Ecuador, las principales zonas de explotación petrolera son las provincias de Sucumbíos, Pastaza, Morona Santiago, Napo pertenecientes a la región amazónica y la provincia del Guayas de la región costa. Por otra parte las refinerías se encuentran situadas en Esmeraldas, Santa Elena, Amazonía y Manabí. El sector energético en Ecuador es un factor clave que incide estratégicamente en el desarrollo productivo y social del país y por lo 36
Capítulo 1
tanto es transcendental para la economía ecuatoriana. La economía ecuatoriana es altamente dependiente de la producción de energía proveniente del petróleo, el sector energético tiene una fuerte participación en las finanzas públicas, así como en el desarrollo de la infraestructura y capital humano, por lo que es de suma importancia que se tengan metas acertadas sobre su futuro en el mediano y largo plazos. En los últimos años, se han desarrollado importantes proyectos y políticas públicas que buscan consolidar estrategias para fortalecer al sector energético nacional que se encuentra en una etapa de grandes cambios y transformaciones. La industria energética del Ecuador está sujeta a los acontecimientos en el terreno energético a nivel global por lo que se considera de importancia mencionar su alta vulnerabilidad ante la fuerte volatilidad del precio del petróleo, que han batido récords históricos a la alza en términos nominales y también en términos reales. Por una parte Ecuador se ha beneficiado de los altos precios del petróleo dado que es un país productor. En el caso específico del petróleo, los últimos años han dado cuenta de un fenómeno marcado por la alta volatilidad de los precios; sin precedente alguno es el hecho de que el precio de esta materia prima tan importante haya rebasado los 100 dólares por barril hasta antes de la mitad del año 2014. Una de las razones que explican dicha volatilidad radica en el comportamiento de la demanda, donde uno de los principales consumidores de este energético es China, quien ha mostrado altas tasas de crecimiento económico. Por otro lado, está la expectativa de un agotamiento eventual del energético aunado a una alta concentración de las reservas en el Oriente Medio. Otro de los aspectos a partir de la mitad del año 2014 ha sido que el Ecuador se ha visto desfavorecido por la guerra de precios que ha ocasionado una caída en picada de los precios del barril de petróleo que en enero del 2015 ha llegado a rondar los 40 dólares, ocasionando una caída de los recursos económicos del país provenientes del petróleo.
37
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Figura 1.1: Ecuador, producción promedio de petróleo en BPD.
Fuente: Petroamazonas EP (PAM EP).
Ecuador tiene la oportunidad de paliar la alta dependencia de la producción y exportación de energía proveniente de los hidrocarburos, por lo que en los últimos años se están estableciendo políticas públicas para lograr la diversificación de la matriz energética en aras de lograr la autosuficiencia energética del país, y establecer una menor dependencia de los recursos procedentes de los hidrocarburos. Actualmente el 57% por ciento de las exportaciones del Ecuador corresponden al petróleo según datos oficiales del Banco Central de Ecuador. Sin embargo nótese que el diagrama del WTO nos da una cifra del 54.9% en el año 2011. Figura 1.2: Compositions of goods & services exports, 2011.
Fuente: WTO. 38
Capítulo 1
El país depende de las ventas de este recurso para hacerse llegar recursos económicos para invertir en su desarrollo. Y parte de esas inversiones las está haciendo en desarrollar otros tipos de energía, energía alternativa al petróleo. En la siguiente sección se muestran estadísticas del sector energético Ecuatoriano: El Banco Central de Ecuador (BCE) informó que en el segundo trimestre de 2014, la producción nacional de petróleo alcanzó un total de 50.6 millones de barriles, lo que representa un promedio diario de 556.6 miles de barriles, un 1.8% y 6.9% más que la producción del primer trimestre de 2014 y del segundo trimestre de 2013, respectivamente (Cuadro 1)4. Cuadro 1 PRODUCCIÓN NACIONAL DE PETRÓLEO Millones de barriles Cuadro 1.1. Producción nacional de petróleo (millones de barriles). PERÍODO
2012
2013
2014
VARIACIÓN 2014 - 2012
VARIACIÓN 2014 - 2013
Primer Trimestre
45.7
45.5
49.7
8.8%
9.2%
Segundo Trimestre
45.5
47.4
50.6
11.3%
6.9%
Tercer Trimestre
46.8
49.1
Cuarto Trimestre
46.3
50.1
Total Anual
184.3
192.1
PERÍODO
2012*
2013
2014
Primer Trimestre Segundo Trimestre Tercer Trimestre Cuarto Trimestre Total Anual
502.1 499.9 508.8 503.5 503.6
506.1 520.4 534 544.4 526.4
552.6 556.6
VARIACIÓN 2014 - 2012 10.1% 11.3%
VARIACIÓN 2014 - 2013 9.2% 6.9%
* El año 2012 fue bisiesto, por lo tanto para el cálculo de la producción diaria del primer trimestre se consideran 91 días
Fuente: EP PETROECUADOR. Fuente: EP PETROECUADOR. 4
Para mayores informes consultar el documento “Reporte del sector petrolero II trimestre de 2014, Dirección Nacional de Síntesis Macroeconómica del Banco Central de Ecuador” Abril- junio 2014.
39
Julieta Evangelina Sánchez Cano
De la misma forma con información procedente de las estadísticas del Banco Central (2014) entre los abril y junio de 2014, las empresas públicas tuvieron una producción de crudo de 39.4 millones de barriles, equivalente a una producción diaria de 433.2 miles de barriles, con un incremento trimestral de 2.2% y anual de 11.6%. Aumentos de la producción sustentados principalmente en las inversiones realizadas en este sector por el Gobierno Nacional durante los años 2011 y 2012; en los cambios de las políticas de producción realizadas a fines de 2012; en la aplicación de nuevas y mejores técnicas de producción por parte de las empresas públicas; y, en un incremento del presupuesto de inversiones endichas empresas, lo que nos indica que Ecuador sigue apostando por la producción petrolera y la complementara con otras formas de energía para completar la matriz energética ecuatoriana (Cuadro 2). Cuadro 2 PRODUCCIÓN DE PETRÓLEO EMPRESAS PÚBLICAS Cuadro 1.2. Producción de petróleo de empresas públicas Millones de barriles (millones de barriles). PERÍODO
2012
2013
2014
Primer Trimestre Segundo Trimestre Tercer Trimestre Cuarto Trimestre Total
32.8 32.8 34.2 33.8 133.7
33.8 35.3 37.3 38.4 144.9
38.6 39.4
PERÍODO
2012*
2013
2014
Primer Trimestre Segundo Trimestre Tercer Trimestre Cuarto Trimestre Total Anual
360.7 360.2 372 367.7 365.2
376.1 388.2 405.5 417.9 397
428.7 433.2
VARIACIÓN 2014 - 2012 17.5% 20.3%
VARIACIÓN 2014 - 2013 14.0% 11.6%
VARIACIÓN 2014 - 2012 18.8% 20.3%
VARIACIÓN 2014 - 2013 14.0% 11.6%
* El año 2012 fue bisiesto, por lo tanto para el cálculo de la producción diaria del primer trimestre se consideran 91 días
Fuente: EP PETROECUADOR.
Fuente: EP PETROECUADOR.
Las estadísticas nos dan información en cuanto a la producción por parte de las empresas, la producción del segundo trimestre de 2014 de Petroamazonas. EP fue de 33.0 millones de barriles, igual a una producción promedio diaria de 362.3 miles de barriles, superior en 3.6% y 14.0% a las registradas en el primer trimestre de 2014 y segundo trimes40
Capítulo 1
tre de 2013, en su orden. Según datos obtenidos por la misma empresa, el incremento del último año y medio, luego del proceso de absorción de Petroamazonas EP a la Gerencia de Exploración y Producción de EP Petroecuador, se dio como efecto de la ejecución del plan estatal de inversiones en la producción, así como por la incorporación de nuevas reservas, ya que hasta 2012, Petroamazonas5 EP contaba con 427.1 millones de barriles en reservas probadas, probables y posibles; las que aumentaron a 1.609.22 millones de barriles con el proceso de absorción de la Gerencia de Exploración y Producción de EP Petroecuador (Petroamazonas en BCE, 2014). Es importante resaltar que Ecuador está implementando estrategias nuevas para intensificar y aumentar su producción petróleo, lo que ha incidido favorablemente en el incremento de su producción en el último año, la aplicación de nuevas tecnologías de producción, la perforación de pozos horizontales que optimiza la extracción de crudo y el reacondicionamiento de pozos ya en producción (Cuadro 3). Cuadro 3
Cuadro 1.3. Producción de petróleo Petro amazonas EP PPRODUCCIÓN DE PETRÓLEO PETROAMAZONAS EP Millones de barriles (millones de barriles). PERÍODO
2012
2013
2014
Primer Trimestre Segundo Trimestre Tercer Trimestre Cuarto Trimestre Total
13.6 13.4 13.7 13.5 54.3
27.9 28.9 30.6 31.8 119.2
32.2 33
PERÍODO
2012*
2013
2014
Primer Trimestre Segundo Trimestre Tercer Trimestre Cuarto Trimestre Total
149.1 147.6 149.3 147.3 148.3
310.1 317.8 332.2 345.9 326.6
357.8 362.3
VARIACIÓN 2014 - 2012 137.3% 145.5%
VARIACIÓN 2014 - 2013 15.4% 14.0%
VARIACIÓN 2014 - 2012 139.9% 145.5%
VARIACIÓN 2014 - 2013 15.4% 14.0%
*El año 2012 fue bisiesto, por lo tanto para el cálculo de la producción diaria del primer * El año 201291 fuedías. bisiesto, por lo tanto para el cálculo de la producción diaria del primer trimestre se consideran 91 d trimestre se consideran Fuente: EP PETROECUADOR.
Fuente: EP PETROECUADOR. 5
Para mayor información dirigirse a la página de Petroamazonas.
41
Julieta Evangelina Sánchez Cano
En cuanto a la información referente a la empresa Operaciones Río Napo, esta ha mantenido su nivel de producción desde el segundo trimestre de 2013, cuando incorporó cuatro nuevos pozos: Sacha 307, Sacha 355, Sacha 371 y Sacha 220, los cuales en conjunto incrementaron la producción del campo en 3.040 barriles diarios; y, reacondicionaron dos pozos que estaban abandonados: Sacha 65 y Sacha 1756. Esta misma empresa registró una producción en el segundo trimestre de 2014 de 6.5 millones de barriles de petróleo, equivalentes a una producción promedio diaria de 70.9 miles de barriles. El incremento trimestral y anual de la producción de esta empresa es de 1.2% y 0.7%, respectivamente (BCE, 2014) (Cuadro 4). 4 Cuadro Cuadro 1.4. Producción de
PPROPRODUCCIÓN DE PETRÓLEO RÍO NAPO de barriles petróleo rio Napo (millones Millones de barriles).
PERÍODO
2012
2013
2014
Primer Trimestre Segundo Trimestre Tercer Trimestre Cuarto Trimestre Total
4.8 4.9 5.7 5.8 21.1
5.9 6.4 6.7 6.6 25.7
6.4 6.5
PERÍODO
2012*
2013
2014
Primer Trimestre Segundo Trimestre Tercer Trimestre Cuarto Trimestre Total
53.1 53.4 61.7 62.5 57.7
66 70.4 73.3 72 70.5
70.9 70.9
VARIACIÓN 2014 - 2012 32.0% 32.9%
VARIACIÓN 2014 - 2013 7.4% 0.7%
VARIACIÓN 2014 - 2012 33.4% 32.9%
VARIACIÓN 2014 - 2013 7.4% 0.7%
* El año 2012 fue bisiesto, por lo tanto para el cálculo de la producción diaria del primer trimestre se consideran 91 días
Fuente: EP PETROECUADOR. Fuente: EP PETROECUADOR.
De la producción derivada de las empresas privadas, tenemos que durante el segundo trimestre de 2014, las compañías privadas produjeron 11.2 millones de barriles, un promedio de 123.3 miles de barriles por día. Producción superior en 0.7% a la del primer trimes6
Para mayor información consultar la página: http://rionapocem.com.ec/
42
Capítulo 1
tre de 2014 e inferior en 6.7% a la del segundo trimestre de 2013. Las compañías privadas no han mostrado signos de recuperación en los niveles de producción desde el año 2011 y se han mantenido dentro de los parámetros de declinación natural de los campos a su cargo, los mismos que tienen más de 20 años de continua producción (Cuadro 5). Cuadro 5
Cuadro 1.5. PRODUCCIÓN ProducciónDEdePETROLEO las compañías privadas PRIVADAS DE LAS COMPAÑIAS (millones de barriles). Millones de barriles PERÍODO
2012
2013
2014
Primer Trimestre Segundo Trimestre Tercer Trimestre Cuarto Trimestre Total
12.9 12.7 12.6 12.5 50.7
11.7 12 11.8 11.6 47.2
11.1 11.2
PERÍODO
2012*
2013
2014
Primer Trimestre Segundo Trimestre Tercer Trimestre Cuarto Trimestre Total
141.3 139.8 136.8 135.8 138.4
130 132.2 128.5 126.5 129.3
123.9 123.3
VARIACIÓN 2014 - 2012 -13.3% -11.8%
VARIACIÓN 2014 - 2013 -4.7% -6.7%
VARIACIÓN 2014 - 2012 -12.4% -11.8%
VARIACIÓN 2014 - 2013 -4.7% -6.7%
* El año 2012 fue bisiesto, por lo tanto para el cálculo de la producción diaria del primer trimestre se consideran 91 días
Fuente: EP PETROECUADOR.
Fuente: EP PETROECUADOR.
En cuanto a las cifras correspondiente al transporte de petróleo, entre abril y junio de 2014, los oleoductos ecuatorianos han transportado 93.3 millones de barriles de petróleo, lo que corresponde a un promedio diario de 515.8 miles de barriles, lo que significa el 63.7 por ciento de la capacidad de transporte diario de crudo instalada en el país. En el mismo trimestre, por oleoductos, el Sistema de Oleoducto Transecuatoriano (SOTE), transportó 65.5 millones de barriles de petróleo, lo que correspondió a un promedio diario de 361.8 miles de barriles, la capacidad total de transporte diario. Por su 43
Julieta Evangelina Sánchez Cano
parte, el Oleoducto de Crudos Pesados (OCP) transportó 27.9 millones de barriles, equivalentes a un promedio diario de 154.0 miles de barriles, un 34.2% de la capacidad total del oleoducto igual a 450 mil barriles diarios (Cuadro 6). Cuadro 1.6.
Cuadro 6 TRANSPORTE DE PETROLEO Transporte de petróleo por oleoductos POR OLEODUCTOS Millones de barriles (millones de barriles).
2014
SOTE
OCP
TOTAL
Enero
11,164
4,442
15,607
Febrero
10,307
3,985
14,292
Marzo
11,137
4,482
15,619
Abril
10,657
5,542
16,200
Mayo
11,329
5,401
16,730
Junio
10,895
4,025
14,919
Total
65,490
27,877
93,367
Fuente: EP PETROECUADOR.
Fuente: EP PETROECUADOR
1.8. ECUADOR
SE INSERTA EN LA CARRERA POR LA OBTENCIÓN DEL GAS NATURAL
Ecuador se ha interesado en la explotación de gas natural y para ello ha realizado acuerdos con Perú para realizar estudios7 tanto en el terreno petrolífero como en el gasífero. Con la finalidad de desarrollar el potencial de los campos de petróleo y de gas natural que hacen frontera entre ambos países. Se planea realizar un estudio en la frontera para determinar el desarrollo conjunto del bloque 86 de Ecuador y Lote 192 del suelo perteneciente a Perú. También serán analizadas las reservas potenciales de los bloques 72,73,76,77 y 78 de Ecuador que están relacionadas con el lote 64 de Perú. Dicho estudio identificará y cuantificará los volúmenes de reservas existentes en los yacimientos y sus posibilidades de desarrollo técnico y económico tanto 7
El estudio lo realizará una consultora independiente.
44
Capítulo 1
de Ecuador como de Perú. Mediante el estudio se obtendrá información referente a: i.
Evaluación de las reservas de hidrocarburos probadas, desarrolladas, por desarrollar y potenciales. Opciones tecnológicas, estrategias y aspectos logísticos para la explotación. Transporte de crudos pesados de los campos fronterizos. Estimación de inversiones y costos de operación.
ii. iii. iv.
Otros factores que serán considerados en el estudio son: a) b) c) d)
Demanda de gas natural en el norte de Perú y sur de Ecuador. Capacidad de oferta certificada. Trayecto de exportación. Volumen y tarifas de gas natural que a partir del bloque Z-1 mediante las que Perú podría proveer a Ecuador.
En cuanto al gas se analizará el Plan de Desarrollo del suministro de gas natural para el territorio noroccidente de Perú, este último podrá suministrar a Ecuador volúmenes de gas natural durante 15 o 20 años. Se elaborará un estudio en base a las reservas de gas natural del proyecto Camisea, que en la actualidad produce 1.200 millones de pies cúbicos, que se destinan 600 millones para exportación y 600 para consumo interno y a estos se sumará el potencial que tiene el sector Talara para enviar el gas natural a Ecuador con el que se obtendrá energía eléctrica y se le dará un uso industrial. Perú realizará un proyecto de conexión de 15 ciudades de su país y con Ecuador desarrollará la interconexión eléctrica (Rionapo, 2014). La obtención de energía en Ecuador es de suma importancia ya que la producción de energía, está creciendo aritméticamente, mientras que su demanda de consumo energético crece exponencialmente, información que se deriva del gráfico y datos expuestos con la demanda desde 1990 al año 2030. 45
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Figura 1.3. Evolución de la demanda de energía (1990-2030).
Fuente: Semplades, MICSE, 2012a INEC, 2010.
Ante esta situación Ecuador está promoviendo la diversificación de su matriz productiva y energética, y de esta forma generará una positiva contribución a su desarrollo económico. Sin duda, ante la fuerte tendencia de crecimiento que muestra el País, es evidente que se requerirán grandes aumentos en la oferta para cubrir la demanda total de energía. Para Ecuador es importante también elevar el poder económico y lograr el crecimiento necesario para mejorar los niveles de vida más allá de los niveles de subsistencia para las personas que viven actualmente en el aislamiento económico y reducir los índices de pobreza. Ante ello economías con fuertes tendencias de 46
Capítulo 1
crecimiento Económico como Ecuador tendrán que adoptar medidas para aumentar sus niveles de energía y sería deseable que lo hicieran de forma sustentable y con un pleno respeto de la naturaleza y la biodiversidad. El crecimiento económico del Ecuador va acompañado de mayor demanda energética. De tal forma que la demanda de energía primaria total de Ecuador creció en el 4,1 por ciento anual entre 1970 y 2008. Así, en cuarenta años, la demanda de energía se ha multiplicado por un factor de 4,7 pasando de 18,3 Mbep en 1970 a 86 Mbep en 2008. Castro compara Ecuador con América Latina y con el resto del mundo para el período 1980-2006, y señala que el país tuvo un crecimiento de la demanda de energía de 2,74 por ciento; mayor al promedio mundial (1,6 por ciento) y al de la región (2 por ciento). El auge económico de Ecuador ha estado acompañado de la explotación petrolera a través de la cual el Ecuador empezó la modernización de su economía y un mayor crecimiento económico y, a su vez se generó una creciente demanda de energía. Se analizó en el estudio la tasa de crecimiento del sector energético por décadas y los resultados fueron que la tasa de crecimiento mayor ocurrió en el período 1970-1980 siendo de 6,7 por ciento, periodo en el que empezó la modernización del país y el uso creciente de combustibles fósiles para transporte y cocción, favorecido por la política de subsidios a gasolina, diesel y gas. Entre 1980 y 1990 se registra el menor crecimiento de todas las décadas analizadas, 1,6 por ciento. Pero este crecimiento aumenta a 2,5 por ciento durante la década de 1990-2000; y en los últimos años (2000-2008) ha continuado a un ritmo mayor de 3,5 por ciento anual (ver figura 4) (OLADE, 2011 en Castro, Miguel. Hacia una Matriz Energética Diversificada en Ecuador, Quito, CEDA, noviembre 2011).
47
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Figura 1.4. Demanda de energía primaria total de Ecuador por fuente.
Fuente: OLADE, 2011.
Además Ecuador es un país con subsidios a combustibles fósiles, y tras el incremento mundial de precios del petróleo a partir del año 2002, Ecuador ha intentado mantener los precios bajos, lo que ha supuesto una mayor carga fiscal para el presupuesto nacional. Así, el País se propone que invertir en fuentes de energía renovable localmente disponibles (en regiones con potencial solar, eólico, geotérmico, hidroeléctrico). De esta forma Ecuador se ha unido a la tendencia mundial de transición energética que logrará mejorar la seguridad energética, entendida como una mejor disponibilidad de fuentes, precios más asequibles y mayor sostenibilidad ambiental. De tal forma que las fuentes de energía renovable locales pueden asegurar una oferta de energía más competitiva y confiable. El plan del buen vivir considera acertadamente que la energía es el flujo sanguíneo del sistema productivo, ante ello el gobierno de 48
Capítulo 1
Ecuador se ha planteado el fortalecimiento del stock energético nacional no renovable e incrementar la participación de la energía renovable en la matriz energética ecuatoriana, para de esta forma establecer una gestión adecuada de la demanda de energía, logrando la sostenibilidad y minimizando los riesgos en la producción y abastecimiento energético para la productividad sistémica. (Plan del buen vivir, 2009-2013, 2013-2017). En cuanto al uso de los hidrocarburos, un planteamiento importante a resolver en el diseño del país que se quiere ser en 25 o 50 años. Siempre será mejor exportar productos de mayor valor agregado que materias primas; es mejor propósito vender materias de valor agregado (petrolíferos, gasolinas, petroquímicos, etc.). Es necesario preservar las materias primas (gas y petróleo) que permiten generar una gran cantidad de insumos y que, por su naturaleza, tienen la capacidad de impactar a un amplio número de industrias. Y también se hace necesario identificar e implementar fuentes alternas para la generación de energía. Para llevar a cabo lo anterior se requiere de una política energética adecuada, para obtener la mezcla de generación de energía más acorde a cada región del país, manteniendo el propósito siempre de elevar la competitividad del país al generar energía más barata favoreciendo la sustentabilidad e impulsando la industria petroquímica que permita a su vez el desarrollo de la industria manufacturera asociada a ésta. Es importante por ello la búsqueda de alternativas para obtener la energía requerida partiendo de un principio económico que combina el criterio de eficiencia con la noción de generación de valor y el cuidado ambiental (Armenta, 2009). Cada región del país debería, aprovechando la geografía y las necesidades diferenciadas, privilegiar una forma de generación de energía acorde a su territorio. Una vez establecidas las metas de largo plazo se puede avanzar en la concreción del desarrollo de las fuentes de energía alternas. Mientras otros países del mundo tienen ya grandes proyectos y tecnología para las energías renovables, Ecuador está empezando a implementarlos desde hace pocos años, mediante la transferencia o importación de tecnología y atrayendo tanto inversiones como científicos especializados de otros países. 49
Julieta Evangelina Sánchez Cano
1.9. MATRIZ ENERGÉTICA DEL ECUADOR. BALANCE ENERGÉTICO NACIONAL 2014 (AÑO BASE 2013) Ecuador es considerado como un productor y exportador neto de materia prima procedente de los hidrocarburos para la generación de energía. No obstante en los últimos años está intentando diversificar su matriz energética con energía renovable. En cuanto a las energías renovables convencionales como la biomasa 8 y la hidráulica, así como las energías renovables no convencionales conformadas por la fotovoltaica y eólica, empiezan a tener participación en la matriz de energía primaria9. A la par Ecuador está llevando a cabo una planificación estratégica de su sector energético e implementando medidas de eficiencia energética. Para realizar el estudio del actual sector energético se debe de evaluar la oferta y demanda de energía en el Ecuador, y realizar un análisis comparativo de la evolución de las variables que componen al sector energético ecuatoriano; todo esto para analizar las tendencias de consumo y así poder planificar la optimización de recursos y proyectos. Además es necesaria la implementación de políticas para estabilizar el mercado, esto debido a que la demanda total de energía ha crecido de una manera precipitada en los últimos 10 años, sobrepasando a la oferta, lo que ha generado cuantiosas pérdidas económicas al país, y Ecuador no teniendo otra opción, elige el camino de la importación de electricidad y productos refinados de petróleo, entre otros. 8
Leña y bagazo: al 2013, se ha estimado la producción de caña de ingenios azucareros con un rendimiento del 33% para la obtención de bagazo. 9 Energía Primaria: Son las diferentes fuentes de energías en estado propio que se extraen de los recursos naturales, de manera directa, como en el caso de las energías hidráulica, geotérmica, eólica, solar, o mediante un proceso de prospección, exploración y explotación, como es el caso del petróleo y gas natural, o mediante recolección en el caso de la leña. En algunos casos, como el de la leña y energía no comerciales, la energía primaria puede ser consumida directamente sin mediar un proceso de transformación.
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Capítulo 1
Tabla 1.1. Oferta interna bruta (kBEP)10
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Fuente: Elaborado por Jessyn David Vera Pincay a partir de datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013).
Solo en el año 2013, la oferta total interna 12 de energía incremento en 4,4%, lo que significa un valor de 117,838 kBEP13, pero estas cifras no son del todo convencedoras, esto debido al aumento de las importaciones de energía, las cuales cubrieron el 38% de la oferta del país en el año 2013, y como resultado se visualiza la salida 10
En el caso de la oferta interna de energías secundarias (derivados de hidrocarburos y electricidad), no se incluye la producción, en virtual que, de acuerdo a la metodología, la oferta interna bruta nacional solo incluye fuentes primarias. La producción de fuentes secundarias es registrada dentro de los centros de transformación. 11 Incluye hidroenergía, leña y productos de caña. 12 Considera producción + importación – exportación ± variación de inventario – no aprovechado. 13 El barril equivalente de petróleo (BEP) es una unidad de energía equivalente, aproximadamente, a la energía liberada durante la quema de un barril (42 galones estadounidense) de petróleo crudo.
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de divisas tanto en la compra de energía eléctrica, como en refinados de combustibles y otros. Tabla 1.2. Generación de energía eléctrica (GWh).
Fuente: Elaborado por Steven Cedeño Chávez a partir de datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013).
Para la producción energética, se toman en cuenta dos principales factores: la producción de hidrocarburos y la producción eléctrica, que son estratégicos para el desarrollo de un país. Por eso la importancia de que un estado abastezca de electricidad constantemente a su nación; en el caso de Ecuador, solo en el año 2013, la generación eléctrica producida 14, incremento en 1.8%, lo que significó una producción de 23.923 GWh (14,8 millones de BEP). Para este mismo año, esta estructura era obtenida con fuentes procedentes de la hidroelectricidad con un 46,14% y la energía térmica con un 49,6%. Además, al final del año 2013 existía la importación de electricidad (2,8%), proveniente de Colombia. La generación con fuentes renova14
No incluye interconexión.
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Capítulo 1
bles no convencionales es un poco mayor al 1% de participación en la matriz eléctrica, debido al aporte de fuentes de biomasa, eólica y solar fotovoltaica (Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos, 2014). Tabla 1.3. Potencia efectiva Nacional (MW).
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Fuente: Elaborado por Jessyn David Vera Pincay a partir de datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013).
Mientras que la capacidad instalada total de generación fue de 5,103MW. Esta potencia efectiva consta de centrales eólicas que en el año 2012 fue de 2,4 MW y al año 2013 incrementó a 19,6 MW. De igual forma también consta de generación fotovoltaica, con una capacidad instalada que incrementó de 78 KW a 3,9 MW entre los años 2012 y 2013. Además para el 2013, las formas de generación eléctrica por hidroelectricidad contaron con una potencia instalada de 2.236,6 MW, y la térmica con una potencia instalada de 2.843,3 MW, siendo esta las más utilizadas en el país.
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Contempla también las empresas que generan con bagazo de caña. MCI: Motor de combustión interna.
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Figura 1.5. Potencia efectiva nacional.
Fuente: Elaborado por Steven Cedeño Chávez a partir de datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013).
Concerniente a la capacidad efectiva nacional, es decir la potencia instalada de plantas que alimentan al Sistema Nacional Interconectado (no interconexión), se alcanzó los 5.103 MW de potencia a finales del 2013. Aquella fue liderada por la generación térmica con un 56%, compuesto por sistemas turbogas (TG), motor de combustión interna (MCI) y turbovapor (TV), seguido por producción hidroeléctrica con 46,1%. Mientras que la eólica y fotovoltaica dieron un aporte de menos del 1% para las potencia efectiva nacional. Figura 1.6. Evolución del consumo de energía por fuentes 1970 – 2013.
Fuente: Datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos. 54
Capítulo 1
Al momento de analizar los datos sobre el consumo energético del país, se incluyen los flujos energéticos agrupados, según sectores socioeconómicos en que son consumidos, tanto como para el uso energético como no energético. El sector transporte es el más alto, en el 2013 se mantuvo igual a la del 2012, correspondiendo al 49% del total del consumo energético nacional, en el caso del sector industrial, su participación en el consumo fue de 18% con un incremento del 7.3% respecto al 2012. Para el sector residencial, el cual representa el 12% del consumo energético, se tuvo un decrecimiento respecto al 2012 del 1,3%. El consumo propio del sector energético corresponde al 13% en 2013. Los demás sectores, comercial, agrícola, construcción y otros representan el 10% del consumo energético, valor similar al año 2012 (Ibídem, 2014). Figura 1.7. Producción de energía segundaria por fuentes 1970 – 2013.
Fuente: Datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos. 55
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La producción de energía secundaria 17 ha crecido continuamente, de la cual el energético más producido en los centros de trasformación en los últimos años ha sido el fuel oil y que es utilizado en gran parte por la termoelectricidad, seguido por la electricidad generada en el país, después le siguen el diesel oil y las gasolinas. Sin embargo, la electricidad es la energía secundaria con mayor tendencia al crecimiento, esto por el constate crecimiento de la población y el desarrollo económico en el que está inmerso el Ecuador. Se prevé que la demanda eléctrica aumente con más velocidad en los próximos 5 años, debido a la culminación de proyectos entre los que constan el metro de Quito, el tranvía de Cuenca, y la implementación de cocinas de inducción en el sector residencial. Tabla 1.4. Consumo de electricidad por sector (GWh). 18
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20
Fuente: Elaborado por Jessyn David Vera Pincay a partir de datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013). 17
Energía Secundaria: Son las diferentes fuentes de energía producidas a partir de energías primarias o secundarias en los distintos centros de trasformación, para poder ser consumidas de acuerdo a las tecnologías empleadas en los sectores de consumo. Las formas de energía secundaria pueden resumirse en electricidad (producida de fuentes primarias o secundarias), gas licuado de petróleo (GLP), gasolinas, diesel, kerosene y combustibles jet, fuel oil y productos no energéticos por ejemplo asfaltos y lubricantes derivados del petróleo). 18 El consumo eléctrico del Trolebús para el año 2013, fue obtenido de la Empresa Eléctrica Quito. 19 Para el consumo industrial se incluye la energía generada no disponible para el servicio público y la energía entregada a grandes consumidores. 20 El sector comercial, servicios y administración pública, comprende la demanda de alumbrado público, comercial y otros.
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Capítulo 1
El consumo energético del país va aumentando cada vez más, y en el 2013 aumento un 5,4% con respecto al 2012. Además la enérgica eléctrica total entregada para servicio público es de 20.157 GWh del cual la mayor parte es destinada hacia el sector industrial con 8.360 GWh, seguido el sector comercial, servicios y administración pública con 6.167 GWh, y luego el residencial con 5.880 GWh. Figura 1.8. Consumo en los sectores económicos por tipo de fuente (Transporte, Industria, Residencial, Comercial).
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Fuente: Elaborado por Jessyn David Vera Pincay a partir de datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013).
El consumo por tipo de fuentes se concentra en diesel (31%), gasolinas (23%), electricidad (13%), gas licuado de petróleo (8%) y fuel oil (7%). Además la electricidad en transporte es casi inexistente y el único caso representativo en el país es el sistema de transporte publico trolebús de la ciudad de Quito. En la industria, el consumo predominante sigue siendo de diesel (41%) y también tiene importante participación la electricidad (29%) como el energético ideal para los procesos de fuerza. En el sector comercial el energético más consumido es la electricidad (97%) y en su mayoría sirve para iluminación, ya sea esta pública o privada. 58
Capítulo 1
Figura 1.9. Consumo porcentual de electricidad de los sectores económicos (Consumo por sector).
Fuente: Elaborado por Steven Cedeño Chávez a partir de datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013).
Los datos específicos sobre el consumo en los sectores económicos por su tipo de fuente, dan como resultado que la mayoría de la electricidad es consumida por la industria con un 40,9%, este hecho aumentara en los próximos años con el cambio de la matriz productiva que lleva a cabo el gobierno; como el segundo mayor consumidor de electricidad se encuentra el sector comercial con un 30,2%, luego por el residencial con el 28,8%, y finalmente el sector transporte con un 0,05% el cual se estima que aumente con la ejecución del metro de Quito. La demanda y oferta de la electricidad juega un papel socioeconómico importante en el país, y es el punto de partida para saber si Ecuador es autosuficiente eléctricamente. En la siguiente tabla se visualiza que en el año 2013 la oferta eléctrica fue de 23.892 GWh, siendo mayor que la demanda con 20.417 GWh. A simple vista se presume que el estado es autosuficiente en el campo eléctrico, pero no se ha tomado en cuenta las pérdidas eléctricas que ocurren en los sistemas de transmisión y distribución, dejando así en desventaja a la oferta frente a la demanda. Lo cierto es que en el 2013 la oferta creció con un 3.5%, mientras que la demanda aumento un 5.4% con respecto al 2012. 59
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Tabla 1.5. Oferta y demanda de electricidad21 (GWh). 22 23 24 25 26 27 28 29
Fuente: Elaborado por Jessyn David Vera Pincay a partir de datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013). 21
Para la construcción del Balance Energético se utilizó la información del balance eléctrico publicado por el CONELEC. 22 Electricidad generada bruta. 23 Importación de Perú y Colombia. 24 Exportación a Perú y Colombia. 25 Autoconsumos en generación para servicio público. 26 Pérdidas en transmisión y distribución (incluye pérdidas técnicas y no técnicas) 27 Considera un valor constante para el consumo eléctrico del Trolebús. El consumo eléctrico fue proporcionado por la Empresa Eléctrica Quito Para el año 2012. 28 Incluye la energía no disponible para servicio público y la energía entregada a grandes consumidores en subtransmisión. 29 Incluye alumbrado público, segmento comercial y otros.
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Capítulo 1
Tabla 1.6. Balance de energía eléctrica (GWh). 30
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Es la energía eléctrica generada por todo el parque generador del país (Incorporado y No Incorporado al Sistema Nacional Interconectado, para Servicio Público y No Público). 31 Corresponde a la energía utilizada internamente para procesos productivos y de explotación (es el total de la energía producida por la empresas autogeneradoras Andes Petro, Agip, OCP, Petrobas, Petroamazonas, Petroproducciòn, Repsol y SIPEC; y una parte de la energía generada por Agua y Gas Sillunchi, Ecoelectric, Ecudos, Ecoluz, EMAAP-Q, Lafarge, La Internacional, Molinos La Unión, Perlabí, San Carlos). 32 Es la energía utilizada por las empresas generadoras, autogeneradoras y distribuidoras con generación, para los procesos de generación de energía eléctrica que estará para el Servicio Público. 33 Considera todo el transporte de energía a nivel nacional. Incluye aquella que no es transportada por el Sistema Nacional de Transmisión (SNT). 34 A Holcim Gye se le entrego energía en el periodo sep/05 – ago/08 y a Interagua en el periodo dic/01 – ago/08. 35 Incluye clientes Regulados y No Regulados, excepto la energía exportada a Colombia y a la entregada a los grandes consumidores en subtransmisión (Holcim Gye – sep/05 – ago/08 e Interagua – dic/01 – ago/08).
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Tabla 1.6.
Fuente: Elaborado por Jessyn David Vera Pincay a partir de datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013).
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Capítulo 1
En el balance de energía eléctrica, manifiesta las cuantiosas pérdidas eléctricas que existen en el país, esto al notar que en el 2013 la energía bruta total a partir de la generación e importación de electricidad fue de 23.921 GWh, pero tan solo llegó un 17.070 GWh al consumidor final, dando a notar los altos valores de pérdida de electricidad en los sistemas de transmisión y distribución del Ecuador. Tabla 1.7. Generación de energía eléctrica por grupo de empresa (GWh).
Fuente: Elaborado por Jessyn David Vera Pincay a partir de datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013).
El estado ecuatoriano cuenta con varias empresas encargadas del sector eléctrico, como la conocida CELEC (Corporación Eléctrica del Ecuador) que se encarga mayoritariamente en la generación eléctrica, o CNEL (Corporación Nacional de Electricidad) quien se vincula más en el campo de distribución. Estas empresas junto con otras son las encargadas de la producción eléctrica del país, con una generación alcanzada del 23.923 GWh para el año 2013, la cual es liderada por CELEC con una producción de 16.241 GWh. La electricidad importada desde países vecinos por medio de la interconexión, alcanzó en el 2013 662 GWh, cifra que se pretende desaparecer con la puesta en marcha de proyectos eléctricos en el país. 63
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Tabla 1.8. Potencia efectiva nacional por grupo de empresas (MW).
Fuente: Elaborado por Jessyn David Vera Pincay a partir de datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013).
Sabiendo que Ecuador a finales del 2013 contaba con 5.103 MW de potencia efectiva, 40 MW más que en el 2012, se considera que la empresa CELEC fue la de mayor potencia instalada con 3.312 MW, seguida por la Empresa Eléctrica con 416 MW de potencia. Pero dentro de la tabla constando como Otros, las empresas como Hidropaute, anexas a las antes mencionadas, tienen instalado 1.359 MW de potencia. Figura 1.10. Combustibles para generación eléctrica.
Fuente: Datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013). 64
Capítulo 1
Como se ha mencionado en otras ocasiones, la generación eléctrica del Ecuador es liderada por la utilización de combustibles, ya sean estos fósiles o derivados de la biomasa, etc., la centrales térmicas son las mayores generadoras de electricidad en el país, por lo que el uso de combustibles es necesario para mantener el equilibrio eléctrico nacional. Entre los combustibles que más se usaron en el 2013 para la generación eléctrica tenemos al fuel oil con 8.434 kBEP, al gas natural con 4.380 kBEP, al diesel oil con 4.211 kBEP, además del petróleo (1.855 kBEP), bagazo de caña (1.093 kBEP), GLP (100 kBEP) y gasolinas (58 kBEP); que junto a otros residuos se utilizaron 20.912 kBEP para la generación de electricidad. En la contabilización energética se debe de estudiar cada uno de los centros de transformación del país, entrando así las refinerías, las centrales eléctricas, los autogeneradores, los centros de gas y destilerías. Es decir se analiza a la energía que ingresa a cada uno de los centros y a la energía resultante luego del proceso de transformación de la misma. Tabla 1.9. Consumo energético por fuente (unidades físicas).
Fuente: Elaborado por Jessyn David Vera Pincay a partir de datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013). 65
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Como fuentes necesarias para el desarrollo de un país, la electricidad es un factor primordial, por eso es necesario que se promuevan constantemente proyectos para aumentar la generación eléctrica. Y como muestra de aquello se refleja en los consumos energéticos de cada uno de los sectores socioeconómicos del país en los que constan el transporte, la industria, el sector residencial, comercial, entre otros. Por eso se realiza investigación de campo para presentar resultados de tipo estructural y conocer la composición en el consumo energético de cada uno de los sectores (Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional, 2014). Figura 1.11. Demanda de electricidad por provincias 2013.
Fuente: Datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos. 66
Capítulo 1
Tabla 1.10. 36Demanda de energía y potencia por provincia 2013.
Fuente: Elaborado por Jessyn David Vera Pincay a partir de datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013).
Con respecto a la potencia máxima alcanzada por cada provincia en el 2013; Guayas en líder con 1.236 MW de potencia, segundo Pichincha con 720 MW de potencia, tercero Manabí con 256 MW de potencia, y en cuarto lugar la provincia del Azuay con 142,6 36
Datos Estimados. Energía facturada a clientes finales.
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MW de potencia instalada. Con aquella potencia se logró facturar en el Ecuador 17.068 GWh, a más de la energía perdida con una cifra de 2.470 GWh (Ibídem, 2014). Tabla 1.11. Exportación por país de destino 2013.
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Fuente: Elaborado por Jessyn David Vera Pincay a partir de datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013).
Los resultados obtenidos de los flujos comerciales energéticos del Ecuador con los mercados internacionales se miden a través de las exportaciones e importaciones. Y el saldo final, muestra la posición comercial del país es decir, en caso de existir un superávit de energía (saldo positivo) se cataloga al país como exportador neto, mientras que si obtiene un déficit de energía (saldo negativo) el país será importador neto de energía. Ecuador exporto 29 GWh hacia países vecinos como Perú y Colombia en el 2013, pero se pretende aumentar esta cifra en los próximos 3 años. 37 38
Incluye Colombia. Incluye Colombia.
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Capítulo 1
Tabla 1.12. Importaciones por país de origen (kBEP).
Fuente: Elaborado por Steven Cedeño Chávez a partir de datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013).
En todo estudio estadístico, se debe de considerar a la oferta y la demanda, en este caso el de las fuentes energéticas. Es decir, se muestra cuantitativamente la cadena de flujos energéticos de fuentes primarias y secundarias. En este caso como el tema de estudio es la electricidad, cabe resaltar que Ecuador en el año 2013 importo en electricidad hasta 410 kBEP, manteniendo un déficit contra los 18 kBEP de exportación. Figura 1.12. Emisiones de GEI por actividad (%). Fuente: Elaborado por Jessyn David Vera Pincay a partir de datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013). 69
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Es necesario vincular al sector energético con el ambiental con el objetivo que promueva un desarrollo sostenible de los dos sectores, esto puede lograrse detonando las energías renovables como un impulsor tanto de la producción de energía como del cuidado medioambiental. Para el año 2013, las emisiones de gases de efecto invernadero ascendieron a 46,3 millones de toneladas de CO2 equivalente (45,9 millones de CO2, 0,16 de N2O y 0,2 de CH4). Por actividad, el transporte es el principal sector contaminante (45%), lo cual se relaciona directamente con su nivel de consumo de energía. El sector eléctrico (centrales eléctricas y autoproductores) es el segundo mayor emisor de contaminantes (19%) seguido por el sector industrial (13%), el consumo propio del sector energético (10%) y el sector residencial (8%). Tabla 1.13. Emisiones de GEI por actividad y contaminante (kt39 CO2 equivalentes).
Fuente: Elaborado por Jessyn David Vera Pincay a partir de datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013).
Para las estimaciones de la emisión de gases de efecto de invernadero del sector energético, los resultados se expresan en tonela-
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Mil toneladas.
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Capítulo 1
das de C02 equivalentes40. Obteniendo así que las emisiones de gases de efecto de invernadero (GEI)41 (dióxido de carbono – CO2, metano – CH4 y óxido nitroso N2O) incrementaron un 5,4% en el 2013. Estas representaron 46,3 millones de toneladas de CO2 equivalentes, de las cuales el transporte es el mayor generador de gases ocupando el 44% del total de emisiones. Los siguientes contribuyentes en emisiones son las centrales eléctricas y la industria con una participación del 13% y 12,6% respectivamente. Dentro de los indicadores del sector energético, se consideran como influyentes del mismo a la intensidad energética total y sectorial, a los consumos energéticos per cápita, entre otros. A continuación se especifica la relación del sector energético en el ámbito económico y se muestran resultados del Producto Interno Bruto (PIB) energético del país, además de la participación de ingresos energéticos en el presupuesto del Gobierno Central y de la balanza comercial petrolera. Se debe considerar un indicador importante es el consumo final de energía eléctrica per cápita ya que este registro un promedio de 1,320 kWh por habitante en el 2013. Tabla 1.14. Consumo de energía eléctrica per cápita.
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Fuente: Elaborado por Jessyn David Vera Pincay a partir de datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013). 40
Para transformar el CH4 y el CO2 equivalente se utiliza el índice GWP (potencial de calentamiento global por sus siglas en ingles). Este índice es una medida relativa de cuanto calor puede ser atrapado por un determinado gas de efecto invernadero, en comparación con un gas de referencia, por lo general CO2. El índice GWP utilizado para el CH4 es de 21 y para el N2O de 310. 41 Para los inventarios de gases de efecto de invernadero se utilizan las directrices del IPCC de 2006. 42 Incluye consumo propio.
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Tabla 1.15. Balance Energético Nacional 2013 (kBEP).
Fuente: Elaborado por Jessyn David Vera Pincay a partir de datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013). 72
Capítulo 1
Tabla 1.15.
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Fuente: Elaborado por Jessyn David Vera Pincay a partir de datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013). 74
Capítulo 1
En la matriz de consumo por tipo de fuentes, puede verse el predominio absoluto de los derivados de petróleo, que aun cuando la electricidad ha aumentado su participación, el diesel y las gasolinas son las principales fuentes de consumo en especial para el sector transporte. Es claramente visible como la matriz energética ecuatoriana ha sufrido cambios en los últimos 40 años. Y como resumen del análisis histórico se puede concluir sobre el predominio del petróleo en la oferta de energía, pero con una caída en el ritmo de producción en últimos años, gracias al aumento de la producción eléctrica. Figura 1.13. Cadena Energética Eléctrica 2013 (kBEP).
Fuente: Datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos. 75
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Tabla 1.16. Factores de Conversión y Emisión. Unidad Física 1 Barril de Petróleo 1 Barril de Gasolina 1 Barril de Diesel 1 Barril de GLP 1 Barril de Kerosene 103 m3 de Gas Natural 103 KWh de hidro/geoenergía 1 Tonelada de Leña 1 Barril de Alcohol 1 Tonelada de Bagazo 1 Tonelada de Jugo de Caña 1 Tonelada de Melaza
Unidad Energética = 1,0304 BEP = 0,8934 BEP = 1,0015 BEP = 0,6701 BEP = 0,9583 BEP = 5,9806 BEP = 0,6196 BEP = 2,5940 BEP = 0,5980 BEP = 1,3114 BEP = 0,4453 BEP = 1,2970 BEP
Fuente: Elaborado por Jessyn David Vera Pincay a partir de datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos (Balance Energético Nacional 2014 año base 2013).
Para una mejor interpretación de las tablas, es favorable tener en claro los unidades de los factores de conversión y emisión, y al querer tener un relación entre datos se recomienda despejar aquellas cifras a la unidad energética, barril equivalente de petróleo. En la figura que muestra el balance energético nacional del año 2014 con año base 2013, se puede apreciar los destinos que tiene cada factor energético en el Ecuador. Y cabe resaltar que la exportación energética es mayor a la importación por 107.478 kBEP, debido a que se toma en cuenta los productos petrolíferos, los cuales hace que se considere al país en un exportador neto de materia prima procedente de los hidrocarburos. La ley de la oferta y demanda es estable en el país, pero para lograr equilibrarla se deben gastar cuantiosos recursos económicos, esto por las divisas que se pierden al momento de importar recursos energéticos desde otros países. 76
Capítulo 1
Figura 1.14. Balance Energético Nacional 2014 (Año base 2013) (kBEP)
Fuente: Datos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos. 77
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Habiendo analizado el balance energético del Ecuador. Resaltamos que la relación entre desarrollo, energía y entorno plantea nuevos desafíos para la sostenibilidad en Ecuador y en el mundo, para lo cual las soluciones de primera mano se encuentran en los escenarios locales de gestión energética, tanto en los países en desarrollo como en los industrializados. Actualmente la alta volatilidad del precio de los combustibles fósiles acompañado por el deterioro medioambiental asociado al cambio climático, es un fenómeno que desafía a todos los modelos estadísticos de predicción global, así como también a las estrategias locales de mitigación planteadas para la reducción de emisiones contaminantes y cambios en el clima. Todo esto genera un incremento en la actividad científica dirigida a identificar y desarrollar fuentes de potencia eléctrica no contaminantes. (Rodríguez, 2010). Cuando se habla de sostenibilidad, normalmente dirigimos nuestra atención a aspectos ambientales, económicos, sociales o del desarrollo que anhelamos para asegurar el bienestar presente y de las futuras generaciones. Pero, en pocas ocasiones consideramos que es la energía el factor del que depende el funcionamiento de todo sistema natural o artificial y que su provisión y gestión es una prioridad intransferible, ya sea individual o colectiva, para la conservación ambiental tanto como de desarrollo socioeconómico y político. El sector energético ecuatoriano se encuentra en un punto de transición, ya que a pesar de todos los avances sobre gestión y sustentabilidad en materia energética, el sistema de oferta y demanda de energía del país no es sostenible, siendo todavía necesaria la consolidación de las energías renovables en la matriz energética nacional (López, 2010). El Estado ha implementado políticas sociales para promover el acceso, la redistribución y la eficiencia en el uso de la energía, a través de una serie de subsidios programados para fuentes renovables o para el consumo de combustibles fósiles. Pero, para la generación de energía a partir de fuentes renovables los incentivos lucen poco alentadores, sin que tampoco haya claridad sobre la culminación de proyectos en marcha de cualquier tipo de energías sostenibles, todo esto debido a la caída del precio del petróleo. 78
Capítulo 1
1.10. MARCO
REGULATORIO DE LA ENERGÍA EN
43
ECUA-
DOR
Ecuador es un país que cuenta con una gran biodiversidad y diversidad cultural llevándolo a ser uno de los principales países con una riqueza inmensa de especies, bosques y etnias a lo largo y ancho de todo el territorio nacional. De modo que al ser un Estado constitucional de derechos y justicia social, el Estado busca garantizar la preservación y existencia de los recursos naturales a través de los mecanismos constitucionales, de manera que sea posible seguir apreciando las riquezas que tiene el país. Lo polémico es que precisamente, algunas de estas áreas protegidas están ubicadas en los lugares estratégicos donde existen los más apetecidos yacimientos de petróleo y minería, sin embargo al estar en un Estado de derechos y justicia. El Estado busca cumplir con sus deberes constitucionales de manera que para lograrlo crea las instituciones comisionadas de regular y sancionar las actividades del sector público y privado dentro del sector energético cuyas actividades sean las de generar, trasformar y distribuir energía proveniente de recursos naturales renovables y no renovables que históricamente han influido en la vida política, social y económica del país. Es importante mencionar que la Constitución política de Ecuador del año 1996, tenía vacíos legales que daban margen a que muchas injusticias se cometieran dentro del Estado de Derecho, dado a la incertidumbre que prevalecía en el sistema político y a la carencia extensa de elementos fundamentales dentro de los deberes del Estado. El país inicio un intenso proceso legislativo de reformas políticas y económicas, mismas que fueron aprobadas en enero del 2007 para su entrada en vigor. Es de gran interés saber que al día de hoy, ya se cuenta con una nueva constitución (2008) con un esquema de derechos fundamentales y obligaciones ya establecidos, más clara y precisa, en lo que corresponde a la 43
Se agradece la aportación del Lic. Víctor Manuel Flores Martínez en la parte del Marco regulatorio de esta publicación.
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regulación y preservación no solo de sus recursos naturales, sino que también reconoce y garantiza los derechos de las personas como a tener acceso a una vida digna, salud, al agua potable, trabajo, a un ambiente sano y demás derechos que al día hoy ya se contemplan en la constitución. (Constitución de la Republica de Ecuador, 1996) y (Constitución de la Republica de Ecuador, 2008). Sin embargo es importante señalar que la Constitución política de Ecuador ha superado con creces a otras constituciones de Latinoamérica, ya que consagra los derechos a la naturaleza como sujetos de derecho, ya que a su vez son de vital importancia para la vida y por ende la sobrevivencia de la especie humana. Por otra parte al ser una constitución nueva no es suficiente el contemplarlo, sino que aún hace falta jurisprudencia para la aplicación de la mima ley y demás disposiciones reglamentarias para tener una mayor aproximación a la verdadera justicia. (Ibídem, 2008). Al realizar el estudio del marco jurídico-legal e institucional de las energías renovables en el Ecuador, es indispensable hacer mención de la política nacional por el cual se rigen estas fuentes de energía alternativas, es decir las leyes, reglamentos y otras disposiciones reglamentarias que existen ala actualidad e identificar que disposiciones y sanciones que se contemplan para ejecutar los proyectos para la creación, transformación y distribución de las energías renovables así como determinar si es viable el marco jurídico regulatorio con que se cuenta y si hay otras disposiciones que se deben tomar en cuenta, así como también resaltar los avances obtenidos por las reformas y como han participado en el desarrollo sustentable del país. De tal forma es importante realizar el análisis jurídico secuencial de la siguiente manera; Primero al situar su regulación y efectos jurídicos, en primera instancia encontramos la Constitución de la República de Ecuador, 2008 (vigente), la cual hace mención en sus primeros artículos, el primero, tercero, cuarto, catorceavo, quinceavo y demás referentes a los derechos y obligaciones del estado en cuanto a dominio, y administración de sus recursos naturales. En los cuales se establece el desarrollo y la protección sostenible, inalienable e intangible de sus recursos naturales y que de la siguiente forma se describen: 80
Capítulo 1
Entendiéndose por sostenible, todo aquel desarrollo económico y social que tiene lugar sin detrimento del medio ambiente ni de los recursos naturales de los cuales dependen las actividades humanas y el desarrollo, del presente y del futuro. Inalienable: hace referencia a algo que no se puede enajenar, es decir cuyo dominio no se puede pasar o transmitir. Lo inalienable por lo tanto, no puede venderse o cederse de manera legal, ya que se pudiera contraponer a las disposiciones constituciones y ser violatorio de derechos constitucionales. Intangible: es aquello que por su naturaleza no puede ser modificado ni alterado de su estado natural, considerando la protección de la naturaleza como un bien que no se puede tocar, separar o modificar su estado original (Declaración de Estocolmo sobre el Medio Ambiente Humano, adopción en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente Humano, 16 de junio de 1972). Es de resaltar la gran importancia de contar con un marco jurídico que permita y fomente el aprovechamiento de los recursos naturales para producir energía de forma sustentable y sostenible a través de su ciclo natural como es la del sol, el aire, los océanos, entre otras. De manera que se puedan crear fuentes de energía alternativas que respeten y protejan los ecosistemas y los derechos ancestrales de la naturaleza, y también ayuden a disminuir la emisión de gases causantes del efecto invernadero, de tal manera que se logre de forma eficiente la sustentabilidad y desarrollo de la energía en el país. Sin embargo, también debe observarse que los recursos no renovables deben emplearse de forma que se evite el peligro de su futuro agotamiento y se asegure que toda la población comparta los beneficios de tal empleo así como debe ponerse fin a la descarga de sustancias tóxicas o de otras materias en cantidades o concentraciones que el medio ambiente no puede neutralizarlas por sí mismo, para que no se causen daños graves o irreparables a los ecosistemas (Ibídem, 1972).44 También es indispensable la tarea de realizar una labor de educación ambiental y transmitir enseñanza sobre la prevención, cuidado y rehabilitación del medioambiente dirigida tanto a las generaciones jóve44
Resaltado por el Investigador.
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nes como a los adultos y que se preste la debida atención al sector de población menos privilegiada, para ampliar las bases de una opinión pública bien informada. Es también importante que los medios de comunicación eviten contribuir al deterioro del medio ambiente humano y difundan, información de carácter educativo que apoye a crear conciencia sobre la necesidad de proteger y mejorar los recursos naturales y los ecosistemas, las especies animales y vegetales. Es importante la labor que ha realizado el Estado Ecuatoriano al aprobar las actuales legislaciones, ya que con esto busca garantizar los deberes constitucionales mediante el desarrollo sustentable a corto, mediano y largo plazo, a fin de que las generaciones presentes y futuras puedan desarrollarse en un ambiente sano y armonioso. De esta manera la ley de gestión ambiental, señala la responsabilidad y sanciones así como el grado de participación del sector público y privado. Ecuador al ser integrante del protocolo Kioto, se inserta dentro de los países que se comprometen a reducir la emisión de gases causantes del efecto invernadero, ya que dentro de los principios más importantes del protocolo Kioto está la responsabilidad común que constituye un principio dentro del derecho internacional del medio ambiente. De tal forma le corresponde a la Comisión ambiental controlar que todos los integrantes cumplan con sus obligaciones y sean responsables ante el impacto ambiental que existe, sin embargo también es importante mencionar que existe problema para la aplicación de la normativa debido a la extensa duración para los procedimientos de implementación, a la ineficacia y falta de las sanciones. Es de resaltar que no solo hace falta que se propongan proyectos, sino que estos proyectos vengan a la par con la autorización y el sustento de las leyes que regulan el sector energético, de la misma manera tampoco sería posible si se creara una norma sin los conocimientos previos, especialmente los que provienen de las ciencias naturales, de ahí que el derecho ambiental busque regular las relaciones entre la sociedad y la naturaleza. Uno de sus objetivos es incitar el uso razonable de los recursos naturales para crear fuentes de energía renovables (Páez, 2012).
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Capítulo 1
Figura 1.15. Marco Regulatorio para la producción de energía y cuidado de los recursos naturales.
Fuente: Elaboración Víctor Manuel Flores Martínez con datos de Ministerio del Ambiente (2014). 83
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Por consiguiente al encontrar los ordenamientos constitucionales, leyes y reglamentos que regulan las fuentes de energía incluida la energía renovable en el Ecuador, y que dichos ordenamientos se regirán bajo una jerarquía, para su aplicación se someterán en orden superior a inferior, de esta manera tenemos a la Constitución de la República Ecuatoriana como norma suprema, para que de estas fuentes de energía se obtenga un mejor aprovechamiento y prevenir la utilización inmoderada de los recursos naturales, en segundo orden tenemos los tratados internacionales y en tercer orden las leyes y regulaciones (Figura 1). Para ello es trascendental que se establezcan formas de gobernanza jurídica en todo el mundo a favor de reformas constitucionales para iniciar un cambio global a favor de los derechos de la naturaleza, lo que favorecería el desarrollo sustentable y sostenible sin comprometer los recursos que beneficiaran a las generaciones futuras del planeta. De tal forma podemos resaltar la importancia del análisis constitucional principalmente, para valorar los avances y el ámbito de validez, así como de su aplicación transcribiéndose en: Art. 1.- El Ecuador es un Estado constitucional de derechos y justicia, social, democrático, soberano, independiente, unitario, intercultural, plurinacional y laico. Se organiza en forma de república y se gobierna de manera descentralizada 45. La soberanía radica en el pueblo, cuya voluntad es el fundamento de la autoridad, y se ejerce a través de los órganos del poder público y de las formas de participación directa previstas en la Constitución. Los recursos naturales no renovables del territorio del Estado pertenecen a su patrimonio inalienable, irrenunciable e imprescriptible. (Constitución de la República del Ecuador, 2008)46. Para saber o entender de una mejor forma a lo que se refiere la constitución ecuatoriana al establecer que los recursos naturales pertenecen a su patrimonio imprescriptible, al establecer a la prescripción como un instituto jurídico por el cual el transcurso del tiem45
El artículo primero tiene las siguientes concordancias: Con el CODIGO CIVIL (LIBRO II), con los Arts. 605, 606, 607, 609, 610 46 Resaltado por el Investigador.
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po produce el efecto de consolidar las situaciones de hecho, permitiendo la extinción de los derechos o la adquisición de las cosas ajenas, el estado normaliza la regulación y al contextualizar imprescriptible. De modo que los recursos naturales del estado no se podrán adquirir o prescribir por el transcurso de tiempo ya sea para su posesión, accesión, o dominio. Queremos resaltar los avances constitucionales del Ecuador ya que en las anteriores constituciones del país no se consagraban a los recursos naturales como sujetos de derecho, dando pie a que muchas anomalías se manifestaran tales como la explotación inmoderada de la materia prima, principalmente en la extracción y transportación de Petróleo ya que no se contaba con un ordenamiento que sancionara al capital privado y que si lo estaba era con una sanción inequitativa en relación al daño que causaban al medioambiente las empresas de inversión privada, es por ello que al día de hoy se establece como patrimonio inalienable e imprescriptible del país. Esto es que el estado busca garantizar los recursos naturales y la biodiversidad, siendo Ecuador uno de los países más biodiversos del planeta, y por ello el estado Ecuatoriano menciona en la constitución (2008) en el artículo noventa y tres sus deberes respecto del cuidado y preservación de la naturaleza de manera racional, sustentable e intangible, así como las diferentes comunidades o grupos de etnias existentes. Entendiendo por racional: como un concepto incluido en la política general de gestión de los recursos naturales renovables y asociado a un desarrollo sustentable y sostenible que debe permitir el aprovechamiento de los recursos. La sustentabilidad es un término que se puede utilizar en diferentes contextos, pero en general se refiere a la cualidad de poderse mantener por sí mismo, sin ayuda exterior y sin agotar los recursos disponibles. En el contexto económico y social, la sustentabilidad se define como la habilidad de las actuales generaciones para satisfacer sus necesidades sin perjudicar a las futuras generaciones (Towsend, 2008) el concepto de desarrollo sostenible fue formalizado por primera vez en el documento conocido como Informe Brundtland, Nuestro Futuro Común (1987), el cual fue resultado de los trabajos realizados por la Comisión Mundial de Medio Ambiente y Desarrollo 85
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de Naciones Unidas, Comisión que fue constituida en 1983. Sustentable será lo superestructural de ese mismo sistema, lo que requiere que se lo esté alimentando, proporcionándole los medios de sobrevivencia y de persistencia, a fin de que pueda extender su acción, no sólo en su ámbito (espacio) sino también en el tiempo. Sostenible se refiere al aspecto endoestructural del sistema de que se trate, lo que ha de permanecer firmemente establecido, asentado, fijo, inalterable, inamovible. Al referirnos al manejo, cuidado y preservación racional es de óptima importancia definirlo: como el uso consiente sabiendo las consecuencias jurídicas y ambientales que se pueden suscitar con motivo del aprovechamiento y manipulación de los recursos naturales. Art. 3.- Son deberes primordiales del Estado: 1. Garantizar sin discriminación alguna el efectivo goce de los derechos establecidos en la Constitución y en los instrumentos internacionales, en particular la educación, la salud, la alimentación, la seguridad social y el agua para sus habitantes. 2. Garantizar y defender la soberanía nacional. 3. Fortalecer la unidad nacional en la diversidad. 4. Garantizar la ética laica como sustento del quehacer público y el ordenamiento jurídico. 5. Planificar el desarrollo nacional, erradicar la pobreza, promover el desarrollo sustentable y la redistribución equitativa de los recursos y la riqueza, para acceder al buen vivir. 6. Promover el desarrollo equitativo y solidario de todo el territorio, mediante el fortalecimiento del proceso de autonomías y descentralización. 7. Proteger el patrimonio natural y cultural del país. 8. Garantizar a sus habitantes el derecho a una cultura de paz, a la seguridad integral y a vivir en una sociedad democrática y libre de corrupción. 86
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Art. 4.- El territorio del Ecuador constituye una unidad geográfica e histórica de dimensiones naturales, sociales y culturales, legado de nuestros antepasados y pueblos ancestrales. Este territorio comprende el espacio continental y marítimo, las islas adyacentes, el mar territorial, el Archipiélago de Galápagos, el suelo, la plataforma submarina, el subsuelo y el espacio supra yacente continental, insular y marítimo. Sus límites son los determinados por los tratados vigentes. El territorio del Ecuador es inalienable, irreductible e inviolable. Nadie atentará contra la unidad territorial ni fomentará la secesión. La capital del Ecuador es Quito. El Estado ecuatoriano ejercerá derechos sobre los segmentos correspondientes de la órbita sincrónica geoestacionaria, los espacios marítimos y la Antártida (Constitución de la Republica de Ecuador, 2008)47. Art. 14.- Se reconoce el derecho de la población a vivir en un ambiente sano y ecológicamente equilibrado, que garantice la sostenibilidad y el buen vivir, sumak kawsay. Se declara de interés público la preservación del ambiente, la conservación de los ecosistemas, la biodiversidad y la integridad del patrimonio genético del país, la prevención del daño ambiental y la recuperación de los espacios naturales degradados48. Art. 15.- El Estado promoverá, en el sector público y privado, el uso de tecnologías ambientalmente limpias y de energías alternativas no contaminantes y de bajo impacto. La soberanía energética no se alcanzará en detrimento de la soberanía alimentaria, ni afectará el derecho al agua. Se prohíbe el desarrollo, producción, tenencia, comercialización, importación, transporte, almacenamiento y uso de armas químicas, biológicas y nucleares, de contaminantes orgánicos persistentes altamente tóxicos, agroquímicos internacionalmente prohibidos, y las tecnologías y agentes biológicos experimentales nocivos y organismos genéticamente modificados perjudiciales para la salud humana o que atenten contra la soberanía alimentaria o los 47 48
Concordancias: Código Civil (Libro II), Arts. 606, 609. Este Artículo Tiene Concordancias Con El Código Penal, Arts. 437, 437, Así Como El Código De La Niñez Y Adolescencia, Arts. 32 Y La Ley Orgánica De Transporte Terrestre Transito Y Seguridad Vial, Arts. 80, 139, 185, 211.
