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Propuesta para reducir progresivamente la creciente inseguridad energética y tarifaria y los crecientes costos de la generación eléctrica nacional
Roberto Dobles
roberto.dobles@gmail.com
Dada la complejidad, la amplitud y la importancia crítica de este tema, este escrito no se puede escribir como una columna, por lo que se ha convertido en un documento que contiene lo siguiente:
• Una argumentación clara y contundente y un soporte sólido a la necesidad de cambio que tiene el país en este campo.
• Una propuesta de cambio para la transición y la diversificación de la matriz energética del sistema nacional de generación eléctrica para que este sistema pueda exitosamente enfrentar los crecientes y difíciles desafíos del futuro, reducir los costos de la electricidad y aumentar la seguridad energética y tarifaria.
1. Vulnerabilidad creciente de generación hidroeléctrica ante el aceleramiento del cambio climático
En el 2022, las plantas hidroeléctricas del sistema nacional de generación eléctrica representaron el 67,73% de la capacidad total instalada y generaron el 73,01% de la atención de la demanda. Estas plantas utilizan las fuerzas del agua que está en los ríos, la cual proviene de las lluvias que se originan en otras partes del planeta.
Así, el 67,73% de la capacidad nacional de generación eléctrica del país está fuertemente expuesta al cambio climático, y el 60% de las plantas hidroeléctricas no tienen capacidad de almacenamiento y son extremadamente vulnerables a sequias y otras reducciones de los caudales de los ríos.
Del 40% que sí tienen un embalse de almacenamiento de agua, el de Arenal es el único en el país que es plurianual (lo que significa que tiene capacidad para guardar agua de un año para usarla en el año siguiente).
A pesar de lo anterior, al final del primer semestre del 2023, y sin que el fenómeno de El Niño estuviera consolidado en el país, el agua almacenada en este embalse llegó a su nivel más bajo en los últimos 10 años.
Por otro lado, no obstante, su importancia como la principal reserva de agua en el país para generar electricidad, no tiene la capacidad suficiente para enfrentar sequías más intensas y prolongadas, como las que se anticipan en el futuro como consecuencia del cambio climático.
Los embalses del resto de las plantas hidroeléctricas dentro de ese 40% de plantas (Cachí, Angostura, Reventazón, Pirrís, etc.) tienen embalses relativamente pequeños y muy vulnerables a sequías severas y prolongadas. La operación de estas plantas duraría menos de un mes sin entrada notable de agua al embalse en el caso de una sequía severa y prologada.
Cuando se reducen las lluvias en el país por las alteraciones en el clima, no solamente aumentan los costos nacionales de la generación eléctrica por kWh al generar las plantas hidroeléctricas menos electricidad para cubrir sus altos costos fijos, sino que, adicionalmente, para suplir la escasez de electricidad que se crea con la reducción de la generación hidroeléctrica, el sistema hidro-térmico actual obliga al país a abastecerse de grandes cantidades de los caros búnker y diésel importados provenientes del volátil y riesgoso mercado petrolero internacional y de electricidad del caro e incierto Mercado Eléctrico Regional (MER).
El nivel de escasez de electricidad que se crea en el sistema de generación eléctrica, proveniente de las plantas hidroeléctricas en las épocas secas, es directamente proporcional al grado que ocurra en el país de escasez o déficit de lluvias.
El aceleramiento del cambio climático provoca que el clima será progresivamente más extremo, por lo que se estima que en el futuro el déficit de lluvias será cada vez mayor en ciertas épocas.
Toda la evidencia demuestra que el cambio climático provocará sequías más frecuentes, más largas y severas, incluyendo aquellas causadas por los ciclos del fenómeno de El Niño.
La situación se hará más grave a medida que el planeta se siga calentando y aumenten los efectos combinados de la reducción de las precipitaciones y del incremento de la evapotranspiración.
Por esta razón es que los expertos en el mundo han constatado lo siguiente:
• La generación hidroeléctrica es la fuente de energía que más puede verse afectada directamente por el cambio climático, ya que es muy sensible a la cantidad, a los patrones geográficos de las precipitaciones y a la temperatura.
• El cambio climático traerá menos precipitaciones y más sequías extremas a determinadas partes del mundo, causando escasez de electricidad en los países que dependen altamente de la hidroelectricidad.
• En un mundo en el que el clima está cambiando, la energía hidroeléctrica se vuelve más incierto.
• El cambio climático cuestiona el supuesto tradicional que la experiencia hidrológica del pasado proporciona una buena guía de las condiciones futuras.
