foto de la portada de la revista de agosto de 2019

Perspectiva al Futuro de la Energía
Renovable en Puerto Rico

 

Por Ing. Gerardo Cosme Núñez

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Imagen de 5 lentes de aumentos que tienen en su interior diferentes tipos de enegias renovables.

 

 

¿Llegaremos a 100% en energía renovable al 2050? Es cuestión de voluntad que responda a un reordenamiento de prioridades individuales y colectivas. Es definitivo que el uso de fuentes renovables de energía combinado con el uso eficiente de la energía eléctrica evitaría el incremento de gases de invernadero, disminuiría la contaminación ambiental y el consecuente gasto en degradación de salud y productividad de la población en general, además del deterioro de nuestros recursos
naturales. El detalle principal es que al presente requiere una inversión de capital para un beneficio futuro.

Veamos la situación global para distintas fuentes renovables con posibilidades de uso en Puerto Rico:

Recurso hidroeléctrico

Es la reina global de las renovables hoy en día con una capacidad estimada de 1,110 GW o una producción de 24,700 TWh en 2016. En Estados Unidos se han identificado alrededor de 12 GW adicionales en represas de usos no energéticos para
colección de agua, navegación o recreación, que pueden ser utilizados para generar energía. Este tipo de análisis puede ser empleado en Puerto Rico para añadir nueva generación, como por ejemplo en embalses existentes de la Autoridad de Acueductos y Alcantarillados (AAA). Tenemos en la isla un inventario existente de aproximadamente 100 MW en facilidades hidroeléctricas, de las cuales actualmente solo se encuentran operando alrededor de 34 MW. Al presente, hacer represas nuevas es un reto por los altos capitales y el considerable impacto ambiental al terreno. La restauración y modernización de las represas existentes es una opción viable por estudiar, pero caso a caso, de acuerdo con sus particularidades, tales como propiedades hidrográficas, comportamiento en niveles de sedimentación y condición de su infraestructura, entre otras.

Es importante notar que la modernización va más bien orientada a optimizar
controles y algunas mejoras en materiales de las turbinas que incrementan su eficiencia, pero no se espera aumentos considerables por modernización. No podemos compararlo con el caso de las turbinas de viento y placas solares, ya que estas dos tecnologías aun muestran oportunidades de desarrollo, contrario a la de las plantas idroeléctricas, que es una tecnología madura desde hace muchas décadas. Otra opción en Puerto Rico a menor y limitada escala es el desarrollo de proyectos micro hidroeléctricos que pueden energizar una residencia o un parador, por ejemplo, de la misma manera en que lo harían las placas solares. La mayor ventaja de los proyectos hidroeléctricos es que la energía es de uso continuo y no tiene la intermitencia o el vaivén como cuando se utilizan los rayos solares o el viento.

Recurso eólico

En los Estados Unidos, la capacidad global está por los 487 GW, con 78 GW. Esta es una tecnología en la que la escalabilidad es importante para la reducción de costos.
Actualmente vemos turbinas de viento en terrenos con capacidad individual de hasta 4 MW con alturas de más de 300 pies, y en el mar de hasta 9 MW con alturas de más de 600 pies. Se espera que próximamente se desarrollen turbinas con capacidades que sobrepasen los 15 MW. Nuestras mejores probabilidades de expansión en esta fuente de energía es el establecimiento de proyectos en el mar, donde contamos con mejor recurso eólico, pero a la misma vez, tenemos que vencer retos en un ambiente marino expuesto a eventos ciclónicos. En el caso de Puerto Rico, existen alrededor de 101 MW instalados en fincas eólicas, y a mi entender, quizás una capacidad de no más de 1 MW instalado en turbinas de viento pequeñas en hogares, fincas o comercios. El recurso eólico en Puerto Rico es uno marginal, comparado con otros lugares, a diferencia de la opción del sol, que es excelente en nuestra isla. Determinar el rendimiento eólico en una localización es más complicado, toma más tiempo y generalmente es más costoso que la alternativa solar.

Recurso biomasa

La biomasa es utilizada como medio común para proveer calor en aplicaciones relacionadas, o para ser convertida en combustible alterno a los combustibles fósiles en la generación de electricidad y para la transportación. En 2016, la capacidad exclusiva para generación eléctrica global estaba en torno a los 112 GW, con 16 GW de ellos en Estados Unidos. Tradicionalmente, la biomasa proviene de materia orgánica. Otro método empleado y considerado como biomasa alterna es el uso de desperdicios sólidos en facilidades conocidas como “waste to energy”. Aparte del debate que causa este tipo de operación, la realidad es que una tonelada de desperdicios sólidos puede generar entre 500 a 700 kWh de electricidad dependiendo de la composición y condiciones del desperdicio sólido y el método empleado de generación. En el caso de Puerto Rico, aparte del debate de la utilización de desperdicios sólidos para generar energía, el recurso de la biomasa es limitado por el espacio agrícola disponible y mayormente reservado para dicho uso. Otra opción es colectar los gases combustibles de vertederos preparados para tales propósitos. Puerto Rico cuenta con 2.4 MW en este tipo de generación.