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ecosistemas, así como la introducción de residuos nucleares y desechos tóxicos al territorio nacional (Constitución de la República Del Ecuador, 2008: 13)49. Este artículo es uno de los más trascendentales que competen a la producción de energía cuidando los derechos de soberanía alimentaria. Art. 313.- El Estado se reserva el derecho de administrar, regular, controlar y gestionar los sectores estratégicos, de conformidad con los principios de sostenibilidad ambiental, precaución, prevención y eficiencia. Los sectores estratégicos, de decisión y control exclusivo del Estado, son aquellos que por su trascendencia y magnitud tienen decisiva influencia económica, social, política o ambiental, y deberán orientarse al pleno desarrollo de los derechos y al interés social. Se consideran sectores estratégicos la energía en todas sus formas, las telecomunicaciones, los recursos naturales no renovables, el transporte y la refinación de hidrocarburos, la biodiversidad y el patrimonio genético, el espectro radioeléctrico, el agua, y los demás que determine la ley50. Art. 317.- Los recursos naturales no renovables pertenecen al patrimonio inalienable e imprescriptible del Estado. En su gestión, el Estado priorizará la responsabilidad intergeneracional, la conservación de la naturaleza, el cobro de regalías u otras contribuciones no tributarias y de participaciones empresariales; y minimizará los impactos negativos de carácter ambiental, cultural, social y económico. El Art. 397 Núm. 4 de la Constitución (2008) dispone que para garantizar el derecho de la población a vivir en un ambiente y ecológicamente equilibrado, el estado de comprometer a “Asegurar la intangibilidad de las áreas naturales protegidas, de tal forma que se garantice la conservación de la biodiversidad y el mantenimiento de las funciones ecológicas de los ecosistemas. El manejo y administra49
Este artículo tiene Concordancias con la Ley Orgánica De Transporte Terrestre Transito Y Seguridad Vial, Arts. 88, 185, 211, El Código Penal, Arts. 437, La Ley Sobre Armas, Municiones, Explosivos Y Accesorios, Arts. 4, 5 Y La Ley De Propiedad Intelectual, Codificación, Arts. 376. 50 Nota: Por Resolución No. 1 de la Corte Constitucional, publicada en el Registro Oficial Suplemento
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ción de las áreas naturales protegidas estará a cargo del Estado”. Art. 404.- El patrimonio natural del Ecuador único e invaluable comprende, entre otras, las formaciones físicas, biológicas y geológicas cuyo valor desde el punto de vista ambiental, científico, cultural o paisajístico exige su protección, conservación, recuperación y promoción. Su gestión se sujetará a los principios y garantías consagrados en la Constitución y se llevará a cabo de acuerdo al ordenamiento territorial y una zonificación ecológica, de acuerdo con la ley. Art. 406.- El Estado regulará la conservación, manejo y uso sustentable, recuperación, y limitaciones de dominio de los ecosistemas frágiles y amenazados; entre otros, los páramos, humedales, bosques nublados, bosques tropicales secos y húmedos y manglares, ecosistemas marinos y marinos-costeros. Art. 407.- Se prohíbe la actividad extractiva de recursos no renovables en las áreas protegidas y en zonas declaradas como intangibles, incluida la explotación forestal. Excepcionalmente dichos recursos se podrán explotar a petición fundamentada de la Presidencia de la República y previa declaratoria de interés nacional por parte de la Asamblea Nacional, que, de estimarlo conveniente, podrá convocar a consulta popular. Art. 408.- Son de propiedad inalienable, imprescriptible e inembargable del Estado los recursos naturales no renovables y, en general, los productos del subsuelo, yacimientos minerales y de hidrocarburos, substancias cuya naturaleza sea distinta de la del suelo, incluso los que se encuentren en las áreas cubiertas por las aguas del mar territorial y las zonas marítimas; así como la biodiversidad y su patrimonio genético y el espectro radioeléctrico. Estos bienes sólo podrán ser explotados en estricto cumplimiento de los principios ambientales establecidos en la constitución. El Estado participará en los beneficios del aprovechamiento de estos recursos, en un monto que no será inferior a los de la empresa que los explota. El Estado garantizará que los mecanismos de producción, consumo y uso de los recursos naturales y la energía preserven y recuperen los ciclos naturales y permitan condiciones de vida con dignidad. Art. 413.- El Estado promoverá la eficiencia energética, el 89
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desarrollo y uso de prácticas y tecnologías ambientalmente limpias y sanas, así como de energías renovables, diversificadas, de bajo impacto y que no pongan en riesgo la soberanía alimentaria, el equilibrio ecológico de los ecosistemas ni el derecho al agua. Art. 414.- El Estado adoptará medidas adecuadas y transversales para la mitigación del cambio climático, mediante la limitación de las emisiones de gases de efecto invernadero, de la deforestación y de la contaminación atmosférica; tomará medidas para la conservación de los bosques y la vegetación, y protegerá a la población en riesgo51. Al realizar la transcripción de los artículos que hacen mención de los aspectos fundamentales respecto de la propiedad, dominio y manejo de los bienes muebles e inmuebles, nos percatamos que, el estado es el que tiene el control absoluto de todos sus recursos naturales, de la misma manera el estado se ve en la obligación de satisfacer la demanda de energía del país, por lo cual tiene la necesidad de diversificar su matriz energética esto con el fin de hacerla más productiva y menos dependiente de los hidrocarburos. El estado al tener la autoridad de administrar sus recursos, es también quien otorga los permisos y concesiones para el aprovechamiento de los recursos naturales. En la situación de los hidrocarburos el Estado otorga por motivos exclusivos, uno, cuando sea necesario y adecuado para satisfacer el interés público, colectivo o general y segundo, cuando la demanda del servicio no pueda ser cubierta por empresas públicas para obtener los recursos que no se encuentren a su alcance, podrá involucrar al sector privado nacional o extranjero, previo cumplimiento de las normas oficiales. De la misma manera limita las actividades a los beneficiarios de dichas concesiones, solo dejando abierta la posibilidad de ciertas actividades como las de generación, transmisión, distribución y comercialización, de los yacimientos, el estado tendrá en todo momento la propiedad de los yacimientos que sean descubiertos. (Ley del Régimen del Sector Eléctrico, 2011). 51
Este artículo tiene concordancias con la Ley Orgánica De Transporte Terrestre Transito Y Seguridad Vial, Arts. 204 (Constitución De La Republica Del Ecuador, 2008:124)
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De la misma manera el Estado crea las instituciones encargadas de realizar todos y cada uno de los proyectos que sean de utilidad para la generación de energía, en la ley del sector eléctrico se establece al Consejo nacional de Electricidad; el cual tiene por objetivo el evaluar y realizar los proyectos para la ejecución de obras de electrificación, dicha institución cuenta con personalidad jurídica, patrimonio y financiamiento propios. Lo cual la lleva a hacer la institución más importante dentro del ramo energético, ya que de aquí se desprende todo lo que corresponde a los reglamentos, autorizaciones de proyectos, otorgar licitaciones, concesiones, figar precios y tarifas, realizar reglamentos, presentar informes, un sinfín de actividades, técnicas, científicas, jurídicas, económicas, en las cuales desde el punto de vista analítico jurídico, son exageradas y por ende hacen una maquina burocrática para dicha institución, a la cual se le otorga una amplia gama de facultades las cuales para un mejor rendimiento de cuentas y transparencia deberían ser fraccionadas a comisiones especializadas en la materia, para lograr una mayor fluidez y organización en el proceso de aprobación y ejecución de proyectos que beneficien a la industria energética. (Ley del Régimen del Sector Eléctrico, 2011). Aun bien sabiendo que la ley de regulación establece el órgano facultado para realizar una serie excesiva de actividades, de la misma manera se establecen reglamentos, los cuales tienen como finalidad supervisar y publicar lo que la ley permite y las multas o amonestaciones que serán aplicables en caso de el incumplimiento del mismo. Es por ello que el reglamento es muy específico en lo relacionado con la generación, transmisión, y distribución de energía, no obstante existen también los reglamentos para quienes dañen el medio ambiente derivado de alguna actividad de manera directa o indirecta. Así como también se establece los mecanismos para la importación y exportación de energía, esto es esencialmente para el mercado mayorista, una serie de reglamentos y regulaciones que sin duda nos llevan a conocer el sistema eléctrico ecuatoriano, así como la importancia del nuevo modelo legal que viene a fortalecer desde los diferentes sectores de la población, dando así a el país Ecuatoriano una mayor oportunidad tanto para su economía, como para su 91
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sistema político, no dando marguen a al beneficio ajeno, ecuador se sitúa dentro del margen legal, mirando hacia un futuro energético. (Consejo Nacional de Electricidad).
1.11. ENERGÍA PROVENIENTE DE LAS ENERGÍAS ALTERNATIVAS EN ECUADOR Ecuador es un país que cuenta con un potencial importante de energéticos de origen fósil, no obstante también entró en la carrera mundial por la producción de energías renovables para la diversificación de su matriz energética y se comprometió a limitar la emisión de gases contaminantes cuando firmó el Protocolo de Kioto. La diversificación de la matriz energética ecuatoriana le permitirá mejores estrategias para una mayor eficiencia energética. Además, de que las energías renovables pueden ser parte integral de los sistemas de energía en los centros urbanos y también pueden proveer servicios de energía en regiones marginadas. Para lograr los dos objetivos, por un lado, es fundamental reducir la dependencia del petróleo cómo principal energético, y por otro, modificar la matriz energética. En Ecuador, se ha considerado el aprovechamiento de las diversas formas de energía renovable, entre ellas, la energía solar, la energía eólica, hidráulica y las diversas formas de biomasa, resaltando que actualmente el avance tecnológico y la madurez de las energías renovables han logrado que aumente su eficiencia y rentabilidad. Las tendencias presentes hacia las renovables nos permiten adelantar que los mercados serán radicalmente diferentes de los existentes a finales de este siglo XXI, cuando apenas se iniciaba la gran transformación del sector. Los cambios tecnológicos que hicieron posible la revolución en el mercado de electricidad y su convergencia con el mercado de gas natural, así como las respuestas a las preocupaciones con el medio ambiente y el calentamiento global permiten vislumbrar que ya no se tendrán mercados individuales de combustibles sino muchos tipos de mercados atendiendo diversas necesidades de los consumidores en ámbitos diferentes y con diversa escala. A su vez, cada tipo de negocio demandará soluciones financieras apropia92
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das a sus condiciones particulares. Las oportunidades de desarrollo y de negocios desatadas por esta revolución energética son inmensas pero también lo son los retos que el sector enfrenta para convertirlas en realidad y para asegurar su sostenibilidad (Vives y Millán, 1999). Ecuador tiene una geografía diversa, lo que le permite posibilidades de generación de energía congruentes con la dotación de recursos de cada región del país. Además, la acelerada evolución tecnológica, da la factibilidad de generación de energía partiendo de plantas de menor tamaño e inversión; por lo que hoy en día es deseable la combinación de inversión privada, en conjunto con la pública, para la generación de energía empleando fuentes renovables. Se hace indispensable el diseño de una política energética que considere estos factores y ponga en el centro de la atención las necesidades de energía que el país requerirá en el futuro próximo bajo una estrategia que resulte conveniente en la que se impulse el valor agregado de los hidrocarburos por una parte y el uso y desarrollo de fuentes renovables de energía por el otro. Igualmente, se deben tomar las medidas adecuadas que favorezcan el desarrollo del sector energético ecuatoriano congruente con un mayor impulso a las actividades industriales de alto valor agregado (Armenta, 2009). Ecuador está efectuando una planificación de corto mediano y largo plazo con cambios profundos en su política energética que permita alcanzar objetivos de soberanía energética, uso eficiente de la energía, reducción de impactos al medio ambiente, así como un adecuado proceso de socialización con la comunidad. Principalmente para la diversificación de su matriz energética, una de estas estrategias es la adopción de mecanismos alternativos de generación energética y de aprovechamiento eficiente de la energía ante el crecimiento continuo de la demanda de energía en el país. El país tiene considerables recursos naturales y que además está apostando por un proyecto estratégico con energías renovables aprovechando sus recursos para generar energía renovable (hidráulica, solar, eólica, biogás, biocombustibles) y con ello lograr el cambio de su matriz energética en el sector de electricidad. Para lograr esto ha planeado proyectos estratégicos de energías renovables conside93
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rando con ello pasar del 63 por ciento de penetración renovable en el año 2012, al 94 por ciento en el año 2016, con la entrada en operación de 9 proyectos emblemáticos (8 grandes centrales hidroeléctricas, más la participación de proyectos de energía renovable no convencional (Ministerio de Electricidad y Energía renovable, 2012). La modificación de la matriz energética que está llevando a cabo Ecuador a nivel Nacional puede convertirse en uno de los principales instrumentos jurídicos para detonar el mercado de energías renovables, promover el crecimiento económico, generar empleos verdes, garantizar la seguridad energética y trazar efectivamente la ruta hacia la mitigación del calentamiento global. No obstante, el crecimiento exponencial que ha tenido la inversión en renovables en los últimos seis años (más del 600% con respecto a 2004) puede explicarse por un hecho muy simple: allí donde se adoptan políticas de apoyo a las energías renovables, las inversiones llegan solas. Resulta por lo tanto necesario buscar nuevas alternativas para promover el uso de las fuentes renovables y la eficiencia en el uso final sin sacrificar las ventajas que ofrecen los mercados competitivos (Greenpeace, 2011). En todo el Ecuador, cada región tiene características y potencialidades para insertarse en la producción de energía renovable de acuerdo a su situación geográfica. Actualmente en la provincia de Manabí, la forma de generación eléctrica que lleva la delantera es la termoelectricidad, esto se refleja en la falta de ejecución de proyectos con principios de generación a través energías renovables y la culminación de nuevas centrales térmicas para la provincia. En los tres últimos años se han puesto en operación dos termoeléctricas, una es la central de Jaramijo con una con una potencia efectiva de 140 MW, y otra la central Manta II con 20.4 MW de potencia instalada (CELEC.EP, 2015). Sin embargo, estas nuevas centrales no convencen del todo a los habitantes de la provincia, esto por su alto grado de contaminación, y existen denuncias de que estas últimas son fuente de frecuentes enfermedades respiratorias por parte de los habitantes aledaños en donde se encuentran en operación las centrales termoeléctricas (GAD Manta, 2014). Ante esta situación y la falta de proyectos de energías renovables en la provincia de Manabí y de Manta; 94
Capítulo 1
en esta investigación analizamos las diferentes formas de energía renovable en las que se inserta Ecuador, su situación presente y futura. Analizamos el caso de Manta Manabí, sus potencialidades para insertarse en la diversificación de la matriz energética a través de la producción de energía renovable que serán expuestas a lo largo de esta investigación en los capítulos siguientes. Figura 1.16. Mapa del Ecuador, en el que se observa el área de Manabí y Manta
La ciudad de Manta es una de la ciudades más importantes de Ecuador, está localizada en la provincia de Manabí, está asentada en una bahía (Véase mapa) y es una cuidad importante de Ecuador en la costa del océano pacífico. Tiene un enorme potencial de desarrollo económico tanto como puerto comercial, pesquero, como por su potencial turístico. Ante ello, la provisión de servicios de energía es 95
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importante para el desarrollo y el crecimiento económico de Manta que es una ciudad con un desarrollo económico creciente. Ello conlleva a decir que se necesitan y se necesitarán grandes cantidades de energía para que Manta continúe desarrollándose económicamente y de tal forma haga una mayor contribución a la economía y al desarrollo ecuatoriano. Por tales motivos este estudio analiza tanto de la situación energética actual así como de la potencial contribución de Manabí y de Manta al sector energético ecuatoriano. Ya que observamos que Manta tiene potencial para insertarse en la diversificación de la matriz energética ecuatoriana con la participación de energía renovable. Por tal motivo este estudio contribuye a generar conocimiento sobre las características que pueden ser aprovechadas para la generación de energía alternativa en Manta. Para ello se ha elaborado un diagnóstico del sector energético del país desde el petróleo a las energías renovables, para analizar la matriz energética, para ver los avances en estos sectores que son muy dinámicos y aportaremos conocimiento que apoye a hacer propuestas para la implementación de energías renovables en la ciudad de Manta, Ecuador.
1.12. CONCLUSIONES 1.- Ecuador es un país productor de petróleo e hidrocarburos que contribuye a la oferta en sector energético mundial. No obstante también se están generando políticas para la diversificación de la matriz energética, por cuestiones de sostenibilidad ambiental del uso de la energía a escala nacional y local. Ante ello Ecuador busca la diversificación de su matriz energética que contribuya a la obtención de su seguridad energética como país, y ello tiene que ver directamente con la disposición adecuada de energía suficiente para su crecimiento económico. 2.- Los países con alto crecimiento como Ecuador tienen que elevar sus niveles de producción de energía para que esto contribuya a un mejor desarrollo económico sin dificultades. La producción de energía con energías renovables está cada vez más desarrollada gracias a las mejoras tecnológicas. Existen alrededor del mundo proyec96
Capítulo 1
tos que tratan sobre temas como la bioenergía (incluidos los biocombustibles avanzados), la energía solar concentrada, la geotérmica, la eólica y la oceánica y la gestión distribuida de energías renovables (redes inteligentes). 3.- El plan del buen vivir considera acertadamente que la energía es de gran importancia para sistema productivo, ante ello el gobierno de Ecuador se ha planteado ampliar y reforzar la matriz energética nacional no renovable e incrementar la participación de la energía renovable en la matriz energética ecuatoriana, para de esta forma establecer una gestión adecuada de la demanda de energía, logrando la sostenibilidad y minimizando los riesgos en la producción y abastecimiento energético. 4.- Ecuador es uno de los países que cuenta con ecosistemas de mayor biodiversidad y diversidad cultural llevándolo a ser uno de los principales países con una riqueza inmensa de especies, bosques y etnias a lo largo y ancho de todo el territorio nacional. Ante de ello el país está comprometido con los aspectos medioambientales para un mejor planeta por lo que ha establecido estrategias que apoyen a su mejora medioambiental con la producción de energías renovables. 5.- Ecuador ha superado con creces a otras constituciones de Latinoamérica, ya que consagra los derechos a la naturaleza como sujetos de derecho, ya que a su vez son de vital importancia para la vida y por ende la sobrevivencia de la especie humana. En los cuales se establece el desarrollo y la protección sostenible, inalienable e intangible de sus recursos naturales. 6.- Es de resaltar la gran importancia de contar con un marco jurídico que permita y fomente el aprovechamiento de los recursos naturales para producir energía de forma sustentable y sostenible a través de ciclos naturales como es la del sol, el aire, los océanos, entre otras. De manera que se puedan crear fuentes de energía alternativas que respeten y protejan los ecosistemas y los derechos ancestrales de la naturaleza, y también ayuden a disminuir la emisión de gases causantes del efecto invernadero, de tal manera que se logre de forma eficiente la sustentabilidad y desarrollo de la energía en el país. 97
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7.- Manta tiene un enorme potencial de desarrollo económico tanto como puerto comercial, pesquero, como por su potencial turístico, por tales motivos la provisión de servicios de energía es trascendental para su desarrollo económico. Manta tiene potencialidades para desarrollar energía renovable e insertarse en la diversificación de la matriz energética del Ecuador.
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Capítulo 2
2.1.
INTRODUCCIÓN
A nivel mundial la energía es considerada el medio de subsistencia más demandado por ser la principal fuente de desarrollo económico, tecnológico, político y social; desde el inicio de la revolución industrial52, el considerable aumento de utilización de este recurso ha sido muy notorio pues la creación de nuevas tecnologías y el crecimiento poblacional conllevan al hombre a explotar sus recursos para aumentar el potencial productivo y cubrir la eminente demanda. Los recursos considerados como más explotados desde el inicio de su descubrimiento son el petróleo, el carbón y el gas natural, por ser elementos muy abundantes y con bajos costos de extracción, por lo que han llegado a ser componentes indispensables para la producción, desarrollo y consumo de las sociedades y su función económico-social. No obstante por largo tiempo los recursos energéticos fueron explotados sin preocupaciones medioambientales. Al inicio existían escasos conocimientos sobre la contaminación medio ambiental y la repercusión que genera el abuso de combustibles fósiles. Sin embargo hoy en día tenemos un mundo tecnológicamente desarrollado pero ambientalmente dañado. Por esta razón actualmente en gran parte del mundo existe la preocupación de generar energía limpia, producida de forma sustentable53 y sostenible54, que cause los menores daños posibles al medioambiente. Ecuador es un país preocupado por el medioambiente, ha firmado varios tratados para el cuidado y beneficio de este último. Su posición planetaria es estratégica en el sentido medioambiental y 52
Revolución Industrial: consiste en la transformación económica, social y tecnológica de sustituir la mano de obra y animales de tracción, por maquinarias para fabricación industrial transporte etc. 53 Sustentable: habilidad de las actuales generaciones de satisfacer sus necesidades mediante la utilización de recursos sin que afecte o perjudique las necesidades de las generaciones futuras. 54 Sostenible: capacidad que tiene un elemento, sistema o proceso de mantenerse activo, resistente y permanecer a lo largo del tiempo.
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ecológico pues es considerado un país que posee una de las más grandes riquezas en biodiversidad. Sin embargo, al igual que otros países latinoamericanos su dependencia económica radica en la extracción y venta de materias primas como el petróleo crudo, este recurso productivo como parte del sector energético ha llegado a ser hasta ahora la mayor fuente de ingresos de Ecuador. La dependencia de Ecuador del petróleo es en dos sentidos, por una parte como ya lo mencionamos, tiene una fuerte dependencia económica del recurso y por otra parte tiene también una fuerte dependencia energética del mismo. Es por ello que para paliar su dependencia energética de los hidrocarburos y en función mejorar los aspectos medioambientales en su territorio y a nivel planetario, actualmente se promueve la diversificación de la matriz energética, con fuentes de energía renovable. Hoy en día con los proyectos del gobierno y teniendo grandes conocimientos sobre los impactos negativos provenientes de la contaminación generada por el uso indiscriminado de los recursos no renovables, se pretende realizar un cambio de la matriz energética con el fin de implementar nuevos métodos de producción de energía limpia. De esta manera Ecuador dejaría de depender de los países vecinos para poder satisfacer sus necesidades energéticas como la electricidad, logrando obtener soberanía energética55. Los proyectos que más repercusión tendrán en este sentido serán las hidroeléctricas pues se espera que su producción logre abastecer la demanda de energía eléctrica que se presenta; otros proyectos que también han tomado gran importancia por la capacidad energética que proporciona es la utilización de energía solar mediante la aplicación de paneles solares; Ecuador debido a su localización geográfica, por las características de recepción de horas e intensidad del sol en un territorio que es considerado uno de los países más aptos para la generación de dicha energía renovable. Conforme a la constitución del Ecuador emitida el año 2008 se considera a la energía como un sector estratégico, por tal motivo el 55
Soberanía Energética: hace referencia a la libertad que posee cada país de producir su propia energía sin tener que depender de la compra o venta a países vecinos de este recurso.
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Plan Nacional para el Buen Vivir (PNBV) estructuro un conjunto de metas y estrategias con el objetivo de realizar un cambio en la matriz energética. Por tales motivos se ha decidido incorporar la participación de recursos energéticos alternativos provenientes de la energía renovable. Desde este punto de vista, la participación de energías limpias mediante la construcción de hidroeléctricas ha sido la gran apuesta del gobierno. Mediante este proyecto se espera abastecer de energía eléctrica a un sector de la población, y a la vez se reducirán enormes cantidades de CO2 emitidas a la atmosfera. El PNBV tiene el propósito de obtener un ambiente sano, ecológicamente equilibrado y sustentable, por ello se promueve efectuar cambios mediante a diversificación de la matriz energética del Ecuador, promoviendo la participación de diversas energías renovables, a tal punto que se tiene la finalidad de que los combustibles fósiles pasen a un segundo plano en la producción de energía. La Diversificación de la Matriz Energética implica cambiar la producción y uso habitual de energía mediante la aplicación de nuevos sistemas mucho más ecológicos que lleguen a reducir la contaminación sin alterar el consumo demandado. Por tanto es necesario tomar en cuenta la implementación de otras variantes de energía renovable como lo es la energía solar, aprovechando las características del Ecuador que cuenta con una recepción constante de radiación solar, lo que le da la capacidad de explotar este recurso de tal manera que en un futuro podría convertirse en una fuente de energía con una alta participación en la matriz energética ecuatoriana.
2.2.
DEFINICIONES Y GENERALIDADES DE LA ENERGÍA SOLAR
La energía solar se define como la cantidad de radiación emitida por el sol, también conocidas como ondas electromagnéticas 56, que pue-
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ondas electromagnéticas: son todas aquellas ondas que no necesitan un medio material para propagarse si no lo realizan en el vacío como la luz, ondas de ra-
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den ser captadas, transformadas y aprovechadas en la tierra mediante la utilización de diferentes dispositivos llamados paneles solares, que pueden ser tanto térmicos como fotovoltaicos los cuales nos permitirán utilizar dicha energía limpia y renovable disminuyendo la contaminación generada por los clásicos medios de abastecimiento y de esta manera llegar a satisfacer la creciente demanda energética mundial (Madrid Solar, 2006). Según Greenpeace 2003, nos dice que la energía solar es la fuente principal de vida en la tierra, pues esta se encarga de dirigir todos los diversos ciclos que en ella se desenvuelven como son los biofísicos, geofísicos y químicos, también se encuentran los ciclos del agua, del carbono y del clima. Todos estos procesos y ciclos son desarrollados por medio del sol el cual es también el principal actor en los procesos de la fotosíntesis de todas las plantas y también llega a ser parte del origen de la mayor cantidad de energías renovables existentes tales como la eólica, hidroeléctrica, biomasa y la solar (Greenpeace, 2003) Según la Corporación para la Investigación Energética 57 2008, considera al sol como la principal fuente de casi toda la energía terrestre, pues este permite la fotosíntesis que transforma la energía de los rayos solares en energía química el cual es el medio indispensable para la vida vegetal y animal, también el sol aporta en el movimiento de los vientos como también en los ciclos hidrológicos. Por tanto la energía solar es el motor fundamental para los diferentes procesos que se desarrollan en la tierra, determinando que la cantidad de energía que se logra recibir del sol es de aproximadamente 178.000 TW al año, la cual el 30 % es reflejada al espacio, el 50% es convertida en calor y reenviada a la superficie terrestre y el 20% restante es responsable de la formación de los vientos y la creación de
dio, ondas telefónicas etc. En este caso se hace referencia a las ondas de luz emitidas por el sol. 57 Corporación para la Investigación Energética: es un organismo de investigación y desarrollo con personería jurídica propia, de derecho privado y sin fines de lucro, que nace para fortalecer las actividades relacionadas con el sector energético en el Ecuador.
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diversos ciclos hidrológicos (Corporacion para la Investigacion Energetica (CIE), 2008). También se considera que la energía solar es una de las fuentes de energía limpia y renovable más rentable para satisfacer las demandas energéticas del planeta que se presentan de manera cotidiana, además de esto el mayor beneficio aparte del autoabastecimiento es que no emite gases contaminantes a la atmosfera, por tanto es considerada una alternativa ecológica sostenible para todos los seres vivos en general (luces para aprender, 2012).
2.2.1. Ventajas de la energía solar Según Madrid Solar (2006) la energía solar presenta las mismas ventajas que el resto de las energías Renovables. No obstante, existen grandes diferencias que se perciben entre uno y otro recurso, ya que la energía solar es considerada el elemento con mayor potencial energético de todas las energías existentes pues su capacidad productiva es obtenida directamente del sol pudiendo ser considerada uno de los mejores sectores energéticos58 aprovechables por el hombre. Entre estas ventajas tenemos:
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Ventajas Medioambientales.- La energía solar debido a que es considerada una fuente de energía limpia e inagotable, contribuye a la reducción de las emisiones de CO2 del planeta, ya que al captar la radiación del sol transformándola en energía, no produce residuos de difícil tratamiento. “Una instalación solar térmica en una vivienda unifamiliar con 2 m2 de colectores Solares puede evitar anualmente 1,5 t de CO2. Por otro lado una instalación fotovoltaica de 5 kW evitaría la emisión de 2,3 t de CO2 al año” (Madrid Solar, 2006).
Ventajas Estratégicas.- Una de a más importantes ventajas estratégicas consiste en que tanto la energía solar térmica como la
Sector Energético: se refiere al sector de actividades primarias, secundarias y terciarias destinadas a la producción, transportación, innovación, manejo y venta de los productos energéticos del país
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energía solar fotovoltaica provienen de recursos autóctonos es decir propios del lugar donde habitemos, pues es sol es una fuente diaria de energía y dependiendo del lugar que en que subsistamos puede llegar a ser más eficaz por lo que disminuirá la dependencia energética y económica exterior.
Ventajas Socioeconómicas.- La principal ventaja socioeconómica consiste en que al poder implementar nuevos recursos de abastecimiento energético, no solo beneficiara a las comunidades si no también generara varios puestos de trabajo y el desarrollo de nuevas tecnologías (Madrid Solar, 2006).
2.2.2. Tipos de Energía Solar Existen dos tecnologías mediante las cuales se puede llegar a aprovechar las ondas electromagnéticas o radiaciones ya antes mencionadas provenientes del sol, entre estas tenemos la energía solar térmica y la energía solar fotovoltaica. 2.2.2.1. Energía Solar Térmica La energía solar térmica consiste en el aprovechamiento y captación de la radiación solar mediante paneles solares lo cuales se centran en la transformación de la misma para luego ser convertida en calor, por lo general estos paneles suelen estar conformados por un colector el cual contiene un líquido como puede ser el agua el cual se calentara para posteriores usos. También se la utiliza para generar calor mediante el calentamiento de dicha agua, es un sistema totalmente independiente sin requerir de mantenimiento constante o la intervención del hombre para la realización de los procesos; de esta manera se logra aprovechar este recurso renovable sin generar algún tipo de contaminantes al ambiente (López, 2007).
2.2.2.1.1. Aplicaciones de la Energía Solar térmica Existen varios métodos mediante los cuales la generación de dicha energía se la puede aprovechar de manera óptima: 106
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Producción de Agua Caliente Sanitaria (ACS) El agua caliente sanitaria es considera el segundo medio más importante y responsable consumidor de energía en nuestros hogares, generando un 20% de consumo promedio de energía total, por tal motivo en la actualidad la energía solar térmica para la producción de agua caliente sanitaria se convierte en una de las alternativas más serias y rentables que se puedan aplicar tanto para autoconsumo como para reducir contaminantes al ambiente. Las razones principales para transformar dicha energía como la más apropiada son sus diferentes tipos de usos, por lo general logran obtener temperaturas de 40 a 45°C dependiendo del tipo de colector y la cantidad de agua que se llegue a implementar, además con este sistema se puede cubrir la demanda de agua caliente durante el verano con un porcentaje de funcionamiento del 50 al 80% durante todo el año, por consiguiente estará presente en cualquier circunstancia que dispongamos del mismo. De esta manera el propietario de estos sistemas, teniendo en cuenta la zona climática en que se encuentre, podrá instalar paneles con una superficie de captación de 2 a 4 m2 y un depósito de agua de 100 a 300 litros dependiendo del número de personas que habiten en la vivienda para así disfrutar de este beneficio solar. Cabe destacar que estos beneficios no solo se centran en implementarlos a viviendas unifamiliares ya que también pueden ser aprovechados por edificios vecinales, apartamentos, hoteles, comercios, oficinas etc. (López, 2007).
Calefacción de baja temperatura La oportunidad de satisfacer la necesidad de calefacción en edificios y viviendas suele ser un tema muy atractivo y más debido a los enormes costos que se presentan para poder mantener el calor en viviendas durante los meses de frio o invierno, por tal motivo gracias al 25% de ahorro energético que se logra obtener con este sistema es que en países europeos optaron emplear dichas instalaciones para cubrir la demanda de calefacción. Además resulta mucho más beneficioso si se llegase a instalar en conjunto con sistemas para agua caliente sanitaria, o 107
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también combinando el sistema con un método denominado suelo radiante, este método consiste en un circuito de tuberías bajo el suelo los cuales mediante la incidencia de radiación solar provoca el calentamiento de dichas tuberías y por ende del agua llegando a temperaturas de 30 a 40°C de esta manera se obtiene agua caliente y se aprovecha el calor de las tuberías para generar calefacción (López, 2007).
Calentamiento de agua de piscinas Otra aplicación muy interesante de utilizar la energía solar térmica consiste en lograr la climatización de las piscinas tanto las que se encuentran cubiertas como las que se encuentren al aire libre, por lo general es considerado más fácil la aplicación de ese sistema a piscinas al aire libre puesto que el agua, circularía por el colector térmico de manera sencilla y automatizada, por lo que no será necesario la utilización de un sistema de acumulación de agua caliente y en segundo lugar debido a que la temperatura de trabajo suele ser muy baja, de aproximadamente 30°C, permitirá prescindir de cubiertas o cualquier material aislante reduciendo así el precio del captador sin alterar su rendimiento. Por lo general las piscinas cubiertas requerirán de un sistema más complejo y deberá contar con una fuente extra energética de apoyo, pero a pesar de ello su funcionamiento es igual de exitoso (López, 2007).
Aire acondicionado mediante máquinas de absorción Año tras año la demanda energética para la refrigeración de viviendas y edificios se ha incrementado de manera acelerada y a pesar de que hoy en día existen grandes cantidades de tecnologías electrónicas para realizar este trabajo, cada vez existen más opciones innovadoras para refrigerar mediante la energía solar. El uso de dicha energía para producir frio se transformar en aplicaciones térmicas con mayor futuro a nivel mundial, pues es excelente poder obtener un sistema que logre calentar agua, producir calefacción en invierno y refrigeración o frio en verano, además mientras más radiación se logre captar del sol, mayor rendimiento existirá para la producción de refrigeración; por este motivo muchas grandes corporaciones como la Federación de Industria Solar Térmica 108
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Europea (ES-TIF)59 o la Agencia Internacional de Energía60 dedican gran parte de su tiempo a desarrollar esta nueva tecnología a la que denominan “Frio Solar”, el sistema más viable para aplicarlo en el funcionamiento de esta tecnología consiste en refrigeración por absorción, en el cual se utilizan diferentes sustancias para realizar la refrigeración, pero a diferencia de los sistemas comunes que funcionan con energía eléctrica de la red, estos sistemas trasformaran dicha energía a partir del calor que logre captar (López, 2007).
Usos en la industria Las posibilidades de aplicar la energía solar a diversos procesos o sistemas son extraordinariamente amplias y mucho más si nos centramos en analizar sus aplicaciones en industrias de variadas índoles, de esta manera existen gran cantidad de ejemplos en que este medio energético térmico beneficia en diversas actividades tales como: en la industria textil, pastas químicas en industrias papeleras, limpieza y desinfección de botellas y envases entre otras. Pero existen dos consideradas más utilizadas en el sector industrial los cuales son secadores solares y precalentamiento de fluidos:
Secadores Solares: consiste principalmente en el secado de
una gran variedad de frutos o semillas, también realizar estos procesos en maderas o alimentos como el pescado, pues su funcionamiento consiste en la utilización de grandes tubos captadores solares de aire el cual proporciona temperaturas de 10 a 15°C suficientes en la industria para generar el secado, lo cual llega a proporcionar grandes ventajas a no tener que preocuparse por fugas de gases tóxicos o algún problema de congelación.
Precalentamiento de Fluidos: los diseños de estos sistemas son similares a los aplicados a viviendas o edificios para generar 59
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Federación de Industria Solar Térmica Europea (ES-TIF): consiste en una organización de aproximadamente 80 miembros de 17 países de Europa, cuyo fin es promover el uso de energía solar térmica para calefacción y refrigeración renovables exclusivamente en países Europeos. Agencia Internacional de Energía (AIE): consiste en una organización internacional autónoma conformada por 16 estados de todo el mundo, cuyo fin es coordinar las políticas energéticas y todos los estados asociados.
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agua caliente sanitaria pero a menor escala, de esta manera mediante captadores solares se logra aprovechar la energía solar siendo factible su utilización (López, 2007).
2.2.2.1.2. Ventajas de la energía solar térmica En cuanto a ventajas de utilizar el sol para aplicarlo en generar energía solar térmica tenemos las siguientes:
Cuentan con una tecnología plenamente desarrollada para sus diversas aplicaciones. Elevada versatilidad: es decir, totalmente adaptable a sistemas convencionales61 ya existentes como un gran complemento. Son sistemas sencillos totalmente independientes y muy fáciles de instalar. Los costes de adquirir dichas instalaciones solares térmicas cada vez son menos elevados, y el tiempo de vida del sistema se encuentra entre los 25 y 30 años por tanto es considerada una excelente inversión. Es considerada una importante fuente de ahorro tanto energético como monetario, al reducir el consumo de energía convencional que por lo general necesita mantenimiento constante, por un sistema totalmente renovable y permanente proveniente del sol (Madrid Solar, 2006).
2.2.2.1.3. Ventajas ambientales de la energía solar térmica
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Como ya se ha mencionado la energía se obtiene a partir de un recurso inagotable como es la radiación solar.
Posee un impacto mínimo sobre el medio ambiente y los posibles impactos ambientales que se lleguen a generar en el proce-
Convencionales: se hace referencia a la utilización de energías y medios no renovables considerados contaminantes directos con el ambiente, como lo es la obtención de energía por medio de termoeléctricas entre otros.
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so de instalación del mismo, son breves y cortos pues estos desaparecen con el tiempo de su funcionamiento.
Evita por completo la generación de gases que lleguen a afectar la atmosfera o producir algún tipo de efecto invernadero62.
No contamina ni afecta la calidad del suelo o del agua como tampoco produce contaminación acústica al realizar su funcionamiento.
El único impacto que los sistemas solares pueden generar sobre el ambiente es modificar el medio físico visual alterando un poco el paisaje, por tal motivo es de vital importancia integrarlos cuidadosamente en el entorno como también en edificios.
No produce efectos negativos en la flora y fauna pero a pesar de ello, siempre se debe prestar atención en los sistemas que se instalen en grandes extensiones de terreno (mesasolar, 2003).
2.2.2.2. Energía Solar Fotovoltaica La energía solar fotovoltaica a diferencia de la térmica, consiste en la captación y translocación de la radiación producida por el sol, en energía eléctrica por medio de la utilización de paneles solares, estos paneles están confirmados por un conjunto de células o celdas en las cuales inciden dichos rayos u ondas electromagnéticas y proporcionan energía solar continua por lo general de vatios a kilovatios; dichas células no necesitan ser cargadas por baterías por tanto su tiempo de vida promedio se estima es de 30 años (Colegio oficial ingenieros de telecomunicacion, 2008).
2.2.2.2.1. Ventajas de la energía solar fotovoltaica A pesar de que la fabricación de células fotovoltaicas son consideras contaminantes debido a que estas se elaboran con elementos tóxicos, es de importancia enfocarnos en el ciclo de vida de esta 62
Efecto invernadero: es el fenómeno por el cual determinados gases, que son componentes de la atmósfera terrestre, retienen parte de la energía que la superficie planetaria emite por haber sido calentada por la radiación solar.
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tecnología desde la extracción de su materia prima y su prolongado tiempo de vida útil, de esta manera es posible comprender que el impacto generado por las ya mencionadas células es totalmente inferior, pues proporciona mayores ventajas ambientales a diferencia de otras tecnologías que utilizan grandes cantidades de combustibles fósiles para su creación y por ende generan contaminación (Madrid Solar, 2006). Entre estas ventajas tenemos:
Son sistemas simples, fáciles de instalar y con un mantenimiento escaso.
Pueden ser ubicados en cualquier lugar siempre y cuando tenga un ángulo de captación solar directo y pueden ser de diferentes tamaños.
Instalación muy sencilla de manejar, ya que dependiendo de las necesidades es posible aumentar o disminuir la potencia establecida.
Una vez que se encuentre instalada, funcionada de manera autónoma proporcionando un coste energético nulo.
En el caso de instalaciones conectadas a la red, dependiendo de las leyes de cada país, es posible obtener Ingresos adicionales por la generación de energía propia.
El mantenimiento y los riesgos de que se genere algún daño o percance en las instalaciones es muy bajo.
Grandes beneficios sociales, pues concientiza a los ciudadanos sobre la importancia de reducir contaminantes a la atmosfera mediante el uso de energías renovables, racionalizando el consumo de la misma y por ende respetando el medioambiente.
Consiste en una tecnología con un prolongado crecimiento en desarrollo, que beneficia a la reducción de costos en consumo como también obtener un mayor rendimiento (Madrid Solar, 2006). 112
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En el caso de las instalaciones aisladas de la red cuya producción energética beneficia a comunidades rurales, se pueden destacar las siguientes ventajas:
Logra evitar altos costos en mantener instalaciones eléctricas convencionales en sectores de difícil acceso.
Se logra eliminar los costes ecológicos y estéticos de tener que instalar líneas eléctricas ya sea en la intemperie o bajo tierra.
Contribuye a evitar que determinadas zonas lleguen a despoblarse debido a la escasez de recursos eléctricos.
Es una energía totalmente independiente que logra ser captada y aprovechada en todo sector donde se ubique (Madrid Solar, 2006).
2.2.2.2.2. Que aplicaciones tiene la energía solar fotovoltaica Un instalación solar fotovoltaica como ya se mencionó con anterioridad consiste simplemente en generar energía eléctrica mediante la transformación de las ondas recibidas por el sol, este sistema tiene innumerables usos desde aplicaciones a gran escala como abastecimiento a una comunidad o utilizado en la agricultura para riego independiente de vegetación mediante bombeo, como también a pequeña escala como la utilización del mismo para abastecer una vivienda. Se pueden diferenciar principalmente dos tipos de instalaciones: una de estas consiste en una conexión directamente a la red donde la energía producida llega a ser vendida a la red eléctrica de distribución, y también tenemos las aisladas de la red las cuales son de autoconsumo exclusivo ya sea para viviendas aisladas, estaciones de telecomunicación. Bombeo de agua en la agricultura para riego, etc. (Madrid Solar, 2006). A pesar de ser considerada la energía fotovoltaica como un tipo de energía muy costosa, se ha demostrado el enorme uso que muchos países han dispuesto de la misma para generar energía, pues esta proporciona una solución muy económica de abastecimiento energético, siendo uno de los más utilizados los sistemas aislados de 113
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la red. El rápido crecimiento de utilización de esta tecnología en especial los aislados de la red, por ser económicamente viable ha llamado la atención de muchas personas naturales como también compañías y gobiernos cuyo fin aparte de autoabastecerse es contribuir a implementar tecnologías cuyo suministro eléctrico sea mucho más amigable con el ambiente (Colegio oficial ingenieros de telecomunicacion, 2008).
2.2.2.2.3. Energía solar fotovoltaica conectada a la red Al momento de tener una instalación fotovoltaica conectada a la red, es posible lograr grandes beneficios, aparte de autoabastecernos energéticamente, también esta puede llegar a ser vendida al organismo encargado de la producción de energía en el país obteniendo una motivación monetaria y la acogida de este recurso la adquirimos en el momento en que la demanda eléctrica es creciente, siendo por lo general en el día por tanto es de gran importancia los kilovatios que se lleguen a generar de dicha instalación (Componentes de una instalación solar fotovoltaica, 2010). Entre estas podemos apreciar:
Centrales fotovoltaicas y huertos solares: espacios con diferentes tipos de dueño cuyo fin es mediante la concentración de un establecido número de instalaciones fotovoltaicas, vender dicha electricidad generada a la compañía eléctrica en el cual se haya establecido un contrato, la potencia de cada agrupación depende de las dimensiones de los generadores o paneles fotovoltaicas, por lo general cada instalación posee su propietario cuyo nombre le acredita ser dueño de dichas centrales o a nombre de un grupo de personas conformando una sociedad. Habitualmente las instalaciones con diferentes propietarios son ubicadas en un mismo sector lo cual llega a ser beneficioso en cuanto a mantenimiento, vigilancia, pólizas de seguros etc.
Edificios fotovoltaicos: es una de las más novedosas aplicaciones en cuanto a la evolución de implementar la energía fotovoltaica; el creciente desarrollo de dicho sistema ha permitido la 114
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utilización de los módulos o paneles solares como parte del material utilizado en construcción de cerramientos o fachadas con un gran valor visual y estético, además de ser considerado el medio más ecológico de obtención energética en zonas urbanas sin generar algún tipo de contaminación adversa que afecte directamente al ambiente. De esta manera llega a cumplir una doble función, el ser usado como material arquitectónico como también generar energía limpia aprovechada por las viviendas. Muchos de estos sistemas suelen ser ubicados en los tejados de las viviendas ya que en ese lugar se obtiene la mayor captación de energía solar, pero también están siendo implementados como parte de las fachadas de dichas viviendas ya sea en muros o ventanas donde los vidrios son reemplazados por láminas fotovoltaicas. Figura 2.1. Ejemplos de energía solar fotovoltaica conectada a la red.
Fuente: fotografías obtenidas de Componentes de una instalación solar fotovoltaica obtenidas en: http://www.mcgraw-hill.es/bcv/guide/capitulo/8448171691.pdf 115
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En la imagen se puede apreciar la aplicación de paneles solares en las fachadas de algunos edificios como también en la creación de huertos solares, mediante los cuales es necesario para su implementación tomar en cuenta la estética como también el rendimiento energético.
2.2.2.2.4. Energía solar fotovoltaica aislada de la red Son aquellos cuya producción de energía solar no se encuentra conectada a ningún tipo de red eléctrica con el fin de que toda la producción llegue a abastecer específicamente a las zonas donde se encuentran ubicados los paneles solares (Componentes de una instalación solar fotovoltaica, 2010). Pueden distinguirse dos bloques: •
Aplicaciones espaciales: son aquellos que proporcionan energía eléctrica a todo tipo de elementos que el ser humano a ubicado en el espacio tales como estaciones espaciales, satélites, entre otros y por motivo de encontrarse con una radiación mucho más fuerte y constante que la captada por la tierra, suelen ser más eficientes y por entre tienen una vida más prolongada de funcionamiento. Debido a las investigaciones realizadas a este medio de abastecimiento energético constante es que hoy en día existe una gran variabilidad de equipos fotovoltaicos cuyas nuevas aplicación se continúan desarrollando.
Figura 2.2. Utilización de paneles solares en el espacio: Estación Espacial Internacional.
Fuente: fotografía obtenida de http://www.platalea.com/6-defebrero-paso-de-la-estacionespacial-internacional-1e/ 116
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Los equipos espaciales suelen desplegar los paneles solares de la estación al momento en que estos se encuentren en órbita. En muchos casos la superficie total de estos paneles es bastante extensa o grande como suele ser el caso de la Estación Espacial Internacional cuya superficie está conformada por un total de 2500 m2 de paneles, cuya capacidad de abastecimiento energético es de una potencia de 110 KW. • Aplicaciones terrestres: entre las cuales se destacaran las más utilizadas:
Telecomunicaciones: consiste en proporcionar energía la cual es utilizada para el funcionamiento de la telefonía rural, radio; repetidores63 (de telefonía, televisión, etcétera).
Electrificación de zonas rurales y aisladas: estas instalaciones realizadas en zonas estratégicas en que la incidencia solar sea exacta; están pensadas para países en desarrollo cuyos habitantes no obtienen acceso a la red eléctrica comercial debido a encontrarse en sectores muy lejanos a las mismas, como pueden ser en viviendas aisladas, refugios de montaña, etc. Un ejemplo pertinente es Europa, donde existe cerca de 1 millón de personas sin acceso a la red eléctrica, también se presentan estas aplicaciones en países en desarrollo como Cuba o Brasil, donde ciertos locales comunitarios tales como consultorios médicos, escuelas, o agrupaciones de personas como pueblos o aldeas logran se abastecidas exclusivamente de energía solar.
Señalización: suele ser bastante aplicadas en señales de tráfico luminosas, las cuales se encuentran formadas por diodos LED64 y alimentados por un panel solar de moderado tamaño y una batería.
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repetidores: dispositivo electrónico cuya función es captar la emisión de señales débiles y la trasforma a un potencial nivel más alto; son muy utilizados en telefonía, televisión etc. 64 diodos led: también conocidos como diodos emisores de luz, son pequeños dispositivos que como su nombre lo indica emite luz a entrar en contacto con una corriente eléctrica.
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Alumbrado público: se utiliza más exclusivamente en zonas donde resulta muy complejo llevar una línea eléctrica convencional.
Bombeo de agua: por lo general esa aplicación suele ser pensada más para lugares tales como granjas, ranchos, sembradíos, etc. Su uso puede ser para la obtención de agua potable como para adaptarla a un sistema de riego.
Redes VSAT: consisten en redes privadas de comunicaciones implementadas exclusivamente por empresas, organismos oficiales, etc. Los cuales funcionan a través de un satélite, por tanto el trabajo de los paneles es proporcionar energía la cual se utiliza para alimentar las estaciones de la red.
Telemetría: es una tecnología cuya función es medir variables físicas en el ambiente y transmitir la información a una central, dicha información obtenida puede ser el control de la pluviometría o medición de la cantidad de lluvia en la cuenca de un rio y para ello el papel de la energía solar es mantener el funcionamiento de ya mencionada tecnología.
Otras aplicaciones: también es posible la aplicación de paneles solares en pequeña escala ya sea para el funcionamiento de juguetes, alumbrado en jardines, divertimentos, etc. (Componentes de una instalación solar fotovoltaica, 2010).
Aparte de las ya mencionadas y diversas aplicaciones que posee tanto la energía fotovoltaica conectada como aislada a la red, se presentan los siguientes gráficos con otras formas de utilizar dicha energía renovable:
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Esquema 2.1. Aplicaciones fotovoltaicas en sistemas aislados de la red.
Fuente: grafico obtenido de: http://www.coitaoc.org/files/estudios/energia_solar_fotovoltaica_2e5c69a6. pdf
En el siguiente grafico se muestran los beneficios extra que se obtiene al utilizar energía fotovoltaica aislada de la red, se muestran tres tipos de aplicaciones principales como son: de consumo, industriales y remotas, las cuales se dividen en diversas formas de aprove119
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chamiento energético autónomo, ya sea para abastecimiento a pequeña o gran escala (Colegio oficial ingenieros de telecomunicacion, 2008). Esquema 2.2. Aplicaciones fotovoltaicas en sistemas conectados a la red.
Fuente: grafico obtenido de: http://www.coitaoc.org/files/estudios/energia_solar_fotovoltaica_2e5c69a6. pdf
En el presente grafico se muestran las posibles aplicaciones de energía fotovoltaica por sistemas conectados a la red, en este caso se divide en dos puntos principales como son: descentralizados y centralizados, los descentralizados o independientes se enfocan en la aplicación de paneles solares logrando abastecimiento energético para personas físicas o naturales únicamente para autoconsumo, entre estos tenemos las instalaciones en los tejados, fachadas, escuelas etc. Por otro lado los centralizados consisten en la generación energética solar por medio de los paneles, únicamente por el gobierno mediante empresas públicas las cuales suministran dicha energía a las viviendas y sus habitantes, tomando al recurso solar como un tipo de sector energético (Colegio oficial ingenieros de telecomunicacion, 2008). 120
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2.2.2.2.5. Energía fotovoltaica vs diésel A diferencia de diversos generadores de energía cuyo medio de funcionamiento es el diésel teniendo como resultado la emanación de grandes contaminantes a la atmosfera, se puede decir que el uso de la energía solar posee incomparables ventajas en la protección del medio ambiente y producción energética las cuales determinaremos a continuación: (renewables academy, 2012) 1) Inodora – La energía solar no emite ningún tipo de olor por lo cual puede ser aplicada en cualquier sector. 2) Independencia de combustibles – La energía solar es totalmente gratuita y constante, por ende su producción siempre se encontrara en la cúspide. 3) No contamina el medio ambiente – Siendo este uno de los puntos más importantes, pues no hay nada mejor que generar energía limpia sin causar repercusiones negativas al medio ambiente, pues no emite contaminantes. 4) Independencia económica – Es decir al poder generar nuestra propia energía, dejamos a un lado el incontrolable pago por el uso de energía eléctrica provenientes de la red y combustibles. 5) Bajo mantenimiento requerido, pues por ser un sistema autosuficiente, no requiere más que una limpia ocasional de los paneles. 6) La energía fotovoltaica es mucho más confiable, ya que debido a que su motor de funcionamiento es el sol, se puede tener la seguridad de que no posea ningún periodo de inactividad. 7) Si existiere alguna falla del generador o el tanque de almacenamiento, este no produciría ningún tipo de contaminante que pudiera ser perjudicial. 8) Su rentabilidad se estima a largo plazo con un promedio de vida de 20 años, dependiendo de varias condiciones pues mejores materiales utilizados, aseguraran un mayor periodo de funcionamiento (renewables academy, 2012). 121
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2.2.2.2.6. Aspectos generales de la energía fotovoltaica Los paneles solares térmicos como los fotovoltaicos son considerados totalmente diferentes en cuanto a su funcionamiento, ya que de un mismo panel resultaría imposible obtener energía y calor al mismo tiempo, sin embargo su compatibilidad radica en que ambos pueden ser instalados como un solo equipo integrado cuya autonomía se reflejaría en el aprovechamiento individual del calor como de la energía eléctrica. También es de considerar que el tiempo de amortización o pago de instalaciones solares se encuentran sujetas a diversos factores como su utilización, cubrimiento de necesidades, calidad de los materiales y optimización del sistema, por tanto las instalaciones térmicas suelen ser remuneradas en un periodo de 3 a 6 años, mientras que las instalaciones fotovoltaicas serán de 7 a 9 años. En muchas ocasiones los costos de obtención de dichos paneles solares suelen ser elevados aunque con el tiempo son cada vez más accesibles, no obstante la diferencia entre su amortización y su vida útil se ve reflejada en el prolongado tiempo que estos paneles solares trabajan y benefician a los consumidores, teniendo los paneles solares térmicos una vida útil superior a 25 años y los paneles solares fotovoltaicos de 30 años en adelante, además de esto, dichas instalaciones requieren de un mantenimiento mínimo siendo oportuno realizar una limpieza ocasional a las pantallas de los paneles y tener muy en cuenta que estos se encuentren en una posición en que puedan aprovechar en su totalidad los rayos del sol (Madrid Solar, 2006). La incidencia de los rayos del sol generan efectos diferentes en cuanto al funcionamiento de ambos sistemas, en el caso de la energía solar térmica, no solo se aprovecha la energía solar directa65 que puede llegar a captar si no también es capaz de utilizar la radiación difusa66 que se obtiene en días nublados para generar calor, pero 65
66
energía solar directa: es aquella energía emitida directamente del sol sin ningún tipo de reflexión siendo perfecta en cuanto a utilización y transformación a energía eléctrica. radiación o energía solar difusa: a diferencia de la directa, esta energía suele refractarse en todas las direcciones posibles debido a fenómenos atmosféricos o
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Capítulo 2
se puede recalcar que en caso de que existan días con poca radiación solar, tendera a bajar su rendimiento y en estos caso será necesario cubrir el déficit implementando sistemas convencionales de apoyo. Por otro lado la energía solar fotovoltaica es capaz de generar electricidad aproximadamente todo el año incluso en días nublados aunque el rendimiento energético también varía de acuerdo a la intensidad de la radiación. Por este motivo es de vital importancia calcular el mejor lugar y posición en que se ubicaran dichos paneles que les permita recibir y aprovechar la luz solar en su totalidad, estos pueden ser colocados en sectores estratégicos como los techos de las viviendas, de edificios, sobre el terreno o simplemente montados en un soporte o como parte de la fachada de las viviendas, siempre y cuando se logre evitar lugares que generen algún tipo de sombra especialmente en las horas centrales del día. Según Madrid Solar (2006) en cuanto al ángulo exacto de ubicación de los paneles solares nos indican que debido al cambio de posición del Sol durante el año, la inclinación ideal de los paneles varía en función de la latitud en la cual nos encontremos. Normalmente se utilizan 45° en térmica y 30° en fotovoltaica, pero la inclinación puede variar en función de la aplicación, criterios de uso e integración arquitectónica. En cualquier caso es recomendable una inclinación superior a los 15°, para permitir que el agua de lluvia se escurra. La inclinación debe aumentarse en los lugares donde nieve con frecuencia. Del mismo modo, el sistema solar tendrá un mayor rendimiento si los paneles solares están orientados en la dirección sur (Madrid Solar, 2006). En muchas ocasiones suele surgir la pregunta de qué es lo que ocurre si en cuanto a un sistema fotovoltaico, se llegase a generar más electricidad de la que se consuma, pues es preciso decir que estos sistemas se encuentran conectados a la red pública, por tanto la energía que no se llegase a consumir es suministrada a dicha red y por ende no existirán perdidas, dependiendo del país donde vivamos, dicha energía puede llegar a ser vendida recibiendo una motivación monetaria. En el caso de sistemas aislados, el exceso de energía es presencia de nubes lo cual la vuelve inservible para ser utilizada como energía eléctrica.
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almacenada en baterías pero es considerado un sistema más complejo debido a que requerirá cierto mantenimiento en cuanto a determinar el nivel que se haya almacenado y en muchos casos eliminar los excesos ( GreenSolar, 2003).
2.3.
ASPECTOS TÉCNICOS
2.3.1. La energía y el cambio climático El cambio climático producto de la contaminación ambiental de origen antropogénico67, cada día se muestra más notorio y perjudicial para el ser humano y los seres vivos, ya no es un mito ni una novedad que grandes cantidades de gases liberados diariamente a la atmosfera, como también las toneladas de desechos sólidos y líquidos liberados al mar hayan llegado a destruir tanto el planeta, a tal grado de reducir significativamente los recursos indispensables para la existencia y transformando a muchos de renovables a no renovables (Componentes de una instalación solar fotovoltaica, 2010). Desde el descubrimiento de la electricidad, está a llegado a tener gran resonancia en cuanto a las diversas formas existentes de su utilización, por tal motivo llega a ser muy difícil considerar la idea de lograr grandes avances tecnológicos sin tomar en cuenta la utilización de la misma, puesto que con la aparición de la corriente alterna y la corriente continua , el desarrollo y creación de nuevas tecnologías se han incrementado potencialmente generando un notable aumento en la demanda de consumo eléctrico (Componentes de una instalación solar fotovoltaica, 2010).
67
antropogénico: cualquier daño o contaminación al medio ambiente causado únicamente por el hombre.
124
Capítulo 2
Esquema 2.3. Tipos de corriente eléctrica.
corriente continua
corriente alterna
es aquella cuyas cargas electricas o electrones fluyen de manera continua travez de un conductor entre dos puntos de diferente potencial denominados polo positivo y polo negativo tal como ocurre en las baterias, por tanto las cargas electricas tienden a circular en la misma direccion sin presentar varianza.
es aquella que a diferencia de la corriente continua, la coriente electrica en magnitud como en direccion tienden a variar ciclicamente. por lo general es el tipo de corriente mas utilizada por los diversos objetos del hogar.