Las condiciones hidrológicas del pasado son así cada vez menos un referente para predecir las condiciones hidrológicas del futuro, las cuales tendrán un creciente impacto negativo sobre la cantidad y los costos de la electricidad que podría ser generada en los años a venir con fuentes renovables de energía que sean altamente dependientes de esas condiciones hidrológicas.
Lo anterior porque el cambio climático está provocando un entorno donde el clima del futuro será paulatinamente más diferente que el clima del pasado.
Por lo tanto, debido a la evolución negativa del clima y a la imprevisibilidad de las condiciones climáticas futuras, la operación del sistema hidro-térmico de generación eléctrica actual del país será en el futuro cada vez más incierta y vulnerable.
Un estudio de la Universidad de Edimburgo en Escocia ha señalado también lo siguiente:
• Las plantas hidroeléctricas se caracterizan por bajos costos de operación, pero altos costos de capital. Generalmente, los ingresos por ventas de electricidad son la única manera de atender la deuda de capital.
• Así, las reducciones de las ventas de electricidad afectarán el rendimiento de la inversión y, por lo tanto, la viabilidad de la planta. La pérdida de capacidad de generación hidroeléctrica requerirá que se construyan plantas adicionales para satisfacer la demanda, requiriendo capital adicional y reduciendo así los retornos generales del sistema.
Otro estudio titulado “El cambio climático provocará sequías más frecuentes y severas”, elaborado por el Instituto de Ingeniería del Agua y Medio Ambiente de la Universidad Politécnica de Valencia, España, señala lo siguiente:
• Los efectos del cambio climático conducen a un escenario de un aumento general de la severidad de las sequías, tanto meteorológicas como hidrológicas, debido a los efectos combinados de la reducción de las precipitaciones y el incremento de la evapotranspiración.
• Las sequías, generalmente definidas como desviaciones de las condiciones normales de disponibilidad de agua, a menudo comienzan con una falta prolongada de precipitación y luego se propagan a otros componentes del ciclo hidrológico.
• Las sequías persistentes pueden conducir a un agotamiento significativo de los volúmenes almacenados en los embalses y de los niveles de agua subterránea, con una amplia gama subsiguiente de impactos socioeconómicos y ambientales.
Debido a lo anterior y a la evidencia presentada y analizada en las tres columnas anteriores, es urgente iniciar un proceso de transición y de diversificación de la matriz energética del sector eléctrico nacional para que sea progresivamente menos dependiente del clima, de fuentes de energía de alto costo, de los caros y volátiles combustibles que provienen del mercado petrolero internacional y de la cara electricidad que se adquiere en el mercado eléctrico regional (cuando las plantas hidroeléctricas no pueden generar suficiente electricidad por la reducción de los caudales de los ríos).
2. Vulnerabilidad creciente de la generación hidroeléctrica ante las alteraciones climáticas y el aceleramiento del cambio climático: el caso del primer semestre del 2023
En la columna anterior se presentaron los datos de la falta de generación con plantas hidroeléctricas en el primer semestre del 2023, lo cual ocasionó los siguientes aumentos en los costos por las compras de energía en el mercado petrolero internacional y en el Mercado Eléctrico Regional (MER):
• $53,7 millones por la compra de búnker y diésel realizada de enero a junio.
• $39,3 millones por la compra de electricidad en el MER en lo que va del año de enero a junio.
En total, el aumento en los costos por estos dos rubros, solamente en el período de enero a junio de este año, fue de $93 millones. Todo esto en un semestre donde los efectos de El Niño no estaban todavía consolidados.
Con este monto de $93 millones se hubiera podido instalar una planta de generación eléctrica con energía solar de 100 MW. Y este monto es sólo con el monto de aumento en los costos de búnker y diésel y de importación de electricidad de Centroamérica en un solo semestre.
Esta situación se daría posiblemente con mayor nivel en el 2024 con el fenómeno de El Niño totalmente asentado desde mediados del 2023. Su prolongación al 2024 crearía una situación más severa que la ocurrida en el 2023 con mayores impactos acumulativos.
Fenómenos de El Niño más severos en el futuro, sumados a condiciones de sequias más severas, frecuentes y largas como consecuencia del aceleramiento del cambio climático, aumentarán aún más los costos y disminuirán más la seguridad energética y tarifaria.
El ahorro de todos estos altísimos costos adicionales que se darían en el futuro permitiría construir muchas plantas de energía solar de 100 MW cada una, lo cual obliga hacer los cambios que se requieren. Es mucho mejor construir todas estas plantas solares (y eólicas) que gastar continuamente todos esos cientos de millones de dólares en búnker y diésel provenientes del mercado petrolero internacional y en electricidad proveniente del mercado eléctrico regional (MER).