Foto de paneles solares en el techo de una casa.

Foto de paneles solares montados en el techo de una casa.

Recurso solar

En Puerto Rico este es el nuevo rey de las fuentes renovables. Hay tres vertientes en que vemos su aplicación: sistemas fotovoltaicos instalados en techos, instalaciones llamadas fincas solares, y los típicos calentadores solares.

A escala global, solamente para 2016 la capacidad en proyectos de placas solares eléctrica estaba por los 303 GW. En el caso de Puerto Rico tenemos una capacidad instalada de placas solares en techos de aproximadamente 175 MW interconectados a la red y posiblemente hasta unos 50 MW o más fuera de la red eléctrica, especialmente a consecuencia del paso de los huracanes Irma y María. En proyectos de fincas solares tenemos aproximadamente otros 100 MW. Si calculamos de manera conservadora que en la isla existen 200,000 calentadores solares y los sustituimos por eléctricos de 2 kW cada uno, representarían una capacidad instalada de aproximadamente 200 MW. Es importante mencionar que, contrario a la creencia de algunos, el calentador solar, en especial el tipo termosifón, sigue siendo la mejor opción en costo para calentar agua y no la electricidad, aun cuando esta provenga de placas solares fotovoltaicas.

En mi opinión, las instalaciones en techos deben ser la prioridad inicial de propagación de sistemas fotovoltaicos en Puerto Rico por tres razones fundamentales. Primero, porque los sistemas fotovoltaicos instalados en techos afectan menos el ambiente al no impactar terrenos. La segunda razón es que una considerable cantidad de estos techos son en hormigón y aun cuando no lo sean, idealmente todos deberían cumplir con códigos de construcción apropiados para resistir ciclones o sismos. Finalmente, la tercera razón es que estos sistemas fotovoltaicos instalados en techos son una manera efectiva de aumentar el grado de resiliencia individual, cuando estos sistemas están equipados con baterías para al menos cubrir necesidades esenciales en casos que el servicio o alambrado eléctrico falle.

Pero a pesar de estas ventajas, la barrera principal para el desarrollo de estos proyectos es, precisamente, el grado de individualidad circunscrito en un plan de acción y ejecución. Estos planes dependen de las prioridades, recursos disponibles, nivel de conocimiento y confianza de los resultados de estos proyectos en cada hogar y comercio. En mi opinión, no vamos a llegar al 100% de renovables en 2050, si desde nuestro propio hogar no trabajamos para esa meta. Llegar a 100% de energía renovable en Puerto Rico para 2050, año en el cual se perfila de forma predominante el uso de energía solar por placas solares y almacenamiento por baterías, no necesariamente significa que estaremos más cerca de un desarrollo sustentable, si esto lo hacemos de manera desordenada o no sustentable en su desarrollo mismo. Por ejemplo, podemos tener graves problemas ambientales por demasiados proyectos de fincas solares, así como problemas económicos, que son parte de la sustentabilidad, al simplemente transferir lo que gastamos hoy en día en combustibles fósiles extranjeros a financiamiento extranjero a largo plazo de equipo solar, ya sea en fincas solares o en los techos de nuestras viviendas.

Aunque los proyectos de fincas solares pueden ser instalados más rápido y económicamente debido a que son proyectos de pocos dueños y clientes, estructurados, repetitivos y desarrollados bajo un estructurado plan financiero, impactan más en la degradación del terreno, pérdida de hábitat, cambios en el patrón hidrográfico y escorrentías, además de prácticamente no permitir la utilización del terreno para uso compartido con agricultura, contrario a las fincas eólicas. Sin embargo, se pueden justificar ciertos proyectos de fincas solares en lugares estratégicos. como por ejemplo en grandes centros de carga diurnos localizados en o cerca de terrenos impactados o “brown fields”.

Nuestra estrategia de desarrollo de fuentes renovables tiene que estar centrada en nuestra realidad, tanto en recursos físicos como económicos, y debemos observar las tendencias globales de este desarrollo que mejor apliquen a esa realidad. La siguiente es una tabla-gráfica de indicadores claves relevantes a la transición de energía en algunos países, publicada en 2018 por la International Renewable Energy Agency (IRENA), donde señala como año de referencia el 2015 comparado con la proyección para 2050. Para Estados Unidos, según los planes futuros, se proyecta llegar a 78% en producción eléctrica a base de fuentes renovables. Para el caso de Puerto Rico, ¿qué opinan ustedes?

Tabla mostrando indicadores claves para la transicion de energia para algunos  paises, India, Europa, China y Estados Unidos de Norte America.

Referencias:
1. International Renewable Energy Agency (IRENA) 2018 Report “Global Energy Transformation: A Roadmap for 2050.
2. Center for Climate and Energy Solutions (C2ES)
3. Energy International Agency (EIA)
4. Integrated Resourse Planning Report Siemens-PREPA, 2019

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