Fuente: Grafico elaborado por Andrea Chiza Zúñiga (2015). Con datos obtenidos de: http://www.electrosector.com/wpcontent/ftp/descargas/basico.pdf
El presente grafico se identifican las dos tipos de corrientes cuya utilidad trasciende desde el inicio de su descubrimiento y permanece hasta nuestros tiempos, pero las fuentes para obtenerlas suelen ser variantes pues los medios más comunes de generarla es mediante fuentes convencionales, por tanto la idea de implementar nuevas fuentes energéticas no altera la fluidez de la corriente, más bien es todo lo contrario ya que producirá una mayor potencia energética sin generar contaminantes. 125
Julieta Evangelina Sánchez Cano
La creciente y excesiva demanda lleva a considerar la intervención de nuevos medios de abastecimiento energético mediante la explotación de energías renovables, ya que la producción tradicional de energía puede ser capaz de destruir en mayor grado que lo que comúnmente genera dejando secuelas en el medio ambiente, entre estas a pesar de ser consideradas útiles poseen una huella ecológica 68 muy grande, tenemos a las centrales hidráulicas pues debido a los gases efecto invernadero , las sequias son cada vez más prolongadas por tanto no es posible considerar una constante generación de electricidad. Otro claro ejemplo son las centrales térmicas pues debido al a utilización de combustibles fósiles para su funcionamiento contribuye al aumento de gases causantes del efecto invernadero. (Componentes de una instalación solar fotovoltaica, 2010). “Las investigaciones del Grupo Intergubernamental sobre el Cambio Climático69 (IPCC) ponen de manifiesto que las emisiones de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero de origen humano, elevarán la temperatura media mundial entre 1,4 y 5,8 °C para finales de siglo. Dichos gases influirán también en las pautas meteorológicas, los recursos hídricos, los ciclos de las estaciones, los ecosistemas y los acontecimientos climáticos extremos”. (Madrid Solar, 2006) En relación a esta problemática surge la aprobación y desarrollo del protocolo de Kioto comprendido entre el año 2008 al 2012, el cual muchos países se comprometieron a reducir las emisiones de gases efecto invernadero al ambiente, convirtiéndose en una ley internacional. Gracias a este mecanismo se crean oportunidades a los gobiernos y empresas privadas de diversos países desarrollados e industrializados, en poder transferir energías renovables limpias a países que se encuentran en desarrollo mediante inversiones a proyectos que impulsen la producción energética sin generar contaminantes, recibiendo a cambio certifi68
huella ecológica: es un indicador del impacto ambiental producto de la excesiva demanda de la humanidad por los recursos generados por la naturaleza, que dependiendo de cada individuo puede resultar ser positivo o negativo. 69 Grupo Intergubernamental sobre el Cambio Climático: se creó en 1988 con la finalidad de proporcionar evaluaciones integrales sobre el cambio climático, sus causas, posibles repercusiones y estrategias de respuesta.
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Capítulo 2
cados de emisiones que les sirve para sus propias reducciones internas (Energia Solar, 2010).
2.3.2. El sol como principal fuente de energía La tierra a pesar de ser un mundo pequeño en la órbita junto a la inmensidad de los demás planetas que conforman el sistema solar, resulta fundamental para nuestra existencia. Por tanto casi toda la energía que disfrutamos de una u otra manera proviene del sol, él es el principal causante de las corrientes de aire, la evaporación del agua tanto dulce como salada, de la formación de nubes que generan lluvias y por su puesto de la creación de las energías renovables como son el viento, las olas o la biomasa 70. El calor y luz que proporciona es la base de numerosas reacciones químicas produciendo el desarrollo de plantas, animales y por su puesto de vida en la tierra (López, 2007). De esta manera se puede decir que el sol en la tierra es considerado la principal fuente de vida, cubre gran parte de nuestras necesidades y a pesar de tener tanto tiempo de existencia, aún no ha alcanzado la mitad de su prolongada vida. la cantidad de sol que llega a generarse en un día es diez mil veces mayor que la que usualmente se llega a consumir en el mismo día a nivel mundial, por tanto existen innumerables formas racionales de aprovechar este recurso, un ejemplo claro se define en la arquitectura solar pasiva la cual no indica que mediante estudios de orientación como de ubicación plasmados en planos arquitectónicos se puede construir edificios con ventajas de reducir significativamente la climatización o iluminación de los mismos. También la radiación solar suele cumplir un papel grande o pequeño en el funcionamiento de las diferentes energías renovables pues de una u otra forma necesitaran del sol para desenvolverse, a diferencia de la geotérmica que utiliza el calor de la tierra o mareomotriz que utilizan el viento para producir energía (Madrid Solar, 2006).
70
biomasa: materia orgánica originada en un proceso biológico y utilizado como fuente de energía.
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2.3.3. Paneles solares Un panel solar consiste en un dispositivo conformado por un conjunto de celdas o células conectadas entre sí, encapsuladas y acopladas a un marco o soporte, las cuales se encargan de canalizar la energía eléctrica obtenido de la transformación de la radiación solar, proporcionando una corriente continua la cual puede ser modificada mediante otros elementos del mismo mecanismo para ser aprovechada, existen de diferentes potencias ya sea de 6, 12 o 24 voltios. (Componentes de una instalación solar fotovoltaica, 2010). En el siguiente grafico se distingue las principales características que posee un panel solar típico: Figura 2.3. Elementos de un panel solar.
Fuente: fotografía obtenida de Componentes de una instalación solar fotovoltaica obtenidas en: http://www.mcgrawhill.es/bcv/guide/capitulo/8448171691.pdf 128
Capítulo 2
Soporte: consiste en la base del panel cuya función es proporcionar una rigidez estructural adecuada a los módulos del cual está formado.
Cables de conexión: esto se encuentran guardados en una caja en la parte trasera del panel.
Marco del panel: permitirá ubicar toda la instalación sobre un soporte manteniéndolo fijo.
El vidrio: es aquel que recubre el panel en su totalidad y su función es servir de protección a las células solares ante cualquier fenómeno atmosférico.
Encapsulado: siendo una parte importante al momento de juntar cada una de las células o celdas del panel, tiene la función esencial de proteger a dicho módulo de la intemperie, ya que se considera de gran importancia que este se encuentre protegido frente a la abrasión o desgaste producido por el sol, el viento u otros elementos, humedad o la incidencia directa de los rayos ultravioletas los cuales son diferentes niveles de luz provenientes del sol encontrando desde los más beneficiosos a los más dañinos; también logra proteger la conexiones interiores de las células ante posibles vibraciones.
Conexionado: el panel por lo general es fácil de instalar, tomando en cuenta que las células que lo conforman deben estar según términos eléctricos, conectadas en serie o paralelo cuya asociación de dichas células proporciona el nivel adecuado de tensión e intensidad del panel solar. (Componentes de una instalación solar fotovoltaica, 2010)
También se puede diferenciar a los paneles solares mediante la tecnología utilizada en la fabricación de sus células, por lo general los más utilizados son:
Silicio cristalino (mono cristalino y multicristalino).
Silicio amorfo. 129
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Figura 2.4. Tipos de células de un panel fotovoltaico según la tecnología de fabricación.
Fuente: fotografía obtenida de Componentes de una instalación solar fotovoltaica obtenidas en: http://www.mcgrawhill.es/bcv/guide/capitulo/8448171691.pdf
Dicho anteriormente constamos dos tipos de paneles solares cuyos elementos de su funcionamiento serán descritos a continuación:
2.3.4. Sistemas que conforman una instalación solar térmica Existen varios sistemas que conforman una instalación solar térmica, entre estas tenemos principalmente: un sistema de captación, de acumulación y de distribución. 130
Capítulo 2
Figura 2.5. Elementos de una instalación solar térmica.
Fuente: Fotografía obtenida de Madrid Solar en: http://www.fenercom.com/pdf/publicaciones/guia-de-la-energia-solarfenercom.pdf
Sistema de captación: La misión principal e este mecanismo consisten en transformar la energía solar captada en energía térmica aumentando la temperatura del fluido en su interior. También conocido como captador solar plano, este sistema se encuentra conformado por una placa metálica negra que se calienta con la exposición al sol y debido a su color, no tiende a reflejar los rayos al exterior, normalmente este se encuentra dentro de una caja cubierto por un vidrio, dentro de esta caja se encuentra un conjunto de tubos dispuestos en serpentín en el cual circula el agua por todo el sistema, el efecto que se produce a continuación es similar a un invernadero puesto que los rayos de sol ingresar al captador y debido al vidrio, dicho calor no puede salir por lo que mantiene los tubos calientes y por ende el agua, también la retención de este calor es conocido como trampa solar, por lo general consigue aumentos de temperatura 131
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de 60°C o mayores a un costo muy reducido (Madrid Solar, 2006). También se conoce la existencia de diferentes sistemas de captación, uno de estos es aquel conformado específicamente por células o celdas similares a las utilizadas en la captación de energía solar fotovoltaica con la enorme diferencia de que estos al igual que el sistema ya definido, transformar la energía solar en calor, usualmente se los utiliza para calentar el agua de viviendas, edificios etc.
Sistema de acumulación: Este segundo punto consiste en almacenar el agua caliente producto de la energía térmica en un depósito o también llamado colector para su posterior utilización, este sistema se encuentra conectado al sistema hídrico de la vivienda o donde se esté utilizando mediante el cual se abastece y proporciona como resultado final el recurso hídrico cálido. Por lo general este sistema está conformado por uno o varios colectores de agua caliente cuyo tamaño depende del consumo estimado cubriendo la demanda la demanda diaria estimada del recurso (Madrid Solar, 2006).
Sistema de distribución: En este punto se incluyen todos los elementos designados en la distribución y acondicionamiento de la instalación como tenemos: tuberías y conexiones, válvulas, bombas, vasos de expansión, etc. También se incluyen todos aquellos sistemas de apoyo basados en energías convencionales tales como calderas de gas, útiles en prevenir las posibles faltas de radiación solar y de esta manera el constante abastecimiento de la demanda (Madrid Solar, 2006).
2.3.5. Sistemas que conforman una instalación solar fotovoltaica Entre los principales sistemas que conforman una instalación solar fotovoltaica presentes en el siguiente esquema, se determinan los siguientes: 132
Capítulo 2
Figura 2.6. Elementos de un panel solar fotovoltaico.
Fuente: Imagen obtenida de Componentes de una instalación solar fotovoltaica obtenidas en: http://www.mcgrawhill.es/bcv/guide/capitulo/8448171691.pdf
Generador fotovoltaico: Consiste en el elemento primordial de la instalación, este se encuentra formado por diversos paneles solares los cuales no son más que la unión de diferentes células fotovoltaicas para que la instalación obtenga la potencia necesaria, por lo general suele ser de colores oscuros para así garantizar con mayor facilidad la retención de energía, su función principal es trasformar la energía del sol emitida como ondas electromagnéticas a energía eléctrica aprovechable por el ser humano, por lo general proporciona corriente continua (Componentes de una instalación solar fotovoltaica, 2010).
Regulador: El regulador es un elemento anexado al módulo fotovoltaico, su función principal consiste en proteger a los acumuladores o baterías como también a los medios tecnológicos de las viviendas de posibles sobrecargas producidas por alguna excesiva 133
Julieta Evangelina Sánchez Cano
producción energética solar, de esta manera garantiza la vida útil de todo el sistema (Componentes de una instalación solar fotovoltaica, 2010).
Batería: La batería solo se encuentra presente en instalaciones autónomas, ya que existen otros sistemas conectados a la red por medio del cual se suministran los excesos de energía que no se haya utilizado, la función principal es almacenar y proporcionar energía a toda la instalación en periodos sin luz solar o con muy poca luminosidad (Componentes de una instalación solar fotovoltaica, 2010).
Inversor: El inversor es aquel elemento encargado de trans-
formar la corriente continua71 obtenida directamente de los paneles solares a corriente alterna72, alimentando a la mayoría de aparatos de una vivienda pues la mayor parte de estos utilizan dicha corriente alterna para sus actividades (Componentes de una instalación solar fotovoltaica, 2010).
Dependiendo de sí la instalación se encuentra conectada a la red, también se utilizan el siguiente elemento:
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Contador: El generador fotovoltaico necesitara para un mejor funcionamiento, dos contadores ubicados entre el inversor y la red eléctrica, el primero se encargara de cuantificar la energía solar que se genera y suministra directamente a la red para su facturación y el otro para cuantificar el pequeño consumo por lo general menor a 2 kWh/año del inversor cuando exista ausencia de radiación solar así como un comprobante para la compañía del posible consumo que el dueño o titular de la instalación fotovoltaica pudiera hacer (Madrid Solar, 2006).
corriente continua: consiste en un flujo de carga continua entre dos puntos que no se llega a alterar o cambiar de sentido con el tiempo y se mantiene constante. corriente alterna: consiste en un flujo de corriente que a diferencia de la continua, esta tiene a variar su magnitud y sentido cíclicamente como un conjunto de ondas.
134
Capítulo 2
2.4.
ENERGÍA SOLAR A NIVEL GLOBAL
2.4.1. Energía solar, fuente constante para abastecimiento energético a nivel mundial El sol ofrece a la humanidad el potencial de energía virtualmente ilimitada. La energía solar se puede aprovechar de muchas maneras, lo que debería combinarse para cumplir mejor las necesidades energéticas de la población y la economía mundiales. Debido que está disponible en todo el planeta, puede proporcionar un acceso más rápido a los servicios modernos de energía para las comunidades desfavorecidas de las zonas rurales con baja densidad de población. También puede ayudar a satisfacer sus necesidades de energía para cocinar, desplazando formas de utilización de la biomasa que son a menudo ineficiente, insalubre y no sostenible (International Energy Agency, 2011). Para la mayor parte de la población mundial, la energía solar puede proporcionar electricidad inagotable y limpia en grandes cantidades, sólo superado por la energía eólica en los países templados y fríos. La electricidad será el soporte principal de la energía solar, desplazando el uso de combustible fósil con eficiente motores y bombas de calor. Un enfoque integrado para el desarrollo de la energía solar necesita primero evaluar y caracterizar todas las necesidades de energía, luego de identificar el más inteligente combinación posible de las fuentes para satisfacer las necesidades (International Energy Agency, 2011). A pesar de que la energía solar posee un rápido crecimiento por el gran potencial que posee, aún existe incertidumbre sobe le eficiencia que pueda generar y los altos costos para obtenerla. Muchos países están tomando decisiones para utilizar este tipo de energía y así aprovechar la oportunidad que poseen al aprovechar este recurso. No obstante este tipo de energía aun no es aprovechada de manera exponencial y generalizada por todos los países del mundo, 135
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pues muchos de ellos consideran costoso realizar este cambio en su matriz energética. De esta manera el recurso solar se mantiene en tercer plano pues aún se mantiene la explotación de otros recursos como son los hidrocarburos, la biomasa y la hidroeléctrica. Sin embargo a pesar de que la producción de energía solar apenas se observa en las estadísticas de producción energética, se estima que en los próximos 10 años su implementación se incrementara de manera acelerada como una de las principales fuentes energéticas renovables. La energía solar se obtiene por medio del aprovechamiento de la radiación que el sol emite al planeta diariamente. Por irradiación solar, se entiende la cantidad de energía que los depósitos de sol por unidad de área que es directamente expuesto a la luz solar y perpendicular a la misma, es de 1 368 vatios por metro cuadrado (W / m 2). Esta medida se llama la constante solar. Sin embargo, la luz solar en la superficie de nuestra planeta es atenuada por la atmósfera de la tierra por lo menos hasta poder llegar a la superficie - sobre 1 000 W / m2 en condiciones claras cuando el sol está cerca del cenit. Nuestro planeta es una especie de globo giratorio. El área de superficie de un globo es cuatro veces la superficie de un disco del mismo diámetro. Como consecuencia, la energía entrante recibida del sol, como promedio durante el año y sobre la superficie del globo, es un cuarto de 1 368 W / m2, es decir, 342 W / m2. De estos 342 W / m2 aproximadamente 77 W / m2 se reflejan de vuelta al espacio por las nubes, los aerosoles y el ambiente, y 67 W / m2 son absorbidos por la atmósfera (PAUL, 2003). El restante 198 W / m2, es decir, aproximadamente 57% del total, golpea la superficie de la tierra (en promedio) (International Energy Agency, 2011). La radiación solar que llega a la superficie de la tierra tiene dos componentes: directos o "rayo" radiación, que viene directamente desde el disco solar; y la radiación difusa, que viene indirectamente. La radiación directa crea sombras, la difusa no. La radiación directa es casualmente experimentada como "sol", una combinación de luz brillante y el calor radiante. Irradiación difusa se experimenta como "luz del día". En cualquier dispositivo solar también se puede dar cuenta de un tercer componente - la radiación difusa reflejada por las superficies de tierra. El término radiación solar global se refiere a 136
Capítulo 2
la suma de los componentes directa y difusa. Es innegable aceptar que el sol ofrece una cantidad considerable de energía: que es de aproximadamente 885 millones Tera watt-hora (TWh) el alcance que tiene la superficie de la Tierra en un año, es decir 6 200 veces la energía comercial primaria consumida por la humanidad en el año 2008 - y 4 200 veces más energía de lo que la humanidad podría consumir hasta el año 2035. (International Energy Agency, 2011) En otras palabras, se necesita tan solo una hora y 25 minutos de sol para enviarnos la cantidad de energía que actualmente consumimos en un año. Para el año 2035, según el escenario, estos números crecerían a un poco más de dos horas. Mientras que las reservas probadas fósiles73 representan 46 años (petróleo), 58 años (gas natural) y casi 150 años (carbón) de consumo al ritmo actual. La energía recibida por el sol en un solo año, si este fuera totalmente capturado y almacenado, representaría más de 6 000 años de consumo total de energía. Si tan sólo fuera capturada y distribuida una décima parte del uno por ciento de la energía solar, entonces el problema de suministro de energía desaparecería en el planeta. No cabe duda de que la energía proveniente del sol es nuestra esperanza de futuro y debemos establecer sistemas de gobernanza global y proyectos para que esta energía pueda ser utilizada en bien de la humanidad. (International Energy Agency, 2011). El aumento de gases de efecto invernadero 74 en la atmósfera y el cambio climático, pueden influir en la cobertura de nubes y reducir la claridad, y el potencial de los recursos de energía solar en diferentes regiones del mundo. Ante esta situación es necesario establecer 73
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Reservas probadas fósiles: como se entiende el petróleo es un producto originario de la fermentación de residuos de seres vivos existentes ya hace un largo periodo de tiempo y se encuentran sepultadas en el interior del suelo, por tanto las reservas probadas fósiles hace referencia a la cantidad extraíble y rentable económicamente durante la explotación de dicho recurso. Efecto invernadero: consiste en u fenómeno producto de la contaminación por parte de la gran cantidad de gases emitidos a nivel mundial, los cuales quedan retenidos en la atmosfera evitando que parte de la radiación diaria emitida por el sol, quede atrapada en el planeta produciendo alteraciones y generando el cambio climático.
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sistemas de gobernanza mundial efectivos que nos hagan revertir la tendencia del calentamiento global. Aunque hay que resaltar que la media mensual de los cambios en los flujos solares siguen siendo muy bajos - aunque esto no es necesariamente cierto en lo que respecta para dirigir la radiación normal. (International Energy Agency, 2011). Figura 2.7. Recursos totales de energía en el mundo.
Fuente: Imagen obtenida de International Energy Agency en http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/Solar_Energy _Perspectives2011.pdf 138
Capítulo 2
Es importante resaltar que la proporción de energía recibida por el sol supera en gran escala la producción y abastecimientos de diferentes recursos en especial los no renovables utilizados actualmente y que llegan a producir grandes cantidades de contaminantes. La radiación recibida diariamente por nuestro planeta supera los límites de abastecimiento energético en comparación con la energía recibida por los usuales recursos que hoy en día se implementan para producir energía, es por ello que afirmamos que la energía solar es la energía del futuro. La figura mostrada de los recursos totales de energía en el mundo nos ilustra una comparación de la energía obtenida de las diferentes fuentes aprovechables a nivel mundial, de manera ascendente y por grado de rendimiento. Los cuadros muestran el grado de productividad de los distintos medios para abastecimiento energético, el pequeño cuadro azul muestra el nivel de consumo global de energía, por tanto se puede determinar que a diferencia de los recursos utilizados actualmente para cubrir la mayor parte de la demanda energética como son los hidrocarburos como el petróleo y gas, entre otros, notamos que la producción por parte de la energía solar supera los límites tanto en posibilidades de generación, y su obtención se daría en un tiempo inferior a la de los otros recursos y lo más importante es que esto sería sin llegar a producir contaminantes al momento de su explotación, de esta manera se puede llegar a cubrir la oferta y demanda de manera estratégica, de forma ecológica y sobre todo renovable.
2.4.2. La obtención de la energía del sol Los rayos solares se pueden distinguir de acuerdo a sus longitudes de onda, lo que determina la luz visible, radiación infrarroja y ultravioleta. La luz visible constituye aproximadamente el 40% de la energía radiada, infrarrojos 50% y ultravioleta del 10% restante. (International Energy Agency, 2011) El segundo medio de obtención energética a través del sol es la energía fotovoltaica, la cual consiste en la transformación de la energía lumínica a energía eléctrica, mediante la utilización de pane139
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les solares cuyas celdas fotovoltaicas transforman dicha energía, los paneles fotovoltaicos se encuentran comprendidos por 3 instrumentos extra que le permiten proveer un óptimo funcionamiento. Una vez captada y convertida la energía solar, esta es almacenada en un regulador el cual le permite mantener el voltaje necesario para abastecer una comunidad, un sector o simplemente una vivienda, también se implementó una batería similar a la que utilizan los autos para poder almacenar la energía obtenida y poderla utilizar cuando la radiación solar se puede encontrar interrumpida por la aglomeración de nubes o en situaciones de noche, por ultimo debido a que la corriente obtenida es continua se hizo imprescindible la implementación de un conversor el cual transforma dicha corriente en energía alterna, de esta manera puede ser aprovechable para el uso de electrodomésticos en especial los que demandan mayor consumo energético. Este tipo de energía es muy importante porque logra abastecer a comunidades alejadas y donde resulta imposible implementar cableados eléctricos para suministro. Es importante tener en cuenta el lugar donde se aprovechara el recurso solar, pues las estaciones climatológicas son diferentes en cada país y por ende la producción solar pude ser mayor o menor, por lo tanto es imprescindible la elaboración de un análisis del clima, radiación solar y vientos que se produzcan en la zona, de esta manera se logra asegurar la adecuada implementación de paneles ya sean térmicos o fotovoltaicos y disfrutar de un óptimo abastecimiento energético. La energía solar debido a su gran disponibilidad podría ser la más aprovechable en todo el planeta y además la implementación de ambos métodos, tanto energía solar fotovoltaica como solar térmica, son considerados los más adecuados para el aprovechamiento de energía limpia y renovable. El recurso solar considerado como inagotable ha llegado a superar expectativas de países donde ya se ha implementado e iniciado el aprovechamiento de esta fuente energética, llegando a reducir en gran manera el uso de combustibles fósiles y por ende ello ha repercutido en reducir la contaminación. No cabe duda que el aprovechamiento de la energía solar para diversificar la matriz energética es una apuesta que debemos hacer a nivel global. 140
Capítulo 2
Es importante reconocer la versatilidad de las instalaciones de la energía solar que va desde pequeñas instalaciones familiares hasta grandes proyectos de centrales solares. Una característica primordial de la energía solar es su capacidad para adecuarse a proyectos de gran escala para la industria, así como de mediana y pequeña envergadura para usuarios individuales. También se puede dar el aprovechamiento en ámbitos urbanos con instalaciones fotovoltaicas que se integren a grandes superficies expuestas como estacionamientos, edificios, marquesinas. No cabe duda de que las opciones de uso de la energía solar son grandes y cada vez menos costosas. Desarrollar este subsector energético es crucial ya que es una de las mejores opciones para cambiar la actual matriz energética mundial.
2.5.
ENERGÍA SOLAR EN LATINOAMÉRICA
América latina es considerada el continente que se expone más al peligro por el creciente cambio climático, ya sea por su vulnerabilidad debido a la dependencia económica de los recursos naturales que poseen. Por este motivo la mayoría de los países se han planteado desarrollar métodos para lograr mitigar dichas afectaciones y disminuir la deforestación. La mayor exposición directa a los impactos del cambio climático está generando desastres naturales y fenómenos del niño más intensos. El Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) en América Latina y el Caribe prevén mayor cantidad de huracanes, tormentas, sequías, olas de calor y tornados. También se tiene la previsión que los climas se harán más extremos y se intensificarán las sequías en los lugares áridos y las lluvias en los húmedos. (Dannemann, 2014). La presión del hombre sobre el planeta y sus ecosistemas está causando daños irreversibles, que sumados a la interacción entre menores lluvias y mayor temperatura ponen a nuestro planeta en terrible riesgo. De seguir esta situación podría haber un potencial colapso de la Amazonía, lo que sería catastrófico ya que es considerada el pulmón del mundo (Dannemann, 2014). 141
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Pero a pesar de todo ello Latinoamérica también es considerado el sector continental más privilegiado, si se consolidaran los grandes esfuerzos por reforestar, recuperar los bosques y debido a la abundante existencia de recursos renovables como la implementación de energía eólica o solar, se podrían entonces llegar a reducir de forma importante las emisiones de CO2 al medioambiente. Además si se generan adecuadamente los cambios a la matriz para el abastecimiento energético, se podrá mejorar la calidad de vida de las poblaciones y los ecosistemas. A pesar del continuo dominio del viento y la bioenergía o energía obtenida de la biomasa como principales fuentes renovable de energía, se estima que la energía fotovoltaica tomara un impacto positivo de grandes dimensiones en el cambio de la matriz energética global y causará un importante impacto para el sector energético en las siguientes décadas, será aprovechada parte de la gran potencial solar que se ha obtenido gracias a los adelantos tecnológicos al implementar medios de captación energética. De tal forma que las instalaciones de paneles solares se han llegado a reducir sus costos en un 60% por lo que pueden ser implementadas de forma más accesible y ser aprovechada en sectores urbanos o rurales cuya demanda energética puede ser abastecida. Se estima que América Latina podría ser uno de los grandes líderes del desarrollo fotovoltaico de la próxima década, con una previsión de desarrollo de 3.500 MW para 2016, según datos de la Asociación Europea de la Industria Fotovoltaica (EPIA). Las empresas del sector solar fotovoltaico ya tienen proyectos en Chile, Brasil, Uruguay, Perú, Ecuador, Honduras, Panamá, Guatemala, México y República Dominicana entre otros países. No obstante es necesario enfrentar tres retos para que este tipo de energía pueda llegar a tener la importancia en el sector: 1. Establecer formas de gobernanza que favorezcan este tipo de energía renovable 2. Realizar estrategias para atraer inversiones en este tipo de energía. 142
Capítulo 2
3. Mejorar el suministro de energía a la población y empresas. 4. Y al mismo tiempo, reducir el consumo de energía necesario. ( Ayudas Energia, 2012) Los países con más radiación solar promedio anual son México, Brasil, Chile y Perú. Pero también en el resto de la región de América latina, salvo las zonas más meridionales, puede aprovecharse la energía del sol, sobre tanto en forma de módulos de techo como de grandes plantas solares, estas sobre todo en los desiertos cerca de la costa del Pacífico y en el nordeste de Brasil. (Kummetz P., 2012)
2.5.1. México México es uno de los países de América Latina que ha favorecido las inversiones en energía solar tanto fotovoltaica como térmica. El mercado solar mexicano se ha desarrollado hasta ahora sobre todo en forma de instalaciones no conectadas a red para la electrificación rural y equipos solar térmicos para la generación de agua caliente, por ejemplo en el marco del programa de construcción de viviendas sociales Infonavit, que son viviendas de interés social que construye el gobierno para beneficio de la población, existen otros beneficios como la instalación de teléfonos solares para emergencias en las carreteras mexicanas, teléfonos solares en las zonas rurales muy apartadas, entre otros servicios solares que ya se están implementando. El país posee un rico potencial también para grandes plantas fotovoltaicas, por lo que ya se están atrayendo inversiones para aprovechar este recurso. En el año 2013 y 2014 está en construcción una planta solar térmica en Sonora, el proyecto Agua Prieta II. Su construcción está a cargo de empresas privadas siguiendo el modelo de cooperación público-privada. Supone una inversión de 252 millones de dólares y tendrá una capacidad de 650 megavatios, esta central solar contribuirá a satisfacer la demanda eléctrica esperada del Noroeste de México. La central será de tipo combinado y estará integrada por un conjunto de turbogeneradores de gas y vapor que trabajan en ciclo Brayton y Rankine respectivamente, con capacidad de generación de 535,64 MW +/- 15 por ciento se contara con un campo 143
Julieta Evangelina Sánchez Cano
solar que generará vapor adicional para incrementar la generación de energía eléctrica en un mínimo de 25MW, se utilizará gas natural como combustible, el sistema del campo solar es una donación de Global Environmental Facility (GEF) a través del banco mundial. La donación es por 49,3 millones de dólares y se fundamenta en los beneficios que el proyecto producirá en términos de reducción de emisiones de CO2 a la atmosfera (CFE, 2010). Otra planta que fue recién inaugurada es la central fotovoltaica Aura solar 1 en Baja California Sur (BCS), es la primera planta solar e gran escala en México de esta forma México se inserta en la carrera de la energía renovable a gran escala, lo que muestra que el país ya entró de lleno en el proceso de transformación energética del siglo XXI. Esta central solar evitará 60,000 toneladas de CO2 al año. Gracias a esta central solar se podrá abastecer el 65 por ciento de energía eléctrica de La Paz BCS. Y beneficiar a 95, 000 habitantes. Esta planta solar es el primer proyecto de gran escala que se establece en el país con 39 megawatts de potencia, y con su entrada en operación México se ubica entre los 20 países del mundo con mayor capacidad de energía (es el 19 a nivel mundial y el segundo en Latinoamérica después de Perú). Actualmente el 25 por ciento de la electricidad que se produce en el país es con base en energías limpias como la solar, geotérmica y eólica. La Ley de Cambio Climático establece la meta de que para el año 2024, el 35% de la energía eléctrica que se genere en el país, provenga de fuentes de energía limpia y la energía solar puede desempeñar en México un importante papel para cumplir estos objetivos. También se ha firmado un tratado en el marco del acuerdo bilateral con EE. UU., en el año 2009, en el que está previsto el desarrollo de redes eléctricas transfronterizas (Kummetz P., 2012).
2.5.2. Brasil Si bien pese a que Brasil ha apostado hasta ahora por otras formas de energías renovable, también se ha insertado en la carrera por el cambio de la matriz energética vía energía solar. Para ello ha promovido 144
Capítulo 2
la realización de varios proyectos que permiten visualizar la revitalización del mercado de la energía solar. Brasil tiene una considerable disponibilidad de sol y está muy bien situado para la generación de energía solar (sistemas PV interconectados a la red en áreas urbanas) según información recopilada en el I Atlas Brasileño de energía solar (2006) se hizo un levantamiento de datos de disponibilidad de energía solar en todo el territorio brasileño, utilizando un modelo de transferencia radiactiva alimentado por datos climatológicos y por 10 años de informaciones extraídas vía satélite geoestacionario los que fueron a su vez validados por datos recogidos en la superficie del territorio, este proyecto indiciado en el año 2001 ha resultado de gran importancia ya que tiene como principal objetivo promover el levantamiento de una base de datos fiable y de alta calidad para apoyar en la planificación de políticas públicas y se puedan incentivar proyectos nacionales de energía solar y eólica y atraer capital e inversiones de fondos privados al área de las energías renovables 75.
75
El mapeo potencial energético solar presentado fue uno de los productos generados por el proyecto SWERA (Solar and Wind Energy Resource Assessment) que fue financiado por el Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) y cofinanciado por el Fondo Global para el Medio Ambiente (GEF) el proyecto se realizó en coordinación con la División del Clima y del Medio Ambiente del Centro de Previsión del Tiempo y de Estudios Climáticos del Instituto Nacional de Investigación Espacial (DMA/CPTEC/INPE). Se puede obtener mayor información en la página: http://www.americadosol.org/es/atlas-brasileiro-de-energia-solar/
145
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Figura 2.8. Mapa de irradiación solar en Brasil.
Fuente: mapa obtenido de américa do sol obtenido en: http://www.americadosol.org/es/atlas-brasileiro-de-energia-solar/
La base de datos del mapa es altamente fiable y además compatible con los sistemas de información geográfica (SIG) y puede ser empleada fácilmente en estudios de viabilidad económica y apoyar en la atracción de inversiones y desarrollo de proyectos de este tipo de fuentes de energías renovables (America do sol, 2015). 146
Capítulo 2
Dentro de los proyectos que actualmente se están gestionando está la empresa Solaria Brasil la cual está trabajando en la construcción de una central fotovoltaica de 3 megavatios pico en el estado de Minas Gerais. También la empresa ha mostrado interés en los mercados de Chile, Perú y Argentina y fuera d América en Israel y Japón. De igual forma también existen intereses en nuevos proyectos en el mercado solar térmico brasileño. El gobierno se ha fijado como meta la puesta en funcionamiento de un total de 400.000 pequeñas instalaciones para el calentamiento de agua en el marco del programa de viviendas sociales “Mi casa, mi vida”, que tiene prevista la construcción de dos millones de viviendas en los próximos años. A la par el país sigue estudiando también la creación de más mecanismos de fomento de la energía fotovoltaica. (Kummetz P., 2012)
2.5.3. Chile Las renovables deben tener el 20 por ciento del total de electricidad comercializada en Chile para el año 2015, según metas fijadas por el gobierno. El país se ha propuesto duplicar en 10 años el aporte de las renovables a la generación fijando un 20 por ciento en 2025, para reducir la fuerte dependencia de las importaciones de gas. El gobierno aprobó en el año 2012 una ley que permite que las familias y pequeñas empresas generen su propia energía para autoconsumo e inyectar el remanente a la red a cambio de un precio que se descuenta del recibo, lo que es conocido como balance neto, esta ley es muy positiva porque permite un mercado que continuará creciendo poco a poco de forma sostenible y con rentabilidades justas. Son 189 MW de potencia ya instalada en el país y 460 MW en ejecución. De los 460 MW en construcción el 30 por ciento se venderá a las mineras, mediante contratos bilaterales. Mientras la energía producida con diésel se vende a 200 y 300 dólares por megavatio hora, la que se genera por energía fotovoltaica en huertos solares cuesta entre 90 y 130 dólares. Los precios de la electricidad en Chile hacen que las plantas solares sean muy rentables y sin necesidad de subsidios. Sin embargo si existen incentivos especiales en las regiones de Parinaco147
Julieta Evangelina Sánchez Cano
ta y Arica que consisten en créditos tributarios sobre la inversión realizada (PULIDO, 2014). En Chile, la técnica fotovoltaica fue introducida ya en los años 90 en el marco de programas de electrificación rural y actualmente es un boom de producción solar fotovoltaica. En el área de la generación eléctrica a gran escala se han creado en los últimos años nuevas condiciones marco legal y económico para su desarrollo. El norte de Chile es la región con la mayor radiación solar del mundo. El proyecto actual más interesante es Calama Solar 3, una cooperación entre la empresa Solar pack y el productor estatal de cobra CODELCO. Se espera que la instalación produzca, debido a la alta radiación solar, en total 2,69 gigavatios anuales. La planta no cuenta con subvenciones oficiales y el objetivo es que genere electricidad para la producción de cobre, que consume mucha energía. Cerca de la ciudad de Vicuña, en el norte del país, la empresa alemana Juwi construye junto con la chilena Kaltemp una central fotovoltaica de unos 5.000 módulos fotovoltaicos poli cristalinos con una potencia de 1.200 kilovatios. La instalación, en unos hectáreas de superficie, proporcionará energía “limpia” para la irrigación de una cercana plantación de clementinas y avocados (Kummetz P., 2012). Chile tiene la fortuna de tener la recepción solar fotovoltaica más alta del mundo que está en el desierto chileno de Atacama, existe un gran número de compañías interesadas en este punto del planeta donde además la energía es cara, entre las empresas que ya están trabajando en la zona están: SunEdison, solarpack, Abengoa, gestamp, Elecnor, Ingeteam, Enertis y Acciona, quienes ya están desarrollando parques solares de consumo industrial o suministrando paneles y componentes a otras empresas. Acciona construirá la planta camarones con de 7,2 megavatios para la filial chilena GDF Suez. SunEdison tiene al menos tres proyectos entre ellos está Amanecer solar que es el más grande de Latinoamérica con una capacidad instalada de 100 MW equivalente al consumo anual de 125 mil hogares y con una inversión de 250 millones de dólares.
148
Capítulo 2
Figura 2.9. Variación global de la radiación solar medida en Chile.
Fuente: Laboratorio Nacional de Energía Renovable. (2010). Obtenido de: http://www10.iadb.org/intal/intalcdi/PE/2011/08963.pdf
En Latinoamérica, el país que más resalta para la producción de electricidad por medio de la energía solar es Chile. En él se registran las condiciones ideales para el aprovechamiento de este recurso, sobre toda en la zona del Desierto de Atacama, que se ubica entre las 149
Julieta Evangelina Sánchez Cano
regiones de Arica y Parinacota con la de Coquimbo, además es conocido como el lugar más árido del planeta con más de 330 días al año sin nubes y con los niveles más altos de radiación solar en el mundo, sobrepasando el umbral de 2700 kWh por m2 al año. Esta privilegiada condición geográfica evidencia un enorme potencial que todavía no ha sido explotado adecuadamente, y se sabe que tomando de muestra, el nivel de radiación solar en la zona antes mencionada, basta con una superficie lineal de 13 x 13 km cubierta con paneles solares para abastecer el consumo eléctrico de Chile, y con una área de 3600 km2 para abastecer el subministro eléctrico de Sudamérica (Bernardelli, 2011).
2.5.4. Perú El territorio peruano, cuenta con sol durante la mayor parte del año ya que está próximo al Ecuador. Según el Atlas Solar del Perú elaborado por el Ministerio de Energía y Minas, el Perú tiene una elevada radiación solar anual. En la sierra la radiación solar es de aproximadamente 5.5 a 6.5 kWh/m2; 5.0 a 6.0 kWh/m2 en la Costa y en la Selva de aproximadamente 4.5 a 5.0 kWh/m2. En el Perú hay tres ámbitos donde se ha desarrollado el uso de energía solar. El primer ámbito (y más tradicional) es el uso como fuente térmica a través de termas de agua en zonas del sur peruano, principalmente Arequipa y Puno, departamentos en los que existe cerca de 30 empresas dedicadas a la fabricación y mantenimiento de estos aparatos. No obstante, aún es amplio el camino a recorrer para masificar el uso de paneles solares tanto para áreas urbanas como rurales destinados al uso térmico el cual implicaría menor consumo de la red eléctrica en los hogares (una terma eléctrica es uno de los principales consumidores de energía eléctrica en un hogar). Asimismo su uso no se limitaría a lo domestico sino también podría incluirse en usos productivos como secadores de granos para la agricultura (en la zona sur la producción de granos andinos como kiwicha, quinua, kañihua es alta) así como para como la potabilización de agua en aquellas zonas que lo requieran. 150
Capítulo 2
El Plan de Electrificación Nacional de Electrificación Rural de Perú en segundo lugar, se ha propuesto que cerca de 345 823 hogares deberán ser cubiertos con módulos fotovoltaicos en espacios rurales. Sin embargo sigue siendo un reto para Perú proveer de electricidad a las zonas rurales ya que aún existen cerca de 500 000 hogares ubicados en zonas rurales que aún no son atendidos por los programas públicos de electrificación. En el 2011, el 16% población peruana no tiene electricidad en sus casas, cifra que se eleva a 22% en las zonas rurales (Datos de la Dirección General de Electrificación Rural). Otro de los proyectos existentes es el financiado por el Banco Mundial, el Global Environment Facility – GEF y el MEM que ya ha subvencionado la provisión de electricidad a 2 216 hogares con sistemas fotovoltaicos pilotos. Existe también otro sub proyecto para llegar a 7 000 hogares más. El programa Euro Solar, que provee 130 pequeñas centrales de energía hibrida (eólico-solar) destinadas a abastecer de energía a postas, colegios y locales comunales rurales. Asimismo, el Gobierno Central ha generado el programa Luz para Todos en el que cerca de 11 640 nueva localidades con servicio eléctrico serán atendidas con fuentes renovables siendo una gran parte con sistemas fotovoltaicos. Entre otras opciones para la electrificación rural están los sistemas fotovoltaico domiciliario (SFD) en los que la empresa estatal ADINELSA, es la encargada de la promoción de la electrificación rural en áreas no concesionadas, en las que ya posee más 1500 SFDs operativos en el sur del país. El tercer ámbito es la concesión de las 4 centrales solares fotovoltaicas que se enlazaran al Sistema Eléctrico Nacional (SEIN que serán construidas por las compañías españolas T-Solar Global y Solarpack Corporacion Tecnológica, con una potencia conjunta de 80 megavatios (Mw). Estas empresas venderán la electricidad producida al gobierno peruano durante un lapso de 20 años. Otro desarrollo lo llevo a cabo la empresa Constructora San José que desarrolló de un parque fotovoltaico de 20 MW en el Alto de la Alianza, con entrega a red., produciendo 45 GW/año, gracias a su excelente ubicación en una zona de intensa radiación solar. Sus 80.000 paneles solares fotovoltaicos generan una potencia de 22 megavatios pico. La superficie construida del proyecto superará los 60.000 metros cuadrados. El proyecto incluye la construcción de 10 kilómetros de caminos (Kummetz P., 2012). 151
Julieta Evangelina Sánchez Cano
2.6.
ENERGÍA SOLAR EN ECUADOR
Ecuador es uno de los países con mayor potencial de desarrollo energético renovable, pues por motivo de encontrarse en la mitad del mundo posee un clima continuo durante todo el año, a diferencia de otros países que debido a poseer las diferentes estaciones del año, el clima es diverso y por tanto el recurso solar suele ser discontinuo y muchas veces escaso. Un valor medio aproximado de la cantidad de radiación solar captada por Ecuador es de 4200kWh/año muy superior a la captada por España que es de 1400kWh/año por m2, convirtiéndolo en una zona estratégica cuyas condiciones impulsan a la instalación de tecnologías para la generación de energía solar fotovoltaica. Entre los principales sectores de Ecuador, la ciudad que hasta ahora es considerada con más potencial energético debido a poseer la mayor incidencia de radiación solar es Imbabura, pues su promedio de generación anual es de 10 627,59 kWh cuyo promedio anual radica en 1 797 kWh/kWp (Velasco G., 2009). En la actualidad uno de los medios de abastecimiento energético más utilizados son las termoeléctricas pero debido al crecimiento poblacional y al incremento de la demanda de este recurso, genera que estas industrias trabajen por encima de su capacidad normal lo que llega a producir daños a los sistemas, aumento de la contaminación por sobrexplotación y muchas veces molestia a la población por los apagones que se producen en cualquier momento del día. Las zonas de mayor consumo de energía son en primer lugar las zonas urbanas y en segundo lugar las zonas rurales por tanto a pesar de que en ambas es necesario la inclusión de recursos renovables para un óptimo abastecimiento energético, se considera de mayor importancia la implementación de energía fotovoltaica conectada a la red en las zonas urbanas ya que de esta manera se podrían aportar grandes beneficios tanto a las compañías generadoras de este recurso como también al medio ambiente en general, también se evitaría muchas pérdidas por distribución y excesivos gastos monetarios en inversión por tratar de aumentar la variante capacidad de la red de distribución, siendo la mejor alternativa que el país puede considerar en 152
Capítulo 2
implementar para lograr de a poco alcanzar la soberanía energética (Velasco G., 2009). Mediante la aprobación por parte del directorio del CONELEC a la dirección ejecutiva de la misma empresa, procedieron a suscribir títulos habilitantes con 17 empresas privadas cuyos proyectos se basan en la producción de energía renovable con un rendimiento total de 297,7 MW de potencia, bajo condiciones específicas y propios riesgos de los ejecutivos, siendo 15 de estos proyectos direccionados a la generación fotovoltaica, enfocados directamente a utilizar la energía solar para autoabastecimiento energético y los 2 restantes enfocados a utilizar el biogás para el mismo fin (Consejo Nacional de Electricidad, 2015). Los títulos habilitantes ya mencionados con anterioridad consisten en contratos firmados por el Estado, por medio de la empresa pública CONELEC los cuales dan autorización a empresas privadas para que inicien la construcción de proyectos fotovoltaicos en el cual se logra definir como tarifa el valor de USD 0,40 por cada kilovatiohora (kW-h) de energía que llega a ser generada. Por tanto el Estado se encargara de pagar dicha tarifa a las empresas contratistas de los proyectos fotovoltaicos dando prioridad a la compra de dicha energía la cual ingresara al sistema nacional interconectado por encima de otro tipo de energías no convencionales como lo son las hidroeléctricas o las termoeléctricas (Consejo Nacional de Electricidad CONELEC, 2013). También se determinó que todos los proyectos, tengan como base la indicada regulación No. CONELEC – 004/11 la cual nos indica que solo se obtendrá para el desarrollo del país como factor obligatorio una capacidad de generación del 6% del recurso fotovoltaico entregado directamente al sistema público, acogiendo a esta regulación todas las centrales renovables de energía con la excepción de las hidroeléctricas con capacidad menor a los 50MW como también la energía obtenida por la biomasa o la geotérmica las cuales no se sujetan a esta limitación (Consejo Nacional de Electricidad CONELEC, 2012). A continuación se presenta el cuadro en el cual se encuentran los 17 proyectos de los cuales 15 de ellos son destinados a la generación de 153
Julieta Evangelina Sánchez Cano
energía fotovoltaica en diversas ciudades y puntos estratégicos de Ecuador, con una capacidad mayor a 1 MW de potencia. Tabla 2.1. Proyectos de generación de energía eléctrica mayores a 1 MW sujetos al tratamiento de las energías renovables no convencionales.
Fuente: Cuadro del CONELEC. 154
Capítulo 2
En el cuadro se muestran los proyectos de generación de energía eléctrica mayores a 1 MW sujetos al tratamiento de las energías renovables no convencionales se puede determinar los 15 proyectos fotovoltaicos con sus respectivas empresas gestoras y el lugar en el cual serán ubicados, también se puede observar la capacidad de cada una tiene en MW y la capacidad total que proporcionaran en general. También se presenta el siguiente cuadro de Excel en el cual se demuestra un registro de 82 proyectos o generadores menores de energía, de los cuales 76 están destinados a la generación de energía fotovoltaica con una potencia menor a 1 MW. Tabla 2.2. Registro de generadores menores a 1 MW sujetos al tratamiento de las energías renovables no convencionales. No
Empresa Gestora
Proyecto
Tipo de Proyecto
Capacidad MW 0.995
1
COSTANERA SOLAR COSSOLAR S.A.
LAS QUEMAZONBS
FOTOVOLTAICO
2
ARRAYASOLAR S.A.
MACHALA
FOTOVOLTAICO
0.995
3
ENERSIERRA S.A.
COCHASQUÍ
FOTOVOLTAICO
0.980
4
ENEGELISA S.A.
MALCHINGUÍ
FOTOVOLTAICO
0.999
5
GRANSOLAR S.A.
TREN DE SALINAS
FOTOVOLTAICO
0.995
6
ENERSOL S.A.
ENERSOL PREDIO 1
FOTOVOLTAICO
0.500
7
ENERSOL S.A.
ENERSOL JARAMIJÓ
FOTOVOLTAICO
0.997
8
ALTGENOTEC S.A.
ALTGENOTEC
FOTOVOLTAICO
0.994
155
Ubicación
Cantón arenillas, provincia de el oro Cantón arenillas, provincia de el oro Cantón pedro moncayo, provincia pichincha Cantón pedro moncayo, provincia pichincha Cantón urcuquí, provincia de imbabura Cantón jaramijó, provincia de manabí Cantón jaramijó, provincia de manabí Cantón guayaquil, provincia del guayas
Julieta Evangelina Sánchez Cano 9
GENRENOTEC S.A.
GENRENOTEC
FOTOVOLTAICO
0.994
10
ENERSOL S.A.
ENERSOL MANTA
FOTOVOLTAICO
0.997
11
RENOVERGY S.A.
HÉROES DEL CENEPA
FOTOVOLTAICO
0.995
12
NEOENERGY S.A.
GRANJA EÓLICA GARCÍA MORENO
EÓLICO
0.990
13
SOLHUAQUI S.A.
SOLHUAQUI
FOTOVOLTAICO
0.999
Cantón Arenillas, provincia de El Oro
14
SOLSANTROS S.A.
SOLSANTROS
FOTOVOLTAICO
0.999
Cantón Arenillas, provincia de El Oro
15
SABIANGO SOLAR S.A.
SABIANGO SOLAR
FOTOVOLTAICO
0.999
Cantón Macará, provincia de Loja
16
SARACAYSOL S.A.
SARACAYSOL
FOTOVOLTAICO
0.999
Cantón Santa Rosa, provincia de El Oro
17
GONZAENERGY S.A.
GONZAENERGY
FOTOVOLTAICO
0.999
Cantón Gonzanamá, provincia de Loja
18
SANERSOL S.A.
SANERSOL
FOTOVOLTAICO
0.999
Cantón Santa Rosa, provincia de El Oro
19
RENERGY S.A.
SALVADOR 1
FOTOVOLTAICO
0.998
Cantón Arenillas, provincia de El Oro
20
RENERGY S.A.
SALVADOR 2
FOTOVOLTAICO
0.998
Cantón Arenillas, provincia de El Oro
21
ENERSOL S.A.
ROCAFUERTE
FOTOVOLTAICO
0.997
Cantón Jaramijó, provincia de manabí
156
Cantón Guayaquil, provincia del Guayas Cantón Jaramijó, provincia de manabí Cantón Arenillas, provincia de El Oro Cantón Bolívar, provincia del Carchi
Capítulo 2 22
HIDROMIRA CARCHI EP
HIDROMIRA
HIDROELÉCTRICO
0.990
Cantón Mira, provincia del Carchi
23
CELLENERGY S.A.
FOTOVOLTAICO
0.995
24
PALLENERGY S.A.
PIMÁN CHIQUITOSAGRARIO TUMBATÚPUSIR
FOTOVOLTAICO
0.995
25
CELLENERGY S.A.
TUMBATÚ BOLÍVAR
FOTOVOLTAICO
0.995
26
LUPENERGY S.A.
LORENA
FOTOVOLTAICO
0.995
27
AUSTRAL SOLAR AUSSOLAR S.A. GUJOMA SOLAR S.A.
EL ORO
FOTOVOLTAICO
0.995
CABO MINACHO
FOTOVOLTAICO
0.995
29
AUROSO S.A.
AURORA
FOTOVOLTAICO
0.995
30
EPFOTOVOLTAICA
SUNCO MULALÓ
FOTOVOLTAICO
0.997
31
ECOGEN S.A.
HUAQUILLAS
FOTOVOLTAICO
0.995
32
GENROC S.A.
CHACRAS
FOTOVOLTAICO
0.995
33
LA LIBERTAD SOLAR S.A.
SANTA ELENA
FOTOVOLTAICO
0.995
Cantón Ibarra, provincia de Imbabura Cantón Ibarra, provincia de Imbabura Cantón Ibarra, provincia de Imbabura Cantón Ibarra, provincia de Imbabura Cantón Arenillas, provincia de El Oro Cantón Arenillas, provincia de El Oro Cantón Quito, provincia de Pichincha Cantón Latacunga, provincia de Cotopaxi Cantón Arenillas, provincia de El Oro Cantón Arenillas, provincia de El Oro Cantón Santa Elena, provincia de Santa Elena
34
VALSOLAR S.A.
MALCHINGUÍ
FOTOVOLTAICO
0.995
35
GREENWATT Cía. Ltda.
PINGUNCHUELA
FOTOVOLTAICO
0.995
36
AURORA SOLAR AUROSO S.A.
EDELMIRA
FOTOVOLTAICO
0.995
28
157
Cantón Pedro Moncayo, provincia Pichincha Cantón Ibarra, provincia de Imbabura Cantón Ibarra, provincia de Imbabura
Julieta Evangelina Sánchez Cano 37
GENERLOJ S.A.
SANTA ROSA
FOTOVOLTAICO
0.995
38
LOJAENERGY S.A.
LOJAENERGY
FOTOVOLTAICO
0.999
39
SURENERGY S.A.
SURENERGY
FOTOVOLTAICO
0.999
40
VALSOLAR S.A.
PARAGACHI
FOTOVOLTAICO
0.995
41
VALSOLAR S.A.
ESCOBAR
FOTOVOLTAICO
0.960
42
CHOTASOLAR S.A.
CHOTASOLAR
FOTOVOLTAICO
0.999
43
IMBASOLAR S.A.
IMBASOLAR
FOTOVOLTAICO
0.999
44
AUTICON
ATAHUALPA
FOTOVOLTAICO
1.000
45
SEDOFOCORP
CHANDUY
FOTOVOLTAICO
1.000
46
FIDATOLEH S.A.
EL AZUCAR
FOTOVOLTAICO
1.000
47
RENOENERGY
RENOENERGY
FOTOVOLTAICO
0.700
48
PROSOLAR LOJA
PROSOLAR LOJA
FOTOVOLTAICO
0.900
Cantón Zapotillo, provincia de Loja
49
GENALTERNATIVA
EL ALÁMO
FOTOVOLTAICO
0.995
50
BIOMASGEN S.A.
SANTA ANA
FOTOVOLTAICO
0.995
51
EPFOTOVOLTAICA
PASTOCALLE
FOTOVOLTAICO
0.995
Cantón Arenillas, provincia de El Oro Cantón Arenillas, provincia de El Oro Provincia de Cotopaxi
52
BRINEFORCORP S.A.
BRINEFORCORP S.A.
FOTOVOLTAICO
0.990
158
Cantón Arenillas, provincia de El Oro Cantón Catamayo, provincia de Loja Cantón Catamayo, provincia de Loja Cantón Pimampiro, provincia de Imbabura Cantón Bolívar, provincia del Carchi Cantón Ibarra, provincia de Imbabura Cantón Ibarra, provincia de Imbabura Cantón Santa Elena, provincia de Santa Elena Cantón Santa Elena, provincia de Santa Elena Cantón Santa Elena, provincia de Santa Elena Cantón Zapotillo, provincia de Loja
Cantón San Vicente, provincia de Manabí
Capítulo 2 53
NEOENERGY S.A.
GRANJA EÓLICA SAN VICENTE SAN ISIDRO
EÓLICO
0.990
54
EMETRIPLUS S.A.
55
FOTOVOLTAICO
0.650
SAN MIGUEL S.A.
SAN MIGUEL
FOTOVOLTAICO
0.995
56
GENELGUAYAS EP
GENELGUAYAS EP
FOTOVOLTAICO
0.990
57
GENMACHALILA GENERACION S.A. GENERAMBIENT GENERACIÓN RENOVABLE S.A. ARENIGENERACIÓN S.A.
ROCÍO
FOTOVOLTAICO
0.995
ROSARIO
FOTOVOLTAICO
0.995
EL TAMBO
FOTOVOLTAICO
0.995
60
PAFECHIF GENERACIÓN S.A.
LA GUAJIRA
FOTOVOLTAICO
0.995
61
GENERACIÓN SOLAR ANDINA GENSOLAN S.A. OROSOLGEN S.A.
SANTA MÓNICA
FOTOVOLTAICO
0.995
LA LIBERTAD
FOTOVOLTAICO
0.995
63
MACHAGEN S.A.
PAQUISHA
FOTOVOLTAICO
0.995
64
GENERACIÓN RENOVABLE RENOGENEC S.A. GENERACIÓN RENOVABLE GENRENOVA S.A. ESPONERGY GENERACIÓN S.A.
EL PORVENIR
FOTOVOLTAICO
0.995
SANTA ANA
FOTOVOLTAICO
0.995
Cantón Arenillas, provincia de El Oro
ISABELITA
FOTOVOLTAICO
0.995
Cantón Arenillas, provincia de El Oro
58
59
62
65
66
159
Cantón Bolívar, provincia del Carchi Cantón Arenillas, provincia de El Oro Cantón Jaramijó, provincia de Manta Cantón Playas, Provincia del Guayas Cantón Arenillas, provincia de El Oro Cantón Arenillas, provincia de El Oro Cantón Arenillas, provincia de El Oro Cantón Arenillas, provincia de El Oro Cantón Arenillas, provincia de El Oro Cantón Arenillas, provincia de El Oro Cantón Arenillas, provincia de El Oro Cantón Arenillas, provincia de El Oro
Julieta Evangelina Sánchez Cano 67
SOLCHACRAS S.A.
SOLCHACRAS
FOTOVOLTAICO
0.995
68
SAN PEDRO SOLAR ENERGY S.A. SOL SANTONIO S.A.
SAN PEDRO
FOTOVOLTAICO
0.995
SOLSANTONIO
FOTOVOLTAICO
0.995
EMPRESA PÚBLICA AGUA POTABLE QUITO EMPRESA PÚBLICA AGUA POTABLE QUITO EMPRESA PÚBLICA AGUA POTABLE QUITO MEDIABONENERGY S.A.
BLANCO CHICO
HIDROELÉCTRICO
0.230
TUMINGUINA
HIDROELÉCTRICO
0.730
Cantón Quijos, provincia del Napo
TANQUE CARCELÉN ALTO
HIDROELÉCTRICO
0.063
Cantón Quito, provincia de Pichincha
TUMBATÚ
FOTOVOLTAICO
0.995
74
MEDIABONENERGY S.A.
PIMÁN CHIQUITO
FOTOVOLTAICO
0.995
75
PALLENERGY S.A.
FOTOVOLTAICO
0.995
76
EOLIGENER S.A
PIMÁN CHIQUITO AMBUQUÍ EL JARDÍN
FOTOVOLTAICO
0.995
77
CHIRGERENO S.A
LA LUZ
FOTOVOLTAICO
0.995
78
RENOVALOJA S.A
RENOVALOJA
FOTOVOLTAICO
0.995
79
ELECTRISOL S.A
ELECTRISOL
FOTOVOLTAICO
0.995
80
WILDTECSA S.A.
VILDTECSA
FOTOVOLTAICO
0.995
81
SANSAU S.A.
SANSAU
FOTOVOLTAICO
0.995
Cantón Bolívar, provincia del Carchi Cantón Ibarra, provincia de Imbabura Cantón Ibarra, provincia de Imbabura Cantón Arenillas, provincia de El Oro Cantón Arenillas, provincia de El Oro Cantón Catamayo, provincia de Loja Cantón Pedro Moncayo, provincia Pichincha Cantón Urbina Jado, provincia del Guayas Cantón Urbina Jado, provincia del Guayas
69
70
71
72
73
160
Cantón Arenillas, provincia de El Oro Cantón Calvas, provincia de Loja Cantón Arenillas, provincia de El Oro Cantón Quijos, provincia del Napo
Capítulo 2 82
PHOENIX ENERGY S.A.
EOS
FOTOVOLTAICO
TOTAL CAPACIDAD PROYECTOS MENORES 1 MW
0.081
Cantón Quito, provincia de Pichincha
77.479
Fuente: Cuadro del CONELEC.
En el cuadro a diferencia del anterior observado como figura 9, se muestra en la figura 10 los proyectos o registro de generadores con una potencia menor a 1 MW, de los cuales como ya se mencionó, 76 fueron destinados a la obtención de energía fotovoltaica, 4 a hidroeléctricas y solo 2 de ellas a la obtención de energía eólica, demostrando una mayor preferencia a el uso de energía fotovoltaica ya sea a mayor o menor escala para el beneficio de los habitantes aledaños a dicha instalación y zona.
2.6.1. Aspectos técnicos de la insolación del Ecuador 2.6.1.1.
Insolación
La superficie del planeta está expuesta a la radiación proveniente del Sol. La tasa de irradiación depende en cada instante del ángulo que forman la normal a la superficie en el punto considerado y la dirección de incidencia de los rayos solares. Por supuesto, dada la lejanía del Sol respecto de nuestro planeta, podemos suponer, con muy buena aproximación, que los rayos del Sol inciden esencialmente paralelos sobre el planeta. No obstante, en cada punto del mismo, localmente considerado, la inclinación de la superficie respecto a dichos rayos depende de la latitud y de la hora del día para una cierta localización en longitud. Dicha inclinación puede definirse a través del ángulo que forman el vector normal a la superficie en dicho punto y el vector paralelo a la dirección de incidencia de la radiación solar (Feijoo, 2009). La insolación o también denominada radiación solar, es la energía que es emitida por el sol y que se propaga en todas las direcciones a través del espacio mediante ondas electromagnéticas. La irradiación solar, es la materia prima para las centrales fotovoltaicas, ya que de ahí 161
Julieta Evangelina Sánchez Cano
se concentran la energía solar que es usada para luego producir electricidad. La dirección con la cual incide o cae sobre una superficie la radiación solar sobre la superficie terrestre, es de gran importancia cuando se desea conocer su comportamiento al ser reflejada. Por eso se hacen estudios de factibilidad solar al momento de proyectar futuras centrales fotovoltaicas, y para eso se establece un modelo que distingue entre los componentes de la irradiación sobre un punto, estos son: la insolación directa, la insolación difusa y la insolación global (Sistema de Informacion Ambiental de Colombia SIAC, 2015). Esquema 2.4. Diferentes tipos de insolación que la tierra recibe del recurso solar.
Insolación difusa. Es la radiación proveniente del cielo como resultado de la dispersión de la radiación solar por la atmósfera y por tanto no llega directamente del sol.
Esta energía podría suponer aproximadamente un 15% de la insolación en los días soleados, pero en los días nublados, la insolación difusa supone un porcentaje mucho mayor.
Insolación Directa.
Insolación Global.
Es aquella que llega directamente a la superficie fotovoltaica.
Será la suma de las insolaciones directa y difusa.
Proviene del disco solar y pasa en línea recta a través de la atmósfera terrestre, y al momento de pasar por esta no se difumina, ni padece reflexiones o refracciones intermedias.
En un día despejado, con cielo limpio, la radiación directa es preponderante sobre la radiación difusa. Por el contrario, en un día nublado no existe radiación directa y la totalidad de la radiación que incide es difusa.
Fuente: Elaboración de Steven Cedeño Ch. (2015). Con datos obtenidos de: http://www.conelec.gob.ec/archivos_articulo/Atlas.pdf.
Cuando la insolación directa no llega a una superficie a causa de la presencia de un obstáculo, el área en sombra no se encuentra completamente a oscuras gracias a la insolación difusa. Por ello, los 162
Capítulo 2
dispositivos fotovoltaicos pueden funcionar incluso solamente con insolación difusa. La cantidad de energía solar que llega a una superficie, es medida en Vatio/hora/metro cuadrado, datos involucrados en la generación de electricidad, y que se usa en las centrales fotovoltaicas, por eso es esencial tener estos datos en cantidades altas, para así tener una buena producción eléctrica (Rodríguez, 2009). Los distintos tipos de colectores solares aprovechan de forma distinta la radiación solar. Es decir, los colectores solares planos, por ejemplo, captan la radiación total (directa + difusa), sin embargo, los colectores de concentración sólo captan la radiación directa. Por esta razón, los colectores de concentración suelen situarse en zonas de muy poca nubosidad y con pocas brumas, en el interior, alejadas de las costas. Las superficies horizontales son las que más insolación difusa reciben, ya que ven toda la semiesfera celeste, mientras que las superficies verticales reciben menos porque solo reciben la mitad de la semiesfera celeste (José, 2014). Figura 2.10. Evaluación de los recursos de energía solar.