Además, los aumentos de los costos señalados anteriormente para el primer semestre del 2023 no contemplan los aumentos que se han dado en los costos por kWh de las plantas hidroeléctricas. Lo anterior se da por tener generar con estas plantas menos electricidad para cubrir sus altos costos fijos que deben obligatoriamente ser cubiertos.
En este mes de julio, a pesar de que el fenómeno de El Niño que inició a mediados de este año es normal y de que en la estación lluviosa ya empezó, se ha tenido que generar electricidad con las plantas térmicas con combustibles importados del mercado petrolero internacional para compensar la escasez de generación hidroeléctrica, con los consecuentes aumentos en los costos.
Todo esto que está ocurriendo en el segundo semestre del 2023 se adicionará al encarecimiento en las tarifas eléctricas por los aumentos en los costos ya ocurridos en el primer semestre del 2023. Normalmente, en la estación lluviosa no se genera electricidad con las plantas térmicas.
Tal como se ha señalado, los efectos de El Niño y de otros fenómenos climáticos serán cada vez más severos en el futuro como consecuencia del cambio climático, por lo que los efectos climáticos en los costos y la seguridad energética y tarifaria serán progresivamente mayores.
3. Imperativo de tener una alta seguridad energética y tarifaria con costos bajos
La seguridad energética, los costos y las tarifas eléctricas están fuertemente ligadas, por lo que no se puede pretender que la solución a la progresiva inseguridad energética y tarifaria, originada en las crecientes alteraciones climáticas, se realice a un alto costo, como se hace a menudo en Costa Rica.
Sobre este tema, la International Energy Agency (IEA) señala lo siguiente en su World Energy Outlook 2022 en la sección titulada “Energy security in energy transitions”:
• La seguridad energética no se trata sólo de tener acceso ininterrumpido a la energía, sino también se trata de asegurar el suministro de energía a un precio asequible.
• La seguridad energética es la disponibilidad ininterrumpida de las fuentes de energía a un precio asequible.
La seguridad energética es así la capacidad del sistema energético para satisfacer la demanda energética actual y futura a precios asequibles y con robustez para resistir y responder competitivamente a los choques del sistema energético.
En otra publicación titulada “Secure energy transitions in the power sector”, la International Energy Agency (IEA) señala lo siguiente:
• La electricidad es una parte integral de todas las economías modernas y respalda una variedad de servicios críticos, desde atención médica hasta la banca y el transporte. El suministro seguro de electricidad es, por lo tanto, de suma importancia.
• Una mayor dependencia de las energías renovables aumentará la necesidad de tecnologías que brinden flexibilidad y adecuación al sistema. Esto incluirá almacenamiento, interconexiones, plantas que funcionan con gas natural en muchas regiones y la respuesta del lado de la demanda habilitada por la digitalización.
• También serán necesarios enfoques actualizados para la planificación, con análisis probabilísticos más avanzados que tengan en cuenta y permitan las contribuciones de todas las tecnologías disponibles a la adecuación.
El sistema hidro-térmico nacional de generación eléctrica (fuertemente basado en plantas hidroeléctricas muy vulnerables al cambio climático y en plantas térmicas de búnker y diésel caros importados) incumple totalmente con los principios de seguridad energética anteriores, y los incumplirá cada vez más con el aceleramiento del cambio climático.
4. La seguridad del suministro eléctrico importa más que nunca
La seguridad energética es cada vez más importante, como bien lo señala la Internactional Energy Agency (IEA), en una publicación titulada “Electricity security matters more than ever”:
• El sistema eléctrico de un país tiene que hacerle frente a una amplia gama de amenazas, tanto antiguas como nuevas.
• A medida que la electricidad aumenta su participación en todos los sectores económicos aumenta proporcionalmente la necesidad de medidas correctas de seguridad eléctrica.
• El aseguramiento de la disponibilidad en el sistema de suficientes recursos energéticos despachables se ha convertido en el principal factor para garantizar la confiabilidad del sistema eléctrico. La generación despachable (llamada también gestionable) está constituida por las fuentes de energía eléctrica que estén disponibles y que pueden ser utilizadas para cubrir la demanda eléctrica en todo momento.
• La dependencia del gas natural para la adecuación de la generación crea un vínculo íntimo entre la seguridad del suministro de electricidad y la capacidad y seguridad de suministro del gas natural.
• El rol de las plantas eléctricas a gas natural, para proporcionar flexibilidad en el suministro eléctrico, será cada vez más importante, lo que crea un vínculo más íntimo entre la seguridad del suministro de electricidad y la seguridad y entrega de gas natural.