Fuente: Programa Ambiental de las Naciones Unidas. (2012) Obtenido de: http://puntosolar.es/Energia-Solar.
Mundialmente, entidades como la ONU, realizan estudios sobre los rayos solares que llegan a la Tierra, ya sea para muestra de su impacto sobre la salud humana, o para estudios de factibilidad sobre futuros proyectos de energía solar. Teniendo en cuenta la segunda 163
Julieta Evangelina Sánchez Cano
opción, estudios señalan que las áreas con niveles de insolación anual superior a los 2500 kWh por m2 son muy eficientes a la hora de producir energía eléctrica, esto sobe todo si se aplica la tecnología de concentración solar de potencia (CSP). Estas zonas normalmente son desérticas y conforman el denominado cinturón solar de la tierra 76; comprendiendo así lugares como el Desierto de Mojave, en el suroeste de Estados Unidos; el Desierto de Sonora, en el norte de México; el Desierto de Atacama, en el norte de Chile; el Sahara, en todo el norte de África y en la península de Arábiga; el desierto de Gobi en el oeste de China; y el Desierto del Oeste, en toda la región centrooccidental de Australia (Bernardelli, 2011). En el año 2008 la Corporación Nacional de Electricidad (CONELEC), presento un Atlas Solar, desarrollado en Ecuador con el fin de estudiar la radiación solar en el país para fines de generación eléctrica. Este organismo se basó en información generada en años anteriores por instituciones como: la Corporación para la Investigación Energética (CIE), y Nacional Renewable Energy Laboratory (NREL) de USA, empresa que se dedica a la investigación y desarrollo de energías renovables y eficiencia energética. Esta desarrolló sus informes mediante el estándar de Climatological Solar Radiation Model (CRS), que permite saber la insolación diaria total sobre una superficie horizontal en celdas de aproximadamente 40 km x 40 km alrededor del mundo y cuyos resultados han sido validados por el CIE, que utilizo el amplio volumen de información proveniente de este modelo, para luego seleccionar aquellos que corresponden únicamente al territorio continental ecuatoriano y finalmente se verificaron con estaciones locales, estableciendo que el error de los datos es del 10% (Consejo Nacional de Electricidad CONELEC, 2008). La información tomada se la realizo con mediciones, usando superficies colectoras móviles, que automáticamente siguen la tra76
En el cinturón solar de la Tierra se dan unas condiciones extraordinarias para obtener electricidad fotovoltaica. Para ello son especialmente idóneas las instalaciones fotovoltaicas grandes que ocupan varios kilómetros cuadrados de superficie, con potencias que llegan hasta el rango de gigavatios y que inyectan la electricidad directamente en una red de alta tensión.
164
Capítulo 2
yectoria del sol. Además la filtración de celdas, dio una cobertura de 472 puntos sobre el territorio continental ecuatoriano en celdas de 40 Km x 40 Km, obteniendo así datos originales. La información disponible, corresponde al período entre el 1 de Enero de 1985 y el 31 de Diciembre de 1991, pero su publicación por el CONELEC no se hizo hasta el 2008. Los datos representan los valores de insolación directa y difusa, e insolación global sobre una superficie horizontal y contiene los promedios del período mencionado, expresados en Wh/m2/día (Consejo Nacional de Electricidad CONELEC, 2008). Figura 2.11. Mapa del atlas solar sobre la insolación directa promedio del Ecuador.
Existen diferentes tipos de paneles solares, estos depende de qué tipo de insolación reciban, por eso los paneles con colectores de concentración son ideales para captar la radiación directa y se aplican en zonas de muy poca nubosidad y que se encuentran alejadas de las costas. Un ejemplo de ellas son las ciudades que se encuentran en la 165
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Cordillera de los Andes, que por su mayor visibilidad a los rayos directos del sol hacen que sean favorables para la explotación de la energía solar. Según el Atlas publicado por el CONELEC, las provincias de Pichincha y Loja son quienes reciben la mayor cantidad de insolación directa en el país, y en las horas en que la electricidad generada a través de células fotovoltaicas tienen su mayor producción es a partir de las 09h00 hasta las 13h00. No se debe de pensar que las ciudades ubicadas en la región Costa o Litoral y la región Oriental o Amazónica, no se puede emplear paneles solares para insolación directa, ya que si pueden producir electricidad con este tipo de paneles, pero su producción no va a ser igual de efectiva a la de la región Sierra o Interandina. Figura 2.12. Mapa del atlas solar sobre la insolación difusa promedio del Ecuador.
En el estudio hecho por el CONELEC, se indicó que tipos de radiación solar influye en el territorio Ecuatoriano, dentro del atlas se clasifico por tipos de insolación, mostrando que zonas son más influyen166
Capítulo 2
tes al momento de pensar en futuros proyectos fotovoltaicos. En el mapa de insolación difusa promedio durante un año, se verifica que los rayos del sol no golpean directamente a la mayoría del territorio ecuatoriano, ya que las zonas horizontales, como la región Costa y Oriente son la mayor parte del Ecuador, por ende estas superficies horizontales ven toda la semiesfera celeste77, logrando así que reciban más insolación difusa. Este tipo de insolación hace que ciudades como Manta, Guayaquil y Nueva Loja tengan un promedio alto en insolación difusa, y no sean propicias para implementar estaciones fotovoltaicas que generen electricidad a partir de la energía solar. Figura 2.13. Mapa del atlas solar sobre la insolación global promedio del Ecuador.
La insolación global promedio del Ecuador es la que se usa comúnmente para la muestra de factibilidad de proyectos fotovoltaicos. Por eso la provincia de Loja se ve como principal alternativa 77
Semiesfera celeste: Es una semiesfera imaginaria sobre cuya superficie se proyectan los astros visibles a simple vista.
167
Julieta Evangelina Sánchez Cano
para la producción de electricidad por medio de la energía proveniente del sol. En el caso de Manabí, la zona a destacar es Pedernales, ya que esta con cierta parte de Esmeraldas también se podrían tomar en cuenta para futuros proyectos fotovoltaicos. Además considerando la insolación difusa, la hora en que se produciría más electricidad es de 09h00 a 15h00, es decir la producción de electricidad a través de paneles solares llegaría a su máxima capacidad. El Atlas presentado por el CONELEC contiene información tan solo sobre el Ecuador continental, pero se está trabajando para en una futura versión, incorporar a la región insular del país.
2.6.2. Energía solar en Manabí (manta) Manabí es una provincia ecuatoriana ubicada al noroeste de Ecuador dividida por la línea equinoccial, esta a su vez limita al norte con la provincia de Esmeraldas, al este con la provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas y los Ríos, al sur con la provincia de Santa Elena, al sureste con la provincia del Guayas y al oeste con el inmenso Océano Pacifico. Con una población de 1,395.249 habitantes llega a ser considerada la tercera provincia más poblada de Ecuador. Esta a su vez posee una extensión de 350 Km correspondiente al perfil costero, posee una diversidad muy rica en flora y fauna y su clima varía entre tropical seco a tropical húmedo pues este depende mucho de las corrientes marinas, de esta manera solo se presentan dos estaciones climáticas las cuales se determina al invierno como una etapa calurosa la cual se percibe en los meses de diciembre a mayo, como también existe en verano el cual es considerada una etapa en las que se perciben corrientes de aire más frías y se presenten desde junio a diciembre. A pesar de que la temperatura no es uniforme en su totalidad, se demuestra que la temperatura media en Portoviejo, la capital, es de 25°C y en la ciudad de Manta, de 23,8°C ( Fundación Wikimedia, Inc., 2015). En Ecuador, todas aquellas energías renovables que tienen como fuentes de producción elementos como el viento (eólica), los residuos orgánicos (biomasa), los volcanes (geotérmica) y el sol (fotovoltaica), no han sido totalmente desarrolladas o explotadas, lle168
Capítulo 2
gando a ser apenas el 6% de la electricidad total que consume el país. Por este motivo el gobierno ecuatoriano, a través del Consejo Nacional de Electrificación (CONELEC), a partir del 2011 han decidido en realizar grandes incentivos a la construcción de nuevos proyectos fotovoltaicos fijando para la misma una tarifa de USD 0,40 por kilovatio hora (kW-h) para la generación de energía fotovoltaica, mediante la regulación 004/11 aprobada en abril del 2011 y reformada en el 2012 como ya se ha mencionado con anterioridad, de esta manera se garantizara el pago a todo aquel inversionista tanto nacional como extranjero que presente proyectos fotovoltaicos viables, que posean diseños de elaboración definitivos y eviten generar grandes impactos ambientales. Los proyectos serán evaluados por el CONELEC el cual posteriormente emitirá un título habilitante para que dichas empresas inicien en la fabricación y ubicación de los paneles solares en el país. Esta tarifa se creó con la finalidad de ser un gran incentivo para que decenas de empresas tanto españolas, holandesas, portuguesas y alemanas presentaran proyectos para la producción de energía fotovoltaica en Ecuador (Ingenieria Verde, 2013). Debido a que en Ecuador solo existen dos estaciones durante todo el año, las cuales cambian de manera leve, es lo que convierte a Ecuador y muchas de sus provincias como Manabí, en sectores estratégicos destinados a la explotación de nuevos mecanismos para abastecimiento energético. Figura 2.14: Mapa de Ecuador resaltando la ubicación de la provincia de Manabí.
Fuente: mapa obtenido de Wikipedia 169
Julieta Evangelina Sánchez Cano
En el mapa de Ecuador se destaca en color rojo a la provincia de Manabí, de esta manera se aprecia su extensión y ubicación para el análisis de aplicar sectores energéticos fotovoltaicos. Con anterioridad se pudo observar en la figura 9 y 10 todos aquellos proyectos fotovoltaicos que se están dando en Ecuador y mediante este podemos extraer los principales proyectos que se están desarrollando en Manabí – Manta con potencias mayores y menores a 1 MW. Tabla 2.3. Proyectos de generación de energía eléctrica mayores a 1 MW sujetos al tratamiento de las energías renovables no convencionales en Manabí No
Empresa Gestora
Proyecto
Tipo de Proyecto
Capacidad MW
Ubicación
1
ENERGÍA SOLAR S.A.
MANABÍ
FOTOVOLTAICO
30.0
Cantón Montecristi, provincia de Manabí
2
ENERGÍAS MANABITAS S.A.
MONTECRISTI
FOTOVOLTAICO
12.0
Cantón Montecristi, provincia de Manabí
TOTAL CAPACIDAD PROYECTOS MENORES 1 MW
42
Fuente: Cuadro del CONELEC.
En el presente cuadro de Excel destacamos los 2 proyectos que se están realizando específicamente en la provincia de Manabí, siendo el primero un proyecto representado por la empresa Energía Solar S.A. ubicado en el cantón Montecristi provincia de Manabí con 170
Capítulo 2
una capacidad de 30 MW de potencia y el segundo proyecto se encuentra representado por Energías Manabitas S.A. encontrándose también en el cantón Montecristi con una capacidad de 12 MW de potencia. Tabla 2.4. Registro de generadores menores a 1 MW sujetos al tratamiento de las energías renovables no convencionales en Manabí. No
Empresa Gestora
Proyecto
Tipo de Proyecto
1
ENERSOL S.A.
ENERSOL PREDIO 1
FOTOVOLTAICO
0.500
Cantón Jaramijó, provincia de Manabí
2
ENERSOL S.A.
ENERSOL JARAMIJÓ
FOTOVOLTAICO
0.997
Cantón Jaramijó, provincia de Manabí
3
ENERSOL S.A.
ENERSOL MANTA
FOTOVOLTAICO
0.997
Cantón Jaramijó, provincia de Manabí
4
ENERSOL S.A.
ROCAFUERTE
FOTOVOLTAICO
0.997
Cantón Jaramijó, provincia de Manabí
5
SAN MIGUEL S.A.
SAN MIGUEL
FOTOVOLTAICO
0.995
Cantón Jaramijó, provincia de Manabí
TOTAL CAPACIDAD PROYECTOS MENORES 1 MW
Capacidad MW
Ubicación
4.486
Fuente: Cuadro del CONELEC.
También presentamos el siguiente cuadro de Excel el cual contiene un registro de proyectos o generadores más pequeños con capacidades menores a 1 MW de potencia, distribuidos en diversas zonas de la provincia de Manabí. Se puede observar que 5 de estos se encuentran representados por la misma empresa gestora Enersol 171
Julieta Evangelina Sánchez Cano
S.A., las cuales se encuentran distribuidas en Manta, Jaramijó y Rocafuerte en el mismo cantón Jaramijó y por ultimo encontramos como empresa representante a San Miguel S.A. cuyo proyecto también se encuentra dentro de los predios de Jaramijó provincia de Manabí. 2.6.2.1. Proyecto Solar Montecristi En el Ecuador, el Gobierno Nacional empezó su plan del “cambio de la matriz energética”, este se comprende con varios proyectos de generación eléctrica, ya sea por hidroelectricidad, o cualquier otro método de generación comprendido dentro de las energías renovables. Hasta no antes de la caída del precio del petróleo el gobierno apoyaba indudablemente los proyectos fotovoltaicos, pero con la actual crisis se ha dejado de lado los avances de esto, y en casos se han paralizado su construcción. Pero sin duda, la generación fotovoltaica se ha visto por primera vez como una forma rentable y segura para la producción del fluido eléctrico en el Ecuador, esto con las centrales fotovoltaicas ya construidas en Jaramijó, y en otras provincias del país. Además la posición geográfica del Ecuador, hace que la energía del sol, se pueda aprovechar en la mayor de sus capacidades (Energia Solar S.A., 2012). Un caso relevante en la provincia de Manabí, es la propuesta de sinnúmero de proyectos de generación eléctrica, pero estos no se han ejecutado en su mayoría ya sea por la falta de presupuesto, o por el poco interés de entidades locales. Dentro de los proyectos fotovoltaicos, hay uno en singular que llama la atención, y es el Proyecto Solar Montecristi, que está ubicado en el cantón Montecristi, en la zona de los Bajos, y tiene como objetivo, generar energía eléctrica por medio del campo fotovoltaico, con una generación de 30 MW, y que se conectara hasta la subestación Montecristi-Jaramijó, para luego ser transmitida a la red través general de distribución (Energia Solar S.A., 2012). Este proyecto tendrá sus propias especificaciones técnicas, y una de ellas es que contara con un sistema conectado directamente a la red, lo que genera ventajas al no contar con baterías o reguladores, 172
Capítulo 2
componiéndose únicamente de los módulos fotovoltaicos y del inversor. En estos sistemas, los módulos fotovoltaicos son los mismos que tradicionalmente se han venido instalando en el país y que se caracterizan por ser instaladas aisladas de la red. También se instalará un medidor continuo de temperatura ambiente, y se utilizará contadores de energía que permitan medir el consumo energético (circuito de corriente continua y alterna) y la producción eléctrica en kWh (Energia Solar S.A., 2012). La conexión con el sistema nacional interconectado se efectuará en barras de 69 KV, en una nueva posición de línea que entroncará con la barra de 69 KV existente. Además el conjunto de módulos fotovoltaicos del proyecto será capaz de generar hasta 30 MW de energía eléctrica, por lo que los módulos han de montarse de forma que se aproveche al máximo la radiación solar. Se orientarán hacia el sur geográfico y con una inclinación de 10° superior en sentido este-oeste, en el sitio de ubicación, dependiendo de la orientación de la radicación en el día (Energia Solar S.A., 2012). En el Ecuador no existe normativa que regula las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red desde el punto de vista técnico, pero sí en cuanto se refiere a la actualización y sistematización del régimen jurídico y económico de la producción de energía eléctrica considerando la diversificación y participación de las energías renovables no convencionales, a efectos de disminuir la vulnerabilidad y dependencia de generación eléctrica a base de combustibles fósiles (Energia Solar S.A., 2012).
2.7. 1
CONCLUSIONES La creciente demanda energética que se presenta hoy en día y el excesivo uso de combustibles fósiles, ha conllevado a muchos países a buscar alterativas ecológicas de producción mucho más eficientes que logre cubrir el consumo ascendente de energía, apostando directamente a el uso de energías renovables como lo es la energía solar. Por este motivo se crean grupos y organiza173
Julieta Evangelina Sánchez Cano
ciones internacionales como lo es el protocolo de Kioto cuyo único fin es reducir la cantidad de gases efecto invernadero producto del abuso de combustibles fósiles de origen petrolero, como también se elaboran análisis territoriales para identificar el potencial que cada país posee y de esta manera proyectarlos a la explotación de nuevos sectores energéticos cuyos beneficios llegan a ser más factibles que las tecnologías convencionales usadas durante todo este tiempo. 2
Mediante el análisis se pudo obtener de manera más clara un nuevo y mejorado conocimiento sobre los diversos usos y aplicaciones de la energía solar, pues para poder generar y autoabastecernos hay que tener en cuenta algunos parámetros como son el clima, la posición territorial y en especial un análisis de la cantidad de radiación solar que se llegue a recibir, de esta manera Ecuador logra aprovechar al máximo este recurso solar perenne y así lograr reducir las grandes cantidades de contaminantes que se producen diariamente por implementar tecnologías convencionales como termoeléctricas.
3
El principal medio para captar la radiación emitida por el sol es mediante la implementación de paneles solares los cuales se encuentran conformados por células y estos paneles pueden ser térmicos o fotovoltaicos, dependiendo del tamaño y la potencia instalada puede proporcionar la cantidad de energía suficiente para cubrir las demandas energéticas que cada día se van incrementando, siendo totalmente rentable pues el recurso solar es inagotable y renovable, por tanto esta tecnología se pueden implementar ya sea en forma de sistemas aislados o conectados a la red, de esta manera se logra beneficiar no solo a comunidades o grandes ciudades, sino también a aquellas zonas rurales donde resulta imposible ubicar una instalación eléctrica por cableado.
4
El poder producir nuestra propia energía implementando pequeñas centrales solares a nivel local, dan la oportunidad de beneficiarse en cuanto a la venta de la misma a las compañías eléctricas y de esta manera obtener una motivación económica, además el llegar a generar energía y utilizarla en el mismo 174
Capítulo 2
punto donde se produce, evita las posibles pérdidas que inevitablemente resultan del transporte y la distribución de la misma. Además logra reducir la dependencia energética que presentamos a los combustibles fósiles contribuyendo a la diversificación de la matriz energética. 5
También los paneles solares a pesar de ser muy costosos en cuanto a su implementación, posee un tiempo de vida muy prolongado lo que nos permite obtener energía hasta mucho después de haberlo amortizado, además debido a ser una energía renovable limpia, no genera ningún tipo de contaminante llegando a reducir significativamente las emisiones de CO2 a la atmosfera y por ende colaborando a mitigar el cambio climático producto del calentamiento global.
6
Ecuador no solo posee una gran biodiversidad sino también tiene la ventaja de encontrarse posicionado en la línea ecuatorial obteniendo una incidencia solar tan alta como para beneficiarse de este recurso para autoabastecimiento energético ya sea esta tecnología térmica o solar. De esta manera llegando Ecuador a conocer su enorme potencial solar y los diferentes usos y aplicaciones que puede obtener del mismo, lograría abastecer la eminente demanda energética de toda la población, evitaría la explotación de hidrocarburos como el petróleo y reduciría en gran medida la contaminación del ambiente, por tanto Ecuador daría un paso enorme en su desarrollo llegando a aspirar alcanzar su soberanía energética. Gracias al apoyo de diversos países se ha comenzado a aplicar dichas tecnologías en diferentes zonas del país Ecuatoriano ya sea este en pequeña o mediana escala, teniendo efectos positivos y aprovechables de producción energética abasteciendo a diversas comunidades rurales reduciendo así el consumo de energías convencionales, convirtiendo a la energía solar como un nuevo recurso indispensable para lograr el desarrollo.
175
Capítulo 3
3.1. INTRODUCCIÓN Dado a los desafíos del siglo XXI, tal vez la consideración de los recursos energéticos, sea la más importante para un desarrollo sostenible, y por tanto es trascendental para los países a nivel mundial, lograr autoabastecerse de estos recursos energéticos, conformados principalmente por la producción petrolífera y eléctrica. La importancia de que un país sea autosuficiente energéticamente, es que este, puede debilitar o fortalecer sus economías; por eso regiones como Latinoamérica incrustan iniciativas legales y reglamentarias para promover el desarrollo de proyectos energéticos, y más aún cuando provienen de fuentes renovables, que ayudan a contrarrestar las emisiones de gases de efecto de invernadero y combatir finalmente con el calentamiento global. La energía hidráulica es la fuente de riqueza de la hidroelectricidad y su uso no es nuevo, ya que sus aplicaciones han sido múltiples a lo largo de la historia, palpándose desde mucho antes de la edad media, pero su perfeccionamiento fue con lentitud durante siglos. En su evolución se fijaron en la variación de la cantidad de movimiento, aumentando así cada vez más la velocidad de rotación con el fin de conseguir más eficiencia en su potencia, y finalmente obtener la energía eléctrica. Lo cierto es que en la actualidad las hidroeléctricas se han convertido en una de las fuentes de energía más sustentables para la generación de electricidad y su desarrollo en el mundo está creciendo precipitadamente (González, 2012). La construcción de una hidroeléctrica tiene altas y bajas, debido a varios obstáculos, por ejemplo los proyectos hidroeléctricos requieren de una gran inversión que implique un anticipo importante para la puesta en marcha, además de un lugar que se encuentre en una zona geográfica privilegiada, pero una vez que se la construya, los costos para la producción de electricidad son relativamente bajos. En la actualidad existen centrales hidroeléctricas de diversas clases, basándose desde las mini centrales hasta multipropósitos hidroeléc179
Julieta Evangelina Sánchez Cano
tricos, normalmente utilizados en sectores cercanos a la actividad agrícola. Sin duda alguna, la hidroelectricidad tiene grandes beneficios, lo que nos lleva a reflexionar, sobre todo si se tiene en cuenta que mundialmente se gasta en energía una importante cantidad de dinero, llevando a países en pensar estrategias para contrarrestar aquellos gastos. Debido al ritmo de crecimiento de las necesidades energéticas se deben tomar una serie de acciones que impidan el aumento del déficit de generación eléctrica, para esto es imprescindible identificar y explotar las reservas energéticas del país. Ecuador, con sus denominados proyectos emblemáticos pretende acabar con el dolor de cabeza en cuanto a la demanda eléctrica. Estos megaproyectos consisten en construir ocho centrales hidroeléctricas en varios sectores del país y así para el 2016 desaparecer el déficit y cambiar la matriz energética del Ecuador. Por eso tomando en cuenta estos aspectos relevantes acerca de la hidroelectricidad, a continuación se dotara información detallada sobre la energía hidroeléctrica a lo largo de la historia en el mundo, la región, el país y la provincia de Manabí. (Ministerio de Electricidad y Energías Renovables (MEER), 2014). Además la planificación del Ecuador se basa en el Buen Vivir, manejando un contexto de soberanía energética que verá sus resultados a finales del año 2022 y con la posible exportación de electricidad a los países vecinos. Pero el sector hidroeléctrico de la provincia de Manabí, no es del todo convencedor, debido al ambiente polémico que causo el inesperado cierre de las minicentrales hidroeléctricas La Esperanza y Poza Honda, dando como posible resultado la perdida de potencia del caudal de los ríos de la ciudad de Manta, provocando que su abastecimiento eléctrico sea a partir de otras fuentes, como las no renovables.
180
Capítulo 3
3.2.
DEFINICIONES Y GENERALIDADES
3.2.1. Definición de una central hidroeléctrica Una definición clara de lo que es una planta hidroeléctrica se da de la siguiente forma: es un conjunto de obras destinadas a convertir la energía hidráulica78 para producir energía eléctrica, es decir que aprovecha la energía cinética79 y potencial80 de las corrientes de agua, formando así, parte de las energías renovables ya que no se agota con su uso. Esta transformación se realiza a través de la acción que el agua ejerce sobre una turbina hidráulica, la que a su vez le entrega movimiento rotatorio a un generador eléctrico (Comisión Nacional de Electricidad de Chile). La explotación de la energía hidráulica a través de una central hidroeléctrica puede desarrollarse por medio de una central eléctrica en la que se produce la electricidad; una presa que puede abrirse y cerrarse para controlar el paso del agua; y un depósito en que se puede almacenar agua (National Geographic Society, 2013) y (Schlumberger Excellence in Education Development (SEED),n.d.).
78
Energía Hidráulica: es la energía desarrollada por el agua al caer. Energía potencial o de posición es aquella que se le puede asociar a un cuerpo o sistema conservativo en virtud de su posición o de su configuración. 80 Energía cinética o de movimiento es una magnitud escalar asociada al movimiento de cada una de las partículas de un sistema. 79
181
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Figura 3.1. Energía Hidroeléctrica.
Fuente: Fotografía de Dorling Kindersley / Getty Images. National Geographic Society
Figura 3.2. Hidroeléctrica Paute.
Fuente: Agencia Publica de Noticias del Ecuador y Suramérica. (2012).
3.2.2. Ventajas de la hidroelectricidad Dentro de la construcción de plantas hidroeléctricas se encuentra una gran cantidad de ventajas que otras centrales no ofrecen, en primer orden el saber que es un recurso inagotable mientras el ciclo del agua perdure. Además de no emitir gases de efecto invernadero, evitando la contaminación a la atmosfera y la inversión en costosos métodos que limpien las emisiones de gases, ponen a la hidroelectricidad entre unos de los métodos de hacer energía eléctrica más amigable con el medio ambiente. Otros aspectos que catalogan a la energía hidráulica como una eficiente fuente para generar electricidad es que no se aplican sistemas de refrigeración o calderas, ya que estas consumen energía y, en muchos casos, contaminan; además las 182
Capítulo 3
hidroeléctricas aportan a lo que es llamado el bien común, dotando a almacenamientos de agua para regadíos de cultivos, evita inundaciones y promueve actividades de recreación debido a la regulación del caudal (Novinson, 2014).
3.2.3. Desventajas de la hidroelectricidad La mayoría de desventajas que tiene una central hidroeléctrica se dan cuando estas se encuentran en su proceso de construcción; se pueden considerar dentro de las desventajas, desde la contaminación del aire y del agua como resultado de la construcción de una hidroeléctrica, hasta erosión del suelo, perdida de vida silvestre y destrucción de la vegetación. Una vez en funcionamiento una central hidroeléctrica, sus impactos al medio ambiente se ven en la degradación de la calidad del agua de los reservorios, interrupción de la pesca en el rio, debido a los cambios en el flujo del agua o el bloqueo a la migración de peces, y degradación ecológica debido al aumento de presión sobre la tierra. Además, la eficiencia de una central hidroeléctrica, comúnmente se ve afectada por la disminución de los niveles de agua de los ríos. Esto viene como resultado de falta de lluvias en las zonas donde se encuentran en operación las centrales. Por eso, las características naturales al momento de construir una hidroeléctrica, tienen un papel esencial, y aspectos como zona geográfica o estadísticas de precipitaciones de lluvia juegan un papel importante al momento de proponer de un proyecto hidroeléctrico. Los países que contrarrestan con hidroelectricidad sus demandas eléctricas, deben de tener obligadamente un plan de contingencia, debido a que la disponibilidad de energía puede fluctuar de acorde estaciones del año. Y al no tener un constante potencial hidroeléctrico, la generación de electricidad no será la misma, ya que esta depende de los caudales de los ríos (Cardoso, 2014).
183
Julieta Evangelina Sánchez Cano
3.3.
ASPECTOS TÉCNICOS
3.3.1. Funcionamiento de las centrales hidroeléctricas Una hidroeléctrica funciona por medio de una presa en la que se acumula cierta cantidad de agua formando un embalse. Con el fin de generar un salto cuya energía pueda transformarse en electricidad, se sitúan aguas arriba de la presa una toma de admisión que es protegida por una rejilla metálica. Esta toma de admisión tiene una cámara de compuertas que controla el ingreso del agua a una tubería forzada que tiene por fin llevar el agua desde las tomas hasta las máquinas de la central. El agua en la tubería forzada transforma su energía potencial en cinética, es decir, adquiere velocidad y estas hacen presión contra las palas de la turbina, haciéndolo girar y producir energía mecánica. El rodete81 de la turbina82 está unido por un eje al rotor del alternador83 que, al girar con los polos excitados por una corriente continua, induce una corriente alterna en las bobinas del estátor84 del alternador. Junto con el eje de la turbina y el alternador, se encuentra girando un generador de corriente continua llamado excitatriz, que es el que activa los polos del rotor85 del alternador. (Diego Redondo, 81
El rodete es un tipo de mecanismo situado dentro de una tubería o un conducto y encargado de impulsar un fluido, generalmente se utiliza en bombas centrífugas y al elemento móvil de turbinas y ventiladores. 82 La turbina hidráulica aprovecha la energía de un fluido que pasa a través de ella para producir un movimiento de rotación que, transferido mediante un eje, mueve directamente una máquina o bien un generador que transforma la energía mecánica en eléctrica. 83 Un alternador es una maquina eléctrica, capaz de transformar energía mecánica en energía eléctrica, generando una corriente alterna mediante inducción electromagnética. 84 El estátor es una armadura metálica, que permanece en reposo, cubierta en su interior por unos hilos de cobre, que forman diversos circuitos. 85 El rotor está en el interior del estator y gira accionado por la turbina. Está formado en su parte interior por un eje, y en su parte más externa por unos circuitos,
184
Capítulo 3
2012). Finalmente una subestación transforma la electricidad elevando la tensión o voltaje para ser transportada a distancia con menos pérdidas en la red y que la energía llegue a los centros de consumo con la debida calidad. El agua, una vez que ha cedido su energía, es restituida al río, debajo de la central. La cantidad de electricidad que se puede generar depende de hasta dónde llega el agua y de la cantidad que ésta se mueve a través del sistema. La electricidad puede transportarse mediante cables eléctricos de gran longitud hasta casas, fábricas y negocios, etc. Figura 3.3. Funcionamiento de una Central Hidroeléctrica.
Fuente: Sebas Avendaño (2013). Obtenido de: http://avendanhoquevedo.blogspot.com/ que se transforman en electroimanes cuando se les aplica una pequeña cantidad de corriente.
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Julieta Evangelina Sánchez Cano
Cuadro 3.1. Tipos de centrales hidroeléctricas.
Fuente: Elaboración de Steven Cedeño Ch. (2015). Con datos obtenidos de: https://bewatertecnun.wordpress.com/2012/03/26/tipos-de-centraleshidroelectricas/
La tarea de una central hidroeléctrica es convertir en electricidad la energía potencial liberada por la caída de una corriente de agua. Pue186
Capítulo 3
de tratarse de centrales hidroeléctricas fluyentes, de embalse, de bombeo, o las utilizadas en el mar. En las centrales hidroeléctricas de agua fluyente o también conocidas como de pasada, no se tiene capacidad de almacenamiento del agua. Es decir, este tipo de centrales hacen pasar el agua disponible en ese momento por las turbinas para producir la electricidad. En las centrales de embalse el agua fluye del embalse, por acción de la gravedad hasta la casa de máquinas de la central, donde mediante turbinas hidráulicas se produce la electricidad. La gran ventaja de las centrales hidroeléctricas de embalse es que mientras la energía eléctrica es difícilmente almacenable en grandes cantidades, el agua sí lo es. La energía sí puede guardarse en forma de agua almacenada. Algo muy adecuado para cubrir la demanda de una forma flexible ya que permite ponerla en marcha cuando el consumo aumenta y reservarla cuando el consumo baja. En las centrales de bombeo se refleja un funcionamiento indistintamente como turbinas y como bombas. Esto cuando el sistema eléctrico demanda más electricidad el agua del embalse superior se turbina al embalse inferior generando electricidad. Mientras que cuando la demanda eléctrica es baja, el agua es bombeada al embalse superior y de esta manera se consigue un almacenamiento de energía. Otro tipo de central son las hidroeléctricas que utilizan la energía del mar y estas tienen ventaja frente a otras, ya que la energía del mar, está siempre disponible. Se suele catalogar a las hidroeléctricas por la presión que ejercen los fluidos de agua hacia las turbinas, estas se las puede dividir en centrales de alta, media y baja presión. Las de alta presión son aquellas centrales en las que el salto hidráulico es superior a los 200 metros de altura y los caudales desalojados son relativamente pequeños, 20 m3/s por máquina, estas utilizan generalmente turbinas Pelton y Francis. Las de media presión son las que poseen saltos hidráulicos de entre 200 y 20 metros aproximadamente. Utilizan caudales de 200 m3/s por turbina, dependen de embalses y las que se unas en estos casos son Francis o Kaplan, y para saltos grandes las turbinas Pelton. Las centrales de baja presión son las que tienen saltos hidráulicos inferiores a 20 metros, cada máquina se alimenta de un caudal que puede superar los 300 m3/s, y las turbinas utilizadas son de tipo Francis y especialmente Kaplan (Agencia Alemana de Energía). 187
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3.3.2. Tipos de turbinas para hidroeléctricas Figura 3.4. Tipos de turbinas hidráulicas.
Fuente: Elaboración de Steven Cedeño Ch. (2015).
Cuadro 3.2. Tipos de turbinas.
Fuente: Elaboración de Steven Cedeño Ch. (2015). 188
Capítulo 3
3.4.
LA ENERGÍA HIDROELÉCTRICA A NIVEL MUNDIAL
3.4.1. Principios de la hidroelectricidad De acuerdo a la información de la Comisión Mundial de Represas (CMR), desde hace miles de años se construyeron represas para así poder controlar las inundaciones, aprovechar el agua como energía hidráulica, o suministrar agua para usos domésticos, industriales o de riego. Es decir que durante siglos, las personas han aprovechado la energía del agua en movimiento. En la antigua Grecia, en el imperio Romano y en la China, se utilizaba la rueda hidráulica, que funciona con el mismo principio con el que funciona una turbina. Ya sea en la época medieval, el movimiento del agua impulsaba ruedas hidráulicas utilizadas en la trituración de maíz y trigo para hacer harina, y en Inglaterra subministraban energía a las fábricas textiles a principios del siglo XIX. La primera planta de energía hidroeléctrica se inauguró en 1882, en Appleton, Wisconsin, sobre el río Fox, esta primera planta produjo sólo 12.5 kilovatios de energía eléctrica. Así en todo el mundo se inauguraban plantas de energía hidroeléctrica como en Italia, que construyó su primera planta hidroeléctrica en 1885, en Tívoli, sobre las montañas de las afueras de Roma, esta suministraba energía para la iluminación de la ciudad cercana Luego de ese período, la energía hidroeléctrica avanzó precipitadamente. En 1886 existían 45 plantas hidroeléctricas en los Estados Unidos, y en 1889, 200 centrales generaban electricidad por hidroelectricidad para la totalidad del suministro de energía del planeta.
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Figura 3.5. Presa sobre el río Fox en Appleton.
Fuente: Fotografía deAmerica's Story. (Wisconsin).
Cuando las primeras centrales hidroeléctricas empezaron su producción, toda la electricidad que generaba, se transmitía como corriente continua. Esto limitaba la distancia a la que la transmisión de electricidad podía producirse. El resultado de esto, fue que las hidroeléctricas solo suministraban energía dentro de un área de 2.6 kilómetros cuadrados o una milla cuadrada alrededor de la central. Entonces se optó por combinar la energía de varias plantas para suministrar energía a ciudades más grandes. Las ciudades más pequeñas que por ubicación geográfica tuvieron la fortuna de lograr construir plantas hidroeléctricas hicieron sus propios sistemas de electricidad. Esto cambio luego con los descubrimientos de Nikola Tesla 86, sobre la corriente alterna a fines de 1880, y así la electricidad pudo llevarse a mayores distancias.
86
Nikola Tesla: inventor estadounidense de origen serbio, fue, físico, ingeniero eléctrico y mecánico, y el promotor más importante del nacimiento de la electricidad comercial.
190
Capítulo 3
Figura 3.6. Las 10 centrales hidroeléctricas más grandes del mundo.
Fuente: América Economía. Obtenido de: http://www.americaeconomia.com/multimedia/infografia/conozca-las-diezcentrales-hidroelectricas-mas-grandes-del-mundo 191
Julieta Evangelina Sánchez Cano
En la actualidad los avances tecnológicos en el campo de la electricidad permiten la construcción de plantas hidroeléctricas en lugares remotos. Un ejemplo es la presa Itapú sobre el río Paraná, entre Paraguay y Brasil, esta puede producir hasta 14.000 megavatios de energía y suministra casi toda la energía que utiliza Paraguay y una cuarta parte de la que se necesita para Brasil. En 2012 fue inaugurado el proyecto hidroeléctrico más grande del mundo, la presa de las Tres Gargantas sobre el río Yangtze, China. La presa, diseñada para controlar las inundaciones devastadoras de ese río, incluye una enorme planta hidroeléctrica. Con una capacidad de 22.500 megavatios, se proyectó que Tres Gargantas pueda suministrar hasta una novena parte de la electricidad que China necesita. Para el año 2014, las plantas hidroeléctricas suministraron un 16% de la electricidad del mundo, desempeñando un papel importante en la satisfacción de las necesidades energéticas nacionales de ciertos países. Sólo el petróleo, el carbón y el gas natural generan más electricidad en todo el mundo. Las plantas hidroeléctricas suministran aproximadamente 650.000 megavatios de energía en todo el mundo. Sin embargo, no todos los lugares del mundo cumplen con las condiciones necesarias para producir este tipo de energía. Pero la hidroelectricidad es un recurso gobernado por restricciones geográficas. "Se necesita agua y un cambio en la elevación", (Bergesen, 2014). Y para lograrlo, una región necesita tener montañas, ríos y arroyos o precipitaciones intensas. Dentro de los países que producen la mayoría de su electricidad, a partir de hidroeléctricas, para cubrir sus demandas tenemos a: Albania, Bután, Lesotho y Paraguay, este último vende energía a Brasil y Argentina. Noruega produce más del 98% de su electricidad de la energía hidroeléctrica, en Brasil el 85%, Islandia el 80%, Venezuela 69%, Colombia 65% y Canadá el 61%. Austria (60%), Suiza (56%) y Nueva Zelanda (53%) son otros países que generan la mayor parte de su electricidad a partir de fuentes hidroeléctricas; USA produce sólo el 6% de su electricidad a través de la energía hidroeléctrica.
192
Capítulo 3
Cuadro 3.3. Mayores productores de energía hidroeléctrica.
Fuente: Elaboración de Steven Cedeño Ch. (2015). Con datos obtenidos de: http://www.fierasdelaingenieria.com/las-centrales-hidroelectricas-masgrandes-del-mundo/
Los seis países que ambicionan aumentar considerablemente su producción de electricidad mediante proyectos hidroeléctricos en los próximos años son: Cuadro 3.4. Mayores inversionistas en hidroeléctricas del mundo.
Fuente: Elaboración de Steven Cedeño Ch. (2015). Con datos obtenidos de: http://www.mosingenieros.com/2014/01/las-10-centrales-hidroelecticasmas.html 193
Julieta Evangelina Sánchez Cano
3.5.
HIDROELÉCTRICA EN LATINOAMÉRICA
La región Latinoamericana, es enriquecida por una diversidad de sistemas fluviales, y es que la combinación de montañas, tierras bajas centrales y numerosas cuencas hacen de América Latina una región con enorme potencial para desarrollar un sistema de abastecimiento eléctrico a base de hidroelectricidad para millones de personas. Sin embargo, en el 2012 sólo menos del 10% de los recursos hídricos disponibles están siendo aprovechados y administrados por actividades humanas. Esto deja a muchas comunidades sin un acceso suficiente al agua, ya sea para el saneamiento, uso agrícola o producción de electricidad (Global Water Initiative, 2012). Entonces se pude decir que Latinoamérica es una región altamente rentable para convertirse en una potencia mundial en el campo de la energía hidráulica. Sin embargo, el potencial hidroeléctrico total de Sudamérica sobrepasa los 659.531 MW y, de ese total, sólo está en uso alrededor de 21%; en Centroamérica, el potencial desciende a 23.625 MW y la región apenas ha utilizado 17% del total. (Gazzoni, Azurdia, Blanco, Claudio, De Carvalho, 2010). Esto se debe a partes socioeconómicas y políticas en la que se ha visto afectada durante décadas la región, mas no por las consecuencias que trae la explotación del campo hidroeléctrico, ya que esta es una tecnología ampliamente probada, y que se encuentra dentro de las energías renovables.
194
Capítulo 3
Figura 3.7. Cuenca del Amazonas y principales ríos de América del Sur.
Fuente: Espacios americanos. 2011. Obtenido de: http://espaciosamericanos.blogspot.com/2011/05/principales-cuencas-hidrograficasde.html
La cuenca del Amazonas, conforma el segundo río más largo del mundo, con 6785 kilómetros de largo. Y el área de drenaje que conforma la superficie de la cuenca es la mayor del mundo con 7.0500.00 kilómetros cuadrados, suficiente potencia hídrica para suministrar electricidad a toda América del Sur. Los principales ríos sudamericanos se encuentran en una zona intertropical, que tiene un caudal muy regular durante casi todas las estaciones y es alimentado por el agua de las precipitaciones. Por esa razón, la diferencia entre aguas bajas y altas es muy pequeña, haciendo que los ríos del Amazonas sean de gran profundidad (Berazategui, 2011). 195
Julieta Evangelina Sánchez Cano
La creciente preocupación por la reducción de las emisiones de gases contaminantes y la garantía del desarrollo sostenible ha favorecido al acogimiento de una serie de políticas y reformas legales en todo el mundo, por eso América Latina cuenta con varias iniciativas legales y reglamentarias que promueven el desarrollo de proyectos en energías renovables. En los últimos años, las compañías internacionales se han establecido con más rapidez en América Latina para enfrentar este problema. Actualmente se está generando un enorme potencial en la producción de hidroelectricidad, para así generar energía suficiente para afrontar a la creciente demanda de electricidad, sin debilitar el suministro de agua para la agricultura y la industria (González, 2012). En los últimos años, Sudamérica ha planificado cerca de 412 proyectos relacionadas con hidroelectricidad, estos se encuentran en operación, en construcción o están en inventariados. En una presentación dada en la ciudad de Lima sobre el estudio ‘Megaproyectos en la Amazonía’, se manifestó que los países que pretenden más proyectos sobre hidroeléctricas son Brasil con 256 proyectos, Perú con 77 y Ecuador con 55. Además de Bolivia con 14 proyectos, Venezuela con 6, Guyana con 2, y Colombia, Guyana Francesa y Surinam con un proyecto cada uno respectivamente. Hay 151 propuestas de construcción de hidroeléctricas en países andino-amazónicos en 5 de los 6 principales ríos de la Amazonía, como lo son: Caquetá, Madeira, Napo, Marañón, Putumayo y Ucayali (Paul Little, diario Gestión de Perú, 2014). Debido al fuerte crecimiento de la demanda energética en América Latina, se han abierto grandes oportunidades para aprovechar los recursos energéticos naturales. La agencia internacional de Energía (AIE) informo que en el año 2009, el consumo eléctrico en Latinoamérica alcanzo los 850,000 GWh, siendo la hidroelectricidad el mayor contribuyente a la producción de energía eléctrica aportando el 65% del total. En Centro América esta cifra se eleva a más del 90%. Un ejemplo de estas cifras es Paraguay, país que produce toda su electricidad a partir de energía hidráulica, mientras sus excesos de oferta es vendida a los países vecinos de Brasil y Argentina (Scoville, 2012). En las grandes franquicias internacionales que se han establecido en Latinoamérica para la ejecución de proyectos hidroeléctricos, 196
Capítulo 3
tenemos a la gigante Enel Green Power, que trabaja en Centro y Sur América a través de su filial Enel Green Power Latino América, que opera 33 plantas usando recursos renovables en México, Costa Rica, Guatemala, Nicaragua, Panamá, El Salvador, Chile y Brasil. Otra empresa es HydroVision Brasil que ha agrupado más de 31.000 MW en nuevos proyectos que esperan ser completados para 2017. Y la líder en energía hidroeléctrica es la empresa brasileña Odebrecht, la cual es considerada como una de las mayores constructoras internacionales de plantas hidroeléctricas con más de 72 plantas hidroeléctricas en el mundo (de Alonzo, 2012).
3.6.
HIDROELÉCTRICA EN EL ECUADOR
Ecuador cuenta con gran cantidad de recursos naturales renovables para generación eléctrica a partir de hidroeléctricas, esto debido al gran número de ríos de diverso caudal, capacidad y profundidad que tiene el país; dentro de esta larga lista de ríos, 54 de ellos desembocan en el Océano Pacífico o en el rio Amazonas; los que desembocan en esta segunda vertiente son los más caudalosos y constituyen casi el 73% del caudal hídrico ecuatoriano. En sí, casi todos los ríos empiezan sus caminos en la Sierra, región que presenta grandes desniveles por su sistema montañoso, cuentando con caudales de agua que caen de forma abrupta, por lo que a este territorio se la considera el de mayor potencial para generar electricidad a partir de los recursos hídricos, es por eso que Ecuador se prevé como una potencia energética de la región andina (Instituto Oceanográfico de la Armada, 2012). Durante un largo trayecto las entidades públicas como el Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología (INAMHI) y el Instituto Ecuatoriano de Electrificación (INECEL), esta última ya desaparecida, han registrado diariamente con sus estaciones meteorológicas el caudal de la mayor parte de los ríos en Ecuador, así como datos mensuales sobre las precipitaciones que se producen. Estos datos permiten establecer la potencia que se puede aprovechar en cada río 197
Julieta Evangelina Sánchez Cano
y establecer cuales tienen las características adecuadas para producir energía eléctrica. En el Ecuador hay 29 sistemas con 79 cuencas hidrográficas, de las cuales 22 desembocan en el Océano Pacífico cubriendo el 48% de la superficie con 123.243 Km2, y 7 en el rio Amazonas que cubren 51.41% con 131.802 Km2 (Galárraga, 2004) (Ecuaworld) (Roldán, 2013). En las dos últimas décadas, Ecuador ha sufrido un panorama de inestabilidad referente a la oferta y demanda eléctrica, observándose un incremento del 6,5% anual de la demanda y apenas un aumento de la oferta de un 5%. Y todo esto aprovechando cerca del 15% se los recursos hídricos del país. Entre los organismos que afirman estos datos estadísticos, tenemos a la Organización Latinoamérica de Energía (OLADE), que informo en el año 1979 que Ecuador posee un potencial hidrográfico de aproximadamente 22.520 MW, y al Consejo Nacional de Electricidad (CONELEC), que en su boletín estadístico comunico que el país alcanzó los 2.234,41 MW, representando el 44.55% de la capacidad total instalada (CONELEC, 2012). Tabla 3.1. Oferta y demanda de hidrogenaría (GWh).
Fuente: Elaborado por Steven Cedeño Ch. Con datos obtenidos del Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos. 198
Capítulo 3
En el Balance Energético Nacional 2014 año base 2013, se plantearon datos interesantes sobre la oferta y demanda del flujo hidroeléctrico del país. Obteniendo que en el año 2012 las centrales hidroeléctricas del estado abastecieron 11.727 GWh y en el 2013 la producción disminuyo a 10.525 GWh, esto debido al cierre de varias minihidroeléctricas. Los autoproductores como el campo industrial genero 514 GWh en el 2013 sobrepasando a la producción de 511 GWh generada en el 2012. Pero aun así este abastecimiento hidroeléctrico disminuyo en el 2013 un 9,8% con respecto al 2012. Las referencias que abarcó la oferta se tomaron de la producción, importación, exportación y variación de existencias de energía. Y en la demanda se tomó en cuenta centros de transformación, pérdidas, ajuste, consumo sectorial energético y consumo no energético (Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos, 2014). Figura 3.8. Evolución histórica y proyección de clientes totales y por grupo de consumo del Ecuador.
Fuente: CELEC.EP. (2012). Obtenido de: https://www.celec.gob.ec/electroguayas/files/vol1.pdf 199
Julieta Evangelina Sánchez Cano
200
Capítulo 3
La situación actual el campo hidroeléctrico del país, es buena, debido a las mejoras que emplean el actual gobierno. Esto se ve reflejado en las reconstrucciones y mantenimientos de las actuales hidroeléctricas que existen en el país y a la gran cantidad de proyectos que se están induciendo. Este cambio permitirá reducir la dependencia del petróleo y aprovechar las fuentes de energía hidráulica que son limpias, renovables y amigables con el ambiente. Según datos de la Corporación Eléctrica del Ecuador (CELEC.EP.), el parque generador disponible en el Ecuador consta de 19 centrales hidroeléctricas estatales de pequeña, mediana y gran capacidad con un rango de 1 a 1.100 MW y 39 centrales pequeñas pertenecientes a las empresas de distribución eléctrica, a municipios y a empresas privadas (CONELEC, 2012). Tabla 3.2. Infraestructura existente en generación hidroeléctrica y renovable no convencional, al año 2012.
Fuente:
CELEC.EP.
https://www.celec.gob.ec/electroguayas/files/vol1.pdf
201
Obtenido
de:
Julieta Evangelina Sánchez Cano
3.6.1. Como pretende el gobierno cambiar la matriz energética El actual gobierno ha empezado una revolución energética, viéndose en la necesidad de abastecer a la demanda eléctrica nacional, a los próximos proyectos que la misma administración inició, y a la visión de en algún momento vender electricidad a los países vecinos. Dentro de las cargas adicionales antes mencionadas se encuentra el desarrollo industrial, el transporte eléctrico masivo como el Metro de Quito y Tranvía de Cuenca con 75 MW en el 2016, la Refinería del Pacífico con 370 MW, la industria petroquímica, y la sustitución de gas licuado de petróleo, por electricidad para cocción. También han sido considerados como escenario base de la demanda para la obtención de un Plan de Expansión de la Generación Eléctrica, encabezado por el MEER, el cambio hacia luminarias eficientes, cambio de refrigeradoras, aires acondicionados y calefones, etc. (Velásquez, 2014). Aprovechar el gran potencial hidroeléctrico que hay en el país es la razón por la cual el Gobierno Nacional lleva a cabo la construcción de ocho megaproyectos hidroeléctricos, que permitirán dotar de energía suficiente al territorio nacional. Con estas obras se impulsará la actividad social, económica y productiva en las localidades aledañas, como construcción de vías, educación, agua potable, alcantarillado, entre otros. Con estos proyectos hidroeléctricos según declaraciones del MEER, la generación de energía está garantizada hasta el 2021. Además estos ocho proyectos de energía hidroeléctrica, terminarán de construirse en el 2016, permitiendo así, que el país sea autosuficiente y tenga la posibilidad de que se transforme en un exportador de energía (MEER, 2014). Dentro de la planificación de estos proyectos emblemáticos se maneja un contexto de soberanía energética, basándose en el Buen Vivir como pilar fundamental, se ha planteado el desarrollo de los proyectos en mención basándose en energías renovables, esto para garantizar el abastecimiento interno de electricidad, con suficientes 202
Capítulo 3
reservas de potencia y energía y, en la perspectiva cierta de contar con volúmenes disponibles para la venta de electricidad a países vecinos. Además este tipo de producción hidroeléctrica es amigable con el medio ambiente y permitirá ahorrar cerca de ocho mil millones de kilogramos de CO2, lo que reducirá el uso de aproximadamente un 80% de diesel en el Ecuador. (Dr. Andrés Chávez, Director Ejecutivo Consejo Nacional De Electricidad, 2014) (Mosquera, 2014). Figura 3.9. Proyectos hidroeléctricos en el Ecuador.
Fuente: Lissette Condo. Canal azul. Obtenido de: http://www.canalazul24.com/?p=19134
203
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Tabla 3.3. Proyectos Emblemáticos.
Fuente: Elaboración de Steven Cedeño Ch. (2015). Con datos obtenidos de: http://www.energia.gob.ec/proyectos-emblematicos-2/ 204
Capítulo 3
La ejecución de estas hidroeléctricas como parte del Plan Maestro de Electrificación, que tendrá sus resultados a finales en el año 2022, que en total, de acuerdo a las proyecciones permitirán generar 15.725,27 GWh/año. Además de plantear importantes retos, será la fuente de inspiración para que los proyectos de generación, transmisión, distribución, comercialización y eficiencia energética, se ejecuten oportunamente con el propósito de cooperar al desarrollo integral del país. La mayoría de las nuevas hidroeléctricas se están financiando con recursos del exterior, por lo que siete de estos proyectos se realizan con créditos chinos a través de su Banco de Desarrollo y Eximbank (CONELEC, 2013). Figura 3.10. Infraestructura en generación para el plan de expansión de generación 2013 – 2022.
Fuente: CONELEC. Obtenido de: https://www.celec.gob.ec/electroguayas/files/vol1.pdf 205
Julieta Evangelina Sánchez Cano
El objetivo principal del actual gobierno ecuatoriano se orienta hacia desaparecer de una vez por todas el déficit de generación eléctrica que tiene el país. Por eso para combatir esta carencia se trabajara en la reducción de pérdidas por transformación de energía, mejoras en la calidad del servicio en los sistemas eléctricos de distribución, sistemas de transmisión y control en el uso de radiaciones ionizantes87, y una eficiencia energética a través de energías renovables. Es decir depender menos de combustibles fósiles y de termoeléctricas, que son energías más costosas y que tienen un grado alto de contaminación. Según el actual ministro Coordinador de Sectores Estratégicos, el país ahorrará aproximadamente mil millones de dólares, dinero que es usado para generar electricidad a través del uso de combustibles (Poveda, 2014) (MEER, 2014). Figura 3.11. Matriz Energética en el 2011 - 2016. (GWh/año y %).
Fuente: Ministerio de Electricidad y Energías Renovables. 87
La radiación ionizante es un tipo de energía liberada por los átomos en forma de ondas electromagnéticas o partículas.
206
Capítulo 3
El estado Ecuatoriano, pretende que para el año 2016, el 93,53% de la electricidad producida en el país sea a través de centrales hidroeléctricas con una producción de 30.799,36 GWh/año, es decir producir más del doble de electricidad que se generó en el 2011 con 11.116,81 GWh/año. Además junto a un consumo inteligente de electricidad, proyecta en convertirse probablemente en el país con la matriz energética más limpia del planeta. Una vez que entren en funcionamiento la nuevas centrales se duplicara la generación de hidroelectricidad del país, esto hace que el Sistema Nacional Interconectado (SNT), se vea en la necesidad de la expansión de su capacidad, acto que se hará en conjunto con las empresas distribuidoras que existen a nivel nacional. Con esto se pretende la optimización conjunta del sistema eléctrico integrado, permitiendo determinar de manera confiable la proyección de la demanda, y garantizar la disponibilidad de sistemas de transmisión que interconecten con los proyectos de generación tanto en ejecución como proyectados. Para aquella expansión, se deben tomar en cuanta, evaluaciones técnicas-económicas que permitan seleccionar las opciones de expansión de mayor beneficio. El objetivo fundamental de la planificación de la expansión del sistema de transmisión, es el garantizar el desarrollo de una red debidamente adaptada a las crecientes necesidades de la demanda. Las instituciones a cargo de la distribución eléctrica del país han trazado un proyecto, denominado Expansión, Operación y Control del Sistema Nacional Interconectado y el Anillo De 500 kV. Este se prevé que esté ejecutado hasta finales del año 2016. El proyecto pretende garantizar la disponibilidad de nexos de transmisión suficientes para el abastecimiento confiable y de calidad de la demanda de las diversas zonas del sistema de potencia (CELEC.EP., 2014).
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Figura 3.12. Sistema nacional interconectado en el 201.
Fuente: Corporación nacional de electricidad. CELEC.EP. Ecuador, 2014. Obtenido de: https://docs.com/1FJSB 208
Capítulo 3
Figura 3.13. Sistema nacional interconectado a corto plazo.
Fuente: Corporación nacional de electricidad. CELEC.EP. Ecuador, 2014. Obtenido de: https://docs.com/1FJSB
Actualmente ya se encuentra en funcionamiento una de las hidroeléctricas emblemáticas, consideradas dentro del cambio de la matriz energética. Se trata de la central hidroeléctrica Manduriacu, que entregó su primer kilovatio hora al Sistema Nacional Interconectado a finales de enero del 2015, y prevé producir 367 GWh anuales de energía, suficientes para abastecer el consumo de 300 mil familias 209
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ecuatorianas, evitando emisiones de CO2 estimadas en 180 mil toneladas por año. La construcción de las nuevas hidroeléctricas está generando cerca de ocho mil a nueve mil plazas empleos en la actualidad y favorece cerca de 30 mil personas indirectamente en el país. Esto debido a que el 80% de la mano de obra en proyectos hidroeléctricos es nacional. 88 “Esta es una de las principales ventajas del proyecto, pues será capacitado el personal nacional para que adquiera el conocimiento técnico necesario y luego pueda participar en otros proyectos del mismo tipo, no solo en el país sino en el resto de Sudamérica” (Juan Espinoza, gerente de la Unidad de Negocio de la CELEC.EP., 2014).
3.7.
HIDROELÉCTRICA EN MANABÍ Y MANTA
Las ventajas que derivan de la construcción de pequeñas centrales hidroeléctricas, es que su impacto ecológico es mínimo, su costo de construcción es bajo, e igual lo es el de operación y mantenimiento, además las ubicaciones donde es posible edificarles son numerosas por los grandes recursos hidrográficos que posee el país, todos estos aspectos indican que este tipo de centrales son alternativas y que deben considerarse para la generación de energía eléctrica. En Manabí, existen dos hidroeléctricas, estas han sido centro de problemáticas de partidos políticos desde su inicio de construcción. 89 En los años 50 del siglo pasado, tomando en cuenta que las sequías en Manabí90 han sido constantes, nació un estudio provincial hecho por una misión alemana, cuyo objetivo era la construcción de la Represa La Esperanza, obra que fue terminada hasta el año 1995 88
Ecuador lidera el proceso de integración energética andina. Seremos pioneros en exportar energía limpia a países como Colombia, Perú, Chile y Bolivia”. (Esteban Albornoz, ministro de Electricidad y Energía Renovable, 2014). 89 “La inversión de La Fabril es de 14 millones de dólares y la capacidad de producción de las dos minicentrales será de nueve megavatios, así está concebido el proyecto” (Almeida, gerente de Manageneración). 90 Manabí viene de la palabra quechua MANA que significa no o nada y de la palabra BI que significa agua, por tanto el significado es sin agua.
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por la trasnacional española Dragados y Construcciones, esta represa está ubicada actualmente en la microrregión centro-norte de Manabí, a 11 kilómetros de la ciudad de Calceta y que almacena 450 millones de m3 de agua. En el año 2004 la Corporación Reguladora del Manejo Hídrico de Manabí, CRM, siendo una institución pública, con carácter jurídico, adscrita a la Presidencia de la República; junto con la empresa Manageneración S.A realizaron una convocatoria para la adjudicación del contrato para la construcción, equipamiento, operación y mantenimiento de las centrales hidroeléctricas La Esperanza y Poza Honda91, y la operación, mantenimiento de los Trasvases II y III del Sistema Manabí. (BioManabí, 2012). Figura 3.14. Perfil del Sistema de Embalses y Trasvases Manabí.
Fuente: Corporación Reguladora de Manejo Hídrico de Manabí. Obtenido de: http://chmecuador.ambiente.gob.ec/userfiles/222/file/DIAGNOSTICO%20AMBI ENTAL%20DE%20LOS%20RIOS%20CHONE%20Y%20PORTOVIEJO/Capitulo%2 03.pdf 91
La represa de Poza Honda fue culminada en 1971 y fue la primera represa de embalse del país, actualmente dota el 70% de agua de la provincia de Manabí, sirviendo a ocho cantones: Portoviejo, Santa Ana, 24 de Mayo, Jipijapa, Montecristi, Rocafuerte, Manta y Sucre.
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El Ministerio del Ambiente mediante resolución 091 del 14 de septiembre de 2004 otorgó a la compañía Manageneración la licencia ambiental para la construcción de los sistemas hidroeléctricos la Esperanza, Calceta y Poza Honda. La central hidroeléctrica La Esperanza contaría con dos turbinas de 3 MW, mientras que la central hidroeléctrica Poza Honda con una turbina de 3 MW de potencia instalada. La culminación de las obras en la central hidroeléctrica la Esperanza se vio en julio del año 2007. Mientras que en Poza Honda aún se encontraban en proceso la construcción del embalse. Dentro de los GAD que intervinieron durante la ejecución de estas obras fueron los municipios de Portoviejo, Santa Ana y Bolívar. El 13 de mayo del 2008, el Ministerio del Ambiente, mediante resolución 132, se revocó la licencia ambiental de las hidroeléctricas en mención. Pero con fecha 22 de julio de 2008 se autoriza el reinicio de las actividades, finalmente el 22 de octubre el Ministerio del Ambiente procede a la suspensión hasta segunda orden todos los trámites y procesos administrativos relacionados con la operación y licenciamiento ambiental para las actividades de generación de energía en dichas centrales, y dispone que Manageneración presente las pruebas de no daño o afectación ambiental al Ecosistema del Estuario del río Chone, para lo cual se debería de implementar un estudio de diagnóstico ambiental. Figura 3.15. Hidroeléctrica La Esperanza.
Fuente: BioManabi. Obtenido de: https://romoced.wordpr ess.com/2012/03/26/laesperanza-cronica-deuna-tragedia-anunciada/ 212
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Figura 3.16. Hidroeléctrica Poza Honda.
Fuente: Cedeño.
Steven
Durante el gobierno de Lucio Gutiérrez y con amparo de la Ley Trole92, se firmó un contrato con Manageneración, empresa de modalidad mixta cuyo 99,97% del paquete accionario era de La Fabril, poderosa industria mantense dedicada al sector de grasas y aceites. Quizás los mayores errores cometidos en el manejo de la represas Poza Honda y La Esperanza, fue que en primer lugar, nunca se consideró que las obras de embalse debían ser tomadas como parte de las obras de generación, quedando como mayor beneficiaria la empresa referida causando un perjuicio para el estado ecuatoriano. En segundo lugar, el CRM se obligaba contractualmente en los contratos, a entregarle agua a las hidroeléctricas, caso contrario recibiría fuertes multas. Entonces, debido a esto, se generaría el caso más grave de conflicto de uso de agua, ya que el CRM estaba renunciando a su capacidad de manejar el nivel del embalse para el control de inundaciones y para el trasvase de aguas a Poza Honda, considerando que 92
Las denominas Leyes Troles, son leyes que han sido centro de polémica y se crearon con el objetivo de la transformación económica del Ecuador, mediante reformas a ciertas leyes como la de Régimen Monetario, Código de Comercio, Ley de Régimen del Sector Eléctrico, Ley Especial de Telecomunicaciones, Código de Trabajo, Ley de Participación Ciudadana, entre otras. La primera Ley Trole, tenía como objetivo fundamental otorgar las garantías necesarias al proceso de dolarización de la economía, mientras que la aprobación de la segunda Ley Trole, en el año 2000, tuvo como iniciativa las privatizaciones en los sectores públicos provocando la mayor conflictividad social en los campos de: petróleo, energía eléctrica, minería, agua, telecomunicaciones, seguridad social.
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este trasvase, a diferencia del que va de Daule Peripa a La Esperanza, necesita de energía para remontar un desnivel. Como en el diseño original de la presa La Esperanza no estaba contemplado el uso hidroeléctrico, la empresa que construyó esta obra hizo un estrangulamiento en la salida del túnel de fondo con la finalidad de aumentar la energía cinética que permitiera aumentar la generación de electricidad. Una vez que, a principio del gobierno de Rafael Correa se finiquitó el contrato con Manageneración, aduciendo problemas ambientales, la conducción de agua hacia la planta hidroeléctrica fue cortada, pero el problema subsiste en la actualidad, ya por la demanda de USD 42 millones de Manageneración hacia el estado, o por el estrangulamiento, que redujo la capacidad de evacuación de las aguas de fondo del embalse de 70 m3/segundo a apenas 5 m3/segundo, siendo el causante de que en las estaciones invernales con una abundante precipitación de lluvia, la represa la Esperanza llene constantemente su capacidad y que, al no poder evacuar los niveles suficientes para hacerlo, no se pueda controlar las inundaciones (Rolando, 2012). Este problema es el principio de las tradicionales inundaciones en época invernal de ciudades como Chone y Santa Ana. Cuando se construyó la represa uno de los tres objetivos primarios, era de que ésta no llegara a su nivel máximo, pero actualmente ya se ha perdido el margen de maniobra necesario. En Manabí, además, los cantones que tienen vista hacia el Océano Pacifico, carecen de potentes fuentes fluviales, y ciudades como Manta se ven distantes de emplear en algún momento, centrales hidroeléctricas. Por eso los Pueblos Manabitas que orillan al Pacifico optan por otras fuentes para la generación de electricidad, como la energía térmica la cual abarca el mayor porcentaje de electricidad de la provincia, y la fotovoltaica que tiene gran cantidad de proyectos a ejecutar y se encuentra dentro de las energías renovables. Un punto a destacar sobre los recursos hídricos de la provincia, es la actual ejecución del Proyecto Multipropósito Chone, que con concepto hidráulico construirá la represa del rio Grande, que junto con el rio Mosquito se pretende desviar sus aguas hacia el canal San Antonio que 214
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también se encuentra en construcción. Esta obra que para finales de febrero del 2015 se encontró a un 85% concluida y que será entregada el mismo año, evitara que el río Chone llegue a su capacidad y deje a su paso inundaciones, además la represa que tiene 69 metros de alto, 256 metros de ancho y 8 metros de profundidad, dará oportunidades como regular aproximadamente 100 millones de metros cúbicos de agua, de los cuales el 70% se destinará para riego y el 30% para agua potable. El consorcio ecuatoriano Equitesa-Equitransa, es quien lleva a cabo la ejecución del proyecto, que con un inversión de 45 millones 955 mil dólares cumplirá el sueño anhelado de los habitantes de la ciudad de Chone. Se debe recalcar que dentro del proyecto en mención no está programada la construcción de una central hidroeléctrica, sin embargo, se podría implementar dentro de la construcción, aprovechando así el potente caudal del agua que generara el almacenamiento de la represa (Secretaria del agua, 2015).
3.8. CONCLUSIONES 1.- Considerando los diferentes tipos de centrales eléctricas, se puede concluir que las centrales hidroeléctricas son muy rentables, a pesar de contar con un costo inicial de construcción elevado, una vez que entra en funcionamiento, la inversión en producción y manteamiento son considerablemente menores, respecto a otros tipos de centrales, siempre y cuando sean favorables las condiciones pluviométricas del año. 2.- Cada central hidroeléctrica constituye un proyecto distinto de los demás. La central se ha de adaptar a la configuración del terreno y a las características que ofrece el salto o caída de agua en la naturaleza, por tanto, en cada hidroeléctrica será distinta la potencia instalada una de otra, no así una central térmica en donde su potencia instalada podrá coincidir una con otra independientemente de su lugar de instalación. 3.- El agua es la sustancia más abundante en el planeta, tanto así que la mayoría de países a nivel mundial cuentan con fuentes fluviales ya 215
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sea de pequeña o gran envergadura, y en la actualidad sólo menos del 10% de los recursos hídricos disponibles están siendo aprovechados y administrados por actividades humanas. Entonces al utilizar esta energía renovable no solo se utiliza una fuente inagotable, sino que se ayuda a combatir contra las dependencias del petróleo, el carbón y el gas natural que constantemente emiten grandes cantidades de CO2 a la atmósfera terrestre. Por eso la importancia de utilizar la hidroelectricidad, una energía que es limpia y amigable con el medio ambiente. 4.- La hidroelectricidad es una de las energías más baratas, que permite al estado ecuatoriano ahorrar miles de millones de dólares, ya sea por los subsidios o por lo económico que resulta ser su producción con apenas cuatro centavos de dólar el kilovatio, a diferencia de los cuarenta centavos que cuesta el kilovatio al generar electricidad por diesel. Es importante tener claro que los recursos hídricos del Ecuador son constantes, por eso la importancia de explotar este recurso en los próximos tres años para cambiar para bien la matriz energética. 5.- Ecuador cuenta con gran potencial hidráulico, y en vista de la necesidad de abastecer su demanda eléctrica, se implementan proyectos emblemáticos por todo el territorio nacional, logrando que la hidroelectricidad en el país se imponga con un 93,53% ante otras centrales de generación eléctrica. Aquellos proyectos perfilan hacia el objetivo de en algún momento exportar energía hacia países vecinos como Colombia, Perú y Chile. 6.- El momento hidroeléctrico que vive la provincia de Manabí es poco alentador y lleno de incertidumbre sobre que exactamente sucedió con las minicentrales hidroeléctricas La Esperanza y Poza Honda. Es que más allá del supuesto impacto ambiental de las centrales en mención, se esconden diferencias ideológicas que por lo largo de la historia manabita han afectado su crecimiento. Lo cierto es que las hidroeléctricas entregaron energía solo por alrededor de 16 meses, invirtiendo aproximadamente 18 millones de dólares, desafortunadamente, esta inversión fue improductiva al cerrar las operaciones de las únicas hidroeléctricas de Manabí. 216
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4.1. INTRODUCCIÓN El debate sobre la situación energética mundial ha adquirido mayor importancia desde los últimos tiempos; los combustibles líquidos utilizados para el transporte son el foco principal para el cambio de la matriz energética por tener un alto porcentaje dentro de esta última. Desde inicios de la revolución industrial en la segunda mitad del siglo XVII (McCloskey, 2004), uno de los retos fue obtener un combustible que reuniera las condiciones tanto físicas y químicas, además que pudiera poseer una mayor potencia y eficiencia para su utilización en las maquinarias tanto en los sectores: energéticos, automotriz e industrial. Con la aparición en 1885 del primer automóvil con motor de combustión interna con gasolina creado por el ingeniero alemán Karl Benz fue cuando se generó por vez primera las condiciones y se crearon mayores necesidades de un combustible adecuado para ser utilizado en el transporte (Georgano, G.N., 1985). Pero el consumo de los gasóleos como combustible masivo se inició en 1910 cuando el almirante Fisher de la flota británica ordenó que se sustituyera el carbón por el gasóleo en todos sus barcos. La mejor forma de argumentar esta decisión fue que al realizar la comparación energética entre estos dos combustibles, constituyó que la superioridad calorífica del gasóleo poseía mayor potencial que el carbón mineral usado hasta esa época, ya que el gasóleo genera aproximadamente 10.500 calorías/kg, Y el carbón proporciona 7 000 calorías/kg (De los vehículos de vapor a los de combustión interna, 1986). Actualmente vivimos en una sociedad en constante crecimiento, pero esta tendencia es a costa del consumo excesivo de los recursos naturales no renovables como el petróleo, y sus derivados como los combustibles líquidos tipo gasóleos, gasolinas y diesel que son los principales generadores de gases de efecto invernadero; y por lo tanto es preponderante la utilización de combustibles alternativos 219
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que permitan mitigar el impacto ambiental negativo ocasionado a nuestro planeta (IDEA, 2007).
4.2. BIOMASA DEFINICIONES Y GENERALIDADES Desde la antigüedad la madera es la materia prima utilizada para la producción de energía por medio de biomasa, ésta es aprovechada mediante la combustión directa, pero, ante el crecimiento poblacional en el mundo, cada vez aumentaba más la demanda de la producción maderera, lo que afecta de manera significativa a los bosques. En los inicios de la revolución industrial y con la aparición del carbón fósil se sustituyó la madera debido a que el porcentaje calórico del carbón era superior, así como todo desarrollo es positivo, trae una a consecuencia negativa, la combustión del carbón, produciría efectos adversos, ya que estos aportarían de forma significativa gases de efecto invernadero a la atmosfera, principalmente monóxido de carbono (CO) (Energía renovable, 2002). En cuanto a las definiciones de la biomasa, ésta puede definirse de diferentes formas, desde el punto de vista etimológico, la biomasa es todo material de origen biológico que es susceptible al aprovechamiento energético, pero esto englobaría a los combustibles de origen fósil, obtenidos gracias a los procesos biológicos de mineralización, entre estos últimos estarían el carbón, el gas natural y el petróleo, cuya formación y composición no es comparable con el balance neutro de CO2; que la biomasa para generar energía de forma renovable si llega a cumplir en todos sus aspectos (IDAE, 2007). Otra definición nos dice que la biomasa se refiere a toda la materia orgánica que proviene de árboles, plantas y desechos de animales que pueden ser convertidos en energía (Energía renovable, 2002). Existen métodos de aprovechamiento donde se destacan la combustión directa de la biomasa y la utilización de residuos orgánicos y cultivos para la producción de biogás y biocombustibles a tra220
Capítulo 4
vés de procesos bioquímicos, que son usados como sustitutos de compuestos petroquímicos (CER, 2008). Existen diferentes tipos de aprovechamiento de la biomasa; claro que los resultados energéticos varían según el tipo de residuo utilizado, entre los diferentes tipos de materia prima de biomasa tenemos: -
Residuos agrícolas y forestales Residuos animales
-
Residuos industriales
-
Aguas residuales urbanas (Energía renovable, 2002). Figura 4.1. Generación de la Biomasa.
Fuente: CONELEC. (2013). Obtenido de: http://www.iner.gob.ec/wpcontent/uploads/downloads/2013/05/CONELEC_Proyectos-Energ%C3%A9ticosSector-El%C3%A9ctrico-Ecuatoriano-con-Biomasa_Paola_Andino.pdf
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El uso de la biomasa como recurso energético, en lugar de los combustibles fósiles comúnmente utilizados, supone unas ventajas medioambientales de primer orden, como son: • Reducción de las emisiones de azufre. • Reducción de las emisiones de partículas. • Emisiones reducidas de contaminantes como CO, HC y NOX. • Ciclo neutro de CO2, sin contribución al efecto invernadero. • Disminución del mantenimiento y de los peligros derivados del escape de gases tóxicos y combustibles en las casas. • Disminución de riesgos de incendios forestales y de plagas de insectos. • Aprovechamiento de residuos agrícolas, evitando su quema en el terreno. • Posibilidad de utilización de tierras de barbecho con cultivos energéticos. • Independencia en base a los precios de los combustibles provenientes del exterior (no son combustibles importados). • Incremento en la económica de las áreas rurales. Todas estas características convierten a la biomasa en una de las fuentes potenciales de empleo en el futuro, siendo un elemento de gran importancia para mantener el equilibrio territorial, específicamente en las zonas rurales (Energía renovable, 2002).
4.3. ESTADOS DE LA BIOMASA La biomasa se encuentra en diferentes estados y con diferentes porcentajes de humedad relativa, las cuales vamos a mostrar en el siguiente gráfico:
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Capítulo 4
Tabla 4.1. Estados típicos de la Biomasa.
Residuos de biomasa
Residuos forestales
Tipos de residuos Restos de aserrío, corteza, aserrín, astillas
Polvo, Solido, HR >50%
Resto de ebanistería aserrín, trozos, astillas
Polvo solido HR 3048%
Residuos de plantaciones
Solido HR> 55%
Cascara y pulpa de frutas y vegetales Residuos Agropecuarios
Residuos industriales
Cascara y polvo de granos secos (arroz, café) Estiércol Residuos de cosechas: tallos y hojas, cascaras malezas, pastura Pulpa y cascara de frutas y vegetales Residuos de procesamiento de carnes Aguas de lavado y pre cocido de carnes y vegetales Grasas y aceites vegetales
Solido con alto contenido humedad Polvo, HR55%
Sólido, humedad moderada Sólido, alto contenido de humedad Liquido Líquido, grasoso Liquido
Aguas negras Residuos urbanos
Características físicas HUMEDAD RELATIVA
Desechos domésticos orgánicos (cascara de vegetales) Basura orgánica
Sólido, alto contenido humedad Solido alto contenido humedad
Fuente: Elaborado por Jessyn David Vera Pincay. Con datos obtenidos de: http://comunidad.eduambiental.org/file.php/1/curso/contenidos/docpdf/c apitulo18.pdf 223
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La Agencia Internacional de la Energía (IEA), es una de las encargadas del estudio de la situación energética de los países en el mundo, la cual ha desarrollado múltiples proyectos sobre la biomasa, mediante su subdivisión (IEA Bioenergy). Esta subdivisión ha realizado estimaciones de que el 10% de la energía primaria en el mundo proviene de los recursos biomásicos, incluyendo a: los biocombustibles líquidos y el biogás. La mayor parte de este porcentaje se refleja en los Países En Desarrollo (PED) y a los Países Menos Adelantados (PMA) donde justamente la biomasa es la principal materia prima utilizada para la producción energética; y debido al poco acceso a la información en estos países, y al incremento desmedido de la población, el aumento de la demanda energética es a veces difícil de medir (Energy Management Agency Europe - 2010). La FAO (Fondo de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura), define que en algunos PMA, obtienen el 90% de su energía, gracias a los recursos como la leña y biocombustibles obtenidos de forma local. En el continente: Asiático, Africano y la región de Latinoamérica; la biomasa representa la tercera parte del consumo energético, y en la utilización para el sector doméstico se ven beneficiados más de 2000 millones de habitantes gracias a este recurso. Pero las consecuencias de la sobreexplotación masiva de la madera, el uso no racional y la forma insostenible de la utilización de la biomasa, provocan la deforestación de grandes extensiones de terreno y por lo consecuente se deja sobreexpuesto al suelo a problemas graves de carácter erosivo (Energy Management Agency Europe, 2010). La FAO reafirma que el uso eficiente de los recursos energéticos provenientes de la biomasa: incluidos los residuos agrícolas y las plantaciones de materiales energéticos, pueden ofrecer mejores oportunidades de empleo, mejoras en la infraestructura rural y lo más importante el beneficio ambiental correspondiente, el uso eficiente de los recursos biomásicos, conllevarían a obtener dos de los mayores objetivos del milenio: 1.- Erradicar la pobreza y el hambre 2.- Garantizar la sostenibilidad del medio ambiente 224
Capítulo 4
Por lo tanto la biomasa podría tener un mayor potencial al ser un vector energético que permita el desarrollo de los países pobres (Energy Management Agency Europe, 2010) no obstante, nosotros hacemos el énfasis que esto podría darse siempre y cuando estos cultivos energéticos no desplacen cultivos alimentarios, ni territorios que se utilicen para cultivos de alimentos o sean reservas naturales de la biosfera. Existe una predicción concreta de futuro, que llama mucho la atención sobre la situación energética mundial en los próximos años, donde se describe que antes del año 2100 la cuota de participación de la biomasa en la producción mundial de energía estará entre el 25 y el 46% (IDAE, 2007). Se estima que para el año 2030 un cuarto de los combustibles empleados en el transporte provendrán de biocombustibles. El desarrollo de los biocombustibles actuaría como impulsor y serviría para crear oportunidades y puestos de trabajo en sectores como el de los suministradores de biomasa, productores de biocombustibles y en el sector de la automoción, es decir que la biomasa puede tener un gran potencial en los próximos años, debido que existe el crecimiento constante de la demanda de los combustibles en los automotores de tipo automóviles, vehículos de carga y transporte público. Que es donde se debe enfocar o re-direccionar la utilización de estos combustibles. Y en el caso del transporte público, estas unidades (autobuses, camiones, etc.) carecen de un mantenimiento continuo en sus motores, por lo cual; la combustión y generación de gases nocivos producidos por este sector automotor, va a ser más dañina con el paso del tiempo sino se toman los correctivos necesarios a tiempo (García & García, 2008). Y es importante señalar que a mediano plazo se prevé que se realice un mayor desarrollo de los biocombustibles y para lograrlo es necesario dedicar recursos para la mejora de las tecnologías existentes, investigar y desarrollar a nivel comercial los llamados biocombustibles de segunda generación (a partir de biomasa lignocelulósica) y en último lugar pero no menos importante invertir en el desarrollo de bio-refinerías integradas a nivel industrial.
225
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4.4. BIOCOMBUSTIBLES El término biocombustible posee una definición compleja desde el punto de vista etimológico; ya que está compuesto por dos palabras: el prefijo Bio que se entendería como todo material de origen biológico, y Combustible la cual englobaría a todos aquellos destinados a la producción de energía tanto como para usos domésticos, comerciales e industriales; pero es importante resaltar que existe toda una polémica porque esta definición es tan amplia que podría incluir al petróleo; el cual proviene de restos fósiles biológicos que pasaron por diferentes procesos de mineralización durante millones de años, además es considerado como la primera fuente de energía que la humanidad pudo obtener a partir de restos orgánicos, sin embargo por ser el petróleo una fuente de energía no renovable y altamente contaminante está intentando sustituirse por biocombustibles obtenidos con materiales renovables y menos contaminantes (IICA, 2007). Los biocombustibles proceden de recursos energéticos que sufren diferentes tipos de procesos para la elaboración de los mismos, y para esto se emplea la “biomasa” como materia prima; además los biocombustibles se pueden encontrar en otros estados como son el sólido y gaseoso. Dando una mejor clasificación a la definición anterior se les da como función principal la liberación de la energía contenida en sus componentes gracias al proceso de combustión (Álvarez 2009).
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Capítulo 4
Tabla 4.2. Rendimientos de etanol y biodiesel de diferentes cultivos. Cultivo
Lts Biodiesel
Palma Africana
4000 – 5000
Colza
900 – 1300
Soya
300 – 600
Girasol
600 – 1000
Ricino
1000 – 1200
Jatropha Curcas
800 – 2000
Algas (biocombustibles de segunda generación)
Lts Etanol
20000
Caña de Azúcar
4500 – 6000
Maíz
2500 – 3500
Sorgo Dulce
2500 – 6000
Switchgrass (biocombustibles de segunda generación) Fuente: Elaborado por Steven Cedeño Ch.
3000 – 7000
Existen diferentes fuentes para la elaboración de los biocombustibles en las cuales IICA (2007) describe los tipos de biomasa utilizadas para la producción de biodiesel y bioetanol, en el primer caso tenemos a la palma africana, soya, higuerilla, jatropha también llamada piñón, que son las más utilizadas por poseer un alto contenido oleaginoso; y en el segundo caso tenemos a la caña de azúcar, maíz, sorgo, yuca, que poseen una gran capacidad para someterse a procesos de fermentación. Otra de las definiciones para los tipos de biocombustible indica que estos se pueden diferenciar en solidos como: (residuos vegetales, fracción biodegradable de los residuos domésticos e industriales), líquidos (bio-alcoholes, biodiesel) y por último y no menos importante de forma gaseosa (biogás, hidrogeno); además que a los biocombustibles (biodiesel y bioetanol) también se los conoce como biocarburantes, que mantienen su origen de mate227
Julieta Evangelina Sánchez Cano
rias primas vegetales, y mediante procesos de transformaciones tanto biológicas como físicos-químicas; se produce el biodiesel obtenido a través de la transesterificación de aceites vegetales o grasas animales; y por otro lado tenemos a el bioetanol que es producido mediante la fermentación de semillas ricas en azúcares (García & García, 2009). La humanidad ha hecho uso de la biomasa por varios años, el uso directo de la misma sin procesamiento alguno podría constituir una Generación Cero de los biocombustibles, entre los cuales se pueden mencionar a la leña, la paja de trigo, el rastrojo de otras plantas de cultivo, el estiércol del ganado, y el carbón vegetal. No es sino hasta fines del siglo XIX que se comenzó a procesar la biomasa para producir combustibles derivados de la misma. A finales del siglo XX aparecieron los primeros mercados de estos recursos energéticos y se vislumbra un mayor crecimiento, desarrollo y expansión de los mismos tendiente a su globalización. Es por ello que la presente investigación busca analizar de forma breve el estado actual de estos mercados, sus antecedentes y panorama futuro.
4.4.1. Primera generación Son aquellos donde su materia prima se obtiene de la agricultura, como frutos y semillas de las plantas con un elevado contenido de almidón, azúcares y aceites; y como ejemplos de estas materias primas tenemos a los granos de maíz, jugo de la remolacha, aceite de coco, jugo de caña de azúcar, aceite de semilla de girasol, aceite de palma, aceite de ricino, aceite de maní o cacahuate, aceite de semilla de algodón. En este tipo de producción de biocombustibles también incluye la implementación de grasas de animales y aceites usados (aquellos que se han sometido a procesos de saturación), y por último los desperdicios orgánicos proveniente de las actividades domésticas. Los biocombustibles de primera generación responden actualmente por 1,5% del total de combustibles de transporte en el mundo (Monteiro, 2009). En estos combustibles denominados los de primera generación se emplean tecnologías convencionales como la fermentación (azucares), transesterificación (para productos de origen oleaginoso) y procesos donde interviene la digestión anaerobia (utilizada princi228
Capítulo 4
palmente para los desechos orgánicos). En el primer caso se obtiene el metanol, y n-butanol (fermentación de azúcares), en segundo lugar el biodiesel (aceites y grasas) (Álvarez, 2009) y en tercer lugar tenemos el biogás (que se define como una mezcla de metano y anhídrido carbónico, o coloquialmente conocido como gas natural y dióxido de carbono), el cual tiene un gran potencial en los rellenos sanitarios tratados en otro capítulo de este libro. Existen ventajas puntuales sobre los biocarburantes o biocombustibles de primera generación, en la cual destaca la reducción de gases de efecto invernadero (excluyendo al maíz cuyo balance energético es casi nulo) y aunque tuviera un balance positivo en emisiones tiene la desventaja de que este tipo de producción es de un cultivo utilizado para la alimentación, esto se suma al riesgo de que la utilización de campos destinados para la alimentación, sean desplazados hacia la producción de cultivos energéticos.
4.4.2. Segunda generación Son aquellos residuos que han sido productos de actividades agrícolas, forestales y silvopastoriles, como por ejemplo el bagazo de la caña de azúcar, el barbecho de maíz (partes de la planta del maíz que quedan después de la cosecha: tallo, hojas y raíces), residuos de paja, aserrín, ramas secas de árboles y otros más. Debido a que en este tipo de biocombustible se emplean mayormente desechos o residuos de cosechas, a diferencia de los de la primera generación, el nivel de producción aumenta en su complejidad, un ejemplo claro es la sacarificación-fermentación93. Otro tipo de proceso categorizado como de segunda generación es el Fischer-Tropsch94, aunque también se lo conoce como GTL (Gas-To-Liquids) y BTL (Biomass-ToLiquids); los cuales consisten en la gasificación del carbón y de la 93
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Este método combina en una única etapa de hidrólisis enzimática de celulosa y de productos de la fermentación del azúcar. (MONTEIRO, 2009) página. 49 La tecnología conocida con Fischer-Tropsch puede ser considerada única en muchos sentidos debido a su proposición de “construir” cadenas de hidrocarburos más largas a partir de moléculas menores originadas de una materia prima carbonada como el carbón. (Monteiro, 2009: 31)
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materia lignocelulósica de la biomasa, para la sintetización de un combustible líquido como puede ser el etanol (Álvarez, 2009). Los productos de estos procesos son metanol, etanol, gas (mezcla de monóxido de carbono, e hidrógeno), 2.5-dimetilfurano (DMF), biodiesel, y algunos más que están en proceso de investigación. Una de las ventajas más relevantes en los biocombustibles de segunda generación es la poca probabilidad de utilización de tierras destinadas para la alimentación, pero también posee la desventaja en la poca aportación de la disminución de gases que contribuyen al efecto invernadero; durante el procesamiento de la materia prima; en comparación con los biocarburantes de primera generación (Álvarez, 2009). La aplicación de las tecnologías para la conversión de la biomasa, tanto para los procesos de segunda y tercera generación son existentes, pero aun no son viables a gran escala (Monteiro, 2009).
4.4.2.1. La necesidad de desarrollar biocombustibles de segunda generación Se han realizado diferentes estudios científicos, específicamente dos de estos han arrojado resultados en donde se afirma que: “en el sentido de que la expansión de las áreas usadas para producir la materia prima para los biocombustibles podría generar la emisión de grandes cantidades de CO2 del suelo y de la biomasa existente” (Biofuels for Transportation" (2007) et al Worldwatch Institute). Estas emisiones (CO2) irían en contra de la teoría de que los biocombustibles poseen un balance ambiental positivo sobre la emisión de gases de efecto invernadero hacia la atmosfera (Hackenberg, 2008). Estos resultados indican que existen ciertos casos en donde la producción de biocombustibles produce cantidades mayores de CO2, a las que se pueden evitar en el consumo de los mismos. Según Hackenberg, esto se produciría al convertir hábitats naturales en terrenos destinados para cultivos energéticos, y afirma que en donde se producen cultivos alimenticos, se están implementando áreas para la producción de cultivos energéticos, por lo cual aumentaría la competencia por grandes extensiones de tierras, al poseer una expansión desmedida al mismo tiempo. 230
Capítulo 4
Este efecto se produce debido a que los terrenos que contienen grandes cantidades de biomasa (hábitats naturales), poseen un considerable contenido de carbono, que es liberado a la atmosfera; al desplazarse las reservas y habitats naturales para convertirse en cultivos agrícolas (tanto para cultivos energéticos, como alimenticios) se genera una degradación ambiental considerable para el planeta. Por lo tanto es preponderante poner la mirada en los combustibles de segunda generación. Existen otros autores que indican la parte negativa de la producción de biocombustibles convencionales, basándose en las publicaciones de la FAO, en las cuales reportan que: “la demanda de biocombustibles habría tenido una influencia sustancial en el alza de los precios de los alimentos que se observa actualmente en todo el mundo” (Hackenberg, 2008). Además se sostiene que los biocombustibles son en parte los causantes de que el precio del maíz y el trigo se haya duplicado, y que las reservas mundiales de alimentos estarían en su nivel más bajo en los últimos 25 años; y tomando en cuenta que la ayuda de carácter alimentario de las potencias mundiales hacia los países en desarrollo ha disminuido considerablemente, debido a la alza de precios de los alimentos; Además que la producción de biocombustibles seguirá ejerciendo presión sobre las tierras y recursos hídricos destinados para la producción alimenticia, los cuales ya están presentando escasez de agua en muchos países. La producción de biocombustibles de segunda generación presenta algunas ventajas en comparación con los biocombustibles de primera generación, a continuación se ha elaborado un listado en el que podemos encontrar las principales características por la que debemos implementar el uso de biocombustibles de segunda generación:
El menor nivel de impactos ambientales.
Un mayor rendimiento en combustible o energía por hectárea, debido a que es posible aprovechar el total de la biomasa. El potencial encerrado en el aprovechamiento de una vasta gama de materia prima, y en particular, de residuos o desechos como paja madera. La posibilidad de "diseñar" combustibles sintéticos fin de optimizarlos en cuanto a su eficiencia energética.
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Bajo nivel de emisiones. La ventaja más relevante que poseen los biocombustibles de segunda generación en comparación con los biocombustibles convencionales es el menor nivel de impacto ambiental en la producción de los mismos. También se mencionan algunos estudios en donde se demuestra que el bioetanol fabricado a partir de lignocelulosa presenta algunos efectos positivos ambientales esenciales en comparación con el bioetanol fabricado a partir del cultivo de maíz. El cultivo de maíz es uno de los que requieren grandes cantidades de energía para su producción y es uno de los principales causantes de la degradación del suelo, pero utilizando materias primas nativas, para la producción de bioetanol celulósico, podemos reducir de forma considerable la utilización de fertilizantes ya que presentan mayor facilidad de manejo entre las cosechas y además un menor nivel en cuanto a la emisión de gases de efecto invernadero. En cuanto a la utilización de los recursos hídricos, también se destacan: la reducida erosión del suelo y la disminución de la utilización de fertilizantes, por lo tanto se disminuirá la transportación de estos por medio de las escorrentías y por supuesto la reducción de la filtración de estos fertilizantes hacia las aguas subterráneas (nivel freático), en consecuencia se va a obtener un impacto ambiental positivo. Otras tecnologías han llegado a realizar la quema de la lignina residual que no ha podido convertirse en bioetanol, con el fin de producir energía para las plantas de procesamiento, de forma similar con la quema del bagazo para la producción de energía en el proceso de extracción del bioetanol convencional a partir de la caña de azúcar. Es importante destacar una publicación de la ONU-Energía, en donde define que: “Un aspecto específico importante es el potencial de los biocombustibles para reducir la emisión de CO2 (Ibidem, 2008). El organismo de las Naciones Unidas para asuntos de energía, ONU-Energía, estima que existe un potencial significativo de reducir las emisiones de CO2 y otros gases de efecto invernadero relacionados con el sector transporte. ONU-Energía señala que es posible alcanzar hasta "costos negativos" en la reducción de CO2, asumiendo 232
Capítulo 4
que los precios del petróleo se mantengan elevados y que se logre reducir los costos de producción de los biocombustibles de segunda generación”95 (Hackenberg, 2008). Se han realizado estudios en donde se comprueba la reducción de emisiones de CO2 netas entre un setenta y noventa por ciento con el uso de etanol de origen celulósico en comparación del etanol convencional. La reducción de este contaminante (CO2), se debe a que se elimina la utilización de energías de origen fósil, en el procesamiento del etanol. Con los resultados de los estudios realizados se puede concluir, el gran potencial que tiene la producción de bioetanol empleando tecnologías de segunda generación; pero este no es el caso del biodiesel, observándolo desde un punto de vista en relación a la reducción del contaminante CO2; ya que para la producción de este tipo de biocombustible (utilizando tecnologías de segunda generación), se tienen que emplear técnicas de costos muy elevados, debido al considerable costo de inversión a pesar del bajo costo de la materia prima utilizada (Hackenberg, 2008). La reducción del CO2 utilizando biodiesel de segunda generación, es positiva, no obstante es considerada ineficiente por su alto costo de producción. El rendimiento de este tipo de tecnologías de segunda generación es claramente superior a las de primera generación, ya que se puede aprovechar todo el material celulósico y no solo el almidón, azúcar o aceite; gracias a esto podemos extraer lo máximo del cultivo energético, y por lo tanto; de forma simultanea el rendimiento por hectárea va a tener un incremento, lo que nos permite disminuir el uso de grandes cantidades de terreno y a su vez evitaría la utilización de tierras destinadas para la producción de cultivos de carácter alimenticio, para poder utilizarlos en la elaboración de biocombustibles. Un claro ejemplo que podemos observar es: el rendimiento por hectárea del cultivo de maíz en los Estado Unidos; el cual va desde los 3.200 y 3.700 litros de bioetanol por hectárea, utilizando tecnologías de primera generación; y de 5.600 litros por hectárea, empleando tecnologías de segunda generación (Hackenberg, 2008). 95
Childs, B. & Bradley, R. 2007. Plants at the Pump. Biofuels, Climate Change, and Sustainability. Washington, D.C.: World Resources Institute.
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Además existe un cultivo no tradicional, muy conocido como switchgrass96, el cual hasta la actualidad no ha sido modificada genéticamente, pero se esperan avances en este ámbito para mejorar el rendimiento por hectárea que ya de por si es muy alto. Como se había mencionado anteriormente la producción de bioetanol se enfoca en la fermentación de almidones y azucares; y la del biodiesel en el implementación de aceites vegetales. Pero algo que tienen en común, es que están usando las mismas partes del cultivo como materia prima para sus respectivos productos; lo que genera el tema con mayor debate en la actualidad (food vs fuel) alimentos versus combustibles, lógicamente se traduce como la competencia entre la alimentación humana y los combustibles que ayudan en todos las actividades antropogénicas. Entonces podemos concluir que la fabricación de biocombustibles de segunda generación se basa en la utilización de la lignocelulosa97, dándonos alternativas de usar aquellas partes de la planta o cultivos que no representan un valor alimenticio para la humanidad. De esta manera es posible por un lado aprovechar subproductos o desechos de las industrias alimenticia o maderera para la producción de los biocombustibles.
4.4.3. Biocombustibles de Tercera y Cuarta generación La producción de biocombustibles caracterizados como de tercera generación se fundamenta en la utilización de materia prima genéticamente modificada, lo cual facilitaría los procesos posteriores. Y además los mismos agentes responsables de la modificación (algas u otros microorganismos); también se someten a los procesos de modificación genética, para que en conjunto se alcance una eficiencia 96
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Panicum virgatum, comúnmente conocido como pasto varilla, es una especie de planta herbácea perteneciente a la familia de las poáceas. Se la usa primariamente en conservación de suelo, producción forrajera, cobertura de parques, como planta ornamental, y más recientemente como cultivo de biomasa para producir calor, etanol, fibra, electricidad. La lignocelulosa es el principal componente de la pared celular de las plantas, esta biomasa producida por la fotosíntesis es la fuente de carbono renovable más prometedora para solucionar los problemas actuales de energía.
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optima y los resultados obtenidos cumplan con las expectativas que se tenían en un principio. Gandulia (2008) especificó una alternativa la cual determinó en sus propias palabras como combustibles “1.5 generación”, que incluirían aquellos producidos por tecnologías convencionales, pero con materias primas alternativas a las utilizadas actualmente, menos sensibles a la competencia con la producción de alimentos. Entre estas se encontrarían diversas especies arbustivas o arbóreas perenes oleaginosas u otras con potencial de desarrollarse en zonas áridas o semiáridas de tierras marginales, como jatropha, camelina y microalgas” (Monteiro, 2009). Los insumos son vegetales no alimenticios de crecimiento rápido y con una alta densidad energética almacenada en sus componentes químicos, por lo que se les denomina “cultivos energéticos”. Entre estos vegetales están los pastos perennes, árboles y plantas de crecimiento rápido, y las algas verdes y verdeazules. Los procesos de obtención de biocombustibles se encuentran en fase de desarrollo, sin embargo, se ha logrado producir biodiesel y etanol a nivel planta piloto. Las ventajas de estos biocombustibles son el secuestro de anhídrido carbónico (CO2) para la producción de los insumos y un balance positivo en la emisión de gases de efecto invernadero, pero su desventaja es la utilización de tierras de cultivo de alimentos para sembrar los insumos, con excepción de las algas verdes (Monteiro, 2009). Los de cuarta generación son biocombustibles producidos a partir de bacterias genéticamente modificadas, las cuales emplean anhídrido carbónico (CO2) o alguna otra fuente de carbono para la obtención de los biocombustibles. A diferencia de las generaciones anteriores, en las que también se pueden emplear bacterias y organismos genéticamente modificados como insumo o para realizar alguna parte de los procesos, en la cuarta generación, la bacteria es la que efectúa la totalidad del proceso de producción de los biocombustibles (Álvarez, 2009). Actualmente esta generación de biocombustibles se encuentra en fase teórica, sólo se conoce la posible ruta de síntesis del etanol a partir de anhídrido carbónico, sin embargo, depende totalmente de la 235
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información genética de una bacteria artificial y puede tener limitaciones termodinámicas importantes.
4.5. BIOMASA EN EL MUNDO En el continente Europeo, el 54% de la energía primaria de origen renovable procede de la biomasa, según los datos del observatorio europeo de las energías renovables (EurObserv'ER). En el año 2004 la producción de energía primaria debida a biomasa se cuantificó en 55.439 ktep. La mayoría de esta producción fue destinada a la producción y generación de calefacción en viviendas unifamiliares y comunidades de vecinos. En general, en torno al 83% se destina a usos térmicos y el 17% a la producción de electricidad. Francia, con 9.180 ktep encabeza la producción, seguida por los países escandinavos, que son considerados los auténticos líderes acorde con su número de habitantes, por ejemplo, Finlandia cubre con biomasa el 50% de sus necesidades de calor y el 20% del consumo de energía primaria. Sin embargo, el ritmo actual de crecimiento de la producción con biomasa hará imposible el cumplimiento de los objetivos establecidos en el Libro Blanco de la Energías Renovables de la Unión Europea. En 2004, la Comisión Europea emitió una comunicación dirigida al Consejo y al Parlamento Europeo en la que confirmaba que el desarrollo de tecnologías vinculadas a la biomasa sufría una mala coordinación de las políticas y un apoyo financiero insuficiente. Según la Comisión, sólo Dinamarca, Finlandia y el Reino Unido experimentan una curva de crecimiento importante de esta fuente de energía. Sin embargo, en la mayor parte de los nuevos Estados miembros existe un potencial importante de utilización de la biomasa para generar tanto electricidad como calor (IDEA, 2007). Los estudios del EurObserv'ER apuntan a que si los países más habitados del continente y con importantes recursos forestales, como Francia, Alemania, España e Italia, intensifican sus esfuerzos en esta materia se puede cumplir el objetivo de la UE. El Libro Blanco otorga a la biomasa la máxima responsabilidad en el incremento del peso de estas energías en el futuro desarrollo europeo (IDEA, 2007). 236
Capítulo 4
4.5.1. Industrias de biomasa en el mundo A continuación se describen las industrias más importantes en la producción de energía mediante la utilización de este tipo de materia prima: Cuadro 4.1. Industrias de biomasa en el mundo (a).
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Cuadro 4.2. Industrias de biomasa en el mundo (b).
La producción eléctrica con biomasa se sitúa en torno a los 60 TWh en la Unión Europea de los 28, lo que supone alrededor del 2 238
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por ciento de la producción eléctrica europea. Un estudio de la European Climate Foundation (2010), en los escenarios publicados por la Comisión Europea referentes a cómo la Unión Europea podría alcanzar las metas fijadas para 2020 en cuanto al peso de las energías renovables, el consumo anual de biomasa para calor y electricidad pasaría de los 800 TWh en 2007 a 1650 TWh en 2020, lo cual supone un incremento de 850 TWh, el mismo incremento que la suma de todas las demás energías renovables. El consumo en la Unión Europea de energía proveniente de la biomasa entre los años 2000 y 2007 aproximadamente aumentó 25TWh por año, por lo que se prevé que la tendencia de crecimiento continué al mismo ritmo hasta el año 2020 representando un consumo de 1.125 TWh, es decir que 525 TWh por debajo de la estimación que plantea la Comisión Europea. Para lograr el contexto de la Comisión Europea de 1.650 TWh de consumo anual de energía final por biomasa, el suministro de energía primaria por biomasa tiene que estar entre 1.850 y 3.400 TWh, dependiendo de cómo la biomasa vaya a ser utilizada (para producir calor o electricidad). La European Climate Foundation concluye que se puede alcanzar una oferta adicional de 1000 TWh de energía renovable por biomasa doméstica, en dicho incremento potencial dos tercios procedería de cultivos energéticos y residuos agrícolas y el resto de incrementos en la extracción de residuos forestales y de mayor uso de residuos sólidos urbanos e industriales para propósitos de energía, con esta medida se llegaría a una oferta aproximada de 2.000 TWh al año de biomasa producida en la UE. Para satisfacer una demanda de 2.300 TWh al año habría que importar biomasa para cubrir unos 300 TWh al año. Los principales inconvenientes para que la biomasa alcance su máximo potencial residen primordialmente en que la cadena de valor entera para la biomasa carece de atractivo económico para negocio, además de la falta de convencimiento por parte de empresas, propietarios forestales y labradores hacia la importancia de la biomasa y su papel como fuente de energía en el futuro, lo que deriva en una ausente inversión a largo plazo.
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Esquema 4.1. Biomasa, aspectos ambientales: Marco Internacional.
Fuente: Elaborado por Jessyn David Vera Pincay. Con datos de (Energiza, 2013). Obtenido de: http://www.energiza.org/eolica/20-biomasa/940biomasa,-aspectos-ambientales-marco-internaciona. 240
Capítulo 4
4.5.2. Tendencias en políticas y regulación en los principales países productores de Biocombustibles 4.5.2.1. Unión Europea (UE) La UE comenzó a promover los biocombustibles, especialmente biodiesel, en los años ochenta como una forma de prevenir un deterioro en los medios de vida en las áreas rurales, a la vez que respondía a los crecientes niveles de la demanda energética. Sin embargo, fue sólo durante la segunda mitad de los años noventa que el biodiesel comenzó a ser ampliamente desarrollado. Entre las políticas clave que afectan el mercado europeo de biocombustibles se incluyen las políticas de energía, agricultura y de cambio climático. Al igual que en los EE.UU, éstas incluyen mandatos de penetración, subsidios y barreras al comercio. Se identifican tres directivas principales. La primera es la Directiva 2003/30/EC, que establece metas indicativas para el consumo de biocombustibles en el sector transporte. La directiva establece un objetivo de referencia voluntario de un 2 por ciento de consumo de biocombustibles (en bases de contenido energético) para el 2005 y de un 5,75 por ciento a partir del 31 de diciembre de 2010 (Comisión Europea-CE, 2003). Esto obliga a que los Estados miembros fijen metas nacionales para la participación de los biocombustibles, alineadas con los porcentajes de referencia de la Directiva, pero con plena libertad de escoger las estrategias para la consecución de dichos objetivos (Food and Agriculture Organization of the United Nations - FAO, 2008). El segundo pilar es la Directiva 2003/96/EC que complementa la anterior, proveyendo un marco legal para la aplicación de incentivos fiscales sobre los biocombustibles. Las tasas de impuestos mínimas efectivas sobre gasolina sin plomo premium, combustible diesel y petróleo para calefacción a partir de enero de 2004 eran: € 359/m3, € 302/m3 y € 21/m3, respectivamente. Para el diesel, la tasa mínima sería incrementada a € 330/m3 hacia enero de 2010 (CE, 241
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2003). Más aún, varios países de la UE han implementado créditos tributarios de hasta un 100 por ciento para el biodiesel, incluyendo Alemania, Suecia y España (Biofuels Taskforce, 2005). La tercera Directiva se refiere a especificaciones técnicas o ambientales para los combustibles descritos en la directiva 98/70/EC y que han sido modificados por la directiva 2003/17/EC. La Directiva señala un límite de 5% de contenido de bioetanol en las mezclas de combustibles debido a razones ambientales (CE, 2003). La Comisión Europea estudia una modificación que aumente ese porcentaje a 10 por ciento. También se otorga apoyo a la bioenergía mediante la Política Agrícola Común (PAC) de la UE. La Directiva 2009/28/EC establece que los objetivos acordados (20 por ciento de participación de energías renovables en la matriz eléctrica total y 10 por ciento mínimo de energías renovables en el transporte) serán adecuados siempre y cuando la producción sea sostenible y los biocombustibles de segunda generación estén disponibles comercialmente, incluyendo además dentro de esa meta a los autos y trenes eléctricos (CE, 2009). De manera de asegurar la sustentabilidad de los biocombustibles, la UE decidió que para calificar dentro de la cuota del RED, los biocombustibles, ya sean producidos en forma doméstica o importados, deberán cumplir con ciertos criterios mínimos. En particular, que al menos posean un 35 por ciento menores emisiones de gases de efecto invernadero que los combustibles fósiles (CEPAL, 2010). Exigencia que irá aumentando a medida que se avanza hacia el año 2020— y que no provengan de bosques deforestados o humedales. Es importante resaltar que la CE establece metas para la UE como un todo y los distintos países deciden qué estrategias utilizar para lograrlo. En algunos casos, las metas nacionales van más allá de la meta general establecida, como sucede con Alemania. Sin embargo, debido a lo ambicioso que resultan las políticas en relación a las realidades del mercado, sus altos costos económicos y los potenciales impactos que pueden tener sobre la sustentabilidad, la UE ha debido modificar dichas metas. Por ejemplo, como se menciona anteriormente, incluyendo junto a los biocombustibles los autos y trenes eléctricos en la meta de 10 por ciento de energías renovables en el transporte al 2020 y la exigencia de criterios de 242
Capítulo 4
sostenibilidad, o bien como en Alemania, que atendiendo a las condiciones de mercado redujo su mandato de mezcla obligatoria para el año 2009 de un 6,25 por ciento a 5,25 por ciento, el cual no obstante volvería a su nivel inicial para el período 2010-2014 (REN21, 2009).
4.5.2.2. Estados Unidos (EE.UU.) Las políticas implementadas por EE.UU. para la regulación y promoción de la industria de los biocombustibles son bastante amplias y de larga data respondiendo a los objetivos estratégicos de incremento de la seguridad energética y promoción de desarrollo rural. En efecto, los primeros esfuerzos por incentivar el desarrollo de los biocombustibles fueron en la década de los años setenta, como respuesta a la crisis del petróleo, aprobando una legislación para promover la producción y uso de bioetanol en el transporte, en donde se concedía un 100 por ciento de exención de los impuestos al petróleo (US$ 0,0105 por litro) (FAO, 2008). Sin embargo, fue sólo en los años ochenta que EE.UU. comenzó a dar asistencia a la producción como una forma de abordar la crisis en la industria del maíz. Posteriormente, con la prohibición del uso de plomo en la gasolina el bioetanol comenzó a cobrar un mayor interés debido a sus propiedades como agente para mejorar el octanaje. Las modificaciones al Acta de Aire Puro de 1990 establecen el programa de combustible oxigenado, el que indica que el petróleo vendido en áreas con altos niveles de monóxido de carbono debe contener un 7 por ciento de oxígeno. Más tarde, el Programa de Gasolina Reformulada requirió que el petróleo que contenía un 2 por ciento de oxígeno fuera vendido en áreas con altos niveles de smog fotoquímico. En el año 2000 se llevó a cabo el Acta de Investigación y Desarrollo de la Biomasa, que busca la “creación continua de oportunidades de expansión para los participantes en todos los tipos de biocombustibles existentes mediantes la búsqueda de sinergias y continuidad con las tecnologías y prácticas actuales, tales como el uso de granos secos como fuente de materia prima” (U.S. Congress, 2006). Posteriormente, la Ley Agrícola del 2002 buscó promover el desarrollo de las biorefinerías, generar incentivos a los productores de culti243
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vos y realizar programas de educación que promovieran los beneficios de producir y utilizar biocombustibles enfocados en agricultores, autoridades locales y sociedades civiles (U.S. Congress, 2002). Posteriormente, la Ley de Creación de Empleos del año 2004 introdujo el impuesto selectivo al consumo volumétrico de bioetanol (VEETC por sus siglas en inglés) y un crédito fiscal de US$ 0,1347 por litro de bioetanol para mezcladores o minoristas. Este fue posteriormente modificado en el año 2008 a US$ 0,1189 por litro y además se introdujo un crédito fiscal de US$ 0,2668 por litro para el bioetanol en base a celulosa (FAO, 2008). Adicionalmente, los EE.UU. aplica una sobretasa a las importaciones de bioetanol de US$ 0,1427 por litro por sobre la tarifa ad valorem normal de 2,5 por ciento. La razón de esta tarifa es proteger la industria nacional ya que el subsidio al bioetanol aplica tanto a la producción local como extranjera. Sin embargo, el nivel actual del subsidio es menor a la sobretasa (Tyner, 2008). En cuanto al biodiesel, este también fue incluido en el VEETC. Los productores de biodiesel que utilicen cultivos agrícolas (básicamente soya) son candidatos a un crédito fiscal de US$ 0,2642 por litro, mientras que los productores de biodiesel mediante residuos oleaginosos pueden recibir créditos de US$ 0,1321 por litro. Algunos estados también ofrecen formas de exención de impuestos especiales. Es importante destacar que el VETCC sobre el biodiesel es aplicado sin importar su país de origen. Por otro lado, la Ley de Política Energética del 2005 introdujo metas cuantitativas a los combustibles renovables. Ella corresponde a uno de los cambios regulatorios y esfuerzos más notables de los últimos años para incluir a los biocombustibles dentro de la matriz del transporte. Específicamente introduce el Estándar de Combustibles Renovables (RFS por sus siglas en inglés), el cual requiere que la producción de combustible de EE.UU. incluya un mínimo monto de combustibles en base a fuentes renovables; éste fue modificado posteriormente en 2007. En su versión de 2007, el RFS establecía un total de 4 billones de galones (15.000 millones de litros) en 2006, incrementándose gradualmente hasta alcanzar un volumen de 9 billones de galones de combustibles renovables para el 2008 hasta llegar paulatinamente a 36 billones de galones (136.000 millones de litros) en el año 2022. De estos últimos, 244
Capítulo 4
un 60% debe provenir de biocombustibles avanzados (donde un 75 por ciento a partir de celulosa y un 25 por ciento de biocombustibles avanzados indiferenciados como el biodiesel y bioetanol en base a caña de azúcar) (U.S. Congress, 2005). Entre los requisitos o características implícitas de estas categorías de biocombustibles están las reducciones de gases de efecto invernadero asociadas a partir de un análisis de ciclo de vida: 20 por ciento para bioetanol en base a maíz y 50 por ciento para biocombustibles avanzados, a excepción del bioetanol celulósico al cual se especifica una reducción de 60 por ciento (FAO, 2008). Dado lo ambicioso del RFS y que en un gran porcentaje se basa en la existencia de biocombustibles celulósicos, EE.UU fomenta fuertemente el desarrollo de los biocombustibles de segunda generación, especialmente el bioetanol celulósico. Así, por ejemplo, la Ley de Independencia y Seguridad Energética a través del Programa de Biomasa ha otorgado más de US$ 500 millones durante el período fiscal 2008-2015 para promocionar el desarrollo y uso de biotecnologías y otros procesos para la producción de biocombustibles avanzados a partir de cultivos celulósicos de forma que sean competitivos (FAO, 2008). Su enfoque va más allá de promover su uso en el transporte, ya que se fomenta también la producción de bioproductos que reduzcan el uso de combustibles fósiles en instalaciones manufactureras y, además, para demostrar la aplicación comercial de biorefinerías integradas que utilicen cultivos celulósicos para producir combustibles líquidos para el transporte, químicos de alto valor, electricidad y calor (U.S. Congress, 2007). Asimismo, se estableció un programa de subvenciones por US$200 millones para la instalación de una infraestructura de reabastecimiento de E85. En febrero de 2010, considerando atrasos en la disponibilidad comercial de los biocombustibles de segunda generación, EE.UU. tomó la resolución de disminuir la producción de biocombustible celulósico de 100 millones de galones a 6,5 millones de galones equivalentes de bioetanol (Gibson, 2010).
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4.5.2.3. Brasil La política de Brasil en torno a los biocombustibles comenzó en el año 1975 con el lanzamiento del Programa Brasileño de Alcohol (PROALCOOL) el cual creó las condiciones para el desarrollo a gran escala de la industria del bioetanol en base a caña de azúcar. El objetivo estratégico de este programa era la búsqueda de independencia de las importaciones de petróleo debido a los altos costos presentados durante la crisis de 1970. Entre las estipulaciones clave del programa se encontraban las cuotas de producción y un precio fijo de compra para el bioetanol; un volumen determinado de compras de bioetanol por parte de la empresa estatal PETROBRAS; un precio fijo garantizado para el bioetanol; incentivos a la inversión en centros de producción; incentivos tributarios para los dueños de autos que utilizaran mezclas de gasolina con bioetanol y créditos blandos para implementar los cambios tecnológicos necesarios a los vehículos (Delaunay, 2007). El programa obtuvo una buena respuesta, generando un rápido aumento en la producción de bioetanol y poniendo en las calles una gran flota de vehículos que funcionan en base a este biocombustible. Sin embargo, la caída en los precios del petróleo en 1986 hizo que el bioetanol dejara de ser competitivo, lo que generó un problema al no poder eliminar los subsidios temporales. Junto con lo anterior, los altos precios del azúcar llevaron a una escasez de bioetanol en los principales centros de consumo lo que además bajó la credibilidad del programa. Así, en 1990 se realizó una consideración del programa disolviendo el Instituto del Azúcar y del Alcohol (IAA), el cual había regulado la industria por más de 60 años, lo que llevó a transferir las actividades de producción, distribución y ventas al sector privado. Adicionalmente, se eliminó el acuerdo de distribución monopolístico de PETROBRAS, se liberalizaron los precios del bioetanol y se redujeron los subsidios a los productores de bioetanol para mezclarlo con gasolina. Paralelamente, se introdujo el sistema de mezclas obligatorias de gasolina y bioetanol con un porcentaje que oscila entre el 22 y 24 por ciento, el cual se mantiene hasta el día de hoy. En 1999 se generó la apertura del bioetanol al mer246
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cado y el fin de los precios garantizados del biocombustible. En el año 2001, como una forma de revivir el Programa PROALCOOL, se introdujeron medidas adicionales que incluyeron una reducción del impuesto sobre los vehículos con opción flexible de combustibles (FFV), subsidios a los compradores de FFV y subsidios para el almacenamiento de azúcar de forma de asegurar la oferta futura de bioetanol. Hoy en día el organismo que vela por las políticas y regulaciones del bioetanol es el Consejo Interministerial del Azúcar y del Alcohol (CIMA). Con todo, aunque el nivel de apoyo actual del gobierno de Brasil al bioetanol es mínimo en comparación a otros países, históricamente fue un factor clave tras el desarrollo de este mercado (Dufey, 2007). En cuanto al biodiesel en Brasil su desarrollo es bastante más reciente. Se comienza a fomentar a través del Programa Nacional para la Producción de Biodiesel (PROBIODIESEL) en el año 2004 como una forma de replicar el programa del bioetanol pero a una escala menor (CEPAL, 2010). A comienzos de 2005, el gobierno aprobó una ley que hace obligatoria la introducción de un 2 por ciento de biodiesel dentro de la mezcla de combustible a partir de 2007, el cual debe ser producido a partir de aceite de ricino, soya o palma, obligación que se incrementará a un 5 por ciento y un 20 por ciento hacia 2013 y 2020, respectivamente. El programa además establece metas para la mezcla biodiesel-diésel e involucra un marco que incluye exenciones tributarias diferenciadas dependiendo del tipo de oleaginosas utilizadas, lugar de cultivo y si son producidas por grandes compañías o productores familiares. Este es el llamado “Sello Combustible Social”, que busca promover una mayor inclusión social en la producción de biodiesel a lo largo de su cadena de valor. El Sello establece las condiciones para que los productores industriales de biodiesel obtengan los beneficios y créditos establecidos, para recibir el sello un productor industrial debe comprar cultivos energéticos a partir de productores familiares y establecer acuerdos legalmente vinculantes con ellos, especificando niveles de ingresos y garantizando asistencia técnica y entrenamiento. El Programa excluye a los cultivos energéticos y al biodiesel del Impuesto a los Productos Industriales (IPI) (FAO, 2008).
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4.6. LA BIOMASA LATINA
Y LOS BIOCOMBUSTIBLES EN
AMÉRICA
Los problemas medioambientales de la utilización de fuentes fósiles para el ecosistema, no son comprendidas de una forma adecuada en la población; pero con los diversos factores y eventos ambientales no programados que se están presentando en la actualidad, como por ejemplo: cambios bruscos de temperatura (variabilidad climática), incremento en la temperatura del mar, excesivo aumento de precipitaciones en zonas áridas y disminución en zonas tropicales; empieza a sentirse una preocupación debido a que estas consecuencias se relacionan con la extracción y utilización del petróleo (Gazzoni, 2009). Existe un incremento de gases de efecto invernadero hacia la atmosfera de aproximadamente 2,5 ppm al año, y una concentración que rodea las 370 ppm. Si se mantuviese esta tasa de crecimiento, tomaría unos 48 años llegar a las 500 ppm, pero esto no significa que se detuvieran las emisiones y por lo tanto; no se tendría el tiempo suficiente para lograr la estabilización de las concentraciones a niveles más seguros. La situación que se vive en América Latina y el Caribe es distinta de la de los países con mayor desarrollo. Ya que estos últimos son los principales generadores de externalidades a nivel global, con altas emisiones de GEI; Y aunque la región de Latinoamérica no contribuye mayoritariamente con el aumento de esta taza, si sufre las consecuencias de la contaminación desproporcionada producida por los países desarrollados. Si comparamos las emisiones regionales de América Latina y el Caribe con las de los países del mundo, Latinoamérica contamina un poco más que África la cual ocupa el último lugar. Pero la región latinoamericana posee vulnerabilidad de carácter ambiental al estar localizada dentro de la franja de huracanes y tener numerosas islas (zonas costeras bajas) de tener incendios forestales y otras consecuencias, y además depende de los deshielos andinos para el suministro de agua a los sectores urbanos y agrícola (CEPAL, 2009). 248
Capítulo 4
“Las emisiones de CO2 acumuladas determinarán en gran medida el calentamiento medio global a finales del siglo XXI y posteriormente. La mayoría de los aspectos del cambio climático perdurarán durante muchos siglos, incluso aunque pararan las emisiones de CO2, lo que supone una notable prolongación del cambio climático durante varios siglos, debido a las emisiones de CO2 pasadas, presentes y futuras, y en los últimos 800 000 años, las concentraciones atmosféricas de dióxido de carbono, metano y óxido nitroso han aumentado a niveles sin precedentes. Las concentraciones de dióxido de carbono han aumentado en un 40% desde la era preindustrial debido, en primer lugar, a las emisiones derivadas de los combustibles fósiles y, en segundo lugar, a las emisiones netas derivadas del cambio de uso del suelo. Los océanos han absorbido alrededor del 30 por ciento del dióxido de carbono provocando su acidificación”. (IPCC, 2013). Es necesario buscar soluciones de corto, mediano y largo plazo, con alternativas sostenibles para poder afrontar los problemas de agotamiento y sobreexplotación de las reservas y la variabilidad de los costos del petróleo; además de los impactos ambientales negativos que conlleva el uso excesivo de los combustibles de origen fósil. Se recomienda implementar políticas públicas que promocionen los beneficios y las ventajas (tanto económicas como ambientales) de las energías renovables, entre ellas el uso de los biocombustibles producidos de forma sostenible y con balance energético positivo, además se debe impulsar el desarrollo de nuevas tecnologías, que potencialicen el cambio de la matriz energética en el sector del transporte, ya que es uno de los que más contamina debido a la emisión excesiva de GEI (gases de efecto invernadero) hacia la atmosfera (Gazzoni, 2009). Los beneficios de los biocombustibles y sus impactos positivos ambientales deben ir de la mano, con la oferta de energía, ya que los biocombustibles son capaces de acceder a una transformación redistributiva en la renta generada en un país, claro está que para esto es necesario una larga base de producción de materia prima antes del procesamiento y transporte. Esto beneficiaria a la población ya que se incrementaría la oferta de empleo, fortalecería el desarrollo social y económico a nivel global primordialmente en zonas rurales. 249
Julieta Evangelina Sánchez Cano
4.6.1. Tendencias en políticas y regulación en países de América Latina para la producción de Biocombustibles 4.6.1.1. Argentina El sector de los biocombustibles se comienza a promover en el año 2006, con la producción y uso de bioetanol, biodiesel y biogás, aunque su foco es el biodiesel (BioTop, 2009). El sector de los biocombustibles se encuentra regulado por la Ley N° 26.093 “Régimen de Regulación y Promoción para la Producción y Uso Sustentable de Biocombustibles” del año 2006, que establece un régimen de 15 años para regular y promocionar la producción y uso de los biocombustibles, además de establecer beneficios tributarios. Esta ley fue modificada por el Decreto N° 109, el cual especifica. Entre los principales incentivos fiscales a la producción de biocombustibles se encuentran el beneficio de amortización acelerada del impuesto a las ganancias y la devolución anticipada del IVA en la adquisición de bienes de capital o realización de obras de infraestructura. Asimismo, los biocombustibles producidos para mezclas con combustibles fósiles no se ven afectados por la Tasa de Infraestructura Hídrica ni el Impuesto sobre los Combustibles Líquidos. El gobierno además garantiza que la totalidad del volumen de biocombustible producido será comprado durante lo que dure la ley (15 años) (CEPAL, 2010).
4.6.1.2. Bolivia El país posee un enfoque cauto respecto de los biocombustibles por temor a los impactos que el uso de la producción agrícola con fines energéticos pueda tener sobre los precios de los alimentos. El marco normativo está dado por tres leyes. La Ley N° 3.152 “Fuentes de generación de energías alternativas en el Departamento de Pando” establecida el 3 de agosto de 2005; la Ley N° 3.207 “Estímulos a los productores de biodiesel” y la Ley N° 3.279 “Fuentes de generación de energías alternativas en el Departamento de Beni” establecida el 09 de diciembre 250
Capítulo 4
de 2005 (OLADE, sin fecha). En estas leyes se señala la necesidad nacional de implementar fuentes de generación de energías alternativas en ambos departamentos, y se especifica que la meta a cumplir en un plazo de 10 años corresponde a tener mezclas B10. Anteriormente se había fijado una meta de B2.5 al año 2007. Otros instrumentos de incentivo incluyen beneficios impositivos como la exoneración del pago del Impuesto Específico a los Hidrocarburos, el Impuesto Directo a los Hidrocarburos y el 50% del total de la carga impositiva vigente en el país. Sin embargo, la falta de directivas o regulaciones que acompañen a estas leyes ha significado que en la práctica la industria no se haya podido desarrollar (BioTop, 2009).
4.6.1.3. Chile El enfoque de Chile hacia los biocombustibles, en su condición de importador neto de granos y que carece de ventajas comparativas para la producción de feedstocks de primera generación, ha sido establecer el marco que permita incorporar a los biocombustibles en la matriz del transporte y, en el largo plazo, la producción de biocombustibles de segunda generación. Como normativas regulatorias clave en Chile se identifican el “Proyecto de ley sobre fomento de las energías renovables y combustibles líquidos” y la circular N° 30 del SII, que promulgan un mandato no obligatorio de un 5% para biodiesel y bioetanol en mezclas con combustibles fósiles. Asimismo, existe un Directorio Nacional de Biocombustibles creado por la Comisión Nacional de Energía (CNE). Como parte de los incentivos otorgados a la producción de biocombustibles se encuentra la exoneración del impuesto específico de los combustibles. Adicionalmente, se ha dado financiamiento a consorcios que propongan planes de investigación, desarrollo y comercialización de biocombustibles a partir de material lignocelulósico y en base a algas (CNE, 2007).