• Esto hace que sea necesario evaluar la capacidad nacional de entrega del sistema de gas natural.
• La generación eléctrica con gas natural será crucial para aumentar la seguridad del sistema eléctrico y para satisfacer la demanda eléctrica máxima en eventos climáticos extremos.
5. La transición energética aumentará más la demanda eléctrica del país con la incorporación de nuevos sectores de alto consumo
Además de suplir actualmente una enorme variedad de servicios y de sectores críticos e indispensables para la sociedad (como los hospitales, la banca, el turismo, el comercio, la industria, etc.), la transición energética va a adicionar un importante cambio hacia una mayor y más amplia electrificación en todos sectores de uso energético final, incluyendo la industria y el transporte público (ferrocarriles, buses, etc.,) y privado (automóviles, camiones de carga que transportan todos tipo de bienes, etc.).
Lo anterior aumentará significativamente la demanda eléctrica y la dependencia de los países de fuentes de energía que se usen para la generación de electricidad. La seguridad energética y tarifaria dependerán así totalmente de estas fuentes primarias de energía.
La progresiva electrificación del sistema de transporte público y privado del país, entre otros sectores, se verán afectados por las limitaciones y los altos costos del respaldo energético que tiene el actual sistema hidro-térmico nacional de generación eléctrica ante el surgimiento futuro de alteraciones climáticas más frecuentes, severas y largas, las cuales serían impulsadas fuertemente por el aceleramiento del cambio climático.
Entre otras cosas, el país debe avanzar hacia la electromovilidad para crear un sistema de transporte eléctrico público y privado cada vez más electrificado, lo que creará un crecimiento importante de la demanda eléctrica y obligará a un aumento significativo de la seguridad energética y tarifaria y a una reducción sustancial de los costos.
Este es otro factor clave que obliga aún más a reducir los costos de la electricidad y a aumentar significativamente la seguridad energética y tarifaria del sistema nacional de generación eléctrica.
El nuevo modelo energético del transporte público y privado nacional al que se debe migrar no puede verse paralizado por ningún evento climático que genere un período de sequía suficiente largo y serio como para afectar el sistema nacional de transporte, ya sea con una paralización parcial o peor aún con una paralización total.
El cambio progresivo que el país debe hacer hacia la electromovilidad va a aumentar significativamente la demanda nacional de electricidad y, consecuentemente, va a aumentar los requerimientos de menor costo por kWh generado y mayores niveles de seguridad energética y tarifaria.
6. ¿Tiene el sistema nacional de generación eléctrica los niveles de seguridad energética para enfrentar sequías más frecuentes, largas y severas?
Como se señaló en la columna anterior, el caro respaldo energético que actualmente suministran las plantas térmicas de búnker y diésel tiene límites para proveer seguridad energética y tarifaria ante las crecientes alteraciones del clima que se anticipan con la aceleración del cambio climático.
Este costoso respaldo es de 380,96 MW (11,07% de la capacidad instalada del sistema nacional de generación eléctrica) y no puede proveer la seguridad energética y tarifaria que se requeriría en caso de sequías más severas y largas, como las que se prevén que ocurran en el futuro con el aceleramiento del cambio climático.
El Mercado Eléctrico Regional (MER) tiene también sus límites como opción de abastecimiento eléctrico ya que, en el caso de sequías severas y largas, la oferta eléctrica no solamente se restringiría porque los países de la región estarían enfrentando una sequía parecida, sino que, además, la capacidad máxima de transmisión de la línea SIEPAC es limitada (300 MW) y es compartida por varios países a la vez.
7. Sentido de urgencia
Dadas los serios impactos que deberán enfrentarse con la evolución negativa del cambio climático y la necesaria penetración de la electricidad en sectores que hoy no están electrificados (como el sector transporte) o que deben electrificase aún más (como el sector productivo), es necesario iniciar un proceso de transición y diversificación de la matriz energética el sistema hidro-térmico nacional de generación eléctrica.
La demanda eléctrica continuará creciendo en el futuro con mayor o menor velocidad según avance el crecimiento de la economía, pero los impactos crecientes del cambio climático en la generación de las plantas hidroeléctricas continuarán, la cual tenderá a bajar en el futuro como resultado de reducción estructural de las precipitaciones.
Se debe empezar a reducir los costos y la creciente inseguridad energética y tarifaria del sistema nacional de generación eléctrica originada en las alteraciones climáticas.
Como bien lo señalan los expertos internacionales, se espera que el cambio climático traiga menos precipitaciones y más sequías extremas a determinadas partes del mundo, causando aumentos en los costos y escasez de electricidad en los países que dependen altamente de la hidroelectricidad (como es el caso de Costa Rica).