4.6.1.4. Colombia Desde comienzos de la presente década el gobierno de Colombia ha apoyado el desarrollo de bioetanol mediante programas adminis251
Julieta Evangelina Sánchez Cano
trados por el Ministerio de Minas y Energía. El objetivo es promocionar la producción de bioetanol para consumo nacional generando grandes beneficios rurales, generando alternativas a la producción de cultivos ilegales, incrementando la seguridad energética, la protección del medioambiente y, en el largo plazo, generar una nueva industria exportadora. La primera iniciativa fue en 2001 mediante la implementación del proyecto “Biogasolina” cuya meta era utilizar mezclas de gasolina con 10% de bioetanol (BioTop, 2009a). El marco actualmente vigente incluye mandatos obligatorios en el país desde el año 2005, que corresponden a un volumen de biocombustibles del 10% en las mezclas, tanto para el bioetanol como para el biodiesel (OLADE).
4.6.1.5. Ecuador La política respecto a los biocombustibles en Ecuador se encuentra en una etapa temprana de desarrollo. La normativa está conformada por los Decretos Ejecutivos N° 146 y N°1.495, y las Leyes 2006-57 y 2007-85. En estas regulaciones se establece el Consejo Nacional de Biocombustibles, cuya labor es definir las políticas, planes, programas y proyectos relacionados a la producción, manejo, industrialización y comercialización de los biocombustibles. Además, se establece la calidad, precio y volumen de los derivados del petróleo y de los biocombustibles. En 2006 se lanzó el “Programa de Biocombustibles” cuyo objetivo es apoyar la industria agrícola, crear empleos y mejorar la calidad del aire mediante la sustitución de los combustibles fósiles. Este programa incluye la mezcla de gasolina con bioetanol y promocionar la producción de jatropha curcas. Además, la política ecuatoriana busca resguardar la soberanía alimentaria y el equilibrio ecológico de los ecosistemas por el uso del agua. La meta establecida para la mezcla de bioetanol es de un 5% y de 10% para el biodiesel (BioTop, 2009).
4.6.1.6. Paraguay El marco regulatorio establece normativas para fomentar el desarrollo de los biocombustibles en base a proyectos bajo el Meca252
Capítulo 4
nismo de Desarrollo Limpio (MDL); reglamenta beneficios impositivos en la producción de biocombustibles; regula los puntos de mezcla; define políticas nacionales de integración de los biocombustibles y crea la institución encargada de regular al sector a través de la Unidad de Biocombustible del Ministerio de Industria y Comercio. Entre los programas para el fomento de los biocombustibles se encuentra la Cámara Paraguaya del Biodiesel (BIOCAP); acuerdos de cooperación entre Paraguay y Brasil; proyectos con el Banco Interamericano del Desarrollo e inversiones en una planta de biodiesel en base a grasa animal y aceite (CEPAL, 2010).
4.6.1.7. Perú El marco regulatorio está normado por la Ley N° 28.054 de 2003 que establece el marco legal para la promoción del mercado de los biocombustibles con el objetivo de diversificar el mercado de los combustibles, fomentar el desarrollo agrícola y los sectores agroindustriales, reducir la polución y ofrecer un mercado alternativo para combatir las drogas (BioTop, 2009). También se encuentra el Decreto DS-021-2007 que contiene la normativa de comercialización y distribución y el Reglamento DS-013-2005 que promueve las inversiones a la producción y comercialización (CEPAL, 2010).
4.6.1.8. Uruguay Las leyes vigentes para la regulación de los biocombustibles son la Ley N° 17.567 y la Ley N° 18.195, que promueven la producción de combustibles alternativos (sustitutos del petróleo) y de los biocombustibles, respectivamente. Éstas declaran de interés nacional la producción de este tipo de combustibles y establece incentivos para su producción. Entre ellos se encuentra la exoneración total o parcial de los tributos que gravan a los combustibles fósiles (BioTop, 2009). También, existe un acuerdo multilateral con los países del Mercosur que busca contribuir al avance de la integración energética regional en producción, transporte, distribución y comercialización 253
Julieta Evangelina Sánchez Cano
de bioenergéticos, estableciendo sus condiciones de transacción (CEPAL, 2010). Figura 4.2. Demanda de Biocombustibles del año 2015 al 2030 en América Latina y el Caribe.
Fuente: Gazzoni. (2009). Obtenido de: http://iica.int/Esp/Programas/Innovacion/Publicaciones_TeI/B1569E.pdf
La figura anterior muestra la demanda de bioetanol y biodiesel en ALC. Para la producción de bioetanol se tomó como referencia la caña de azúcar como principal insumo. Para el biodiesel, se consideró una canasta de oleaginosas anuales o perennes. En total, para el 2030 serían necesarios 12,5 millones de hectáreas para la producción de biocombustibles, lo cual permitiría atender la demanda de biocombustibles suficiente para realizar mezclas con los combustibles líquidos provenientes de los hidrocarburos en ALC, además en casi todos los países de ALC se tiene producción de caña de azúcar la cual podría utilizarse para la producción de biocombustibles (Gazzoni, 2009).
254
Capítulo 4
Figura 4.3. Demanda global de área agrícola para los cultivos energéticos destinados a la producción de biocombustibles.
Fuente: Gazzoni. (2009). Obtenido de: http://iica.int/Esp/Programas/Innovacion/Publicaciones_TeI/B1569E.pdf
Pero por otro lado existen países que tienen dificultades para poder producir biomasa como materia prima para obtener biocombustibles o bioelectricidad de forma sostenible y con un balance energético positivo, estos factores son importantes; pues si los vemos desde el punto de vista de la sustitución de fuentes fósiles por renovables, la agroenergía es factible a corto plazo; gracias a que las tecnologías son más eficientes y están en constante investigación, para poder producir materia prima y utilizarlas en los procesos de transformación de biomasa en energía de forma renovable. Instituciones como la Agencia Internacional de Energía (AIE), predice que hasta la mitad del siglo XXI, la demanda de energía puede elevarse hasta un 80%. En el siguiente diagrama se presentan los datos estadísticos del pasado y las proyecciones (mediano plazo), de la demanda energética por sectores (Gazzoni, 2009).
255
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Figura 4.4. Evolución específica de los biocombustibles.
Fuente: Gazzoni. (2009). Obtenido de: http://iica.int/Esp/Programas/Innovacion/Publicaciones_TeI/B1569E.pdf
Los cambios en la evolución de la materia prima para la producción de biocombustibles están representados en la siguiente gráfica. Los cambios deberán ajustarse en los cultivos u otras fuentes de materia prima, especialmente por los siguientes objetivos98: a. b. c. d. e. f. 98
Balance energético altamente positivo. Alto poder calorífico inferior. Alta densidad energética por unidad de área. Carbono neutro o positivo. Costo viable para los consumidores. Disponibilidad de materia prima o facilidad de producción.
Además de estos objetivos en las proyecciones, se reconocen otros de carácter multisectorial (ambiental, social, jurídico, tecnológico, productivo y económico).
256
Capítulo 4
g. Facilidad de inventario, portabilidad y seguridad. h. Amplia distribución y acceso. Figura 4.5. Evolución de las materias primas para uso energético.
Fuente: Gazzoni. (2009). Obtenido de: http://iica.int/Esp/Programas/Innovacion/Publicaciones_TeI/B1569E.pdf
La imagen anterior nos indica una prospección cualitativa de los biocombustibles en el tiempo, tomando en cuenta el continuo avance de la tecnología. Principalmente por el énfasis en las políticas públicas del reemplazo de combustibles líquidos de origen fósil por biocombustibles. La vegetación empleada para energía puede llegar a ser uno de los combustibles más importantes en el futuro. En los próximos veinte años podría suministrar un octavo del presupuesto energético mundial. Una gran variedad de desechos agrícolas y madereros y de cultivos energéticos, simbolizados por el campo de maíz, pueden transformarse para suministrar una gama de combustibles para el transporte, o pueden ser quemados para generar electricidad. Un ejemplo de esto es la conversión de las astillas de madera en un gas 257
Julieta Evangelina Sánchez Cano
rico en metano. Al igual que los combustibles fósiles, este gas puede quemarse en centrales eléctricas eficientes que maximicen el contenido energético del combustible, generando electricidad al mismo tiempo que utilizan el calor sobrante.
4.7. INFLUENCIA
DE LOS DUCCIÓN AGRÍCOLA
BIOCOMBUSTIBLES
EN LA PRO-
Hablar de biocombustibles nos implica hablar de agricultura y hablar de agua. En la actualidad la agricultura ocupa un 11% de la superficie del planeta y para su riego se utiliza el 70% de las extracciones totales de agua a nivel global. Y se espera que el consumo de agua para uso agrícola tenga un incremento del 20% para el año 2050. La producción de alimentos y sus respectivos procesos, representan aproximadamente el 30% del consumo energético mundial total (WWAP, 2012). Los biocombustibles constituyen la principal fuente de la demanda en la producción agrícola. Y en los biocombustibles de primera generación las materias primas utilizadas en sus procesos de producción compiten frecuentemente con los alimentos; Este es uno de los factores que ha producido un alza en los precios mundiales de productos básicos durante el 2007 y 2008. “La FAO (2011) calcula que los biocombustibles fueron responsables de aproximadamente un tercio del aumento del precio del maíz”. Esto sigue sembrando fuertes inquietudes entorno a las consecuencias de la producción de biocombustibles a nivel mundial versus la seguridad alimentaria en los PED y PMA. Los biocombustibles generalmente requieren más agua por unidad de energía, debido a que, esta es necesaria para realizar el proceso de producción desde los cultivos que son la fuente de insumos. El terreno y los recursos hídricos deben repartirse tanto para la producción de biomasa destinada a la energía, como para la alimentación de los habitantes. Varios países del Mundo entre ellos China y la India, quienes son dos de los principales productores y consumi258
Capítulo 4
dores de gran cantidad de productos agrícolas, ya sufren considerables restricciones en el suministro de agua para la producción agrícola; sin embargo, han puesto en marcha programas para impulsar la producción de biocombustibles (de Fraiture, 2008). Dentro de la matriz energética mundial la biomasa tradicional representó el 9,6 % del consumo energético mundial total para el año 2010, frente a solo el 0,8 % en el caso de los biocombustibles (Banerjee, 2013). Sin embargo dado que la producción de biocombustibles continúa en aumento desde el año 2000 (ver gráfico siguiente) debe observarse que la producción de biocombustibles sea sostenible y con balance energético positivo. Además se espera que la contribución de los biocombustibles al suministro de energía se incremente rápidamente, con efectos que podrían incluir la reducción de GEI, y generen nuevos mercados con la posibilidad de nuevas fuentes de ingresos para los agricultores (de Fraiture, 2008). Figura 4.6. Producción mundial de etanol y biodiesel (1975-2010).
Fuente: Shrank and Farahmand. (2011). Obtenido de: http://www.unesco.org/new/en/naturalsciences/environment/water/wwap/ wwdr/
259
Julieta Evangelina Sánchez Cano
4.8. LA BIOMASA Y LOS BIOCOMBUSTIBLES EN ECUADOR Ecuador es uno de los 17 países más “megadiversos” del mundo gracias a la variabilidad de sus ecosistemas en las distintas regiones que lo componen (Williams, 2001). Goza de una diversidad climática y complejidad geográfica, a más de su influencia de localización en la zona ecuatorial y la presencia de la Cordillera de los Andes, el Océano Pacífico y la Amazonía; propiciando las condiciones perfectas para el desarrollo de especies vegetativas de carácter energético (GENCAPER, 2014). Además Ecuador cuenta con una de las floras más abundantes de América Latina, con un cifra aproximadamente de 230 familias botánicas y de 16.000 a 18.000 especies de plantas vasculares (Recalde & Durán, 2009). Ecuador posee una naturaleza agrícola, donde se pueden encontrar grandes y plantaciones de Plátano (en todas sus variedades), Palma Africana (Palma Aceitera), Caña de Azúcar, Cacao, Arroz, Maíz, entre otros. Cuando estos productos entran en su fase de cosecha, se separa gran parte de la planta de los frutos y posteriormente las agroindustrias se encargan de hacer una separación definitiva antes de entrar a la producción final. Esta separación genera importantes cantidades de desechos orgánicos que constituyen biomasa residual que puede ser aprovechable con fines energéticos. Actualmente en el Ecuador, el bagazo de la caña de azúcar es el único tipo de biomasa que se utiliza para generar electricidad. Sin embargo existe gran cantidad de desechos que pueden ser utilizados para la generación de energía eléctrica, ya sea por medio de calderos de combustión para generar vapor o a través de pirolisis. En Ecuador, el Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca ha realizado un levantamiento detallado de los diferentes cultivos a lo largo y ancho del territorio nacional. Esta base de datos contiene información de producción por hectárea en cada sitio con lo cual se puede determinar los sitios de mayor y menor producción. Se cuenta con cifras sobre biomasa residual de los diferentes cultivos y de bosques. (MAGAP, 2012). 260
Capítulo 4
Figura 4.7. Mapa de síntesis de la distribución geográfica de biomasa para aprovechamiento Energético.
Fuente: Ministerio de Electricidad y Energía Renovable. (2013). Obtenido de: http://issuu.com/elciudadano_ec/docs/1._presentaci_n_recursos_23ene2013
En este mapa podemos observar la distribución de la biomasa en el Ecuador, contando con un potencial 92 MW desarrollado por centrales en operación; este permite identificar los sectores estratégicos donde es posible ubicar plantas de tratamiento de residuos para la producción de energía, fuentes que deben ser cercanas a las fuentes de residuos para así poder tener beneficios en cuestión a los costos de producción y transporte de los productos bioenergéticos y, además que pueda producirse energía con un balance energético positivo (MEER, 2012). 261
Julieta Evangelina Sánchez Cano
4.9. BIOCOMBUSTIBLES EN ECUADOR De la biomasa podemos obtener dos tipos de combustibles líquidos, el bioetanol también llamado etanol y el biodiesel, el primero obtenido por fermentación y el segundo por transesterificación. En Ecuador se producen de manera aún incipiente estos dos tipos de biocombustibles líquidos; el primero estuvo a prueba hace no más de dos años atrás, pero recién en el año 2014 se aprobó la distribución de este combustible en algunas de las provincias más importantes del ecuador para su implementación de gasolina con mezcla con bioetanol. En el marco del Cambio de la Matriz Productiva se fomenta la producción de la gasolina ECOPAÍS, un biocombustible compuesto de 5% de bioetanol (proveniente de la caña de azúcar) y un 95% de gasolina base. (Ministerio Coordinador de Producción, Empleo y Competitividad (MCPEC), 2014). ECOPAÍS posee el mismo octanaje (87 octanos) y precio de la gasolina Extra. Este proyecto empezó, como fase piloto, el 12 de enero de 2010 en Guayaquil. Para la producción de gasolina Extra con 87 octanos se requiere mezclar un 76% de Nafta de Alto Octano (NAO), las cuales se importan, con 24% de Naftas de Bajo Octano (NBO); mientras que para la producción de ECOPAÍS, con la misma cantidad de octanos, se requiere 62% de NAO, 33% de NBO y un 5% de bioetanol. Gracias al alto octanaje de bioetanol, al incorporarlo en la producción de ECOPAÍS, genera una reducción de la producción de NAO en un 14%, lo que implica menos importaciones de este derivado y un efecto positivo en la balanza comercial nacional. Por lo que desde el mes de octubre del 2014, se trabaja para que ECOPAÍS se despache en el 100% de las gasolineras de Guayaquil, reemplazando en su totalidad a la gasolina Extra. Esta gasolina ecológica representará el 50% del consumo de todos los combustibles en el Puerto Principal. Estos cambios conducirían a los siguientes resultados: 262
Capítulo 4
Distribución en 41 de 125 estaciones de servicio.
El consumo es del 17% en todo Guayaquil, lo que equivale al 3% de todo el país.
183 MM de galones de gasolina ECOPAÍS serían despachados entre enero 2010 – julio 2014.
34.6 MM de litros de bioetanol serían comprados entre enero 2010- julio 2014.
1.2 MM de litros de alcohol artesanal serían comprados a asociaciones productoras entre enero 2012 y julio 2014; beneficiando a 900 productores en cuatro asociaciones (Bolívar, Cañar, Cotopaxi).
USD 21 MM se dejó de importar de NAO entre enero 2010 – julio 2014
USD 18 MM de ahorro en subsidios entre enero 2010 – julio 2014 (Ministerio Coordinador de Producción, Empleo y Competitividad, 2014).
Es de resaltar que en el cambio de la matriz productiva está intentándose por todos los medios que los biocombustibles tengan éxito, y en especial en el puerto de Guayaquil por su importancia económica en el país.
4.10. RESIDUOS ECUADOR
AGROPECUARIOS PRODUCIDOS EN EL COMO FUENTE DE APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO
Los procesos realizados en las actividades agropecuarias están permanentemente enlazados con la generación de diferentes tipos de Biomasa (residuos), el manejo adecuado de los residuos debe convertirse en un reto tanto para los productores agropecuarios y Gobiernos Autónomos Descentralizados (GAD). La mayor parte de los 263
Julieta Evangelina Sánchez Cano
residuos orgánicos son fuentes de contaminación, para los recursos: agua, suelo y aire; un claro ejemplo de esto es la lixiviación 99 producida hacia los lagos, ríos y aguas subterráneas, otros tipos de residuos agropecuarios también influyen de manera significativa al aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero, y por ultimo a la propagación de enfermedades a través de insectos y vectores. Para mitigar los efectos nocivos de los residuos agropecuarios en Ecuador se han implementado nuevas leyes y normativas, las cuales en conjunto con el desarrollo de nuevas tecnologías, se espera el mejoramiento del manejo de los desechos agropecuarios; y a su vez se impulsará el beneficio de carácter económico y ambiental que se obtendría al poner en marcha estas directrices de generar energía con dichos residuos (GENCAPER, 2014). Gran parte de los residuos agropecuarios (biomasa), son aprovechados como materia prima para los fertilizantes (seguros y libres de patógenos) y el restante puede ser utilizado para generar combustibles limpios, entre los residuos que pueden ser utilizados están los siguientes:
99
-
Estiércol de animal
-
Remanente de cosechas
-
Material de reciclaje
-
Desechos orgánicos derivados del procesamiento de alimentos
-
Desechos hortícolas
-
Desechos de la madera
Proceso mediante el cual se genera un líquido que proviene de desechos muy heterogéneos en composición que arrastra todo tipo de contaminantes muchos de ellos en concentraciones elevadas, por lo que es catalogado como uno de los más complejos y difíciles de tratar (Luna et al. 2007), estas concentraciones elevadas de contaminantes tanto orgánicos e inorgánicos incluyendo ácidos húmicos, nitrógeno, amoniaco y metales pesados, además de sales inorgánicas (Lopez y Peralta, 2005; Wiszniowski et al. 2006).
264
Capítulo 4
Todos los residuos en mención deben ser manejados con una debida precaución, ya que su incorrecto manejo podría generar daños a la salud de las personas y animales; además de la inevitable contaminación del suelo, agua y aire (GENCAPER, 2014). Tabla 4.3. Clasificación de los principales cultivos de acuerdo al tipo de residuo que generan. Cultivo
Residuo
Palma Africana
Raquis, fibra, cuesco
Cacao / Café
Cascarilla de café y cacao, hojas y madera de la planta, pulpa
Arroz
Cascarilla de arroz
Cultivos de ciclo corto (habas, papas, hortalizas, etc.)
Excedente de papa
Caña de azúcar
Bagazo, paja
Desecho frutal
Cáscaras, semillas, fibras
Clasificación Desecho agrícola y maderero. Desecho energético Desecho agrícola y maderero Desecho frutal Desecho de procesamiento Desecho agrícola y maderero Desecho energético Desecho de ciclo corto Desecho agrícola y maderero Desecho energético Desecho frutal Desecho de procesamiento
Fuente: Elaborado por Cristopher Delgado. Con datos obtenidos de: http://iica.int/Esp/Programas/Innovacion/Publicaciones_TeI/B1569E.pdf
Desde el punto de vista energético, la biomasa puede ser utilizada de dos maneras; quemándola para producir calor y generar electricidad como el bagazo de la caña de azúcar y el cuesco de la palma africana que mayoritariamente se usa en las centrales por su alto poder calorífico. O transformándola en combustible para su mejor aprovechamiento, transporte y almacenamiento. La naturaleza de la biomasa es muy variada, y depende de su fuente, es decir puede ser animal o vegetal que es la que se utiliza en la mayoría de casos en el Ecuador, por su facilidad de obtención, y proceso de trasformación. 265
Julieta Evangelina Sánchez Cano
4.11. TECNOLOGÍAS DE APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO A PARTIR DE LA BIOMASA EN EL ECUADOR Saber elegir la tecnología para cada tipo de desecho es primordial, ya que el rendimiento de cada una de estas difiere según el tipo de biomasa utilizada.
Fermentación alcohólica
Transesterificación 102
Biodigestión anaeróbica101
Cogeneración
Pirolisis100
Gasificación
Tecnología
Combustión
Tabla 4.4. Clasificación de las tecnologías para el tratamiento de recursos destinados para la producción de energía.
Propiedades físico – química 100
La Pirólisis se define como un proceso termoquímico mediante el cual el material orgánico de los subproductos sólidos se descompone por la acción del calor, en una atmósfera deficiente de oxígeno y se transforma en una mezcla líquida de hidrocarburos, gases combustibles, residuos secos de carbón y agua. Disponible en: http://www.agrowaste.eu/wpcontent/uploads/2013/02/PIROLISIS.pdf 101 La digestión anaeróbica se da cuando microorganismos descomponen material biodegradable en ausencia de oxígeno. Durante el proceso se generan diversos gases como el dióxido de carbono y el metano que son los más abundantes, ello dependiendo del material degradado. En biodigestores se aprovecha esta liberación de gases para luego ser usados como combustible. La duración e intensidad del proceso anaeróbico varía según diversos fac tores como el ph y la temperatura del material biodegradado. 102 La transesterificación es un proceso químico por el que aceites se combinan con alcohol (etanol o metanol) para generar una reacción que produce ésteres grasos como el etil o metilo ester. Estos pueden ser mezclados con diesel o usados directamente como combustibles en motores comunes.
266
Capítulo 4
Alto contenido de celulosa y lignina
x
x
x
x
Alto contenido de humedad
x
Alto contenido de aceites grasos
X
Alto contenido de azucares y almidones
X
Proceso Termoquímico
+
+
+
+ +
Bioquímico
+ +
Químico
Fuente: Elaborado por Cristopher Delgado. Con datos obtenidos de: (GENCAPER, 2014).
Nueve de los desechos agropecuarios más importantes que se generan en el Ecuador, pueden ser tratados mediante varias tecnologías, dependiendo de las propiedades físicas de los mismos. Esto porque la biomasa se compone de hidratos de carbono, grasas y proteínas. Siendo la biomasa vegetal la que se compone mayoritariamente de hidratos de carbono y la animal de grasas y proteínas. Por eso en el caso de los desechos animales, se debe utilizar la digestión anaerobia, gracias a que poseen mayor contenido de humedad, y para los residuos que poseen alto contenido de azucares, almidones y ácidos grasos (oleaginosos), se emplean procesos de fermentación alcohólica y transesterificación.
267
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Estiércol bobino
de
X
Estiércol porcino
de
X
Gallinaza Ciclo corto (maíz, papa)
Fermentación Alcohólica
Transesterificación
Biodigestión anaeróbica
Pirólisis
Cogeneración
RESIDUO
Gasificación
TECNOLOGÍA
Combustión
Tabla 4.5. Tratamientos aptos para cada residuo.
X X
X
X
X
Cacao y Café
X
X
X
Arroz
X
X
X
X
Palma Africana
X
X
X
X
Caña de Azúcar
X
X
X
X
X
X
X
X X X X X X Desecho frutal (banano) Fuente: Elaborado por Cristopher Delgado. Con datos obtenidos de: (GENCAPER, 2014).
Casi todos los residuos producidos en la actividad agropecuaria en el Ecuador pueden ser aprovechados mediante procesos de conversión termoquímicos, lo único que se tiene que tomar en cuenta es que el contenido de humedad no sea tan alto, ya que la generación de energía podría obtenerse con un balance energético negativo; porque se necesitaría más energía para poder extraer la humedad, de la que la biomasa podría producir. 268
Capítulo 4
Existen tecnologías de aprovechamiento energético en el Ecuador, a varias escalas. Una gran parte de estos proyectos fueron impulsados por el sector público y organizaciones internacionales; tanto para el financiamiento como para el soporte técnico. Aunque también existen proyectos que han sido sustentados gracias al apoyo de diferentes entidades correspondientes al sector privado. Todos estos proyectos aportan de manera significativa con la reducción de GEI, contribuyendo así a la conservación del medio ambiente y la mitigación del cambio climático, que está afectando de manera significativa a todos los sectores de la producción en el Ecuador.
4.12. PROYECTOS DE GENERACIÓN DE BIOMASA EN EL ECUADOR
ENERGÉTICA A BASE
Las céntrales de generación eléctrica a partir de biomasa que existen en el Ecuador tienen un ciclo térmico similar al de las centrales termoeléctricas convencionales, es decir la energía calorífica que se produce en un determinado foco es transformada en energía mecánica rotatoria mediante una turbina y, posteriormente, en energía eléctrica a través de un generador. La diferencia está en que el combustible principal utilizado para producir la energía calorífica en el caso de las centrales de biomasa lo constituyen principalmente los residuos forestales, los cultivos de plantas energéticas, o los residuos agrícolas.
269
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Tabla 4.6. Producción estimada de energía eléctrica de ingenios azucareros ecuatorianos. Ingenio Azucarero
Producción Nacional
Porcentaje de Producción Nacional
Valdez S.A. (Ecoelectric S.A)
36,5 MW
33,03 %
San Carlos S.A.
35,0 MW
31,67 %
La Troncal S.A. (Ecudos S.A.) Monterrey
29,8 MW
26,97 %
4,35 MW
3,93 %
Del Norte Compañía de Economía Mixta
3,0 MW
2,71 %
Isabel María
1,84 MW
1,66 %
110.49 MW
100 %
Total de Producción
Fuente: Elaborado por Steven Cedeño Ch.
Entre los ingenios a resaltar, está el proyecto San Carlos de cogeneración con bagazo, que fue el primer proyecto ecuatoriano de generación de energía a partir de biomasa, con entrega a la red pública que fue reconocido y registrado internacionalmente como Proyecto de Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL) por la Junta Ejecutiva MDL de las Naciones Unidas. Mientras que la azucarera Valdez S.A. es central de biomasa más grande del país con una planta de cogeneración de 36,5 MW. Esta se encuentra ubicada al sur oriente de la Provincia del Guayas, en el cantón Milagro y, se estima que evita la emisión de 104.000 Ton CO2 al año (CONELEC, 2013). Los alrededores de las instalaciones de los ingenios azucareros tienen beneficios al reutilizar los residuos agrícolas, esto porque los ingenios se han constituido en un ente reactivador de la economía de las comunidades del sector, contratando mano de obra en todas las fases del proceso y comprando la biomasa de los agricultores de la zona. 270
Capítulo 4
Tabla 4.7. Últimos proyectos de generación energética a base de Biomasa ejecutados en el Ecuador. Nombre Proyecto
Tecnología
Financiamiento
Inicio Proyecto
Inicio Operación
Costos Inversión ($)
Proyecto de generación de aire caliente por combustión de residuos agrícolas
Combustión
Propio
2008
2008
2008
Planta piloto de pirolisis y gasificación en la Concordia
Pirolisis
SENECYT / INIAP / CIE
2008
2009
150000
Gasificación
Planta de cogeneración eléctrica en Sociedad Agrícola e Industrial San Carlos S.A.
Cogeneración
Propio
2004
2004
46000000
Planta semiindustrial de digestión Anaerobia en Latinoamérica de Jugos S.A
Digestión anaerobia
MCPEC / USFQ / LAJSA
2010
2013
450000
Proyecto Recursos Sustentables para Etanol
Fermentación Alcohólica
SENECYT / PUCE
2008
2012
1800000
Fuente: Elaborado por Cristopher Delgado. Con datos obtenidos de: (GENCAPER, 2014).
271
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Unos de los puntos a tomar en cuenta al momento de construir una central de generación eléctrica, es su impacto al medio ambiente y, en el caso de las centrales que funcionan a partir de biomasa es la emisión de CO2 que la biomasa produce al pasar por un proceso de combustión, esta es la misma cantidad que previamente han consumido las plantas durante su crecimiento, es decir, la biomasa forma parte de la circulación natural entre la atmósfera y la vegetación, siempre y cuando la vegetación se renueve, sino, las emisiones de CO2 en mayor cantidad son la que provocarían el efecto invernadero, como de hecho ocurre con las energías tradicionales y sus emisiones a la atmósfera. La biomasa no produce emisiones sulfuradas o nitrogenadas.
4.12.1. Planta piloto de generación de bioetanol a partir de Biomasa de la PUCE Esta planta se utiliza para investigar los diferentes tipos de biomasa residual para la producción de etanol anhídrido (SENECYT, 2012), la cual es impulsada por organismos como el Centro Neo tropical para la Investigación de la Biomasa (CNIB), entidad adscrita a la Pontificia Universidad Católica del Ecuador (PUCE), y con el financiamiento de la SENESCYT y la PUCE (Bastidas, 2014). Las proyecciones de producción de biomasa tiene un aproximado de 60000 litros al año (SENECYT, 2012)
272
Capítulo 4
Tabla 4.8. Especificaciones del proyecto. Nombre del proyecto:
Proyecto de Recursos Sustentables para Etanol (RESETA)
Partes involucradas en el proyecto:
PUCE – SENESCYT
Ubicación:
San Pedro del Valle - PUCE Campus Nayón
Fecha de inicio de operación:
2012
Objetivo de la planta:
Investigación de diferentes tipos de biomas residual para obtener bioetanol, biodiesel, biogás y biofertilizante.
Materia Prima:
Tagua de Manabí, bagazo de caña
Origen de materia prima:
Tagua de Manabí, bagazo de caña de ingeniero azucarero.
Diseño y construcción:
Acindec.
Cantidad de materia prima procesada:
50 kg / lote
Producto Final:
Bioetanol.
Cantidad de producto final:
5 litros / lote.
Características del producto final:
50% - 70% de contenido de alcohol.
Horas de operación día:
8
Número de trabajadores:
4
Mantenimiento:
Limpieza de los equipos después del tratamiento de cada lote.
Sistema de Operación:
Operación batch con funciones automáticas.
1´800.000 USD Inversión: Fuente: Elaborado por Cristopher Delgado. Con datos obtenidos de: (Bastidas, 2014).
273
Julieta Evangelina Sánchez Cano
4.13. BIOMASA Y BIOCOMBUSTIBLES EN MANABÍ La Provincia de Manabí, localizada en el centro noroeste del litoral ecuatoriano, está conformada administrativamente por 22 cantones que cubren una superficie de 18.400 Kilómetros cuadrados. Manabí es estratégico para la producción de biocombustibles en Ecuador debido a que existen, alrededor de 7.000 Kilómetros de cercas vivas de piñón (Jatropha Curcas) según datos del año 2008 del Consejo Provincial. Estas cercas vivas que sirven fundamentalmente para división de propiedades y potreros, especialmente en los cantones del centro y sur de la provincia, son importantes para la generación de insumos para la producción de este tipo de combustibles renovables. Se realizaron encuestas a los propietarios de las cercas vivas de piñón o en cultivo asociado con otros productos, y se observó que, la venta de piñón prácticamente no existía. El mercado de la jatropha o piñón se limitaba a que contados comerciantes de piñón compraban el producto en cantidades limitadas, bien para elaborar jabones o para revenderlo a personas que fabricaban combustibles renovables artesanalmente. Los manabitas utilizaban la semilla de piñón para la elaboración de jabones con efectos muy beneficiosos para el tratamiento de ciertas lesiones de la piel y para el aseo corporal y del cabello. Se fabricaba también un tipo de jabón, denominado “jabón de sello” que preparado con semilla de piñón y sosa caustica, servía para el lavado de ropa. La planta de piñón (Jatropha Curcas) es una planta arbustiva utilizada desde hace largo tiempo en Manabí como cerca viva, cuyas semillas producen un aceite con características cercanas al diésel y que requiere un proceso tecnológicamente sencillo para ser aprovechado como fuente de energía en motores de combustión interna. Es de resaltarse que sugerimos dar valor agregado a estas cercas vivas ya que la cadena de producción, acopio y procesamiento podría representar un mercado potencial importante que puede detonar la economía de productores organizados en cooperativas, lo que añadiría 274
Capítulo 4
una dimensión social y económica a la alternativa del piñón, con la que se conseguiría además mitigar los procesos de erosión y desertificación que afectan a Manabí. Este proyecto de aprovechamiento de la semilla del piñón en Manabí, puede detonar el mercado de los biocombustibles y contribuir a mejorar la situación económica y social de pequeños productores de la zona. Existe además un proyecto llamado “Producción Local de Aceite de Piñón Procedente de Cercas Vivas de Manabí para ser Utilizado en un Plan Piloto de Generación Eléctrica en las Islas Galápagos ”generado para las provincias de Galápagos y Manabí cuyo objetivo es el de “Sustituir el diésel por aceite vegetal para la generación eléctrica en Galápagos, a través del desarrollo agroindustrial del piñón existente en el litoral ecuatoriano” este proyecto es estratégico ya que ayudaría también a aliviar el problema de abastecimiento energético de las Islas Galápagos y aportaría a la solución de los problemas ambientales de las dos provincias, además que detonaría el mercado energético del piñón, dándole a este último un valor añadido con beneficios para los productores potenciales manabitas. La idea del Proyecto de Piñón para Galápagos 103 recibió el beneplácito del Ministerio de Electricidad y Energía Renovable, MEER, que inició las gestiones para conseguir su aprobación y financiamiento. Consecuentemente, el MEER formuló el primer perfil del proyecto, el mismo que fue presentado a la Secretaría de Planificación del Estado (SENPLADES) en el año 2008, conjuntamente con el Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca (MAGAP). En el proyecto para producir piñón para dar electricidad de manera limpia para las islas galápagos, se han realizado diferentes centros de acopios descritos en el siguiente mapa:
103 Para mayor información se puede consultar el documento: http://www.iica.int/Esp/regiones/andina/Ecuador/Documentos%20de%20la%20 Oficina/sistematizacion_proyecto_pinon.pdf
275
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Figura 4.8. Proyecto Piñón – Manabí.
Fuente: Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura. Obtenido de: http://www.iica.int/Esp/regiones/andina/Ecuador/Documentos%20de%20 la%20Oficina/sistematizacion_proyecto_pinon.pdf 276
Capítulo 4
SENPLADES, con fecha 24 de agosto de 2009, emitió el informe favorable para el proyecto, financiado con recursos del Ministerio Federal Alemán de Medio Ambiente, Protección de la Naturaleza y Seguridad de los Reactores (BMU), MEER, MAGAP y ELECGALAPGOS y actualmente sigue en vigencia dicho proyecto.
4.13.1. Transesterificación de aceite de palma en Biodiesel en la empresa La Fabril S.A. Una de las plantas de transesterificación más grande del Ecuador se encuentra ubicada en la empresa refinadora de aceites y grasas vegetales de La Fabril S.A., la compañía manabita obtiene metil ester a partir de aceite de palma, soya virgen o aceites recuperados. Estos biocarburantes de origen vegetal, en condiciones normales (temperatura ambiente); se presentan en forma de un líquido claro y brillante con una coloración amarilla tenue y olor característico. Su utilización es fundamental para los motores de combustión interna (mezclado con el diésel fósil) como combustible alternativo de origen vegetal, reduciendo así los contaminantes.
277
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Tabla 4.9. Especificaciones del proyecto. Nombre del proyecto:
Planta de Transesterificación La Fabril S.A.
Partes involucradas en el proyecto:
La Fabril S.A.
Ubicación:
Km 5.5 Vía Manta – Montecristi.
Fecha de inicio de operación:
2005.
Objetivo de la planta:
Transesterificación de aceites para obtener biodiesel.
Materia Prima:
Aceites vírgenes o recuperados.
Origen de materia prima:
Plantaciones de palma.
Diseño y construcción:
La Fabril S.A.
Cantidad de materia prima procesada:
60000 ton / año
Producto Final:
Biodiesel y glicerina.
Cantidad de producto final:
58000 ton / año
Características del producto final:
Densidad (15°C): 8.75 g / cm3 Viscosidad (40°C): 4.49 mm2/s
Horas de operación día:
24.
Número de trabajadores:
12 personas por turno.
Mantenimiento:
Anual.
Sistema de Operación:
Automático.
Inversión:
15000000 USD
Ing. Percival Andrade Director de Innovación La Fabril S.A. Fuente: Elaborado por Cristopher Delgado. Con datos obtenidos de: (Andrade, 2014). Persona de contacto:
La planta de la Fabril S.A., transforma los aceites refinados en carburantes mediante la transesterificación catalítica de glicéridos. En el proceso se hace reaccionar el aceite vegetal o grasa animal con un alcohol de bajo peso molecular (metanol o etanol). Esto se hace 278
Capítulo 4
en presencia de un catalizador adecuado (KOH o NaOH) a presión normal y a baja temperatura. La planta empezó sus operaciones en el año 2005, con la idea de producir un combustible alternativo y que tiene demanda en varios países de la región, principalmente Brasil. La materia prima para los primeros despachos del combustible se obtuvieron de 200.000 ha de palma africana que existen en el país, posteriormente se produjeron 170 000 ha más, lo cual equivale a 320 000 toneladas de aceite en crudo al año. La empresa, empezó este proyecto con una inversión inicial de 280.000 dólares, pero luego de 24 semanas y con más inversión, el resultado final fue alentador, empezando a exportar hacia Florida (USA) mediante barcos cisternas. Desde la planta ubicada al noreste de Manta, el biocombustible se traslada en auto tanques hacia el puerto y se descarga a través de mangueras a los buques de la empresa Earth First Technologies. El primer embarque de biodiesel producido fue por 800 toneladas y salió vía marítima desde Manta hacia a Estados Unidos. Ante esto último, sin embargo es importante que la producción de biocombustibles sea aprovechada dentro del mismo país esto con la finalidad de que los biocombustibles conserven su balance energético positivo, sumado también a la finalidad de sustituir importaciones y aprovechar la producción nacional en bien de la mejora económica, social y medioambiental del Ecuador.
4.14. CONCLUSIONES 1.- Es primordial para el ambiente económico, medioambiental y ecológico, buscar nuevas fuentes energéticas. Y una de las formas de hacerlo es por medio del aprovechamiento de recursos renovables; siendo los biocombustibles parte de ello. 2.- El aprovechar los residuos agropecuarios, forestales, industriales y urbanos para el aprovechamiento energético es una ingeniosa forma de llevar a cabo el cambio de la matriz energética. Se evita el desperdicio y la emisión de gases de efecto de invernadero al utilizar la biomasa residual para fines energéticos. Además el que la biomasa, o una parte de ella, genere un apro279
Julieta Evangelina Sánchez Cano
vechamiento energético de residuos, supone convertir un residuo en un recurso aprovechable dándole valor añadido a este último. 3.- Al utilizar los residuos agrícolas del Ecuador para la generación eléctrica, se empieza a cambiar el destino de aquellos sobrantes, dándole incluso valor agregado y valor de mercado. Esto debido a que gran parte de los cultivos ecuatorianos, luego de extraer sus productos como en el caso del arroz, se procedía a la quema de los mismos para deshacerse de ellos, pero actualmente al reutilizar los residuos luego de una cosecha, las plantas de generación eléctrica reutilizan o compran algunos de aquellos residuos. Entonces al aprovechar esta biomasa se dan grandes beneficios en cadena tanto a nivel económico detonando los mercados como al medio ambiente. 4.- Manabí es estratégico para la producción de biocombustibles en Ecuador debido a que existen, alrededor de 7.000 Kilómetros de cercas vivas de piñón (Jatropha Curcas) que pueden ser utilizadas para producir piñón para la producción de biocombustible, esto sería un detonador económico y productivo para muchos potenciales productores de Manabí, cuya producción serviría para diversificar la matriz energética y productiva de Manabí. 5.- Es recomendable detonar la producción de piñón de Manabí y que este sea procesado en Manabí para con ello darle valor agregado, generar empleo y detonar el mercado de los biocombustibles en la zona. Ya que además este podría ser utilizado de dos formas, por una parte, como combustible para que con ello se contribuya a reducir la emisiones de efecto invernadero de los de los vehículos automotores de diesel en Manabí; y por otra, también podría ser utilizado en la generación de energía eléctrica para Manta que es una de las ciudades que sufre de apagones de electricidad debido al déficit e inestabilidad eléctrica.
280
Capítulo 5
5.1. INTRODUCCIÓN El presente capítulo se refiere al tema del biogás o “gas de los pantanos”, que se define como un gas combustible que se puede generar a partir de la biomasa, tales como los residuos vegetales, animales y humanos. El proceso predominante para la biodegradación de la materia orgánica en biogás es la fermentación anaeróbica que se da en forma natural o en dispositivos específicos, que implica procesos bacterianos siendo las bacterias metano génicas las más relevantes. Este gas ecológico tiene diversas aplicaciones entre las más representativas está la producción de energía eléctrica, como combustible para motores adaptados a este gas y para la cocción de alimentos, incluyendo numerosas ventajas como la mitigación del cambio climático al dar un uso eco eficiente a este gas metano. Entre los principales objetivos es dar a conocer las diferentes tecnologías que se pueden aplicar para la elaboración de biogás, el método más común es la utilización de los biodigestores en donde se lleva a cabo el proceso de la digestión anaerobia. Entre los sitios de alto potencial para la extracción de biogás están los rellenos sanitarios, las lagunas facultativas104 y lugares en donde se practican actividades agropecuarias por su alta producción de desechos orgánicos. Hay que recalcar que para un favorable proceso de elaboración de biogás se debe de tomar en cuenta ciertos factores que intervienen en este procedimiento como son la temperatura, el contenido de agua y la composición general de la mezcla en el biodigestor, por lo que deben ser monitoreados. El biogás como energía renovable va teniendo un crecimiento en su aplicación a nivel mundial por la elevada demanda de energía, para la eliminación de la elevada acumulación de residuos y por la preocupa104
Lagunas Facultativas: son aquellas cuyo funcionamiento se determinan dos procesos ocurrentes al mismo tiempo, en la parte superior opera como lagunas aerobias (los microorganismos utilizan aire para realizar procesos degradativos) y en la parte inferior opera como lagunas anaerobias (los microorganismos utiliza la ausencia de aire para realizar procesos degradativos).
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Julieta Evangelina Sánchez Cano
ción del calentamiento global que amenaza la vida de la biósfera; pero infortunadamente en el caso de la implementación de la tecnología del Biogás, se han presentado inconvenientes con respecto al manejo y operación de los biodigestores, con el uso del biogás y la escasa aceptación sociocultural, lo que ha conllevado al mal uso de esta tecnología e inclusive a su abandono en algunas regiones. Este capítulo tiene como finalidad ofrecer información acerca de los aspectos generales y técnicos del biogás, con el objetivo de difundir y validar esta tecnología tan significativa en el ámbito social y ambiental con la visión de plantear propuestas de proyectos de extracción de biogás.
5.2. DEFINICIONES Y GENERALIDADES 5.2.1. El biogás como fuente de energía sustentable La energía generada por los combustibles fósiles y la moderna tecnología ha ocasionado dos tipos de efectos: en primer lugar los efectos positivos en la economía global y en segundo lugar los efectos negativos a nivel medioambiental. La preservación y gestión del medio ambiente son dos criterios que se han figurado como objetivo prioritario a nivel mundial; tanto en el entorno científico – técnico, jurídico y el administrativo. Cada año aumenta el consumo global de energía, por lo que es necesaria la posibilidad de disminuir la dependencia de los combustibles de origen fósil, y desarrollar fuentes de energía alternativa que pueda ser elaborada de forma sostenible105, enfocándo105
El desarrollo sostenible es aquel que se puede lograr gracias a una buena gestión de las políticas económicas. Es decir, es un proceso mediante el cual se pueden satisfacer las necesidades económicas, sociales y medioambientales de una generación sin comprometer las necesidades de las generaciones futuras. En cambio, el desarrollo sustentable es el proceso por el cual se preservan, conservan y protegen los Recursos Naturales para el beneficio de las generaciones presentes y futuras sin tener en cuenta las necesidades sociales, políticas ni culturales del ser humano, por el cual se preservan, conservan y protegen los Recursos Naturales para el beneficio de las generaciones presentes y futuras sin tener en cuenta las necesidades sociales, políticas ni culturales del ser humano.
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Capítulo 5
se en la generación de energía en conjunto con la eliminación de residuos, así como a las formas de uso de la energía (Arce, 2011). Entre las energías alternativas que pueden ser producidas de forma tanto sostenible106 como sustentable107 tenemos la generación del biogás que es un producto del metabolismo de las bacterias metano génicas que participan en la descomposición de tejidos orgánicos en ambiente húmedo y carente de oxígeno. Durante el proceso de descomposición, algunos compuestos orgánicos son transformados a minerales, los cuales pueden ser utilizados fácilmente como fertilizantes para los cultivos. La producción de biogás va a depender elementalmente de los materiales utilizados, de la temperatura y del tiempo de descomposición, obteniéndolo principalmente de residuos orgánicos biodegradables y agroindustriales (Arce, 2011), (ver cuadro): Cuadro 5.1: Fuentes para la producción de biogás.
Fuente: Elaboración propia con documentos obtenidos de: le:///C:/Users/Usuario/Downloads/hn_estudio_version_amigablebiogas_web.pdf 106
fi-
Lo sostenible es todo lo que depende de energía externa para hacer funcionar otros mecanismos. 107 Lo sustentable es aquello que tiene capacidad de funcionar por sí mismo sin necesidad de emplear recursos externos.
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Julieta Evangelina Sánchez Cano
Biogás se designa a la mezcla de gases resultantes de la descomposición de materia orgánica realizada por acción bacteriana en condiciones anaerobias. Este está formado por una mezcla de gases, y su composición, depende del tipo de residuo orgánico utilizado para su producción y de las condiciones en que éste se procesa (ver tabla). Tabla 5.1: Composición del biogás.
Fuente: Cummis Power Generation 2007.
5.2.2. Formas de utilización del biogás El biogás puede emplearse como combustible para cubrir necesidades energéticas, sustituyendo o reduciendo el consumo de petróleo y sus derivados, leña o cualquier otro combustible. También puede aprovecharse para producir energía eléctrica ya que el poder calórico promedio de un metro cúbico de biogás es de 5,000 kilocalorías (kcal), lo que permite generar entre 1.3 y 1.6 kWh de electricidad aproximadamente. También se puede usar como combustible en equipos que posean motores adaptados a este gas, y por consiguiente se puede usar para 286
Capítulo 5
generación o aplicaciones térmicas, en sustitución de combustibles como en: generación industrial de vapor, calentamiento de agua, calentamiento de fluidos térmicos y corrientes de proceso, producción de frío industrial usando circuitos refrigerantes de absorción, combustión en motores de combustión interna para producir potencia mecánica. Lo interesante es que pueden realizarse proyectos de producción de biogás a cualquier escala incluyendo la más pequeña escala, en ambientes rurales, agrícolas o agropecuarios, (Hernández, Samayoa, Álvarez, Talavera, 2012). (Ver cuadro 5.2). Cuadro 5.2: Usos del biogás a pequeña escala.
Fuente: Elaboración propia con documentos obtenidos de: le:///C:/Users/Usuario/Downloads/hn_estudio_version_amigablebiogas_web%20(2).pdf
fi-
5.2.3. Beneficios de la aplicación de la tecnología del biogás
Su generación es renovable
Es menos contaminante que los combustibles fósiles ya que en el proceso de su producción primaria y elaboración industrial se determina un balance de carbono menos nocivo.
Cumple con los requerimientos de la Environmental Protection Agency (EPA) con respecto a los combustibles alternativos.
Logra usarse puro o combinado en cualquier proporción con los combustibles fósiles, no contiene azufre por lo que no se producen emisiones de este elemento a la atmósfera, las cuales son las causantes de las lluvias ácidas. 287
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Obtención de una fuente de energía económica que permita aminorar gastos asociados al consumo de la energía eléctrica o sistemas de gas convencionales.
Reducción de malos olores, especialmente en zonas donde se originan y controlan grandes cantidades de estiércol debido a la explotación de ganado, ya que los sistemas de biogás empleados aminoran los olores ofensivos por acción de las bacterias que consumen los ácidos orgánicos volátiles, responsables de estos olores.
5.3. ASPECTOS TÉCNICOS 5.3.1. Factores que intervienen en la producción de biogás
Fuente: Elaboración Jovana Torres Mejía con datos de:
http://inta.gob.ar/documentos/manual-para-la-produccion-debiogas/at_multi_download/file/Manual%20para%20la%20producci%C3%B3n%20de% 20biog%C3%A1s%20del%20IIR.pdf
En el proceso metano génico 108 se llevan a cabo actividades metabólicas que son perjudicadas por diferentes factores, por consecuencia 108
Metano génesis es la formación de metano por microbios. Es una forma de metabolismo microbiano muy importante y extendido. En la mayoría de los entornos, es el paso final de la descomposición de la biomasa. La metano génesis es el paso
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Capítulo 5
de las diferentes reacciones que tienen las bacterias en cada una de las etapas del proceso. Dentro del tipo de sustrato a fermentar existe una amplia gama de materia prima como: restos de cosecha, excrementos animales y humanos, basuras de diferentes tipos, efluentes de específicas industrias químicas y aguas residuales orgánicas de las industrias, tales que contengan como requisito cantidades proporcionadas de carbono, nitrógeno y sales minerales para una óptima fermentación. Especialmente el estiércol y los lodos cloacales contienen estos compuestos requeridos, por el contrario ciertos desechos industriales no contienen las cantidades suficientes para que se pueda dar óptimamente la digestión, por lo que se le adicionan otros tipos de sustrato (Hilbert, n.d). (Ver cuadro). Tabla 5.2: Cantidades de estiércol producido por distintos tipos de animales y el rendimiento en gas de los mismos tomando como referencia el kilogramo de sólidos volátiles.
Fuente: Elaboración Jovana Torres Mejía con datos de: http://inta.gob.ar/documentos/manual-para-la-produccion-de biogas/at_multi_download/file/Manual%20para%20la%20producci%C3%B3n %20de%20biog%C3%A1s%20del%20IIR.pdf final en la descomposición de la materia orgánica en condiciones anaeróbicas. Durante el proceso de descomposición, aceptores de electrones (como el oxígeno, hierro, sulfato, nitrato y manganeso) se reducen, mientras que se acumulan hidrógeno (H2) y dióxido de carbono. También se acumulan compuestos orgánicos ligeros por fermentación. Durante las fases avanzadas de la descomposición orgánica, todos los aceptores de electrones quedan reducidos excepto el dióxido de carbono. La metano génesis es útil para la humanidad. Mediante ella, los residuos orgánicos se pueden convertir en el útil biogás metano.
289
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Con respecto a las condiciones de temperatura en los procesos de digestión se requiere de 4º a 5º C para que inicie el proceso y no debe sobrepasarse de los 70ºC, la formación de biogás se incrementa con la temperatura y si esta disminuye se verá afectada la producción de gas, teniendo que ser inducida por energía exterior para la producción de calor. Es necesario que se tome precauciones a medida que la temperatura va aumentando ya que las bacterias termofílicas son sensibles a las mínimas alteraciones térmicas, por lo cual hay que tomar en cuenta estas observaciones antes de escoger un rango de temperatura determinado para el funcionamiento de los reactores (Hilbert, n.d). (Ver cuadro). Tabla 5.3: Bacterias del proceso de fermentación con sus rangos de temperatura y sensibilidad. Bacterias
Rangos de temperatura
Sensibilidad
Psicrófilas109
Menos de 20ºC
+- 2 ºC/hora
Mesófilas110
Entre 20ºC y 40ºC
+- 1 ºC/hora
Termófilas111
Más de 40ºC
+- 0.5 ºC/hora
Fuente: Elaboración Jovana Torres Mejía con datos de: http://inta.gob.ar/documentos/manual-para-la-produccion-debiogas/at_multi_download/file/Manual%20para%20la%20producci%C3%B3n %20de%20biog%C3%A1s%20del%20IIR.pdf 109
Bacterias Psicrófilas: grupo de bacterias que tienen la capacidad de desarrollarse a bajas temperaturas, entre 5 a 20 ºC. Siendo su temperatura óptima entre los 12 a 15 ºC. 110 Mesófilas: son aquellas que tienen su mayor velocidad de crecimiento a temperaturas comprendidas entre 25 y 40⁰ C. esta clase comprende la mayor parte de los organismos que tienen como huésped el hombre y otros animales de sangre caliente, por ejemplo: la Salmonella y el Staphylococcus aureus. 111 Termófilas: crecen rápidamente a temperaturas superiores a 40 ⁰ – 45⁰ C y hasta 75⁰C, en este grupo se encuentran algunos bacilos que forman esporas y producen acidez.
290
Capítulo 5
La velocidad de carga volumétrica es la cantidad de sustrato que se suministra al digestor diariamente, se expresa en kilogramos (kg) de sólidos volátiles/día, kg de materia/día o kg de materia seca/día, expresados en metros cúbicos; los sólidos suspendidos y sólidos volátiles que son retirados de este proceso afectan al volumen en kg del sustrato al reemplazarlos con otros sólidos suspendidos y sólidos volátiles obtenidos de análisis. El factor de tiempo de retención se describe como el valor en días de la relación entre el volumen del digestor con el volumen de carga diaria, este parámetro está sujeto a dos agentes: la temperatura del sustrato y el tipo de sustrato.
5.3.2. Procesos para la extracción de biogás 5.3.2.1. Laguna sellada En la laguna sellada se da el proceso en que las bacterias digieren el estiércol para producir biogás. Como la generación del biogás es sensible a la temperatura, se recomienda que la laguna sea profunda, de tres metros y medio o más, de tal forma que conserve mejor el calor, debe excavarse en terrenos que tengan una baja permeabilidad y que con el tiempo puedan sellarse con la sedimentación de la materia orgánica resultante de la generación del biogás. La laguna debe contar con una cubierta sellada, que sea elástica para que se acumule el gas en ella, debe ser resistente a los rayos ultravioletas, impermeable, y no tóxica para las bacterias. Está cubierta flotará sobre la laguna, por lo que debe contener elementos que le permitan hacerlo con eficiencia, como canales sellados que contengan aire (Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación [SAGARPA], 2011). La entrada de estiércol a la laguna debe estar lo más lejos posible de la salida del agua residual, de tal forma que el flujo de materia dentro de ella ayude a un adecuado proceso de generación de gas. La laguna debe contar con entradas y tuberías que permitan la extracción de lodos residuales a través de bombeo ocasionalmente (más o menos una vez cada 8 a 15 años). Sobre la cubierta se tiende una tubería de extracción de gas conectada a una bomba que lo lleva has291
Julieta Evangelina Sánchez Cano
ta la planta de generación de electricidad, generalmente esta tubería es de materiales ligeros como el PVC. Entre la laguna y la planta de generación eléctrica hay una antorcha para quemar el gas en caso de que por cualquier motivo, la planta no pueda procesarlo (Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación [SAGARPA], 2011). Figura 5.1: Sistema de laguna sellada.
Fuente: Laguna sellada. Recuperado del sitio bioenergéticos.gob.mx de: http://www.bioenergeticos.gob.mx/index.php/esquema-tecnologico.html
5.3.2.2. Biogás a partir de un relleno sanitario “Los rellenos sanitarios constituyen una fuente importante de biogás resultado del proceso de descomposición biológica de residuos sólidos de origen orgánico, conformado por metano (CH4) y 292
Capítulo 5
dióxido de carbono (CO2), encontrándose también trazas de Compuestos Orgánicos Volátiles112 (COV). La composición del biogás depende de diversas variables, dentro de las que sobresalen las características y volumen del residuo, humedad, compactación y edad del relleno sanitario” (Camargo, Vélez, 2009). En las condiciones normales que tiene un relleno sanitario, puede darse la proliferación de poblaciones de microorganismos contenidos en los Residuos Sólidos Urbanos (RSU) y con ello la degradación biológica de dicha fracción orgánica (Bookter y Ham, 1982; Barlaz et al., 1989; Attal et al., 1992). Resultado de esta actividad biológica, se tiene una fase acuosa a través de los Residuos Sólidos Urbanos (RSU) produciendo un lixiviado caracterizado por un alto grado de concentración de contaminación orgánica y a la vez de productos gaseosos (Biogás) (De Walle et al., 1978; Harz et al., 1982). 1. Fase inicial: Se disponen los residuos sólidos urbanos, existiendo oxígeno atrapado en ellos. 2. Transición: Se consume el oxígeno e inician condiciones anaerobias y desciende el pH. 3. Acidogénica: Se alcanzan picos de DQO, AGV y el más bajo pH. 4. Metanogénica: Se estabiliza la población metanogénica, las curvas descienden debido a la degradación biológica que produce metano, se alcanzan valores de pH neutro (Chávez, n.d). 5. Maduración: Desciende la producción de biogás y el lixiviado tiene una baja concentración de material biodegradable (Pohland y Harper, 1985).
112
Compuestos orgánicos volátiles: son sustancias químicas, cuyo principal componente es el carbono, tienen propiedades volátiles, liposolubles, tóxicas e inflamables.
293
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Figura 5.2: Proceso de aprovechamiento del biogás generado en un relleno sanitario.
Fuente: Biogás de los Rellenos Sanitarios (Imagen). 2012. Recuperado de http: http://isea.webcindario.com/index_archivos/biomasa.htm
5.3.2.3. Biogás a partir de las aguas residuales Las aguas residuales se pueden clasificar de acuerdo a su origen en aguas domésticas e industriales. Las aguas domésticas son las que provienen de hogares o de residuos de humanos en distintos lugares, como edificios, centros comerciales, públicos y privados. Las aguas residuales industriales son el residuo de los procesos en las fábricas de todo tipo, las cuales por lo general ingresan al sistema de alcantarillado y posteriormente son depositadas en los cuerpos de agua con o sin tratamiento previo, en donde pueden constituirse en un foco de contaminación por su alto contenido de fosfatos (Jørgensen, 1983). El agua residual con tratamiento se dirige a un sistema de lagunas facultativas donde se realiza el proceso de depuración en con294
Capítulo 5
diciones anaerobias, aprovechando la emanación de gases mediante reactores anaerobios de tipo discontinuo o Batch que son tanques herméticos en donde se procesa el agua residual, produciendo subproductos como el biogás y también fertilizante orgánico, el cual puede ser aprovechado para la producción de cultivos orgánicos. Sin embargo, para que el sistema funcione óptimamente es necesario monitorear parámetros como: sólidos volátiles, demanda química o biológica de oxígeno, entre otros para la producción de biogás. Por otra parte el biogás que se desprende del proceso de purificación del agua en las lagunas de oxidación, es aprovechable en la generación de energía eléctrica, mediante la construcción de un biodigestor de laguna con geomembranas113. Figura 5.3: Biodigestor de laguna con geo membranas.
Fuente: Jaime Martí-Herrero. Doctor Investigador CIMME. Building Energy Enviroment Group. 113
Geo membrana: Es un material de baja permeabilidad, en forma de lámina prefabricada, que cumple con el propósito de reducir y prevenir el flujo de líquidos y vapores a través del enterramiento. Se usa en la construcción de fosas para vertederos controlados.
295
Julieta Evangelina Sánchez Cano
5.3.2.3.1. Tratamiento anaerobio de las aguas residuales Biogás El tratamiento de las aguas residuales es un tema de preocupación de la humanidad que viene desde muchos años atrás; ya que la aplicación de procesos biológicos para tal fin, se remonta al siglo XVII cuando se empezaron a usar sistemas rústicos para el control de la contaminación de los riesgos sanitarios y de salud pública asociados a la disposición de dichos desechos (Torres, Rodríguez, Uribe, 2003, p.1). Los sistemas anaerobios son procesos fermentativos que liberan productos finales estables y una producción celular muy baja, Van Haandel y Lettinga (1994) argumentan que sólo el 3% de la materia orgánica presente en el agua residual es convertida en masa celular y el 97% remanente es convertido vía catabolismo en metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2) como productos finales estables. En términos generales, la producción de lodos biológicos en los sistemas de tratamiento anaeróbico es baja, reduciendo los costos de tratamiento y disposición final, adicionalmente el CH4 producido, es una fuente de energía renovable (Noyola, 1997). Los procesos anaerobios tienen bajos requerimientos energéticos, e inclusive con ciertos desechos orgánicos pueden producir energía por medio del biogás, también producen pocos lodos de purga y estabilizan la materia orgánica que mantienen los nutrientes, convirtiéndose en un producto para fertilizar los suelos, muy valioso en medios rurales (Noyola, 1997). La digestión anaerobia se ha aplicado principalmente en el manejo de residuos orgánicos rurales (animales y agrícolas) y más recientemente en el tratamiento de aguas residuales, tanto industriales como domésticas. Se considera un proceso de fermentación y mineralización en el que la materia biodegradable es convertida a compuestos orgánicos e inorgánicos, principalmente a metano y a dióxido de carbono (Noyola, 1997). La principal característica de los procesos anaerobios es la degradación de los compuestos orgánicos por parte de las bacterias que no requieren oxígeno y finalmente con sus reacciones producen el gas metano (Veenstra, et al, 1998). 296
Capítulo 5
La fermentación es un proceso de producción de energía menos eficiente que la respiración; como consecuencia de ello los organismos heterótrofos estrictamente fermentativos se caracterizan por tasas de crecimiento y de producción celular menores que las de los organismos heterótrofos respiratorios (Metcalf y Eddy, 1996). “Los procesos microbiológicos involucrados en la digestión anaerobia hacen posible la transformación de la materia orgánica presente en el agua residual (polímeros orgánicos complejos) en una mezcla gaseosa de metano, dióxido de carbono, nitrógeno y ácido sulfhídrico; especialmente biogás y a un nuevo material celular, estos se llevan a cabo por medio de reacciones bioquímicas que son realizadas por varios grupos de bacterias” (Pedraza, Chará, Conde, Giraldo, 2002).
5.3.2.3.2. Procedimiento para analizar el comportamiento de las lagunas anaeróbicas La procedimiento consiste en analizar el comportamiento de la materia orgánica en las lagunas anaeróbicas, para ello hay que estudiar los parámetros de Sólidos Suspendidos Volátiles (SSV), Demanda Química de Oxígeno (DQO) y Caudal promedio (Qpro) en el afluente durante un periodo mínimo de 6 meses, con el uso del sistema de Standard Methods para caracterizar las aguas de la planta de tratamiento de agua residuales. “Analizando los antecedentes sobre la tecnología del manejo que se le ha dado a estas lagunas a nivel científico se pudo concluir que el diagnóstico para resolver la problemática generada por la producción de biogás y otros subproductos que son los que producen olores ofensivos en el entorno, creando con esto un impacto ambiental negativo del proceso de tratamiento de lagunas anaeróbicas; es proponer cubrir las lagunas para la extracción de biogás y con la aplicación de la metodología ASM III H 114, como lo establecen los expertos del Grupo Intergubernamental de
114
La metodología AMS III.H es aplicable a actividades del proyecto Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL) de pequeña escala que recuperan, destruyen o usan el biogás resultante del decaimiento anaeróbico de la materia orgánica presente en aguas residuales.
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Julieta Evangelina Sánchez Cano
Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC),se podrá determinar la producción del biogás” (Mejía, 2010).
5.3.2.3.3. Degradación anaerobia de la materia orgánica en aguas residuales La degradación anaerobia de la materia orgánica requiere la intervención de diversos grupos de bacterias facultativas y anaerobias estrictas, las cuales utilizan en forma secuencial los productos metabólicos generados por cada grupo. La digestión anaerobia de la materia orgánica involucra cuatro pasos de transformación, (ver esquema 1), (Rodríguez, n.d.:3). Esquema 5.1: Fases de la transformación de la materia orgánica.
Fuente: Elaboración Jovana Torres Mejía con datos de: http://www.ingenieroambiental.com/40 14/tratamiento545.pdf 298
Capítulo 5
El inicio de este proceso comienza con la hidrólisis115 de polisacáridos116, proteínas117 y lípidos118 por la acción de enzimas extracelulares producidas por las bacterias del Grupo I que son las hidrolíticas y las fermentativas119; los productos de esta reacción son moléculas de bajo peso molecular como los azúcares, los aminoácidos, los ácidos grasos y los alcoholes, los cuales son transportados a través de la membrana celular de las bacterias; posteriormente son fermentados a ácidos grasos con bajo número de carbonos como los ácidos acético, fórmico, propiónico y butírico, y compuestos reducidos como el etanol, además de H2 y CO2. Los productos de fermentación son convertidos en acetato, hidrógeno y dióxido de carbono por la acción de las bacterias del Grupo II, las cuales son conocidas como bacterias acetogénicas120 productoras de hidrógeno (Rodríguez, n.d.:4). Finalmente las bacterias del Grupo III o metano génicas 121 convierten el acetato a metano y CO2, o reducen el CO2 a metano, estas transformaciones involucran dos grupos metano génicos que son los encargados de llevar a cabo las transformaciones mencionadas anteriormente: acetotróficas e hidrogeno tróficas. En menor proporción, 115
Hidrólisis: es una reacción química entre una molécula de agua y otra molécula, en la cual la molécula de agua se divide y sus átomos pasan a formar parte de otra especie química. 116 Polisacáridos: son biomoléculas formadas por la unión de una gran cantidad de monosacáridos. 117 Proteínas: son moléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos, forman parte de la estructura de las membranas celulares y es el constituyente esencial de las células vivas y sus funciones biológicas principales son la de actuar como biocatalizador del metabolismo y la de actuar como anticuerpo. 118 Lípidos: son un conjunto de moléculas orgánicas compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno; tienen como característica principal el ser hidrófobas (insolubles en agua) y solubles en disolventes orgánicos como la bencina, el benceno y el cloroformo. 119 Bacterias hidrolíticas-fermentativas: son bacterias anaerobias facultativas y los géneros más frecuentes que participan son los miembros de la familia Enterobacteriaceae, incluyendo los géneros Bacillus, Peptostreptococcus, Propionibacterium, Bacteroides, Micrococcus y Clostridium. 120 Bacterias acetogénicas: Son organismos acetógenos productores obligados de hidrógeno. 121 Bacterias metanogénicas: son bacterias anaerobias que producen metano como principal producto del metabolismo energético, pertenecen al grupo Archeaea.
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Julieta Evangelina Sánchez Cano
compuestos como el metanol, las metilaminas y el ácido fórmico pueden también ser usados como sustratos del grupo metano génico (Díaz-Báez, 2002). Campos de aplicación de la tecnología anaeróbica.
Fuente: Elaboración Jovana Torres Mejía con datos de: http://inta.gob.ar/documentos/manual-para-la-produccion-debiogas/at_multi_download/file/Manual%20para%20la%20producci%C3%B3n %20de%20biog%C3%A1s%20del%20IIR.pdf
Los sistemas de tratamientos de aguas y residuos industriales han ido evolucionando en los últimos años, Europa y China en la actualidad están difundiendo estas plantas de tecnología anaerobia con específicos fines, combinándole tratamientos aeróbicos convencionales. Los reactores anaeróbicos empleados son de gran volumen, 300
Capítulo 5
funcionan con temperaturas mesofílicas entre 20ºC a 40ºC y temperaturas termofílicas mayores a 40ºC, tienen sistemas de control sofisticados y por lo general estos reactores son conectados a equipos con procesos de cogeneración para la obtención de electricidad, calor y efluentes sólidos usados de manera eco eficiente como alimento de animales y biofertilizante. En Latinoamérica, Argentina ha utilizado la tecnología anaeróbica para el tratamiento de los residuos de vinaza de las industrias de la caña de azúcar, mientras que en Brasil y Colombia aplican los sistemas europeos de digestión anaeróbica con su respectiva licencia de autorización (Hilbert, n.d). La utilización de biogás en el área rural es de valor significativo, proyectándose en dos medios: el primer medio busca como finalidad la obtención de energía, sanidad y biofertilizantes como beneficio para los agricultores y productores medios de estas zonas marginales que son de bajos recursos económicos y con difícil acceso de energías convencionales, para este proceso la técnica creada se basa en la construcción de digestores de bajo costo y fácil mantenimiento; el segundo medio busca dos propósitos: el de abastecer de energía al sector agrícola e industrial de recursos económicos medios y altos y mermar los inconvenientes de contaminación, mediante la creación de digestores de alta eficacia con costo elevado y sistemas complicados de uso y mantenimiento. Estos dos tipos de digestores se ubican en constante difusión, los menos complejos han tenido una buena aquiescencia en China, India, Filipinas y Brasil, mientras que la difusión adquirida en el resto de los países del mundo ha sido poco relevante. Por otro lado los digestores más complejos de alta eficacia se encuentran instalados en el continente europeo, se estima alrededor de 500 digestores en los países de la Comunidad Económica Europea (C.E.E) (Hilbert, n.d). El tratamiento de líquidos cloacales es un tipo de tecnología que ha tenido una gran difusión en todo el mundo desde más de 40 años aproximadamente, tomando como reseña que en el año 1975 en Europa se produjo alrededor de 240 millones de m3 anuales de biogás, en la actualidad se prevé un sostenido desarrollo de esta tecnología por las nuevas innovaciones de equipos de cogeneración y las continuas mejoras en las técnicas de fermentación. Este tipo de técni301
Julieta Evangelina Sánchez Cano
ca debe contar con estrictas normas en cuanto a los desechos industriales que se vierten a las estructuras cloacales, debido a que en muchos países estos productos son vertidos al sistema cloacal sin el respectivo tratamiento, afectando al funcionamiento de los reactores anaeróbicos (Hilbert, n.d). La tecnología del relleno sanitario es una técnica que se ha propagado a nivel mundial como solución para eliminar las elevadas cantidades de basura que se generan en las grandes ciudades, actualmente se han desarrollado modernas metodologías de extracción y purificación del gas metano, para evitar problemas ambientales, malos olores a la población, muerte de la vegetación en las zonas cercanas del relleno sanitario por lixiviados y mezclas de gases con riesgo explosivo. El progreso de esta tecnología ha posibilitado que ciertas ciudades del mundo inyecten a la red de distribución urbana de gas natural un sustancial porcentaje de biogás (Hilbert, n.d).
5.3.3. Puntos importantes con respecto a los diferentes procesos que ocurren durante la digestión anaerobia de la materia orgánica 1. Por lo general el 30% de la materia orgánica afluente es convertida a metano por la vía hidrogenofílica, por lo tanto una condición necesaria para obtener una óptima remoción de la materia orgánica en un sistema anaerobio, es que la metanogénesis acetoclástica se desarrolle eficientemente (Rodríguez, n.d).
2. La fermentación ácida tiende a bajar el pH debido a la producción
de ácidos grasos volátiles (AGVs) y otros productos intermediarios, mientras que la metanogénesis solo se desarrolla cuando el pH está cercano al neutro. Por lo tanto, si por alguna razón la tasa de remoción de AGVs a través de la metanogénesis no acompaña a la tasa de producción de AGVs, puede surgir una situación de inestabilidad como la baja significativa de pH en el sistema, causando la inhibición de las bacterias metanogénicas. Esta acidificación del sistema es una de las principales causas de falla operacional en los reactores anaerobios. Lo anterior puede ser evitado cuando se garantiza un equilibrio entre la fermentación ácida y la 302
Capítulo 5
fermentación metanogénica, a través de mantener una alta capacidad metanogénica y una buena capacidad buffer en el sistema (Van Haandel, 1994).
5.4. DIGESTORES UTILIZADOS EN LA DIGESTIÓN ANAEROBIA
Fuente:
Elaboración
Jovana
Torres
Mejía
con
datos
de:
http://inta.gob.ar/documentos/manual-para-la-produccion-debiogas/at_multi_download/file/Manual%20para%20la%20producci%C3%B3n%20de% 20biog%C3%A1s%20del%20IIR.pdf
5.4.1. Tipos de digestores
303
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Fuente:
Elaboración
Jovana
Torres
Mejía
http://inta.gob.ar/documentos/manual-para-la-produccion-de-
304
con
datos
de:
Capítulo 5 biogas/at_multi_download/file/Manual%20para%20la%20producci%C3%B3n%20de%20biog% C3%A1s%20del%20IIR.pd
5.4.2. Codigestión anaerobia como técnica para mejorar la producción de biogás La codigestión anaerobia es una técnica de tratamiento que mezcla de dos a más residuos que van a ser fermentados mediante digestión anaerobia para mejorar la producción de biogás, ya que muchas veces la utilización de un solo sustrato no contiene el suficiente porcentaje de macronutrientes, micronutrientes y materia orgánica para llevar a cabo el proceso de metanogenización. Este proceso tiene ventajas técnicas, medioambientales y económicas como: el aprovechamiento de la complementariedad de la composición de los residuos nivelando las insuficiencias de cada uno de los substratos; permite integrar la valorización de los residuos orgánicos de una zona geográfica determinada, obteniendo una fuente de energía de índole renovable en forma de biogás, y un subproducto resultante de la digestión denominado digestato con propiedades de fertilizantes orgánicos aplicable en la agricultura; y a nivel económico reduce los costes de inversión y operación al no construir por separado las instalaciones de tratamientos para cada residuo de la zona, (Ver esquema 2), (Depto. Calidad y Medio Ambiente [ainia Centro Tecnológico], 2011). Codigestión de residuos ganaderos con otros residuos.
Fuente: Elaboración Jovana Janella Torres Mejía con datos de: https://www.agenciaandaluzadelaenergia.es/sites/default/files/estudio_basic o_del_biogas_0.pdf 305
Julieta Evangelina Sánchez Cano
5.4.3. Normativas a considerar en la industria del Biogás
Fuente: Elaboración Jovana Torres Mejía con datos de: file:///C:/Users/Usuario/Downloads/3_Revisi%C3%B3n%20normativa%20 para%20instalaciones%20de%20biogas_Gamma%20Ing_584105-34LE11.pdf
La determinación de normativas ambientales en la industria del biogás es un paso previo para evitar problemas ambientales y sociales, y para que se desarrolle así, estas normas tienen que constituir los límites de peligrosidad en las respectivas fases de producción, almacenamiento, tratamiento-depuración, transporte-distribución y consumo final de este producto ecológico. En la etapa de producción se deben de reconocer dos ámbitos: como primer punto el establecimiento de estatutos de índole sanitario que garanticen condiciones seguras en las instalaciones y sitios de trabajo; y como segundo punto la creación de disposiciones reglamentarias que regulen, fiscalicen y sancionen las incorrectas instalaciones en la producción de biogás, para evitar estos inconvenientes es preferible hacer revisiones periódicas a dichas instalaciones (Gamma Ingenieros S.A, 2011). Dentro de la fase de almacenamiento se debe integrar preceptos de seguridad que posibiliten consolidar y regular las condiciones idóneas para el almacenamiento de este tipo de combustibles, en especial si el biogás es destinado para el autoconsumo, por consiguien306
Capítulo 5
te el tratamiento o depuración del biogás tiene que plantear un reglamento en el marco jurídico con disposiciones que aborden los contenidos máximos de contaminantes permitidos en la composición del biogás y la puntualización de los parámetros de calidad para su utilización. Por otra parte en la fase de transporte y distribución del biogás se utilizan tuberías, equipos y accesorios, denominados gasoductos; estos medios implican probabilidades de riesgos por lo que es necesaria la implementación de regulaciones que maximicen las condiciones de seguridad, de tal forma que estos equipos mantengan un buen estado, lo que minimizará el porcentaje de accidentes. Como última etapa está la del consumo final del biogás, esta se puede identificar en dos entornos: en instalaciones interiores de gas e instalaciones para inyectar gas a los motores, en estos procesos hay que formular normas que detallen el tipo de materiales propicios para dichas instalaciones y normas que regulen los límites máximos de contaminantes de este gas como objetivo la protección de los accesorios, tuberías y artefactos (Gamma Ingenieros S.A, 2011).
5.5. BIOGÁS A NIVEL MUNDIAL En el año 1600 se hicieron las primeras citaciones sobre el biogás, en donde un determinado grupo de científicos formularon que este gas era resultante de la descomposición de la materia orgánica. Con el transcurrir del tiempo se fabricó el primer biodigestor a escala real en el año 1890 en la India, y ya en el año 1896 en Exeter, Inglaterra, se utilizó el gas almacenado de los biodigestores que era producto de la fermentación de los lodos cloacales de la ciudad, para suministrarlo a las lámparas del alumbrado público. Después de las guerras mundiales, en Europa comenzó a propagarse la construcción de plantas de generación de biogás, cuyo producto era utilizado para los motores de los tractores y de los automóviles, y a nivel mundial en aquella época se empezó a difundir los tanques Imhoff para el respectivo tratamiento de las aguas residuales, cuyo gas era empleado en: automóviles, en las redes de gas comunal y en las mismas plantas en donde se encontraban los tanques (Hilbert, n.d). 307
Julieta Evangelina Sánchez Cano
En los años de la segunda guerra mundial comenzó una extensión en la utilización de los biodigestores a escala rural en Europa, China e India, convirtiéndose en líderes de la materia, pero esta extensión se vio interceptada por el uso de combustibles fósiles ya que estos se podían adquirir fácilmente, hasta que la crisis energética que se produjo en los 70, hizo que se retomara de nuevo las investigaciones y difusión de energía renovable a nivel mundial. Entre esas investigaciones se descubrió y comprendió el funcionamiento de los procesos bioquímicos de los microorganismos en la digestión anaerobia, que se aplicó en diferentes tipos de tecnologías para la obtención de biogás, cuyos países más representativos en generadores de tecnología están: Alemania, Francia, China, India, Gran Bretaña, Holanda, Suiza, Italia, Estados Unidos y Filipinas (Hilbert, n.d). La toxicidad que generan los combustibles fósiles, la necesidad de adquirir más fuentes de abastecimiento energético y la finalidad de reducir en gran porcentaje la alta cantidad de residuos que se generan a medida que va creciendo la población mundial, han sido causas suficientes para ejecutar alternativas de energía renovable como es el caso del biogás, ya que a escala mundial se ha dado un incremento de nuevas construcciones de plantas de generación de biogás, siendo este un gas considerado dentro de la energía renovable con ventajas como: un 95% menos de emisiones de gases de efecto invernadero que la producción de petróleo de acuerdo a las nuevas investigaciones realizadas en Suiza, ayudando a la mitigación del cambio climático; también es considerado un recurso energético sostenible con un elevado potencial de crecimiento debido a que diariamente se produce suficiente material orgánico alrededor del mundo para su respectiva elaboración, convirtiéndose en una producción eficiente y sostenible. El continente Europeo siempre se ha destacado por la generación de biogás como alternativa energética, debido a que éste ha logrado un elevado índice de industrialización por lo que necesita obtener grandes cantidades de energía para poder abastecer a todos los sectores sociales, siendo el biogás una fuente de producción de energía de forma ecológica que ayuda a reducir las colosales masas de residuos que producen estas metrópolis. Dentro del auge del gas de 308
Capítulo 5
biomasa Alemania figura en primer lugar en esta área, llegando a poseer alrededor de 8700 plantas de elaboración de biogás, demostrando su liderazgo en la materia de biogás al poseer la planta de biogás más grande del mundo con 55 MW que sirve de suministro a 55.000 habitantes. Entre los países europeos que están contribuyendo al realce e impulso de crecimiento de esta fuente renovable están: Reino Unido, Francia, Italia, y República Checa, según las estimaciones que hacen Ecoprog y Fraunhofer en el informe Biogas to Energy 2012/2013. Norteamérica, Asia y Europa son las áreas donde se generará una mayor generación de potencia a través de plantas de biogás hasta el año 2016, cuyos resultados pasarán de 4.700 a 7.400 MW aproximadamente. Norteamérica y Asia alcanzarán un progreso más notorio con respecto al biogás industrial cuya causa principal se debe al desarrollo de una gran red de distribución, considerada como una de las más grandes del mundo. China y la India, son poseedores de varios millones de biodigestores convirtiéndose en los países que más aplican y fomentan este tipo de tecnología alternativa para los sectores rurales, en donde destaca su gran potencial de biomasa disponible para producir biogás, acercándose cada vez más a los estándares de producción de Europa.
5.5.1. Aplicación de Reglamentaciones Internacionales Aplicación de Reglamentación del Biogás en México
309
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Aplicación de Reglamentación del Biogás en EE.UU
Aplicación de Reglamentación del Biogás en Francia
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Capítulo 5
Aplicación de Reglamentación del Biogás en Alemania
Aplicación de Reglamentación del Biogás en Suiza
Fuente: Elaboración Jovana Torres Mejía con datos de: file:///C:/Users/Usuario/Downloads/3_Revisi%C3%B3n%20normativa%20 para%20instalaciones%20de%20biogas_Gamma%20Ing_584105-34LE11.pdf 311
Julieta Evangelina Sánchez Cano
5.6. BIOGÁS EN AMÉRICA LATINA En América Latina existe un elevado potencial para la producción de biogás por medio de los desechos agropecuarios, que son resultado de las actividades del sector primario en este continente, generando residuos aprovechables para procesos específicos de metanogenización, no solo estimando la elaboración de biogás sino también el aprovechamiento de biofertilizantes que resultan de los respectivos procesos; pero este potencial puede verse subyugado por la falta de incentivo por parte de los gobiernos a utilizar este tipo de energía limpia y el escaso apoyo de investigación y difusión de este gas ecológico. Brasil y México son los estados latinoamericanos con mayor auge en desarrollo del biogás, seguidos por Colombia y Perú, estos tienen sistemas de producción de biogás que van desde los más avanzados a otros muy simples, sin embargo el número de biodigestores es mínimo relacionado con los millones que existen en India y China; o los 4000 biodigestores que están funcionando en Alemania mientras que en México solo 721. Con estos datos queda demostrado que las cantidades de producción de gas por fermentación orgánica en países latinoamericanos es de baja incidencia en comparación con las metrópolis industrializadas europeas, pero cabe destacar que está surgiendo un interés por el biogás en este continente ya que se formó la entidad denominada Centro Internacional de Energías Renovables con énfasis en Biogás (CIER-Biogás). La Organización de las Naciones Unidas (ONU) entregó a Chile un manual para la generación de biogás, con la finalidad de difundir esta energía renovable en América Latina y el Caribe, que sería de gran aporte para aquellas personas que se dedican a la agricultura.
5.6.1. Biogás en México A nivel mundial México se ha destacado por ser uno de los países que más plantean proyectos en el aspecto de producir energía 312
Capítulo 5
mediante fuentes no fósiles, impulsado por su Reforma Energética que presenta muchas oportunidades de ejecutar los proyectos que se establezcan. Las iniciales metas que se dieron en este Estado para la producción de electricidad a partir del biogás se instauraron en el Programa Especial para el Aprovechamiento de las Energías Renovables 2009–2012. El potencial para la explotación de energía mediante el biogás como combustible en México ha dado impulso al Gobierno Federal de desarrollar programas de aprovechamiento de biogás con fines energéticos a partir de cuatro insumos: biomasa, excretas del sector pecuario, residuos sólidos y lodos activados. Landfill Methane Outreach (LMOP) desarrolló el primer Modelo de Biogás Mexicano en colaboración con la Agencia Desarrollo Internacional de los Estados Unidos (USAID) y otras agencias gubernamentales mexicanas para ayudar a operadores y dueños de rellenos sanitarios a evaluar la vialidad y los beneficios en la captación y uso del biogás como fuente de energía.
5.6.2. Biogás en Brasil Brasil posee un programa que incentiva la producción de energía con fuentes renovables, mediante la entidad PROIFA (Programa de Incentivo de Fuentes Alternativas de Energía Eléctrica), en la actualidad este programa está en su segundo nivel de aplicación en donde se establece que el 15% del incremento anual del mercado eléctrico tiene que derivarse de fuentes renovables; considerándose uno de los países latinoamericanos con liderazgo en producción de energía renovable con respecto al biogás. Al Sur de este país la Compañía paranaense de Energía, Copel, lleva a cabo el Programa de Generación Distribuida, que busca contratar el excedente de energía eléctrica producida en pequeñas propiedades rurales a partir del biogás producido por desechos orgánicos de animales (Ministerio de Energía, 2011). Entre los proyectos más relevantes que se han dado en este estado con respecto a la generación de biogás, se encuentra la planta brasileña que transforma la basura en biogás en Río de Janeiro; esta posee una red de 230 pozos y gasoductos que absorben el gas producido por el basurero y posee una central con un quemador. Esta 313
Julieta Evangelina Sánchez Cano
planta se considera como el mayor diseño brasileño de reducción de gases de efecto invernadero, evitando que alrededor de 75 millones de metros cúbicos de gas metano sean emitidos a la atmósfera en un lapso de 15 años (Portal Energético Internacional, 2009).
5.6.3. Biogás en el Ecuador En la actualidad el alto índice de consumo de recursos no renovables es un tema preocupante en el Ecuador, debido a la explotación y consumo de los combustibles fósiles, y el alto nivel de contaminación e impacto ambiental que estos generan. El ministro de Electricidad y Energía Renovable, Alecksey Mosquera, explica que siendo el Ecuador un país agrícola y ganadero, surge la posibilidad de ser un gran potencial para la explotación de biogás como fuente de energía. De hecho, existen varios emprendimientos de generación de biogás a partir de la caña de azúcar y la cascarilla de arroz, entre otros, que ya han demostrado la viabilidad de este tipo de proyectos. Actualmente Ecuador se ha convertido en un consumidor del Gas Licuado del Petróleo (GLP), que forma parte sustancial de la subsistencia de los ecuatorianos ya que este gas es un medio de producción de energía principalmente utilizada para preparar y cocinar alimentos y la utilización de este gas contribuye a la dependencia de la energía no renovable. En ciertas zonas rurales de difícil acceso no pueden contar con GLP por lo que recurren a otro tipo de abastecimiento energético como es la madera por medio de la tala de árboles como consumo industrial o leña, teniendo como consecuencia la destrucción de los bosques y además de perjuicios en la salud debido a la inhalación del humo en la quema en cocinas que utilizan leña, por lo que es necesario reemplazar el GLP y la leña en otra opción que sea ecológica. El Ecuador cuenta con una vasta capacidad para la explotación de energía renovable como es el biogás debido a que es un país que se dedica a las labores agrícolas y ganaderas, cuyas actividades son las promotoras de la materia prima orgánica para el proceso de obtención de biogás. En Ecuador ya se están llevando a cabo proyectos de menor y mayor escala para producir biogás, desde emprendimientos de elaboración de energía limpia a partir de la caña de 314
Capítulo 5
azúcar y la cascarilla de arroz, hasta proyectos de extracción de biogás a través del aprovechamiento de rellenos sanitarios.
Proyectos más representativos en el Ecuador en extracción de biogás en rellenos sanitarios
Fuente:
Elaboración Jovana
Janella Torres
Mejía
con datos
https://www.globalmethane.org/Data/LasIguanasPFStudy.Spanish.pdf; http://www.metroecuador.com.ec/71665-biogas-se-obtendra-en-ocho-mesesmas.html
de:
5.6.3.1. Proyecto de extracción de biogás en el relleno sanitario Las Iguanas-Guayaquil El aprovechamiento de gas que se puede generar a partir de la basura acumulada en un relleno sanitario y transformarla en energía eléctrica resulta un proceso menos complicado de lo que parece, alrededor de un centenar de proyectos de igual similitud se están ejecutando en la actualidad en países vecinos como Brasil, Argentina, Colombia y Venezuela, con buenos resultados. En Ecuador el Municipio de Guayaquil anunció el Proyecto de extracción de biogás en el relleno sanitario Las Iguanas, con la finalidad de producir energía eléctrica, disminuir la contaminación ambiental y por ende representaría ingresos económicos al Cabildo. El relleno sanitario Las Iguanas se encuentra ubicado en el kilómetro 14½ de la vía a Daule, en este relleno se encuentra aproxima315
Julieta Evangelina Sánchez Cano
damente 10,5 millones de toneladas de basura enterrada, que se ha ido acumulando desde el año 1994; según estimaciones ambientales, el biogás de los desperdicios contenidos en el relleno sanitario se puede extraer a partir de los primeros cinco años. Este proyecto tiene como objetivo generar energía eléctrica desde 8 a 10 megavatios el cual podría comercializarse y representar el servicio energético para aproximadamente unas 37 mil familias cada mes. En la construcción de la planta de aprovechamiento de biogás, se instaló máquinas con la capacidad de succionar los gases que se producen de la basura y que actualmente se queman en tubos a modo de chimeneas. “La idea es que los tres sectores del relleno sanitario “Las Iguanas” tenga la respectiva conexión hacia la planta donde habrá un equipo de succión y sopladores que van a aspirar el gas que ingresa a los quemadores”, explica Andrés Intriago, jefe del relleno sanitario. En esta planta de aprovechamiento ingresará el gas metano, se quemará y se convertirá en CO2, es decir 21 veces menos contaminante para el ambiente. Una vez hecho este tratamiento es posible realizar la conversión en combustible, en energía eléctrica o aplicar un uso directo en industrias. Figura 5.4: Modelo de aprovechamiento de biogás en el relleno sanitario Las Iguanas.
Fuente: Imagen obtenida de: http://www.eluniverso.com/2009/08/24/1/1445/relleno-acumula-biogasmillones-t-basura.html 316
Capítulo 5
5.6.3.2. Proyecto de extracción del biogás en el Relleno Sanitario Pichacay-Cuenca Se encuentra ubicado aproximadamente a 21 km al sur de la ciudad de Cuenca en la Parroquia Santa Ana, esta área por lo general es rural y con poco progreso industrial. El acceso al relleno sanitario es mediante un camino de subida, del cual 4 km estaban siendo asfaltados durante el tiempo de los ensayos. El lugar abarca un área de cuatro hectáreas (Ha), el cual está rodeado por tierra agrícola. El sitio le pertenece a la Municipalidad de Cuenca y es operado por la Empresa Municipal de Aseo de Cuenca, EMAC. Este sitio empezó a funcionar en el año 2001 debido a la clausura del relleno El Valle en Cuenca, se prevé que el sitio alcance su capacidad total para el año 2021. Datos suministrados indicaron que 522,000 toneladas de desecho se encontraban depositadas en el lugar hasta junio de 2006. El desecho está siendo depositado con un tasa aproximada de 104.250 toneladas por año y esto se espera incremente en un promedio de 2.4 por ciento por año. Una báscula está instalada en el sitio, por lo tanto, se puede asumir que la información acerca de la cantidad de desecho en su lugar y la tasa de ingreso de desecho es razonablemente exacta. La Municipalidad ha suministrado información acerca de la composición y origen de los desechos que llegan a este relleno sanitario, el cual contiene 85.3% de desecho doméstico municipal, 6.7% de desecho industrial y 8.0% de desecho inerte. El aprovechamiento de los residuos en la ciudad de Cuenca, es un ejemplo para el resto del país, por lo que sería ideal que las autoridades de Manta pudieran implementar la utilización de los desechos de la ciudad para la generación de biogás, es esta nuestra propuesta, lo que ayudaría a Manta a ser una ciudad más sustentable.
317
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Figura 5.5: Relleno Sanitario Pichacay.
Fuente: Relleno Sanitario Pichacay (Imagen).
5.6.3.3. Tecnologías de Aprovechamiento Energético de Residuos Agropecuarios (AERA) para la producción de biogás en Ecuador La aplicación de tecnologías para aprovechar los residuos agropecuarios como fuente energética posee beneficios como: la disminución de la contaminación por el incorrecto manejo de estos residuos, la adquisición de subproductos de valor adicional que activan las economías familiares, y la obtención de fuentes energéticas (Ministerio de Ambiente [MAE], 2014).
318
Capítulo 5
Beneficios de tecnologías AERA
319
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Fuente: Elaboración propia a partir del Manual Básico “Aprovechamiento Energético de Residuos Agropecuarios”
En Ecuador se originan residuos animales y vegetales producto de la actividad agropecuaria. La disposición final de los residuos de pequeñas producciones y de baja tecnología, se ha llevado a cabo en quebradas, laderas y ríos, perjudicando el medio ambiente. Los agricultores se pueden beneficiar con el buen manejo de los residuos, empezando con la preservación de las fuentes de agua, la mitigación del cambio climático, el aprovechamiento de los residuos como principal componente para la elaboración de fertilizantes y energías limpias, y como alimento para animales. “La Ley de Gestión Ambiental establece que el Ministerio del Ambiente es la instancia rectora, coordinadora y reguladora del Sistema Nacional de Gestión Ambiental, y es quien coordina con los demás organismos gubernamentales para preservar y salvaguardar los recursos naturales” (MAE, 2014. :17).
320
Capítulo 5
Cuadro 5.3: Normas ambientales para la gestión de residuos agropecuarios en Ecuador.
Fuente: Elaboración propia a partir del Manual Básico “Aprovechamiento Energético de Residuos Agropecuarios”
Entre los principales residuos que son aptos para generar energía está el estiércol animal, material de reciclaje, remanentes de cosechas, desechos hortícolas, desechos orgánicos derivados del procesamiento de alimentos, desechos de madera y de otros cultivos agrícolas. El estiércol animal es uno de los residuos principales para ser utilizados como recurso para la producción de biogás mediante procesos biológicos, sus propiedades cambian dependiendo del animal que provee el estiércol, la forma de tenencia de los animales y del control de los desechos como la orina, el agua, desperdicios de alimentos, el material del suelo y otras materias que tengan contacto 321
Julieta Evangelina Sánchez Cano
con el estiércol en el sitio donde se encuentra el animal. (USDA, 2008). Es necesario destacar que la excretas que van a ser utilizadas con fines energéticos deben ser recogidas de encierros, ordeños o áreas de manejo, mientras que inusualmente se utilizan aquellas excretas de animales que son criados en lugares abiertos de forma extensiva, permaneciendo en el suelo como fertilizantes pero al mismo tiempo contaminan las fuentes de agua superficial por las escorrentías, las fuentes de agua subterránea por medio de los lixiviados y el aire mediante la emanación de GEI. De acuerdo al contenido de orina y agua se clasifican en sólido, semisólido o líquido, influyendo en los procedimientos que se realizan para su aprovechamiento energético y su utilización posterior (Ministerio de Ambiente [MAE], 2014). (Ver cuadro siguiente). Tabla 5.4: Principales residuos animales con potencial energético (Biogás) en Ecuador.
Fuente: Elaboración propia a partir del Manual Básico “Aprovechamiento Energético de Residuos Agropecuarios” 322
Capítulo 5
Tabla 5.5: Principales residuos vegetales con potencial energético (Biogás) en Ecuador. Residuos agrícolas vegetales Cultivo
Palma Africana
Extensión de cultivos sembrados (Ha) 567 771
Residuo generado (Ton/año)
1 201 665
Humedad promedio residuo (%) 7
Valor energético (kJ/kg)
Residuo
16
Raquis, fibra y cuesco
Cacao/Café
547 234
607
9 – 12
20
Arroz
411 459
357 968
25
14
Cultivos de ciclo corto (papas, hortalizas, etc.) Caña de azúcar Desecho frutal
240 733
100 597
46.5
6
106 926
4 009 725
40 – 50
19
118 250
621
84
6
Cascarilla de café y cacao, hojas y madera de la planta, pulpa Cascarilla de arroz Excedente de la planta Bagazo, paja Cáscaras, semillas, fibras
Fuente: Elaboración propia a partir del Manual Básico “Aprovechamiento Energético de Residuos Agropecuarios” 323
Julieta Evangelina Sánchez Cano
5.6.3.4. Proyecto: Planta semi-industrial de digestión anaerobia en Latinoamericana de Jugos S.A en Sangolquí-Pichincha-Ecuador Esta planta de digestión anaerobia es producto de las investigaciones del Laboratorio de Desarrollo de Energías Alternativas de la Universidad San Francisco de Quito (LaDEA-USFQ), cuyo proyecto fue uno de los ganadores de la convocatoria INNOVAECUADOR en el 2010 organizada por el Ministerio de Coordinación de Producción, Empleo y Competitividad (MCPEC). Este sistema es de alta tecnología a diferencia de los otros biodigestores que se encuentran en el país, asegurando un óptimo funcionamiento en el desarrollo de la biodigestión al controlar parámetros esenciales como el pH, la temperatura o la carga alimentada a diario, garantizando un buen nivel de producción de biogás (Serrano, 2014). (Ver cuadro 5.6).
324
Capítulo 5
Tabla 5.6: Proyecto Planta semi-industrial de digestión anaerobia en Latinoamericana de Jugos S.A en Sangolquí-Pichincha-Ecuador.
Nombre del Proyecto
Planta semi-industrial de digestión anaerobia de Latinoamericana de Jugos S.A
Partes involucradas en el Proyecto (Financiamiento)
USFQ – LAJSA – MCPEC
Ubicación
Km 5 ½ vía a Amaguaña, Sangolquí
Fecha de inicio de operación
2013
Objetivo de la planta
Producción de biogás y biol y manejo de residuos del procesamiento de frutas
Materia prima
Residuos de frutas (naranjilla, piña, mora, guanábana, maracuyá, etc.)
Origen materia prima
Procesamiento de frutas
Diseño y construcción
LaDEA – USFQ / Dispromaq / Inoxking
Cantidad de materia prima procesada
100 – 1000 kg/día
Producto final
Biol / Biogás
Cantidad de producto final
100 – 1000 kg biol/día + 5 – 50 m3 biogás/día
Característica producto final
Biogás con 60% de metano
Horas de operación día
8
Número de trabajadores
1
Mantenimiento
Limpieza de los equipos después de alimentación diaria
Sistema de operación
Operación continua de forma automática / manual
Inversión
450 000 USD
Fuente: Elaboración propia a partir del Manual Básico “Aprovechamiento Energético de Residuos Agropecuarios”. 325
Julieta Evangelina Sánchez Cano
5.6.3.5. Emisiones de metano en el Ecuador La energía primaria producida en Ecuador en el 2004 provino principalmente (82%) de combustibles fósiles y solo el 14% de fuentes renovables como leña, bagazo e hidroeléctrica, Ecuador tiene que importar derivados de petróleo para la generación de energía termoeléctrica para compensar por su limitada capacidad hidroeléctrica. El Ecuador tiene una política de subsidios de combustibles con un alto costo económico representando hasta un 25% del presupuesto nacional, debido a esto, fuentes de energía renovables pueden jugar un papel muy importante en la diversificación energética del Ecuador. El 30% del gas metano generado por la actividad humana proviene de la cría de ganado (vacuno, ovino, lanar, suino) generando fuertes cantidades de metano debido a la fermentación entérica de los alimentos; el cual es un proceso digestivo por medio del cual los microorganismos descomponen los carbohidratos en moléculas simples para ser absorbidas hacia el torrente sanguíneo de estos animales, emitiéndose grandes proporciones de emanaciones de metano en el proceso. Por otro lado está la descomposición anaeróbica del estiércol que contribuye a la generación de metano junto con los fertilizantes químicos que producen óxido nitroso; cuyo gas es perjudicial ya que precipita el efecto invernadero. Ecuador tiene la posibilidad de desarrollar la producción de energía renovable mediante técnicas rentables para capturar metano, la más común de estas tecnologías son los digestores anaeróbicos o biodigestores, los cuales elaboran un gas combustible (biogás) y un efluente (biol o biofertilizante), siendo viable en el Ecuador ya que este tiene una geografía y variedad climática que brindan una gran diversidad de productos agropecuarios los cuales son fuentes potenciales de energía renovable (Cornejo y Wilkie, 2010).
326
Capítulo 5
5.7. BIOGÁS EN MANABÍ-ECUADOR La provincia de Manabí tiene diversos sectores que se dedican a las actividades pecuarias y de la pesca, dichas actividades contribuyen al incremento de productividad y fuentes de trabajo; estos sectores productivos pueden optimizarse aún más y abaratar costos a través de la utilización de los residuos, ya que los residuos no procesados que se producen de estas labores provocan perjuicios al medio ambiente al no recibir un manejo adecuado. Estas actividades pecuarias generan un gran porcentaje de excretas que pueden figurarse como riesgo de contaminación del medioambiente, como contaminación del suelo y de los diferentes cursos de agua, si no tienen un tratamiento previo y manejo adecuado; por lo que esta investigación propone prevenir y revertir estos sucesos de contaminación para alcanzar un avance sustentable. El gas metano que expiden estas excretas pecuarias es perjudicial con respecto al deterioro de la capa de ozono y principal causante de la lluvia ácida, también se generan residuos de la industrialización de la pesca que no son tratados adecuadamente y llegan a los ríos y afluentes de agua contaminándolos, por lo que se propone la utilización de estos residuos a través de métodos de extracción de biogás, mediante la utilización de biodigestores con el objetivo de atenuar el impacto ambiental de la actividad ganadera y pesquera y obtener una fuente de energía que pueda ser utilizada para los mismos procesos de producción en las actividades pecuarias y de la industria del pescado, abaratando costos, de tal forma que las actividades de pequeña, mediana y gran empresa se beneficien de la utilización de sus residuos y se acerquen cada vez más a la sustentabilidad de sus empresas. Por ahora Manabí cuenta con proyectos de pequeña escala de aprovechamiento de las excretas del área del hato bovino de la Escuela Politécnica Agropecuaria de Manabí para la obtención de biogás con biodigestores y el estudio de un proyecto para la producción de biogás a partir del reciclaje de los lechuguines en Santa Ana-Manabí. 327
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Esquema 5.2: Residuos agropecuarios aplicables para la generación de biogás en Manabí.
Fuente: Elaboración propia a partir del Manual Básico “Aprovechamiento Energético de Residuos Agropecuarios”
5.7.1. Zonas en Manta con probabilidades de extracción de biogás 5.7.1.1. Nuevo proyecto del Relleno Sanitario en Manta El actual vertedero en San Juan de Manta es a cielo abierto y no se da el tratamiento adecuado a la basura que allí se deposita para evitar la generación de líquidos y gases contaminantes, que después de algunos días o semanas, penetran el subsuelo y contaminan los alrededores. La municipalidad de Manta utiliza los terrenos de San Juan como vertedero de basura, pero éstos se han saturado llegando a la consideración de la implementación de un relleno sanitario en la 328
Capítulo 5
ciudad, este proyecto del nuevo relleno sanitario cuenta con los estudios de factibilidad realizados por la empresa española Ingeniería de Obras y Montajes (IDOM), donde se dedujo que el presupuesto del nuevo proyecto del relleno sanitario tendría un costo estimado de 2.5 millones de dólares. En 1997 en Manta se recogían 150 toneladas de basura diaria, pero aquella cantidad se incrementó en el 40% como consecuencia del crecimiento urbano de la ciudad en los últimos años; la cantidad promedio de basura generada en Manta es de 319,36 toneladas por día, por lo cual es urgente y necesaria la ejecución del nuevo relleno sanitario que estaría ubicado en la vía San Juan, en el mismo sitio donde funciona ahora el vertedero. El relleno sanitario planificado para Manta, comprende una reforma integral al actual vertedero, que involucra varios procesos para evitar la contaminación, para ello se planea la construcción de fosas con membranas en el piso para evitar filtraciones, ampliación del vertedero actual y compra de maquinaria adecuada (La Hora, 2008); (Gutiérrez, 2012). Al acumularse tanta basura en esta ciudad sería factible aprovechar estos desechos para la generación de energía mediante el nuevo relleno sanitario con la finalidad de extraer biogás.
329
Julieta Evangelina Sánchez Cano
Figura 5.6: Modelo de construcción de producción de biogás en un relleno sanitario.
Fuente: Imagen obtenida de: http://www.redisa.uji.es/artSim2009/TratamientoYValorizacion/Emisiones %20de%20biog%C3%A1s%20producidas%20en%20rellenos%20sanitarios
5.7.1.2. Residuos pesqueros en Manta como materia prima para generar biogás La ciudad de Manta se destaca actualmente por ser el motor de la industria pesquera en Ecuador, que implica la captura artesanal e industrial, procesamiento y exportación de productos pesqueros. Estas operaciones se centralizan en las instalaciones de la Autoridad Portuaria de Manta, donde las embarcaciones arriban con sus respectivas capturas para la faena industrial entre ellas la elaboración del atún en conserva, filetes, sardinas en conserva, harina de pescado, pescado congelado, entre otros. Solo la pesca de Manta tiene un 330
Capítulo 5
aporte del 7% del Producto Interno Bruto122 y es considerado el sector con mayor potencial, este auge de la pesca dio inicio a la creación de empresas y compañías pesqueras nacionales e internacionales en Manta. Con el surgimiento de estas empresas pesqueras comenzaron a desarrollarse problemas ambientales debido a que las aguas residuales que generaban estas industrias eran vertidas a las playas sin un tratamiento previo, por otra parte los pescadores artesanales que venden su producto en la playa arrojan los residuos a orillas del mar que resultan de esta actividad pesquera; todo esto ha conllevado al malestar de cierta parte de la población mantense por los malos olores, también la contaminación del mar amenazando la salud de los bañistas y del ecosistema marino. Cabe recalcar que estos residuos pesqueros pueden ser aprovechados tanto para la elaboración de abonos, como para fines energéticos mediante la aplicación de la tecnología anaerobia con biodigestores para la producción de biogás.
5.8. CONCLUSIONES 1.
El biogás tiene un gran potencial para la generación de electricidad, siendo una energía ecológica, cuya materia prima son los residuos orgánicos que al utilizarla ayudaría a la disposición final de estos residuos y a los problemas de contaminación por la emisión de metano a la atmósfera.
2.
Existen diferentes formas para la obtención de biogás, mediante la aplicación de tecnologías que comprueban su efectividad en la producción de este gas ecológico, entre las principales: tecnología anaeróbica aplicada en las lagunas de oxidación mediante biodigestores y equipos tecnológicos en rellenos sanitarios.
3.
Se recomienda como indispensable la formulación y aplicabilidad de normativas con respecto a la producción, almacenamiento, tratamiento, transporte y consumo final del biogás, pa-
122
Producto Interno Bruto: indicador que mide toda la producción de un país.
331
Julieta Evangelina Sánchez Cano
ra garantizar la calidad del producto y evitar todo tipo de riesgos que se puedan generar. 4.
El crecimiento de la tecnología del biogás a escala mundial, ha permitido que la trasferencia de conocimientos y nuevas tecnologías permitan que puedan ser aprovechables gran parte de los residuos obtenidos de las actividades de ganadería o agricultura entre otras.
5.
En la investigación de este capítulo quedó demostrado que el Ecuador es un país con alto potencial para la producción de biogás, debido a sus diversas actividades agropecuarias productoras de la materia prima para llevar a cabo la transformación de estos residuos en biogás.
6.
En la Provincia de Manabí existe un gran potencial para la producción de biogás por sus actividades pecuarias, agrícolas y pesqueras; que son generadoras de materia prima orgánica aprovechables en procesos fermentativos mediante biodigestores.
7.
En Manta se planea la ejecución del nuevo proyecto de un relleno sanitario, el cual puede ser adaptado con equipos tecnológicos para la producción y extracción de biogás.
332
Capítulo 6
6.1. INTRODUCCIÓN Durante mucho tiempo la humanidad ha mantenido a la energía producida por combustibles fósiles como la fuente central e imprescindible para el desarrollo de su economía; por lo cual el entorno energético ha sido sujeto a críticas por el impacto ambiental que ocasiona su producción, lo que como consecuencia ha desatado la imperiosa necesidad de diversificar la matriz energética mundial, dicha necesidad ha abierto campo a energías no tradicionales, energías renovables, como son: la energía solar, la energía geotérmica, energía eólica, biogás, biomasa, entre otras. La diversificación de una matriz energética aportaría a una mayor seguridad energética y menor vulnerabilidad al suministro de energía a mediano y largo plazo. En la actualidad la energía eólica ha comprobado su viabilidad económica y técnica para su instalación y su posterior ejecución, ya que cuenta con una tecnología madura, además de contar a su favor varias razones de suma importancia para apostar a su ejecución, entre las que destaca la necesidad de reducir el uso de recursos no renovables, demanda que ha sido incrementada debido al aumento poblacional y el consumo de energía per cápita; un aspecto importante de la energía eólica es que proporciona una reducción al impacto ambiental ya que se disminuyen las emisiones de gases y por subsiguiente ayuda a hacer frente al efecto invernadero, destrucción de la capa de ozono, acidificación de la atmósfera 123 y la reducción de residuos sólidos y líquidos en el planeta. Ante el incremento de la población y por ende el incremento directamente proporcional de la demanda de energía, es de suma importancia que los distintos territorios busquen la manera de suplir dicha demanda, ante esta realidad una alternativa viable es la generación de energía a partir de fuentes renovables, entre ellas la genera123
Acidificación de la atmosfera: consiste en la generación de lluvia acida, producto de la acumulación de diversos gases contaminantes retenidos en la atmosfera causantes del calentamiento global.
335
Julieta Evangelina Sánchez Cano
ción eólica, la cual ya muestra importantes avances tecnológicos que le han permitido despuntar en ciertos países para convertirse en una de las principales fuentes energéticas, no obstante es de imperiosa necesidad que se globalice el desarrollo de este tipo de tecnologías, para así diversificar la matriz energética mundial, pese al costo de inversión de este tipo de tecnología los distintos gobiernos han apostado a desarrollarla ya que el tiempo de recuperación de la inversión es corto, y además el aporte para mitigar el cambio climático por emisiones de gases es significativo, generando gran expectativa por la conciencia ambiental que desarrolla en los países que la implementan.
6.2. CARACTERÍSTICAS DE LA ENERGÍA EÓLICA La energía eólica es aquella cuya generación proviene del movimiento de masa de aire, es decir el viento; el movimiento de masas de aire corresponde esencialmente a la diferencia de presiones que existen en múltiples zonas de ésta, en cuanto a la generación eléctrica por medio de este tipo de tecnología es primordial conocer el origen de los vientos en las zonas específicas o también llamados vientos locales, entre los que destacan los vientos de montaña los cuales se producen por el calentamiento de las montañas, que en consecuencia afecta la densidad del aire haciendo que el viento ascienda por la ladera o descienda dependiendo de si es de noche o de día; también están las brisas marinas que son producidas ante la diferencia de temperatura entre la tierra y el mar. Mediante un sistema de rotor que gira a medida que el viento pasa por medio de éste es aprovechada la energía eólica (García, 2011). En cuanto a la operación económica en la generación eólica se debe tener en cuenta que la energía eólica posee un elemento aleatorio en su generación que es la fuerza del viento, y como se conoce en un sistema eléctrico con una operación eficiente reside primordialmente en resolver inconvenientes de optimización considerando factores como el equilibrio de la oferta y la demanda de energía; la capacidad de las plantas y potencias instaladas; la capacidad almace336
Capítulo 6
nada; y la conversión de la energía de recursos primarios. El problema de la operación económica considera también el abastecimiento de la demanda en periodos de alta y baja; además de la variabilidad de la demanda a lo largo del año y por último la demanda proyectada a futuro. Los pilares fundamentales para la apuesta por la energía eólica sin duda alguna son las ventajas que ofrece su instalación y su posterior ejecución entre las cuales destacan factores esencialmente ambientales y económicos, como lo son: 1. Un tiempo de recuperación energética pequeño, se requiere solo unos pocos meses de funcionamiento para recuperar la energía empleada en la construcción y montaje de un aerogenerador eólico124 2. Ahorra combustibles, diversifica el suministro y reduce la dependencia energética. 3. Su uso y sus posibles incidentes durante su explotación no implican riesgos ambientales de gran impacto (derrames, explosiones, incendios, etc.). 4. No emite gases contaminantes, ni efluentes líquidos, ni residuos sólidos, tampoco utiliza agua. 5. Reduce emisiones de CO2. 6. No requiere de minería de extracción subterránea o a cielo abierto (Revista Futuros, 2006). Sin embargo hay problemas asociados a la energía eólica y los principales a señalar son: 1. Impacto visual o paisajístico 2. El viento es aleatorio y variable, tanto en velocidad como en dirección, por lo que no todos los lugares son adecuados para
124
Aerogenerador eólico: son generadores de energía eléctrica gracias a la acción el viento el cual produce su movimiento.
337
Julieta Evangelina Sánchez Cano
explotación técnica y económicamente viable de la energía eólica. 3. Aumento del nivel del ruido en sus proximidades. 4. La producción eólica forma parte de un “mix” de generación, junto con otras fuentes de energía (hidráulica, térmica, nuclear…). Dada su variabilidad deben realizarse previsiones de producción a muy corto plazo (24 y 28 horas) para una adecuada gestión de la cadena de generación, transporte y distribución de electricidad. Su aleatoriedad y variabilidad requiere una mayor presencia de potencia rodante y una gestión específica para su integración en la red (Revista Futuros, 2006).
6.3. ASPECTOS TÉCNICOS DE LA ENERGÍA EÓLICA Para obtener los datos necesarios para evaluar el recurso eólico de un área determinada geográficamente, las instalaciones meteorológicas deben recopilar los datos de la velocidad media de un tiempo determinado, el mismo que puede ser cada diez minutos o cada hora durante varios años, para de esta manera controlar las variaciones del viento en los distintos años; la frecuencia y la velocidad media del viento se reflejan en diagramas, uno es el diagrama de frecuencia y el otro es de la rosa de vientos( velocidad) dichos diagramas complementan su funcionalidad puesto que el primero indica el número de veces que el viento sopla en una dirección determinada, mientras que el segundo proporciona la velocidad media en esa dirección (Agencia Insular de Energía de Tenerife, 2011). La elección para la utilización de equipos eólicos horizontales o verticales, es independiente de la eficiencia de conversión ya que presentan valores similares; los sistemas de conversión de energía eólica de eje horizontal (SCEH) con dos subdivisiones como son los de baja velocidad (muchas aspas) o los de alta velocidad (pocas aspas); y los sistemas de conversión de eje vertical (SCEV), con subdivisión similar a los de eje horizontal; sin embargo vale la pena diferenciar algunas ventajas y desventajas de estos sistemas entre las cuales está, que, el equipo de eje vertical, el sistema puede captar el viento en cualquier dirección, mientras que los equipos de eje hori338
Capítulo 6
zontal requieren de un sistema de control para enfrentar el rotor con la dirección de viento (Villarubia, 2012). Un buen diseño de un aerogenerador puede tener un funcionamiento incorrecto o llegar a destruirse si no se desarrolla un sistema de control adecuado, el sistema de control deberá ser diferente en función del tamaño del aerogenerador. Para pequeñas máquinas, el control será simple y normalmente pasivo, por el contrario, para grandes máquinas - media y alta potencia, el sistema de control será más complicado debido a los múltiples parámetros a medir y el aumento de precisión requerido, pero representará un coste, que aunque alto, es pequeño comparado con el coste total. Así, los controles pasivos hacen sus medidas de la manera más simple posible y utilizan fuerzas naturales para actuar, mientras que los sistemas de control activos utilizan sistemas eléctricos, mecánicos, hidráulicos y neumáticos o combinaciones de los anteriores para alcanzar su propósito (AgEnergía, 2012). Los objetivos del sistema de control son: Obtener un funcionamiento automático del aerogenerador, conseguir que la turbina funcione en consonancia con el viento (orientación, regulación de velocidad, etc.); decidir la conexión o desconexión del generador proteger al sistema de aspectos como las sobre-velocidades, vibraciones, y sobrecalentamientos, maximiza el rendimiento del sistema, señalando a su vez las posibles averías o funcionamientos incorrectos disminuyendo los costes de mantenimiento, y aumentando la vida útil de un aerogenerador. En el control activo mide múltiples variables que darán información sobre el estado del sistema, al control central; los factores de velocidad del viento, orientación, velocidad del rotor, ángulo de paso, temperatura del generador, tensión y corriente de salida, se muestrearán mediante sensores que deberán ser extremadamente fiables y precisos, ya que toda la estrategia de control puede ser inútil si las medidas son erróneas. El aerogenerador deberá estar siempre situado en la dirección en la cual la velocidad del viento sea mayor, perpendicular a ésta. Para conseguirlo existen diversos métodos, unos más sencillos, en generales mecánicos y otros más sofisticados que aplican elementos 339
Julieta Evangelina Sánchez Cano
activos (servomotores125, etc.). El método más utilizado actualmente es orientar mediante un servomotor. El motor de orientación podrá girar en los dos sentidos y será dirigido mediante una veleta126 y una dinamo tacométrica accionada por el mismo aerogenerador. La veleta, sujeta a la góndola del aerogenerador envía una señal eléctrica al control que es proporcional a la orientación óptima. La dinamo tacométrica127 envía también una señal eléctrica proporcional a la velocidad de rotación. Mediante estas dos señales, el control pondrá en marcha el servomotor en el sentido adecuado en el momento en que se detecte una velocidad mínima, parándose cuando la turbina esté exactamente en dirección al viento (AgEnergía, 2012).
6.4. REALIDAD MUNDIAL DE LA ENERGÍA EÓLICA Principalmente el mundo emplea a las fuentes energéticas primarias no renovables como productores de energía, como lo son los combustibles fósiles: petróleo, carbón mineral y gas natural. De manera que el medioambiente es afectado, por un lado su producción tiene impactos medioambientales y por otro lado, ya que éstos son los principales emisores de CO2, causante del calentamiento global y el efecto invernadero. En cuanto a la producción de energía es notoria la dependencia de los combustibles fósiles para la subsistencia de las sociedades, ya que ésta tiene un crecimiento económico y un consumo cada vez mayor, lo cual hace priorizar los proyectos de generación de energías alternativas o energías ecológicamente limpias a nivel global (Vizhñay, 2013).
125
Servomotores: es un dispositivo similar a un motor de corriente continua que tiene la capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de su rango de operación, y mantenerse estable en dicha posición. 126 Veleta: un señalador que indica la dirección del viento y una cruz horizontal que indica los puntos cardinales. El motivo puede ser muy variado 127 La dinamo tacométrica es un generador que se acopla a los motores para poder saber y controlar su velocidad en cada momento
340
Capítulo 6
Figura 6.1: Matriz de Energía a nivel mundial 2011.
En la figura 6.1 se observa que la energías renovables aportan en pequeño porcentaje a la matriz energética mundial, y entre esa energías la renovable, por lo que es de prioridad diversificar de manera más equitativa la matriz energética mundial. Se prevé que para el 2035 el 25 por ciento de la electricidad del mundo sea generada por fuentes renovables, donde el recurso eólico sea la segunda fuente de obtención después de la hidráulica; dando lugar sustancialmente a la disminución de emisiones de CO2 y a la vez se dará lugar a la creación de varias plazas de trabajo para un número importante de personas; sin duda la eólica aportará a la creación de infraestructuras modernas esencialmente en zonas remotas, brindando empleos especialmente a jóvenes (AIE). Además de las conocidas ventajas de esta fuente de energía, cabe destacar las 341
Julieta Evangelina Sánchez Cano
ventajas por razones geopolíticas: el recurso eólico está disponible en todo el mundo y puede aportar a la reducción de la dependencia de los combustibles fósiles, mejorando la seguridad del suministro mediante la estabilización del costo de generación de energía en el largo plazo (Global Wind Energy Council, 2014).
6.5. PERSPECTIVAS DE LA ENERGÍA EÓLICA El sector eólico en el mundo ha tenido un incremento en los últimos tiempos, no obstante, la solución global para los inconvenientes ocasionados por el uso de combustibles fósiles no será integral mientras no se pueda concretar un sistema de almacenamiento y un tipo de red eficiente, la adecuada instalación de dispositivos de generación de energía eólica, los llamados “aerogeneradores” en todo el mundo podría proveer un suministro energético cuarenta veces superior a la demanda global; los datos que otorga la organización encargada de promover el desarrollo de esta fuente de energía, la Asociación Mundial de Energía Eólica (WWEA) manifiesta qué, los aerogeneradores conectados hoy en día a la red suman una potencia instalada de doscientos quince gigavatios cubriendo de esta manera el 2 por ciento del consumo energético mundial; además del impacto ambiental positivo que ocasiona la implementación de éste tipo de tecnología, el sector altamente beneficiado es el sector económico, ya que su rápida expansión representa un crecimiento mínimo de veinte por ciento anual, la WWEA prevé que para el año 2030 ésta técnica de producción renovable conseguiría atender entre 25 por ciento y el 30 por ciento del consumo mundial (Investigación y Ciencia, 2012). El encarecimiento de los combustibles fósiles, ha permitido despuntar el estudio y la ejecución de tecnología amigable con el ambiente como es la producción de energía generada por el viento, ya que se optimiza el potencial de recurso viento y se reducen costes, razón por la cual se permite confiar que la energía eólica podría hacer frente a los retos actuales del modelo energético mundial en términos de cambio climático y seguridad energética, los beneficios que ofrece la energía eólica en cuanto a oportunidades de generación 342
Capítulo 6
de valor añadido y de empleo son significativas, ya que se da en un escenario de volatilidad del precio de combustibles fósiles. Para procurar impactos ambientales menores, se debe efectuar una rigurosa normativa de instalación de los aerogeneradores, además de garantizar un sistemático control del funcionamiento mediante la emisión periódica de informes, y su postrero desmantelamiento - poseen una utilidad de 30 años – asegurando las necesarias condiciones para el respeto al entorno (Muerza A. F., 2009). Mediante un informe de la European Wind Energy Association (EWEA), se establece que en el continente europeo el ritmo de conexión de potencia eólica marina se ha duplicado en el transcurso del 2013, con el surgimiento de 1.045 MW sólo en el primer semestres, potencia que se alcanzó mediante la conexión de 277 turbinas marinas a la red eléctrica, las cuales están ubicadas en siete parques: Gunfleet Sands, ubicado en Reino Unido; Anholt, ubicado en Dinamarca; London Array, ubicado en Reino Unido; Thornton Bank, ubicado en Bélgica; Lincs, ubicado en Reino Unido; Teesside, ubicado en Reino Unido; y por último ubicado en Alemania en el parque eólico Bard offshore. El total de potencia eólica marina instalada en Europa es de 6.040 MW, cuyo generadores son 58 parques ubicados en diez países en sus aguas territoriales (Dufour, 2013). La energía eólica es pilar fundamental en el desarrollo sostenible de los países, pues al ser un tipo de energía limpia es clave su implementación, motivo por el que en Europa se apuesta por ella, por lo cual se encuentran en fase de construcción 21 parques marinos con una potencia acumulada de 5.694 megavatios. Con el aumento de forma significativa de la potencia eólica marina, según Justin Wilkes, director de Regulación la European Wind Energy Association, la EWEA tiene un objetivo vinculante para el 2030, pero con la ralentización de nuevos proyectos y con la ausencia de pedidos de nuevas turbinas eólicas, subestructuras y componentes, se manifiesta la incertidumbre que rodea a los mercados estratégicos para la ejecución de proyectos de energía eólica marina, como son el británico y el alemán, todo lo cual significan retos importantes a los que se afronta el sector eólico. 343
Julieta Evangelina Sánchez Cano
La energía eólica, siendo una fuente inagotable que no produce emisiones contaminantes ni aumenta el efecto invernadero además de hacerle frente a los combustibles fósiles como es el caso del petróleo, le permite consolidarse como una tecnología que permitirá el desarrollo de los países en los próximos años debido al gran potencial que posee, la energía eólica en la actualidad se obtiene mediante un sistema de energía asentado; en un reporte de la Agencia Internacional de la Energía (AIE), se proyecta que para el año 2030 la producción eléctrica europea será proporcionada por energía eólica en un 14% y supondrá un incremento de 60% en la generación eléctrica entre 2006 y 2030; a la vez la AIE supone que para el 2050 la energía eólica va ser la más desarrollada en el mundo, logrando un contexto de sostenibilidad, estimando que anualmente la potencia se situará alrededor de 70.000 MW, de los cuales el 30% corresponderían a la energía eólica marina u offshore (Dufour, 2013). Por las perspectivas de reducción de costes de éste tipo de tecnología y el alza de precios de los combustibles fósiles hacen de la energía eólica una de las alternativas más económicas y con gran potencial para su desarrollo, por lo que se pretende que la energía eólica podría ser muy rentable como estrategia para los retos que plantea el modelo energético de la actualidad, en términos de seguridad energética y cambio climático en un escenario, meritorio de incremento y mayor volatilidad de los precios de los combustibles fósiles. Con la ejecución de proyectos eólicos se presume que se darán significativas oportunidades de generación de valor agregado y de empleo, análisis que se realiza mediante el informe presentado por la Comisión Europea en el 2005 donde señala que la energía eólica generó para la economía europea más de nueve billones de euros y un promedio de 200.000 empleos, con altas perspectivas de crecimiento debido a que la eólica representa la tecnología renovable con alto potencial de crecimiento hasta el año 2030 en la Unión Europea, donde se presume que el 42% del crecimiento de fuentes renovables será eólico (Muerza A. F., 2009).