Para evitar los incrementos en los costos de la electricidad y para aumentar la seguridad energética y tarifaria del sistema nacional de generación eléctrica, se debe modificar y diversificar progresivamente la matriz energética actual para hacer una transición hacia un sistema de generación eléctrica de bajo costo y resistente o resiliente a las crecientes alteraciones climáticas.
A partir de la composición de la matriz energética actual del sistema hidro-térmico de generación eléctrica, fuertemente dependiente del exterior y ampliamente vulnerable a eventos externos y a crecientes fenómenos climáticos de gran impacto, hay que buscar una ruta de transición y diversificación energética que a la vez reduzca los costos de la electricidad y que aumente progresivamente la seguridad energética y tarifaria.
Se debe empezar a desarrollar desde ya un nuevo tipo de desarrollo eléctrico que permita lograr, de manera progresiva, un sistema de generación eléctrica de bajo costo, con una robusta seguridad energética y tarifaria, menores emisiones al ambiente y a prueba de las crecientes variaciones climáticas.
El punto de inicio de este necesario cambio es la composición actual de las fuentes de energía que actualmente tiene el sistema hidro-térmico y el conjunto de las tecnologías de bajo costo que actualmente están disponibles y que están impulsando la transición energética en el mundo.
Con los patrones actuales del sistema hidro-térmico de generación eléctrica, la necesaria transición energética nacional, que implica una creciente electrificación de los usos energéticos finales actuales, conduciría a serios problemas de seguridad energética y tarifaria y a altos costos en el futuro.
Por lo tanto, es necesario llevar a cabo una diversificación y transición de la matriz energética del sistema nacional de generación eléctrica para aumentar significativamente la seguridad energética y tarifaria y para reducir significativamente los costos, las emisiones al ambiente y la vulnerabilidad a los choques climáticos y petroleros en el mercado petrolero internacional.
La transición y diversificación energética debe enfocarse en la introducción progresiva de las fuentes de energía primaria que están impulsando la transición y diversificación energética en el mundo y que tienen baja o nula dependencia del clima, costos bajos, menores emisiones al ambiente y sistemas de abastecimiento energético estables y seguros.
8. Propuesta para la reducción progresiva de los costos de generación y de la inseguridad energética y tarifaria originada en las crecientes alteraciones climáticas
La evidencia analizada en las tres columnas anteriores y en este documento muestra de manera contundente que es necesario iniciar cuanto antes una transición y una diversificación de la matriz energética del sistema nacional de generación eléctrica.
La siguiente propuesta de transición y diversificación contiene los elementos fundamentales para solucionar las crecientes debilidades existentes ante la evolución del entorno climático y económico nacional y mundial que está emergiendo y para migrar progresivamente del sistema actual hacia un sistema robusto y de menor costo y emisiones al ambiente que permita enfrentar los nuevos desafíos:
i. Fortalecer el desarrollo de la energía solar y eólica
Estas dos fuentes de energía renovable intermitente o variable (VRE, del inglés Variable Renewable Energy) son las más baratas actualmente y en el futuro lo serán todavía más por los continuos adelantos tecnológicos.
Por sus características únicas, están impulsando la transición energética mundial en el sector eléctrico y están cambiando la forma en que se operan los sistemas eléctricos.
A pesar de lo anterior, y de que existe un alto potencial de estas dos fuentes de energía, en Costa Rica se usan relativamente poco, como lo demuestran los datos.
En el 2022 la energía solar y la eólica representaron respectivamente el 0,07% y el 11,54% de la generación eléctrica de ese año. A nivel de la capacidad instalada, la solar representó el 0,16% y la eólica el 11,34%.
La propuesta busca aumentar de manera significativa la participación de estas dos importantes fuentes renovables de energía, particularmente la solar. Esta última deberá desarrollarse de manera centralizada y descentralizada (distribuida), haciendo los cambios y ajustes que se requieren en el sistema de generación y en las redes de transmisión y de distribución.
Estas dos fuentes requieren de un mayor respaldo energético por su naturaleza misma, al ser intermitentes y variables por las particularidades naturales de la radiación solar y del viento. En muchos países, este respaldo energético de bajo costo y no dependiente del clima lo está dando el gas natural, por ser la fuente más apropiada para este fin.
ii. Introducir el gas natural en sustitución del respaldo energético actualmente provisto por el mercado petrolero internacional con los caros diésel y búnker importados
El gas natural está bloqueado en el país para todos los usos energéticos (transporte, industria, servicios, generación eléctrica de respaldo, etc.) y no energéticos (para la producción de fertilizantes y de miles de otros productos no energéticos en muchos sectores, como los sectores salud, comercio, industrias, vehículos eléctricos, agricultura, etc.).