344
Capítulo 6
Figura 6.2: Principales Países por capacidad eólica instalada 2014.
En la figura 6.2 se muestran los territorios con la capacidad eólica instalada, denotando los principales países con potencia inst alada, además permite avizorar un incremento notable en la inversión hacia este tipo de energía.
6.6 MEDIDAS
ECONÓMICAS PARA REGULAR EL MERCADO
EÓLICO
Durante mucho tiempo el desarrollo para la ejecución de la energía eólica en Europa ha sido financiado por los gobiernos nacionales; 345
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utilizando principalmente medidas económicas, es caso de Alemania y de los Países Bajos, donde los gobiernos han favorecido a la instalación de turbinas eólicas, promoviendo y financiando a la vez a la investigación y desarrollo sobre la tecnología de fuente renovable, como es el caso de la eólica; posteriormente el apoyo financiero es sustituido por la combinación de medidas fiscales y la aplicación de tarifas de recompra; una de las medidas fiscales, es, la llamada “inversión verde” la cual consiente invertir dinero bajo condiciones de tipos interés razonables; por otra parte en los Países Bajos la empresas eléctricas ofrecen al consumidor la oportunidad de beneficiar el empleo de energía eólica comprando electricidad verde a precios más altos, de esta manera entidades eléctricas se ven obligadas a invertir en energías renovables. En los territorios donde la generación de energía o de combustibles por medio de fuentes renovables es significante se ha establecido un sistema particular de tarifación, como es el caso de la tarifa verde; la electricidad producida por fuentes que causan impactos leves al ambiente, en los países europeos les otorga una certificación llamada etiqueta de electricidad verde, la cual señala que una tarifa eléctrica cumple con una cadena de requisitos evaluados independientemente; éste etiquetado proporciona la certeza al consumidor que está comprando efectivamente lo que se expone ser, energía a partir de tecnologías de fuentes renovables con mitigación de impactos ambientales, lo que conlleva a la gran demanda de éste tipo de energías en los territorios donde se desarrollan (Álvarez & Arriaza, 2011).
6.7 LA ENERGÍA EÓLICA EN LATINOAMÉRICA Mediante datos emitidos por la Asociación Mundial de Energía Eólica (WWEA) se matizan aspectos de importancia, como es el crecimiento en cuanto a la implementación de este tipo de tecnología, donde despuntan Argentina, Brasil y México al ubicarse entre los diez países con mayor crecimiento en instalaciones eólicas, donde el incremento de capacidad en América Latina fue para el año 2012 de 5.043,0 MW; los mercados llamados a la expansión y desarrollo de 346
Capítulo 6
éste tipo de tecnologías en la América Latina son México y Brasil; debido a las tasa de crecimiento que tuvo la eólica, donde Brasil aumentó su capacidad de 1.425 MW a 1.543 MW, y por su parte México experimentó un incremento de 929 MW a 1.002 MW; pese a la proyección de desarrollar más proyectos eólicos en la región se debe poner en consideración como factor limitante el cambio climático, ya que éste afecta directamente a la producción de energía generada por el viento (Mingueza, 2013). El éxito obtenido en América Latina por parte de las energías renovables, se ha desarrollado en medio de discrepancias en torno al cambio de la energía tradicional por la renovable; países como Uruguay comienzan a despuntar en materia de energía renovable gracias a políticas estales, como es el caso del país sudamericano, el cual a la fecha cuenta con una totalidad de diez parques eólicos, y se plantea que para el primer semestre del año 2016 sean una totalidad de veinticinco parque eólicos que variarán entre 10 y 70 megavatios. Por otro lado el país que destaca es Argentina donde con la ley dictaminada en el año 2006 sobre energías renovables pronosticaba que para el 2016 la matriz energética estuviese compuesta por el ocho por ciento proveniente de fuentes renovables pero hasta la fecha a cubierto el tres por ciento, de la cual 0,3 por ciento es eólica (Leyva, 2014). La riqueza y abundancia de recursos renovables en Latinoamérica, no ha sido aprovechada por los estados de la región, ya que no han sabido ejecutar estrategias oportunas para la captación de estos recursos de manera eficiente y con una planificación eficaz como lo han hecho otras regiones principalmente en el continente europeo con respecto a la energías con potencial renovable, estos factores han derivado en el histórico atraso de América Latina con respecto al continente europeo; los estados latinoamericanos tienen la oportunidad de colocarse a la par con el resto del mundo en la actualidad debido al decrecimiento del desarrollo principalmente de Europa, y el notorio crecimiento económico de Latinoamérica lo cual deriva en un desarrollo como región, pero hacer sostenible éste desarrollo dependerá a la importancia que brinden a la inversión de tecnologías limpias. 347
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Latinoamérica al poseer un espacio considerable de costa, cuyo espacio se estima que supera los 500000 kilómetros no ha planteado el uso de energía renovables marinas para abastecer las necesidades energéticas, pese a que en los últimos tiempos ha experimentado un constante crecimiento económico y el acrecentamiento de su población, derivando en una demanda energética creciente, por lo que es de apremiante prioridad que los gobiernos centrales de los diferentes estados latinoamericanos planteen estrategias y ejecuten maniobras para el desarrollo de tecnologías que abastezcan y satisfagan las necesidades energéticas de sus poblaciones de manera sostenible, ya que se considera que Latinoamérica seguirá despuntando en desarrollo económico y por ende seguirá el aumento de demanda energética (Quiñones, 2014) En el contexto como región Latinoamérica no ha sabido aprovechar de manera eficiente los recursos renovables, pero en un análisis por estados, en la región se encuentran países que de una u otra forma aprovechan sus recursos renovables, donde despunta la República de Uruguay en donde se estima que más del 50 por ciento de energía utilizada proviene de la generación a base de recursos renovables, pese a este importante porcentaje el estado uruguayo y América Latina en general no han contemplado en sus políticas energéticas, la generación de energía eólica marina, este tipo de tecnología de generación de energía sería un vector importante en la matriz energética de todos los países latinoamericanos, ya que brindaría seguridad energética y como consecuencia la seguridad de calidad de vida de la sociedad. El éxito uruguayo se ve reflejado en la inversión de 2.500 millones de dólares en energías eólicas en los últimos tres años, la incorporación de la energía eólica tiene básicamente que ver con lograr un mínimo costo de abastecimiento para el estado y para el ciudadano; la energía más barata que hay en este momento en Uruguay es la eólica. América Latina y en especial Argentina y Uruguay además de contar con terreno y viento óptimo para la instalación de parques eólicos, los inversionistas también se interesan porque económicamente la región ha sido estable en los últimos años (Dousche Welle, 2014) El crecimiento en un 36 por ciento de la energía eólica en América Latina, principalmente en Centroamérica, Sudamérica y el Caribe, 348
Capítulo 6
mediante la nueva capacidad añadida de 1,2 GW, con lo que determina que la capacidad total instalada es de casi 5 GW, donde despunta Brasil como principal promotor de este tipo tecnología en la región. El coloso sudamericano añadió 953 MW de nueva capacidad a la red eléctrica de su territorio, este incremento en la capacidad comprende 3,5 GW la cual deriva de 142 parques eólicos, y el incremento representa el 3 por ciento del consumo nacional de electricidad. La capacidad eólica instalada y que se encuentra en operación en el Brasil se haya mayoritariamente en los estados de Ceará, Río Grande del Norte y Rio Grande do Sul. Sin embargo, el estado de Bahía pretende convertirse en el estado con mayor energía eólica en Brasil debido a la nueva capacidad asignada. (Global Wind Energy Council, 2014) El país latinoamericano que presenta un importante desarrollo en cuanto a energías renovables, después de Brasil, es México, ya que la energía eólica en éste territorio representa alrededor del 20 por ciento de la capacidad total de energía renovable en el país, México añadió 380 MW a la red eléctrica en 2013, sin embargo este crecimiento se considera ligeramente menor al presentado en 2012, pero se justifica por la consolidación de la nueva Reforma Energética (Global Wind Energy Council, 2014). En dicha Reforma el marco normativo establece como objetivo que el 35 por ciento de la electricidad sea a partir de energía renovable para el 2024, por lo cual el gobierno mexicano a determinado planes de incentivos para alcanzar esta meta; además en la nueva Reforma Energética contempla la Ley General de Cambio Climático, que tiene como objetivo mitigar la emisiones de CO2 en un 30 por ciento para 2020, aspecto que favorecerá a las energías renovables para convertirse en protagonistas en el logro de este objetivo (Secretaría de Energía, 2013). La Asociación Mundial de la Energía Eólica (WWEA) destaca la participación de los territorios del cono sur, es decir, Chile y Argentina para el desarrollo de la energía eólica en América Latina, cuyo informe nos permite avizorar la tendencia de la eólica en la región, por su parte el mercado chileno alentado por las políticas gubernamentales para el desarrollo de energías renovables, en 2013 agregó 130 MW provenientes de la energía eólica, lo que representa 63 por ciento de aumento de la capacidad instalada, lo que le valió a 349
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poseer la tasa más alta de crecimiento en la región; Chile cuenta con un sólido programa de proyectos eólicos, los mismos que se encuentran en distintas etapas de desarrollo, con la actualización del objetivo en 2013 en cuanto a energías renovables, decretando que para 2024 la electricidad en el territorio chileno sea 20 por ciento provenientes de energías renovables se espera que el sector eólico despunte para el cumplimiento de este objetivo (Ministerio de Energía, 2014). Por su parte Argentina agregó 76 MW de capacidad en 2013, incluyendo 51 MW en el parque Eólico Loma Blanca situado en la provincia de Chubut, el cual cuenta con 17 turbinas de 3 MW, lo que deriva en una potencia eólica instalada de 218 MW, sin embargo la falta de acceso a la financiación y los incentivos para el desarrollo de energías renovables son los principales obstáculos para el desarrollo eólico en Argentina, y la razón primordial de esta situación es la inseguridad política, lo cual no brinda la protección necesaria para que las instituciones financieras puedan invertir en este tipo de tecnología (Global Wind Energy Council, 2014). En Centro América se observa la creciente inversión que existe en cuanto a instalación, ejecución e investigación en materia de energías renovables, como los proyectos que presenta Costa Rica en materia de energía eólica, donde el Plan de Expansión de Generación (2008 - 2016) del ICE; que pretende un incremento de 150 MW, de los 70 MW instalados al momento de presentar el Plan de Expansión de Generación, la propuesta dictamina que debe comisionarse 50 MW en los años 2013, 2014 y 2021 respectivamente, además se constatan la ejecución de proyectos eólicos que aportarán alrededor de 130 MW, dichos proyectos reflejan el auge en el que están teniendo las fuentes energéticas no convencionales, como lo es la energía obtenida del viento (Instituto Costarricense de Electricidad, 2014). Junto a Costa Rica, Nicaragua comparte la primera posición en cuando a desarrollo eólico en Centroamérica debido a los 84 MW de nueva capacidad añadida en 2012, dicha capacidad representa alrededor de 11 por ciento de la capacidad total de potencia instalada en el país Centroamericano, no obstante Nicaragua pretende reducir la dependencia de fuentes no renovables, para lo cual se plantea el objetivo de abastecer el 74 por ciento del consumo de electricidad en todo el país por medio de fuentes renovables para el año 350
Capítulo 6
2017, objetivo que se platea con el antecedente de que en ocasiones la energía eólica ha alcanzado a cubrir el 50 por ciento de la demanda eléctrica (Global Wind Energy Council, 2014). Latinoamérica experimenta un creciente impulso económico lo que le ha permitido despertar el interés de inversionistas y principalmente de países fuera del continente americano, ante ésta realidad es coherente que la demanda energética aumente considerablemente, ya que sin seguridad energética no puede darse el desarrollo, ante esta perspectiva los gobernantes latinoamericanos deben plantearse delineamientos en cuanto al desarrollo de esta tecnología en las zonas costeras, ya que un estudio responsable con anticipación del recurso eólico marino, puede derivar en una estrategia sostenible para el desarrollo de recursos energéticos marinos (Quiñones, 2014). El importante impulsor para implementar las energías renovables en América Latina ha sido el Programa de Incentivos de las Fuentes de Energía Alternativas (PROINFA), dicho programa tuvo sus inicios en el 2002, con dos objetivos centrales principalmente, el primero, diversificar la participación de estas energías en la matriz energética, y el segundo, aumentar la cuota de energía producida por fuentes renovables a un 10 por ciento del consumo total anual de energía. El PROINFA aceptó una totalidad de 144 proyectos, en los cuales se contemplaron una generación de 3300 MW. La energía eólica se hizo de un espacio importante en Latinoamérica a raíz de que el PROINFA diera luz verde a los proyectos de energía renovable, ya que 54 centros fueron destinados a su generación, con una capacidad de generación estimada de 1100 MW, que posteriormente tuvieron una ampliación a 1400 MW (Business News Americas , 2011). Un pilar fundamental para desarrollo y expansión del sector eólico ha sido el Banco Interamericano de Desarrollo (BID), el cual en el año 2009 aprobó la inversión de US$ 101 millones para la realización de dos proyectos, el primero, el complejo EURUS que pretendía ser uno de los más grandes y representativos en América Latina y El Caribe con una capacidad de generación de 250 MW; mientras que el segundo, el proyecto EVM, con 67.5 MW de potencia, dichos proyectos se encuentran en operación en la región de Oaxaca, 351
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México. Sin embargo la piedra de tropiezo que encuentra este sector es el incremento de costos de transmisión. La energía eólica en América Latina ha mostrado avances significativos en los últimos años, todo parece indicar que está alcanzando la fase suficiente y necesaria para consolidarse y aprovechar el importante potencial eólico que ofrece numerosas áreas geográficas dentro de la región; los avances tecnológicos y la reducción de los costos de los equipos, junto con la llegada de los transcendentales fabricantes a los principales países de América Latina, ha permitido que la opción eólica sea hoy más competitiva que hace unos años atrás (Business News Americas , 2011). Algunas políticas públicas destinadas a estimular la implantación de este tipo de fuente energética también han aportado al crecimiento de la capacidad de generación eólica, sin embargo, todavía hay mucho por hacer. Mejorar las regulaciones para, por ejemplo, mejorar la predictibilidad del desempeño financiero futuro de estos proyectos mejoraría notablemente el acceso al financiamiento y mejoraría aún más la competitividad de la generación eólica; abordar de forma innovadora los problemas de interconexión que hacen muchas veces económicamente inviables los proyectos de generación a partir de energías renovables no convencionales, incluyendo los eólicos, es una de las principales tareas pendiente de las autoridades competentes de la región.
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Capítulo 6
Figura 6.3: Pronostico acumulativo del mercado 2010-2015.
En la figura 6.3 se observa la evolución de la energía eólica en diferentes regiones de mundo y con favorable pronóstico para el presente año, siendo Asia el continente que despunta en el mercado. La industria de energía eléctrica en América Latina ha sufrido un incremento, a pesar de que algunos segmentos no han obtenido buena rentabilidad como otros; la industria de energía eólica se encuentra en imperante evolución, brindando a corto plazo un futuro más optimista; la tecnologías renovables deben continuar rivalizando con el bajo costo de energía que otorgan los combustibles fósiles y las hidroeléctricas, además se debe hacer frente al resultado de la reestructuración de industria energética a través de Latinoamérica. La mayor parte de las naciones empiezan solamente a investigar la posibilidad en tecnologías renovables para su incorporación como parte integral del balance energético, y la legislación gubernamental en 353
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este campo varía ampliamente. Por otro lado, y en cuanto a las preocupaciones sobre las emisiones y la contaminación, la industria de la energía renovable desarrolla un punto de apoyo predominante en América Latina, el cual cimentará su presencia entre las formas de energía más establecidas. Asimismo, los costos continúan bajando, y las tecnologías renovables se acentúan más rentables y competitivas con los sectores tradiciones de energía. La energía con potencial eólico en América Latina durante los últimos años, ha encontrado aceptación, primordialmente por el nivel de utilidad en la generación energética. Pese al importante incremento de la industria eólica, ésta tecnología se ha visto estancada, ´por los múltiples estudios que desemboquen en el desarrollo de proyectos para continuar su expansión; debido a la naturaleza del mercado, se han diseñado medidas basadas según la capacidad de instalación de grandes turbinas, los conductores más grandes para el mercado eólico en América Latina se destacan: 1. Aumentando la capacidad en la generación de turbinas eólicas. 2. Esfuerzos por disminución en la emisión.
3. Incremento en la demanda de energía en América Latina (Frost
& Sullivan, 2001). Factores que todavía podrían restringir el crecimiento del mercado son:
1. Problemática en el financiamiento de proyectos eólicos en América Latina. 2. Costos considerables en infraestructura se incrementan debido al precio de instalación. 3. Competición con otras energías renovables en el programa de electrificación rural (Frost & Sullivan, 2001). La inversión de energías renovables en el Caribe y América Latina ascendió 14.000 millones de dólares, teniendo como protagonistas principales a Brasil, Chile, Uruguay, México y Perú, a los cuales les correspondieron 13.000 millones de dólares (94%), Latinoa354
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mérica y el Caribe podrían satisfacer su necesidades eléctricas con la implementación de tecnologías limpias es decir el aprovechamiento de sus recursos renovables, los bajos costos y nuevas tecnologías hacen que recursos eólicos puedan competir con los hidrocarburos en la generación eléctrica. La dotación de recursos de energía renovable de América Latina y el Caribe es suficiente para cubrir más de 22 veces la demanda eléctrica proyectada para el 2050 en la actualidad, la región genera 1,3 petavatios-hora de electricidad. Para el 2050, se espera que la demanda regional crezca a entre 2,5 a 3,5 petavatioshora (REVE, 2014) . Las nuevas tecnologías alternativas ya tienen precios competitivos con las tecnologías convencionales; ofrecen buenas oportunidades de inversión y deberían ser consideradas por los hacedores de políticas para diversificar las matrices energéticas de los países, reducir vulnerabilidades a las constantes oscilaciones de los precios de combustibles fósiles y disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero. A pesar de que América Latina usa más energía renovable que cualquier otra región del mundo, enfrenta retos para generar la electricidad que necesita sin perjudicar al medio ambiente, las energías renovables se han vuelto una opción viable y atractiva que debe ser explorada. En el 2012, las inversiones globales en tecnologías renovables no tradicionales ascendieron a 244.000 millones de dólares, de los cuales América Latina representó un recatado 5,4 por ciento. Para poder obtener y aprovechar su vasto potencial, la región requerirá modernizar sus marcos de políticas y regulaciones para aumentar las inversiones en estas tecnologías alternativas; si bien las inversiones en cuanto a energías renovables han sido reservadas, el estudio apunta que se están acelerando en la región. La energía eólica ha sido el recurso renovable de más rápido crecimiento (BID, 2013). En la tabla 6.1 gracias al informe realizado por la Asociación Mundial de la Energía Eólica (WWEA) nos permite realizar una estimación sobre el posicionamiento de la energía eólica en América Latina, cuyo informe nos permite avizorar la tendencia de la eólica en la región. 355
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Tabla 6.1: Desarrollo de la Energía Eólica en Latinoamérica.
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6.8. CONTEXTO ENERGÉTICO EN ECUADOR En Ecuador la economía netamente se ha sostenido de los recursos no renovables, como lo es, el petróleo gracias a su valor en el mercado internacional y a la aparente abundancia en las zonas amazónicas del país. Siendo los hidrocarburos recursos no renovables con seguridad en algún momento llegarán a agotarse, lo cual representaría la insostenibilidad a mediano plazo de generación de energía tradicional; ante esta posible realidad el Estado ecuatoriano propone el cambio de matriz energética, y como estrategia principal en el sector eléctrico pretende impulsar el desarrollo de grandes centrales hidroeléctricas en las zonas que presentan factibilidad para su implementación, como lo son las áreas en la vertiente amazónica. El Consejo Nacional de Electricidad (CONELEC). Informa que el 86 por ciento de la expansión planificada para el período 2009-2020 será con base en fuentes hidroeléctricas, Sin embargo, esta planificación no cumpliría con la meta 4.3.3. del Plan Nacional para el Buen Vivir (PNBV) que reside en alcanzar el 6 por ciento de fuentes de energía renovable diferentes de la hidroelectricidad en la matriz eléctrica. Por lo tanto, la propuesta de cambio de matriz energética gubernamental no conduce sino a la ampliación de las dos grandes fuentes tradicionales que ha tenido Ecuador: agua y petróleo. Ante esto, diversificar la matriz energética con más fuentes de energía renovable aportaría a una mayor seguridad energética y menor vulnerabilidad al suministro de energía a mediano y largo plazo, con esta finalidad se evaluaron las tecnologías de fuentes de energía renovable no hidroeléctricas y se identificó mediante estudios que la energía eólica presenta zonas con alto potencial para generación con turbinas en tierras en las crestas de montañas y en localizaciones cerca del litoral. El creciente aumento de la densidad poblacional y por lo tanto de la economía han derivado en el consumo excesivo de energía en el mundo, el cual ha sustentado su desarrollo en combustibles fósiles: petróleo, gas natural y carbón; los cuales brindan el 80 por ciento de toda la energía primaria consumida en el mundo, al ser ésta 357
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la mayor fuente energética ha originado como consecuencia la emisión de gases de efecto invernadero (GEI); por ello, es indispensable dotar de energía moderna y limpia al tiempo que se mitiga el cambio climático. Las principales razones por las cuales es necesaria la implementación de energías renovables son: la mitigación del cambio climático, el pico petrolero que causará el descenso de la producción y la obtención de la seguridad energética; factores que configuran las bases para la visión de una revolución energética donde la matriz energética empiece a sustentarse en fuentes de energía renovable. La energía renovable tiene el potencial de proveer múltiples beneficios como son mejoras ambientales globales y locales, acceso a energía para áreas remotas y mejor seguridad energética. Ecuador siendo un país en vías de desarrollo empezó la modernización de su economía con la explotación petrolera, como resultado de ello, ha tenido una demanda de energía creciente y una modernización de su matriz energética que constituyó a los combustibles fósiles como la principal fuente de energía y a la hidroelectricidad en la principal fuente de electricidad. Así, en 2008, el petróleo representaba el 84 por ciento de la matriz energética y la hidroelectricidad el 59 por ciento de la matriz eléctrica, con un 38 por ciento de electricidad generada en centrales térmicas de combustibles fósiles, mientras que otras fuentes de energía renovable como solar, eólica y geotérmica no constituían ni el 1 por ciento, según el Concejo Nacional de Electricidad (CONELEC). Ante la fuerte dependencia del petróleo como fuente gestora de energía, diversificar la matriz energética es una prioridad para un país en vías de desarrollo como el Ecuador, para ello es fundamental ejecutar programas de investigación entorno a energías renovables, entre las cuales destaca la generación de energía a partir del viento (energía eólica) cuya generación es en la actualidad rentable por lo que se prevé que para el año 2020 triplique su producción.
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Capítulo 6
Figura 6.4: Estructura de Generación Eléctrica 2013 (%).
En la figura 6.4 se observa claramente que la matriz energética en Ecuador depende netamente de termoeléctricas y del recurso agua para la generación eléctrica, dejando al descubierto el efímero aporte de fuentes renovables al sector energético del país. Los recursos energéticos en Ecuador presentan gran potencialidad, pese a este auge en recursos, el país se encuentra enfrascado en una crisis de energía, entorno que se da por las fallas de planificación e inversión para la explotación y desarrollo de fuentes ecológicas de energías y sin duda económicamente sustentables. En cuanto a la generación de energía eléctrica no abastece en su totalidad la demanda del país, situación que obliga a comprar energía a termoeléctricas de países vecinos. No obstante, se destaca que se están haciendo inversiones en este tipo de recursos y se ha conseguido el aumento de 3011 GWh de generación de electricidad por medio de hidroeléctricas del 2007 al 2012, disminuyendo en 1215 GWh la generación de electricidad por medio de centrales térmicas (Globedia, 2013). 359
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Figura 6.5: Demanda Energética Sectorizada 2013.
En la figura 6.5 se detalla la demanda energética por sectores, donde destaca el sector del transporte al ser, el que mayor porcentaje de energía requiere, brindándonos la pauta de que se deben realizar las gestiones pertinentes para lograr la seguridad energética del país. El territorio ecuatoriano posee un valioso potencial en recursos energéticos, los cuales no han sido empleados en su máxima capacidad debido a distintos factores, entre los cuales destacan: la relativa abundancia de petróleo el cual es extraído desde la década de los 70, y la crisis de la deuda externa iniciada en el año de 1982; motivo por el cual el desarrollo de energías renovables no ha sido continuo, concentrándose sólo en grandes proyectos hidroeléctricos, los cuales se han visto afectado por serias deficiencias en su ejecución no obstante la modernización energética mediante la adopción de fuentes renovables para la diversificación de la matriz energética es una imperiosa necesidad en Ecuador, debido al gradual agotamiento de pe360
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tróleo como recurso no renovable. Sin duda se justifica la implementación de energía renovable tanto por la necesidad de la diversificación de la matriz energética y productiva, como por los impactos ambientales que representan las extracciones petroleras, la cuales causan gran deterioro al medioambiente en sus recursos naturales y la biodiversidad, los cuales constituyen la verdadera y perdurable riqueza que posee Ecuador; además de que la energía renovable es más limpia y contribuye a la ponderable mitigación de los efectos nocivos del cambio climático, factor protagonista en la amenaza de la sustentabilidad global en la actualidad (Larrea, 2012).
La matriz energética es la cuantificación de los recursos energéticos de un país o región; la oferta y la demanda de energía; la transformación de cada una de las fuentes de energía; así como el inventario de recursos energéticos disponibles y la forma en que son utilizados; considerando su evolución histórica y su proyección futura. Constituyendo una herramienta para la definición de políticas de mediano y largo plazo, identificación de estrategias y ubicación de proyectos. En Ecuador los aspectos generales que orientan a la planificación energética y dentro de ella, la del sector eléctrico, constan en: La Constitución de la República, vigente desde 2008; y en el Plan Nacional Para El Buen Vivir 2009- 2013(PNVB), en dicha planificación aprueban instaurar los principios para el desarrollo de proyectos imperiosos para reorientar al sistema energético nacional, para que éste sea amigable con el ambiente y a su vez otorgue tanto eficiencia como eficacia energética (Asociación de Servicios Públicos , 2013).
Actualmente, mediante el PNBV realizado por parte de La Secretaria Nacional de Planificación y Desarrollo (SENPLADES), se constató la realidad de la matriz energética, la cual indicaba que Ecuador es un país exportador de bienes primarios de bajo valor agregado e importador de bienes industrializados, motivo por el que se estableció la necesidad de aprovechar al máximo el potencial hídrico, sin descuidar diferentes fuentes energéticas, como, solar, eólica, geotérmica o combustibles, gestionando de ésta manera la reduc361
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ción de impactos ambientales negativos, con tecnologías adecuadas, limpias y sustentables128. El Ministerio de Electricidad y Energía Renovable (MEER), mediante análisis de la situación energética del país, dictamina que se debe garantizar el autoabastecimiento de energía eléctrica por medio del desarrollo de los recursos energéticos locales, e impulsar los procesos de integración energética regional, promoviendo el desarrollo de proyectos hidroeléctricos, con la finalidad de aprovechar el potencial del recurso agua, impulsando el desarrollo de fuentes renovables, por lo que todos estos lineamientos serán fructíferos al implementar programas que causen una mayor producción y el uso eficiente de la energía eléctrica. Los ejes de la política nacional ecuatoriana con respeto al sector eléctrico, se compone de lineamientos como son: 1. Alcanzar la soberanía energética mediante el incremento de
2. 3.
4. 5.
la capacidad de generación para garantizar el autoabastecimiento. Cambio de matriz energética por medio del aprovechamiento de energías renovables. Eficiente uso del suministro con propuestas en sectores como el transporte con la introducción de vehículos eléctricos y promoviendo el transporte masivo. En el sector residencial se dispone el cambio de cocinas de gas licuado de petróleo (GLP) por cocinas de inducción. Las propuestas para el sector industrial se constituyen de una tarifa horaria diferenciada de manera que se dé una eficiencia energética industrial. (MEER)
El cambio de la matriz energética viene acompañado con un cambio en el enfoque tradicional, de un consumo convencional a un consumo inteligente de electricidad. 129 128
Para mayor información revisar el Plan Nacional del Buen Vivir 2009-2013.
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Capítulo 6
Figura 6.6: Proyección de la Matriz Energética Ecuatoriana al año 2016.
En la figura 6.6 se proyecta las grandes expectativas que tiene el gobierno nacional en diversificar la matriz energética del país, basándose claramente en la generación de energía a partir de hidroeléctricas, observando un mínimo desarrollo de otras tecnologías amigables con el ambiente en materia de energía.
6.9 POTENCIALIDAD EÓLICA EN ECUADOR Siendo Ecuador un país rico en recursos naturales, es posible apostar por la generación energética a través de la producción de fuentes renovables. El gobierno nacional por medio del MEER solicitó el 129
Para mayor información revisar las políticas del sector eléctrico por parte del Ministerio de Electricidad y Energía Renovable.
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inventario del recurso eólico en el país; para lo cual se procedió a la elaboración del atlas eólico de Ecuador, con mediciones a treinta, cincuenta y ochenta metros sobre el terreno, obteniendo resultados de suma importancia orientados al cambio proyectado de la matriz energética del Ecuador. La implementación de energía eólica aportará a la matriz energética cambios transcendentales, ya que ésta, es una energía sustentable por ser una energía limpia debido a que no existe emisiones de gases contaminantes, no utiliza agua para su funcionamiento, sus posibles incidentes no implican riesgos ambientales de gran impacto; existe un alto porcentaje de viabilidad para su ejecución, por ser Ecuador un país con alto potencial eólico, además que la tecnología requerida para su ejecución es un tipo de tecnología madura que permite su explotación de una forma técnica y económicamente viable. La generación de energía eólica también basa su sustentabilidad en el crecimiento económico que aporta su implementación, debido a que su explotación representa una alternativa a los combustibles fósiles, diversificando de ésta manera el suministro energético del país. Ecuador posee en la actualidad tres proyectos de generación eléctrica a partir de la fuerza cinética del viento, dos se encuentran ubicados en la provincia de Galápagos, concretamente en las islas de San Cristóbal e Isla Baltra con capacidades de generación de 2,4 y 2,25 megavatios(MW) respectivamente; otra central eólica se encuentra en la provincia de Loja, en el cerro Villonaco a 2720 metros de altura, con una capacidad de generación de 16,5 MW, la suma de las capacidades de generación de estos proyectos permiten el abastecimiento a ciento cincuenta mil hogares de ecuatorianos; de ésta manera nos da la pauta que Ecuador se proyecta a ser un país con soberanía energética, debido a la cantidad de recursos naturales aprovechables para la generación eléctrica (MEER, 2013).
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Capítulo 6
Figura 6.7: Mapa Eólico de Ecuador a corto y largo plazo de Implementación.
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En la figura 6.7 se detallan las provincias factibles para el desarrollo de proyectos eólicos, destacando las provincias de Carchi, Imbabura, Pichincha, Bolivar, Chimborazo, Cañar, Azuay, Loja, ya poseen un potencial eólico aprovechable a corto plazo, por lo que es de prioridad realizar proyectos a la mayor brevedad posible.
6.10. PROYECTOS EÓLICOS EN ECUADOR Pese a ser un país rico en recursos naturales aprovechables para la generación eléctrica, Ecuador solo cuenta en tres proyectos de generación eólica, los mismos que se encuentran situados en la provincia de Loja y en la Provincia de Galápagos, esta realidad se pretende cambiar con la diversificación de la matriz energética; y la elaboración del primer atlas eólico de Ecuador por parte del Ministerio de Electricidad y Energía Renovable es un paso gigantesco, ya que se podrán presentar proyectos de generación eólica con estudios previos realizados por el Estado.
6.10.1. Central eólica Villonaco La central eólica Villonaco es uno de los proyectos emblemáticos del gobierno ecuatoriano, la central se ubica en la provincia de Loja, y es considera la central más alta del mundo ya que se ubica a una altura de 2720 metros sobre el nivel del mar (msnm), su construcción y su posterior ejecución le significa un ahorro al Estado de 13,2 millones de dólares, debido a que su producción eólica reemplaza a la generada por termoeléctricas, dichas termoeléctricas empleaban para su funcionamiento 4,5 millones de diésel anualmente; como aspecto importante en cuanto a este ahorro económico también se le añade la reducción de 35.270 toneladas de CO2, cifras que promedian el funcionamiento de 1500 autos o 470 buses al mismo tiempo, es decir es un aporte fundamental para la mitigación del cambio climático (Agencia Nacional de Noticias del Ecuador y Sudamérica, 2014). 366
Capítulo 6
La velocidad del viento en el cerro Villonaco tiene un promedio de 44.64 kilómetros por hora anualmente (Km/h) y que en ocasiones llega hasta los 122.4 (Km/h), factor muy importante para lograr una producción energética de 59,57 GW/año, cuya producción es adherida al Sistema Nacional Interconectado (SIN), cifra que permite cubrir el 30% de la demanda energética las provincias de Zamora Chinchipe, Loja, y al cantón de Gualaquiza de la provincia de Morona Santiago. La iniciativa de la puesta en marcha de este proyecto obedece a los objetivos planteados y por alcanzar en Plan Nacional para el Buen Vivir, donde se manifiesta la necesidad de aprovechar las energías renovables no convencionales, ya que la reducción de costos de producción aporta significativamente al desarrollo nacional (Agencia Nacional de Noticias del Ecuador y Sudamérica, 2014). La central eólica puesta en funcionamiento desde el año 2012 en la provincia de Loja cuenta con una potencia instalada de 16,5 MW, la empresa a cargo de la construcción del parque eólico fue la empresa Xinjian Goldwind Science and Techonology proveniente de la China, incorporó 11 generadores, los cuales producen energía para cubrir las necesidades y los requerimientos energéticos de los usuarios de la provincia de Loja en 50 por ciento y el 23 por ciento de la demanda correspondiente al sur de Ecuador. El territorio ecuatoriano cuenta con alto potencial para el desarrollo de energía eólica, ya que el Ecuador cuenta con sectores que poseen la capacidad, velocidad y fuerza del viento, que se requiere para la utilización de este recurso, para la generación de energía limpia (Lexima, 2013).
6.10.2. Proyectos Eólicos en Galápagos Las operaciones de la Central eólica en Galápagos tuvieron sus inicios en el año 2007, con una producción media de energía de 3,20 GWh/año, debido a 2,4 MW de potencia instalada, el proyecto fue financiado por organismos internacionales esencialmente, tan sólo el 20 por ciento fue financiado por Elecgalápagos S.A y el municipio de San Cristóbal. La central cuenta con tres aerogeneradores los cuales proporcionan la energía requerida por los habitantes de 367
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Puerto Baquerizo Moreno; San Cristóbal, la capital de Galápagos, se convirtió en la ciudad que consume por primera vez en el país energía eléctrica renovable, calificada como económica y sana, la central empezó a proporcionar de electricidad a la provincia a partir del primero de octubre de 2007, después de una serie de pruebas alcanzó a ofertar el 50 por ciento de energía a la isla (CONELEC, 2011). El montaje del parque eólico en Baltra con una potencia instalada de 2,25 MW, se sitúa junto al Aeropuerto de Seymour y permite el abastecimiento de del 25 por ciento de la demanda de la electricidad de los habitantes de Puerto Ayora, en la isla Santa Cruz, reduciendo de esta manera el uso de combustibles fósiles, como el diésel, para la generación de electricidad, lo cual es un factor del efecto invernadero debido a las emisiones de gases , además del impacto ambiental negativo ocasionado por el uso y la transportación de estos elementos en la zona. El parque eólico Baltra cuenta con 3 aerogeneradores de 750 KW, los cuales se encuentran en torres de 50 metros cada una, la energía producida se une al sistema de interconexión desde la isla Baltra a la isla Santa Cruz mediante redes subterráneas, submarinas y aéreas (MEER, 2013).
6.11. EÓLICA EN MANABÍ En un estudio realizado del recurso eólico en la provincia de Manabí por parte de la Corporación para Investigación Energética (CIE) mediante el aval de la Corporación Eléctrica del Ecuador – CELEC EP, determinó preliminarmente en el 2012 la pre-factibilidad para la realización de estudios de proyectos de este tipo de tecnologías especialmente dos puntos geográficos esencialmente, los cuales fueron: El Aromo y Montecristi; luego del análisis de los datos arrojados se puede determinar que la viabilidad en el área de Montecristi no es adecuada ya que el potencial medido no es el óptimo para la implementación de un parque eólico, además la presencia de zona protegida, limita mucho más las opciones para la realización de proyectos que aprovechen el recurso eólico para la generación de energía; por su parte, la zona de El Aromo presentó altas expectativas debido al 368
Capítulo 6
potencial evaluado, por lo cual la CIE, prevé que sería factible la elaboración de un proyecto que contemple una potencia entre 60 y 70 MW, mediante turbinas de 1,6 y 2,5 Mw, las cuales estarían situadas sobre torres de 80m de altura; la producción estimada seria de 200 Gwh con un factor de planta de 35 por ciento y un promedio de velocidad del viento de 8 m/s, lo cual denota una admisible posibilidad de poseer un parque eólico con alta rentabilidad desde el punto de vista estatal, la inversión de 2,12 M$ / MW, puede definirse como de alto costo, pero se puede redefinir realizando un plano adecuado de líneas, caminos y sub estación, así como la optimización del transporte interno y el montaje (Corporación para la Investigación Energética, 2013).
Figura 6.8. Demanda de Electricidad por provincia 2013.
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En la figura 6.8 se constata el sitial de la provincia de Manabí en cuanto a la demanda de electricidad a nivel nacional, donde podemos observar que se encuentra entre las principales provincias demandantes de electricidad, por lo que es de suma importancia que la provincia asegure el abastecimiento del suministro mediante la incorporación de fuentes renovables a su sector energético. Recientemente se registra una investigación del potencial eólico en la zona de Cerro Seco del cantón Sucre, sector donde predominan los vientos alisios, dichos vientos son del Este y descienden de áreas de presiones subtropicales altas hacia el cinturón de las bajas presiones ecuatoriales; el contacto entre ambos alisios se produce en la llamada zona de convergencia intertropical, una franja en la que el aire asciende acompañado de nubes y precipitaciones para después descender en las regiones tropicales, donde la subsidencia impide la formación de nubes y se encuentran las mayores áreas desérticas del mundo (INAMHI, 2011); el proyecto de investigación del potencial eólico se lo realizó en el Cerro Seco con una extensión aproximada de 40 ha, y con una altitud que oscila entre los 60 m.s.n.m. y los 200 m.s.n.m. y donde se registra una variación de temperatura que vas desde los 23 a 25 oC, el cantón Sucre al cual pertenece el lugar de estudio se encuentra localizado a 0 grados, 35 minutos de latitud sur y 80 grados, 25 minutos de longitud oeste. Su extensión territorial es de 76 400 ha (Chinga & Mendoza, 2014). El registro de datos de las velocidades del viento en Cerro Seco se lo realizó en el lapso de un año, teniendo como punto de partida el 1 de noviembre de 2012 y culminando el 31 de Octubre de 2013, en el registro se pudo determinar que las velocidades máximas están próximas a los 9 m/s y se dieron en los meses de junio y noviembre; así mismo, las velocidades mínimas alcanzaron los 0 m/s en los meses de abril, mayo, junio, julio, agosto y noviembre. La velocidad media mensual ( Figura 6.9) está en el rango de 4 a 5 m/s específicamente en los meses de enero, febrero, marzo, abril, agosto, septiembre, octubre, noviembre y diciembre. Lo que al año representa una velocidad media de 4,23 m/s; en este periodo de observación se estableció que en los meses comprendidos de febrero a septiembre 370
Capítulo 6
los vientos que predominan provienen del sureste mientras que en los meses de octubre a enero predominan lo de dirección noreste. Figura 6.9. Velocidad del viento en Cerro Seco.
Las mediciones de las velocidades del viento en el lugar de interés se las efectuó a diez, treinta y cincuenta metros de altura, para de esta manera obtener un acercamiento en el terreno plano; en el cuadro 6.1 se puede observar la producción estimada en el ciclo de análisis, a partir de los resultados obtenidos se puede determinar la utilidad que brindaría la ejecución del proyecto, ya que revisando el registro de consumo de energía de una vivienda situada en el lugar de estudio gracias a la base de datos de CNEL (2014) el consumo al mes es de alrededor de 100 kWh, es decir 3,33 kWh al día; gracias a esta información se puede realizar una relación para determinar el número de viviendas que pueden ser abastecidas por la producción de energía a diferentes alturas, donde se puede evidenciar que la generación a cincuenta metros de altura es la de mayor capacidad, por ende la que ofrece un mayor abastecimiento. (Chinga & Mendoza, 2014)
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Cuadro 6.1. Estimación de Energía Producida.
6.12. POTENCIAL EÓLICO EN LA CIUDAD DE MANTA Pese al aparente potencial eólico que ofrece la ciudad de Manta, mediante estudios de velocidad, frecuencia y densidad del viento se determinó que el potencial eólico que presenta la zona de Manta es efímero, es decir, que proyectos eólicos no son viables en la ciudad; en el atlas eólico realizado por el MEER descartan totalmente a la provincia de Manabí, y por consiguiente a la ciudad de Manta para la generación eléctrica a partir de la fuerza del viento, ya que no se refleja a la provincia en el mapa eólico de potencial a corto plazo ni a largo plazo (Figura 6.7); como consecuencia las autoridades competentes y porque no, los inversionistas privados deberán apostar por la investigación y posterior ejecución de otro tipos de tecnologías amigables con el ambiente, ya que el eminente crecimiento de la ciudad exige que el suministro eléctrico sea asegurado, por lo que es de imperiosa necesidad que se busque las alternativas idóneas para lograrlo, y al hacerlo mediante el implemento de tecnologías limpias o amigables con el ambiente determinara un suceso de suma importancia ya que el desarrollo que alcance la ciudad será sustentable en materia de energía. La carencia del recurso eólico idóneo en la ciudad de Manta no debe ser impedimento para el desarrollo de otras tecnologías lim372
Capítulo 6
pias en materia de energía, ya que sin duda alguna Manta cuenta con una amplia variedad de recursos naturales aprovechables para la generación de energía, entre ellos la energía solar la misma que posee un alto potencial para su implementación, además de este tipo de energía, se encuentra latente la posibilidad de generación eléctrica mediante la utilización de los océanos, dicha generación se la realiza a través de dos métodos, el primero es mediante el aprovechamiento energético de las mareas, se aprovecha el ascenso descenso del agua del mar que se produce en forma natural debido a la acción gravitatoria del sol y la luna, un punto importante a co nsiderar de este tipo de tecnología es que la rentabilidad del mismo depende de los puntos en los que la mar alta y la baja difieran en más de cinco metros de altura, este tipo de tecnología se la conoce como mareomotriz (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía, 2012). Otro forma de aprovechamiento de los océanos es la energía obtenida de las olas, dicha energía se obtiene gracias al efecto del viento sobre la superficie de los mares y los océanos, esta energía es libre de emisiones de co2, por lo tanto es una energía limpia, técnicamente se define como la energía derivada de la captación de energía cinética que se encuentra en el movimiento del agua de mares y océanos, dicho movimiento pertenece a las olas las cuales son el resultado del efecto que ocasiona el viento sobre la superficie del agua, éste viento se origina a partir de la energía del sol, este tipo de tecnología es la llamada energía undimotriz (Vercelli, Energías como Bienes Comunes, 2012). Aunque la implementación de este tipo de tecnologías presenta desafíos por sus altos costos para su ejecución, no se debe dejar de lado, sino, por lo contrario, implementar programas orientados para el desarrollo de las mismas, buscar alternativas viables en cuanto a lo económico involucrando entidades gubernamentales y privadas para que inviertan en la implementación de este tipo de tecnología a la matriz energética, para de esta manera brindar seguridad al suministro eléctrico el mismo que incrementará su demanda debido al constante desarrollo que tiene la Ciudad de Manta, no hay que olvidar que el verdadero desarrollo sostenible de un territorio está direc373
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tamente relacionado con la seguridad energética que posea el mismo, y que mejor si esta seguridad se alcanza mediante la generación eléctrica por medio de fuentes renovables.
6.13. TECNOLOGÍAS ALTERNATIVAS CON ALTO POTENCIAL DE IMPLEMENTACIÓN EN ZONAS COSTERAS
En contexto energético es fundamental que los distintos territ orios cuenten con la seguridad necesaria de su suministro, por lo tanto las innovaciones tecnológicas deben ser constantes en este campo, ya que el desarrollo de un país o de un territorio está netamente relacionado con su capacidad de satisfacer las neces idades energéticas de su población, ante esta realidad distintas investigaciones han determinado que una alternativa no convencional para la generación de energía es a través de los océanos ya que éstos cuentan con un gran potencial energético que mediante una innovadora tecnología puede ser convertido en electricidad para que de esta manera se pueda satisfacer los requerimientos energéticos actuales. En las tecnologías energéticas aplicadas en el mar hay diferencias claramente marcadas en cuanto al aprovechamiento energético, entre ellas está la energía de las mareas o mareomotriz, y energía de las olas o undimotriz.
6.13.1. Energía mareomotriz La obtención de este tipo de energía se lo realiza mediante el aprovechamiento energético de las mareas, se aprovecha el ascenso descenso del agua del mar que se produce en forma natural debido a la acción gravitatoria del sol y la luna, un punto importante a considerar de este tipo de tecnología es que la re ntabilidad del mismo depende de los puntos en los que la mar alta y la baja difieran en más de cinco metros de altura, los proyectos de centrales de mareomotriz se basan en el almacenamiento de agua en un embalse que deriva de la construcción de un dique con compuertas que hacen posible la entrada de agua o 374
Capítulo 6
caudal a turbinar, en una bahía, río o estuario para la generación eléctrica (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía, 2012). La energía producida por el movimiento generado por las mareas es aprovechada por turbinas las mismas que a su vez dan movimiento a la mecánica de un alternador que genera energía eléctrica, dicho alternador se encuentra conectado a una central en tierra que distribuye la energía a la población en general. Se considera una energía limpia y renovable ya que para su op eración no consume elementos fósiles, por lo tanto no produce ni emite gases que contribuyen al efecto invernadero; al ser predecible y tener un suministro seguro con potencial que no varía de forma trascendental anualmente, ya que solo se limita a los c iclos de marea y corrientes, hacen de estos de esta tecnología una alternativa fiable en cuanto a producción energética (Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica de Chile, 2012).
Métodos de Generación Figura 6.10. Generador Mareomotriz de Corriente de Marea.
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Generador de la corriente de marea: Los generadores de corriente de marea hacen uso de la energía cinética del agua en movimiento a las turbinas de la energía, de manera similar al viento (aire en movimiento) que utilizan las turbinas eólicas. Este método está ganando popularidad debido a costos más bajos y a un menor impacto ecológico en comparación con las centrales de marea (Tiribirauri, 2012). Figura 6.11: Generador Mareomotriz de Presa de Marea.
Presa de marea: Las presas de marea hacen uso de la energía potencial que existe en la diferencia de altura (o pérdida de ca rga) entre las mareas altas y bajas. Las presas son esencialmente los diques en todo el ancho de un estuario, y sufren los altos costes de la infraestructura civil, la escasez mundial de sitios viables y las cuestiones ambientales (Tecun, 2011) Además del generador de la corriente de marea y de la presa de marea, cabe mencionar a la energía mareomotriz dinámica la misma que es una tecnología de generación teórica que explota la interacción entre las energías cinética y potencial en las corrientes de marea. Se propone que las presas muy largas (por ejemplo: 30 a 50 km de longitud) se construyan desde las costas hacia afuera en el mar o el océano, sin encerrar un área. Se introducen por la presa diferencias de fase de mareas, lo que 376
Capítulo 6
lleva a un diferencial de nivel de agua importante en aguas marinas ribereñas poco profundas con corrientes de mareas que oscilan paralelas a la costa, como las que encontramos en el Reino Unido, China y Corea. Cada represa genera energía en una escala de 6 a 17 GW (Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica de Chile, 2012). Al presentarse más constante y predecible que la energía eólica e incluso que la energía solar, permite a la mareomotriz tener como pilares fundamentales estos aspectos para su viabilidad, teniendo como condición que la costa donde se ejecute te nga amplitud de marea, siendo ésta no menor de cuatro metros, para que bajo esta condición se asegure una buena y económica producción de energía eléctrica. En cuanto para la generación eléctrica, la infraestructura necesaria se compone de la construcción de una prensa por medio de la cual se puede someter al agua en ascenso o descenso a circular por ductos específicame nte creados para dar movimiento a turbinas similares a las de las presas hidroeléctricas (Vercelli, Energía como Bienes Comunes, 2012). La funcionalidad que presenta la tecnología de obtención de energía a partir de las mareas en cuanto que la generación de electricidad, es, que se puede dar tanto con la entrada de agua en el ciclo del flujo, como en el ciclo de reflujo, es decir, que ´posee un sistema de función bidireccional, teniendo en este factor una de sus ventajas, pero no obstante, en la actualidad se e ncuentra un sistema distinto de aprovechamiento de mareas el cual no requiere encausar y almacenar enormes cantidades de agua detrás de barreras o diques, dicho sistema guarda similitud al de los generadores eólicos, con la diferencia que éstos se e ncuentran sumergidos en agua, las turbinas se colocan en el fondo del mar o levemente sumergidos, las cuales tienden a moverse por acción del paso de las corrientes marinas generadas por las mareas; un factor de análisis de este tipo de sistemas de gener ación donde el agua es protagonista, es que al compararlos con sistemas que funcionan obteniendo la energía que transporta el aire en movimiento, el agua por ser un fluido su densidad es 800 377
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veces más, por lo tanto el transporte de energía es mayor, por lo cual los mecanismos junto a las construcciones deben ser más fuertes para que soporten esfuerzos, pero cabe destacar que esta medida es ampliamente compensada con la energía que se obtiene tras su paso (Vercelli, Energía como Bienes Comunes, 2012). Pese a las múltiples ventajas que ofrece la energía mareomotriz cabe acotar de igual manera los inconvenientes que presenta su instalación, los cuales se centran primordialmente en el impacto que ocasiona la infraestructura necesaria para su explotación, las principales desventajas que presenta la mareomotriz son: 1.
Para su ejecución requiere de una gran inversión inicial, y su construcción se prolonga por mucho tiempo, en la actualidad la relación existente entre el coste de obtener la energía y los rendimientos que se obtienen es muy elevado.
2.
El impacto visual y estructural sobre el paisaje costero, ya que es necesaria la construcción de un dique que modifica el estado natural del emplazamiento en el que se encuentra.
3.
Además de poseer una amplitud de las mareas no es la misma en todas las costas del mundo, por lo tanto la energía mareomotriz solo es viable en zonas muy concretas del planeta.
Una muestra importante de este tipo de tecnologías es la instalación mareomotriz más importante del mundo la misma que se encuentra en Francia, la central de la Rance, la cual fue inaugurada en 1966, esta planta produce al año 600 millones de kilovatiohora(kWh), dicha generación cubre el 45 por ciento del consumo eléctrico de toda la Bretaña francesa; la central de Rance es una latente prueba de como la mareas pueden aportar una base de generación de energía que desplace a los combustibles fósiles y a las tecnologías contaminantes que afectan de gran manera al ambiente; por lo que es de suma importancia que el desarrollo de tecnologías para la generación energética a partir de las mareas sean de bajo impacto a la 378
Capítulo 6
naturaleza y con costos de capital y producción razonables (Twenergy, 2012).
6.13.2. Energía Undimotriz Históricamente el mar ha sido un contenedor potencial de energía, en la actualidad dicha potencialidad está siendo estudiada para la generación de energía, ya que con una adecuada tecnología la oscilación presente en las olas puede ser aprovechada para la producción de electricidad (Twenergy, 2013). La energía obtenida de las olas es la llamada energía undimotriz, dicha energía se obtiene gracias al efecto del viento sobre la superficie de los mares y los océanos, esta energía es libre de emisiones de CO2, por lo tanto es una energía limpia. Técnicamente a la undimotriz se la define como la energía derivada de la captación de energía cinética que se encuentra en el movimiento del agua de mares y océanos, dicho movimiento pertenece a las olas las cuales son el resultado del efecto que ocasiona el viento sobre la superficie del agua, éste viento se origina a partir de la energía del sol; en determinadas zonas la actividad de las olas es exuberante, promediando que la energía contenida cinética en este movimiento es mayor a 70 MW/km2 (Vercelli, Energías como Bienes Comunes, 2012). Un factor de relevancia para la planificación y el posterior despliegue del equipo para la captación de energía undimotriz, es la identificación de las áreas donde se generan olas de gran tamaño, sin olvidar la estrecha relación que existe entre el viento de superficie y las olas ya que gracias a éste se forman las olas, para lo cual se deduce que las zonas idóneas para este tipo de generación se encuentran comprendidas entre los cuarenta grados y sesenta grados de latitud en los dos hemisferios. Pero además de esta condición para la construcción de grandes estaciones generadoras de energía undimotriz, existen factores determinantes que restringen su implementación, donde destaca la frecuencia y el tamaño de las olas, las cuales son impredecibles, este aspecto concibe claramente un problema en cuanto al ajuste entre la oferta y la demanda de la generación de energía, por 379
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ésta razón la tecnología de la energía undimotriz se encuentra en fase de experimentación (Vercelli, Energías como Bienes Comunes, 2012). El desarrollo de tecnologías para la obtención de energía undimotriz en la actualidad cuenta con tres sistemas para la generación eléctrica, las mismas que son:
1. Dispositivos Flotantes Amarrados Este tipo de dispositivo flota en la superficie del océano amarrado al lecho marino por cuerdas o cables que pueden estar tensos o sueltos, dependiendo del sistema. El captador mecánico debe resistir el movimiento de las olas para generar energía: parte de la máquina necesita moverse mientras que otra parte debe quedar inmóvil. En este tipo de dispositivo, el amarre es fundamental y está dispuesto de tal manera que el movimiento de las olas solo mueva una parte de la máquina. La electricidad se genera entonces a partir del movimiento oscilatorio de la parte móvil que acompaña las olas (ENERGÍAS RENOVABLES, 2012). Figura 6.12: Dispositivos Flotantes Amarrados.
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Sistemas de Columnas de Agua Oscilantes Estos sistemas funcionan basados en una estructura hueca parcialmente sumergida en el agua y con una abertura expuesta por debajo de la línea del agua. Por encima de este nivel se genera una gran cámara de aire que varía en tamaño al estar sometida a la fluctuación de nivel del agua por efecto de las olas. Este aire atrapado en la estructura sufre violentos compresiones por efecto del llenado de agua en la cámara y es canalizado a través de ductos que mueven turbinas bidireccionales. El efecto aerodinámico producido es de igual intensidad cuando el agua que ingreso se retira de la cámara. El reingreso de aire desde el exterior vuelve a rotar las turbinas emplazadas en los ductos y así el ciclo se cierra esperando el ingreso de una nueva ola (Espacio de información y difusión de las energías marinas en Chile, 2015). Figura 6.13: Sistemas de Columnas de Agua Oscilantes.
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Sistemas de Superficies Articuladas Este sistema se basa en aprovechar mecánicamente el movimiento de las olas a través de dispositivos de gran extensión que copian la rugosidad de la superficie del agua articulando movimientos de bisagras. La diferencia de nivel relativo entre distintos puntos de la maquina hacen girar bisagras y puntos de quiebre donde se encuentran sistemas hidráulicos que al ser accionados bombean fluidos que hacen girar generadores eléctricos. La principal ventaja de este tipo de dispositivos es que no necesitan estar fijados al lecho marino y solo funcionan con la diferencia de nivel relativa del agua. Esto permite emplazamientos a distintos tipos de profundidades y distancias de la costa (Vercelli, Energías como Bienes Comunes, 2012). Figura 6.14: Sistemas de Superficie Articuladas.
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Clasificación por ubicación. 1. En costa u on-shore: el dispositivo se encuentra apoyado, bien sea sobre el fondo del mar o en un dique. Las instalaciones son más fácilmente construidas, instaladas y visitadas, sobre todo para mantenimiento, aunque tienen como contrapartida que están más visibles de cara al público. 2. Cerca de la costa o near-shore: se encuentran normalmente a profundidades de entre 10 y 25metros, y pueden estar tanto apoyados sobre el fondo del mar como de manera flotante. 3. Fuera de la costa u off-shore: están ubicados a profundidades superiores a los 40 metros, y pueden estar tanto sumergidos como flotantes. Tienen la gran ventaja de producir mayor cantidad de energía eléctrica y tener menor impacto visual desde la costa, pero tienen como contrapartida el disponer de un acceso peor para llevar a cabo labores de mantenimiento (Varela, Medina, & Gonzáles, 2014). Figura 6.15: Generación por Clasificación.
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Clasificación por tamaño y orientación. 1. Absorbedores Puntuales: Son estructuras pequeñas en comparación con la ola incidente; suelen ser cilíndricas y, por lo tanto, indiferentes a la dirección de la ola; generalmente se colocan varios agrupados formando una línea. 2. Atenuadores: Se colocan paralelos a la dirección de avance de las olas, y son estructuras largas que van extrayendo energía de modo progresivo; están menos expuestos a daños y requieren menores esfuerzos de anclaje que los terminadores. 3. Terminadores o totalizadores: Están situados perpendicularmente a la dirección del avance de la ola (paralelos al frente de onda), y pretenden captar la energía de una sola vez. (Varela, Medina, & Gonzáles, 2014) Figura 6.16: Clasificación por Tamaño y Orientación.
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Capítulo 6
Actualidad de la Undimotriz. En los presentes días no existen operaciones comerciales que utilicen energía procedente de las olas, no obstante una instalación a pequeña escala funciona cerca de la costa de Portugal entre 2008 y 2009. En febrero, el gigante corporativo estadounidense Lockheed Martin anunció una operación conjunta para crear el proyecto de energía procedente del mar más grande del mundo: una instalación de 62,5 megavatios destinado a la costa australiana que produciría suficiente energía para abastecer a 10.000 hogares. Escocia, rodeada por las sacudidas aguas del Atlántico y del mar del Norte, se ha convertido en un semillero para el estudio y el desarrollo de la energía undimotriz, con la aprobación del gobierno el pasado año de una instalación de 40 megavatios en las Islas Shetland (Levitan, 2014).
6.14 CONCLUSIONES 1.
Ecuador es un país rico en recursos naturales aprovechables para la generación eléctrica, sin embargo no han sido esgrimidos en su máxima potencialidad, por lo que es fundamental aportar con nuevas investigaciones con el fin de obtener los elementos necesarios para que las renovables contribuyan al cambio de matriz energética; un importante paso por parte del gobierno Ecuatoriano para el aprovechamiento de los recursos naturales es la creación del mapa eólico, este documento proporciona información valiosa del recurso viento, brindando grandes expectativas para el desarrollo de proyectos eólicos; este tipo de recursos ha sido efímeramente aprovechado y muestra de ello, es, que el Estado sólo cuenta con tres proyectos de esta categoría, por lo tanto cambiar esta realidad representaría en contexto energético, seguridad del suministro energético a toda la población ya que aportaría en un porcentaje significativo a la oferta de energía. 385
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2.
Ante la necesidad de diversificar la matriz energética, Ecuador implementó proyectos eólicos para la generación eléctrica, tres concretamente, los mismos que poseen la capacidad de abastecer de suministro eléctrico a ciento cincuenta mil hogares, es fundamental que se den los respectivos avances en cuanto a la generación de energía a partir de fuentes renovables, pero el desarrollo de este tipo de tecnología es efímero para un territorio que posee gran potencial eólico, lo que nos conlleva a pensar que la planificación e inversión para este tipo de tecnología es deficiente, por lo tanto se sugiere que las instituciones gubernamentales y no gubernamentales realicen planificaciones pertinentes para la explotación de los recursos renovables y entre ellos el recurso eólico.
3.
Uno de los proyectos emblemáticos por parte del gobierno para lograr la diversificación de la matriz energética ecuatoriana sin duda alguna es la central eólica Villonaco situada en la provincia de Loja, este proyecto ha representado grandes beneficios en diversos aspectos, que van desde lo social, económico y lo medioambiental, la realidad que ofrece este tipo de proyectos es alentadora, puesto que hace frente a diversos problemas de la actualidad como son la deficiencia energética y el cambio climático. El incremento y desarrollo de esta tecnología deberá abrirse más terreno en Ecuador ya que es un país en franco ascenso y posee las condiciones técnicas necesarias para lograrlo.
4.
El estudio realizado en Cerro Seco nos da la pauta que en Ecuador existen zonas donde puede ser factible la explotación de fuentes renovables, pero sin embargo no hay la planificación ni la inversión necesaria para realizar las investigaciones técnicas competentes, puesto que la provincia de Manabí es descartada totalmente en el atlas eólico de Ecuador, y en el monitoreo del viento en la zona de Cerro Seco nos muestra que es posible abastecer de suministro eléctrico a un pequeño número de viviendas a partir de energía obtenida del viento, si bien es cierto es un proyecto de poca envergadura, es de suma importancia que se realicen proyectos de esta índole pa386
Capítulo 6
ra reconocer realmente la potencialidad que presentan diversas zonas en cuanto a sus recursos naturales para la obtención de energía. 5.
Siendo Manta una ciudad en constante ascenso en cuanto a desarrollo es predecible el incremento de la demanda energética que soportará en años venideros por lo que es fundamental que la ciudad alcance autonomía de su suministro energético, y para lograrlo deberá apostar por las renovables, si bien es cierto el potencial eólico en la zona es bajo, según los datos obtenidos por el MEER para la elaboración del atlas eólico de Ecuador, lo que deriva en la necesidad de realizar nuevas investigaciones para la obtención de energía a partir de fuentes renovables con los recursos naturales presentes en la ciudad.
6.
Desde la perspectiva técnica, las operaciones en el mar son mucho más difícil que en la tierra; la construcción de dispositivos eólicos en el mar son más costosos que construir campos eólicos en tierra. El medio salobre es un medio hostil para los dispositivos, y las mismas olas suponen un claro desafío para la extracción de la energía ya que no solo pasan por encima, sino que lo deslizan hacia arriba y hacia abajo o lo golpean por todos los lados en mares turbulentos. Esto ofrece oportunidades tentadoras pero a la vez es un desafío para crear un diseño óptimo.
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