El bloqueo en el país de esta importante fuente de energía a nivel mundial se encuentra en la política energética, la cual está desarraigada de la realidad nacional e internacional y no tiene ninguna justificación técnica, económica, fiscal, social o ambiental.
Lo anterior es contrario a lo que hacen prácticamente todos los países del mundo. En Costa Rica se prefiere usar los caros y contaminantes búnker y diésel importados provenientes del volátil e incierto mercado petrolero internacional para el respaldo del sistema nacional de generación eléctrica.
En el sector eléctrico, la propuesta sobre la introducción del gas natural sería para sustituir los caros búnker y diésel importados con el fin de dar un respaldo de energía firme al sistema de menor costo y menores emisiones al ambiente y para dar el necesario respaldo energético a la intermitencia y variabilidad natural de la generación eléctrica que se va a requerir con la instalación de las nuevas las plantas solares y eólicas que el país necesita.
Como respaldo energético, el gas natural tiene una relación muy estrecha con las energías renovables. Tal como lo han señalado los expertos internacionales desde hace muchos años, “el gas natural tiene un papel clave en la producción de electricidad. En primer lugar, la generación para satisfacer la alta demanda de electricidad en los picos y, en segundo lugar, como energía de respaldo para las energías renovables”.
Además de ser una importante fuente de energía en el mundo que genera mucho menos emisiones que los derivados de petróleo, el gas natural representa también una importante solución fiscal y energética en los países productores, ya que tiene un bajo costo cuando es producido localmente y genera grandes cantidades de recursos fiscales y no fiscales.
Esta fuente de energía puede sustituir fácilmente al petróleo y a sus derivados en prácticamente todos los usos energéticos y no energéticos (como los fertilizantes, los plásticos y los textiles).
Esta fuente de energía está potenciando también el desarrollo de las energías renovables en el sector eléctrico, como fuente de energía firme de respaldo energético para que estas fuentes puedan desarrollarse más ampliamente.
Por esta razón, se le llama la fuente de energía firme “hermana” de las energías renovables. Las energías renovables que no son firmes, como la eólica, la solar y la hidroeléctrica de filo de agua, debido a su alta variabilidad no controlable durante el día o entre estaciones climáticas, requieren de una fuente de energía firme de respaldo, como el gas natural, cuando las plantas hidroeléctricas con embalse no lo pueden hacer.
El uso del gas natural como respaldo energético del sistema nacional de generación eléctrica se adiciona a todos los otros usos en una economía ya puede sustituir los caros y contaminantes derivados de petróleo, como, por ejemplo, en el sector transporte (sustitución del diésel y gasolina en los vehículos actuales, como automóviles, buses, camiones y otros tipos de vehículos) y en el sector industrial (sustitución de los derivados de petróleo en las calderas y otros equipos industriales).
Todas las plantas térmicas del ICE de búnker y diésel caros importados del mercado petrolero internacional y de altas emisiones al ambiente, que proveen actualmente el respaldo energético al sistema eléctrico nacional, pueden fácilmente ser convertidas a gas natural.
Algunas de las plantas térmicas del ICE además son muy viejas e ineficientes, por lo que podrían ser eventualmente sustituidas por nuevas plantas de gas natural modernas y de alta tecnología que son mucho más eficientes que las que existen actualmente y que generan mucho menos emisiones al ambiente, no solamente por una mayor eficiencia, sino que también porque el gas natural es un combustible mucho más limpio y genera mucho menos emisiones.
En el mundo, ya casi no se usan plantas de diésel y búnker para generar electricidad por su altos costos y altas emisiones al ambiente. Costa Rica es una de las pocas excepciones donde sí se utilizan para este fin.
La diferencia en los precios del gas natural y de los derivados de petróleo es abismal. El viernes pasado, los precios mayoristas en los EUA fueron los siguientes: Búnker $114.24/barril, Diésel $121.80/barril y Gas Natural $15,28/barril equivalente de petróleo ($2,635/MMBtu).
A pesar de estas enormes diferencias en los precios, en Costa Rica se prefiere utilizar los caros y volátiles búnker y diésel importados para generar la electricidad firme de respaldo del sistema nacional de generación eléctrica.
Los expertos internacionales proyectan que el gas natural desplazará al petróleo de su primer lugar como fuente de energía en el futuro, debido a que es más abundante, mucho más barato y ambientalmente más amigable que el petróleo. Lo anterior sin perjuicio del desarrollo de las fuentes renovables de energía que se está realizando en el mundo.
Los estudios y las exploraciones que se realizaron en el pasado han demostrado que el país tiene un buen potencial de gas natural.
Este potencial lo confirma también el Colegio de Geólogos de Costa Rica en un artículo publicado hace unos años en el periódico La República, titulado “¡Sí hay gas natural en Costa Rica”. En este artículo se señala lo siguiente:
“¡Sí existen pruebas de manifestaciones de gas natural y de la determinación de un potencial de gas natural y de petróleo en Costa Rica!”
iii. Continuar con el desarrollo de las otras fuentes nacionales de energía existentes de baja o nula dependencia externa (del clima, del mercado petrolero internacional, etc.), como la geotermia y la biomasa, siempre y cuando éstas sean de bajo costo y que tengan niveles de competitividad internacional, como la solar, la eólica y el gas natural.
iv. Incorporar las nuevas fuentes de energía de bajo costo, de bajas o nulas emisiones y de baja o nula dependencia del clima que vayan emergiendo en el futuro como consecuencia de los continuos adelantos tecnológicos, como podría ser eventualmente el hidrógeno y otras nuevas fuentes de energía.
v. Incorporar las baterías recargables de reserva en el momento en que éstas tengan un costo competitivo
En el sistema centralizado de generación, éstas ayudarían a equilibrar la generación y el consumo de energía, pero tienen un rol diferente a las plantas eléctricas, ya que tienen capacidades limitadas, al no tener la capacidad de las plantas eléctricas.
El almacenamiento de energía en baterías a la escala de redes eléctricas tiene el potencial de hacer que estas redes sean más adaptables y estables. Apoyarían también a las fuentes renovables de energía intermitentes y variables (como la solar y eólica). Podrían igualmente proporcionar energía durante los picos de la demanda para volver a ser recargadas durante las horas de menor consumo de electricidad.
En el caso de alteraciones climáticas fuertes, como sequías severas y largas, la fuente de recarga de baterías tendría que venir de fuentes de energía no dependientes del clima.
Debido a la menor escala de las baterías de respaldo, en la generación distribuida (descentralizada), las baterías tendrán un rol muy importante.
Al igual que en todos los casos anteriores, la seguridad energética y tarifarias que proveerían las baterías eléctricas de respaldo deberá hacerse con costos bajos y competitivos internacionalmente.
vi. Abrir a la competencia el mercado de la generación eléctrica
Conforme ha venido ocurriendo en los países exitosos en el mundo, en el país se debe crear un mercado mayorista de electricidad donde se desarrollaría la competencia entre los generadores por entrar en este mercado y en el mercado, lo que reduciría los costos de la electricidad.
La competencia en este mercado eléctrico mayorista fomentaría también la competencia entre las diversas fuentes de energía que se utilizan para generar electricidad, lo cual es consistente con las tendencias mundiales, las cuales muestran que se está dando una creciente competencia entre las diferentes fuentes de energía.
Se debe tener claro que la propuesta anterior tiene únicamente que ver con la transición y la diversificación progresiva de la matriz energética (del “energy mix”) del sistema nacional de generación eléctrica y que hay otros temas claves importantes del sector eléctrico que requieren de cambios de manera complementaria de cara a los crecientes desafíos del futuro.
Entre estos otros cambios adicionales que se requieren hacer en el país están los cambios necesarios en el marco jurídico y regulatorio del sector eléctrico, en el sistema de planificación a corto, mediano y largo plazo, en el fomento de un mayor crecimiento de la generación eléctrica distribuida (o descentralizada), en la digitalización del sistema eléctrico y en las redes de transmisión y de distribución (incluyendo el desarrollo de redes eléctricas inteligentes).
9. Conclusiones
La configuración actual de la matriz energética del sistema nacional de generación eléctrica, basada en un modelo hidro-térmico fuertemente dependiente del régimen de lluvias y del caro y volátil mercado petrolero internacional para proveer el respaldo energético cuando las lluvias disminuyen, no es apta para enfrentar los grandes desafíos del futuro, incluyendo las sequías más intensas, largas y frecuentes que se anticipan con el cambio climático.
Bajo este entorno difícil y complejo, el respaldo energético existente, basado en las plantas térmicas que usan búnker y diésel caros importados del mercado perolero internacional, no es suficiente para proveer todo el respaldo que se requiere en momentos cuando se den condiciones climáticas secas de alta severidad.
En un escenario con estas condiciones climáticas más severas, el embalse de Arenal no tiene tampoco la capacidad suficiente para que el sistema nacional de generación eléctrica enfrente sequías más intensas y prolongadas, como las que se anticipan en el futuro como consecuencia del cambio climático.
Igualmente ocurre con el Mercado Eléctrico Regional (MER) que tampoco tiene la capacidad de abastecer al país en períodos de sequía porque éstas se dan a la vez en toda la región. Este mercado eléctrico es además un mercado de excedentes, los cuales se reducen significativamente cuando hay épocas secas en la región. Adicionalmente, la capacidad de la línea de transmisión disponible para todos los países es de apenas 300 MW.
Cuando hay escasez, los precios de la electricidad suben significativamente. Así, mientras que a inicios de enero de este año el costo promedio de la electricidad en el MER estaba en $0.087 por kWh, en la segunda semana de junio, con una sequía leve, el precio de la electricidad subió a $0,349 por kWh, lo que representa un aumento del 300%.
Estas son tres razones adicionales para iniciar una transición y una diversificación progresiva de la matriz energética de la generación eléctrica nacional.
La transición y la diversificación de la matriz energética del sistema nacional de generación eléctrica, con la incorporación plena de las tres fuentes de energía arriba indicadas (solar, eólica y gas natural en sustitución de los caros y más contaminantes búnker y diésel importados) conduciría al país a una muy baja o nula dependencia climática, además de ser muy robusta desde la perspectiva de seguridad energética y tarifaria, y es de bajo costo y de bajas emisiones al ambiente.
Adicionalmente, el país tiene un buen potencial de estas tres fuentes de energía, que son las que están impulsando y liderando la transición energética en el mundo, por lo que Costa Rica estaría siendo también consistente con las tendencias mundiales.
El sistema nacional de generación eléctrica debe salir de la dominante concentración actual de dos fuentes de energía que tienen una altísima dependencia externa que genera grandes variaciones incontrolables e importantes incertidumbres.
Esta alta dependencia del exterior en el 2022 fue del 78.8% de la capacidad actual instalada, como se detalla a continuación:
• Las plantas hidroeléctricas representaron el 67,73% de la capacidad total instalada. Estas plantas utilizan las fuerzas del agua, la cual proviene de las lluvias que se originan en otras partes del planeta.
• Las plantas térmicas de búnker y diésel representaron el 11,07% de la capacidad instalada del sistema nacional de generación eléctrica. Estas plantas, que proveen el limitado y costoso respaldo energético de 380,96 MW, no pueden proveer la seguridad energética que se requeriría en caso de sequías más severas y largas, como las que se prevén que ocurran en el futuro con el aceleramiento del cambio climático.
Además, los caros y más contaminantes búnker y diésel ya no se usan en plantas térmicas en el mundo para respaldo, a excepción de algunos pocos países pequeños como Costa Rica.
La evidencia científica es contundente en cuanto a la evolución negativa del clima. Y tal como lo señaló el jueves pasado el secretario general de Naciones Unidas, está comenzando la era la «ebullición global”. También indicó lo siguiente: «El cambio climático está aquí. Es aterrador. Y esto es sólo el principio”, “Julio de 2023 batirá todos los récords” y “Para todo el planeta es un desastre”. Estas declaraciones las dio el mismo día en que la Organización Meteorológica Mundial (OMM) informó que este mes de julio será el más cálido jamás registrado por la humanidad.
La evidencia también muestra que en el sector energético el mayor impacto será en la generación de electricidad con plantas hidroeléctricas como resultado de sequías más severas, frecuentes y largas.
Toda la evidencia muestra que es necesario cuanto antes iniciar la transición y la diversificación energética en el sistema nacional de generación eléctrica para migrar progresivamente hacia una matriz energética (“energy mix”) que sea ampliamente diversificada, de bajo costo y poco dependiente del clima y del mercado petrolero internacional (cuando se dan épocas secas).
La propuesta que se hace en este documento es compatible con las tendencias mundiales de seguridad energética y tarifaria y con las recomendaciones de International Energy Agency (IEA), brazo energético de la OCDE, organización de la cual Costa Rica es miembro.
La transición y diversificación de la matriz energética del sistema nacional de generación eléctrica concebida es este documento cumple con los requisitos ineludibles de llevar al sistema nacional de generación eléctrica a una seguridad energética y tarifaria a un precio asequible y con un nivel de competitividad de clase mundial.
Esta propuesta es también consistente con las tendencias mundiales en materia de transición y diversificación energética para reducir igualmente los costos de la electricidad.
Como parte de estas tendencias, la evidencia muestra que la matriz energética mundial prevista para el 2040 será la más diversificada jamás vista en la historia de la humanidad y Costa Rica debe evolucionar también realizando su necesaria transición y diversificación energética.
