La creación de redes y ciudades inteligentes es una realidad del mundo actual. Ciudades en diversas latitudes aplican ya soluciones de automatización para evitar cortes en el fluido eléctrico, integrar fuentes renovables de energía o contar con información clara sobre los usuarios que incursionan en la autogeneración. Entre estas ciudades, ninguna de México figura. A decir de los expertos, muchas cosas deben cambiar para que el país se sume a las prácticas de las smart grid
Por Christopher García
El ideal de una red eléctrica capaz de gestionarse sola y contar con el balance exacto entre oferta y demanda parece cercano. Al menos para los países más avanzados en temas de automatización, eficiencia energética e inclusión de nuevas fuentes de generación y consumo, lograr estos objetivos se mantiene constante en la agenda y encuentra cauce poco a poco.
Factores diversos en la evolución de las sociedades han desembocado en una serie de retos que deben superarse para alcanzar dichas metas, pues las necesidades del mundo industrializado, en especial las relacionadas con el abasto energético, crecen a diario y se tornan más exigentes.
En el mundo actual, la energía eléctrica es una necesidad irreductible para el decurso adecuado de las actividades productivas. Industrias, comercios y hogares dependen del fluido eléctrico para ponerse en marcha, y la dependencia sigue creciendo. Este crecimiento en la demanda exige el crecimiento y la especialización de las redes eléctricas, que han desembocado en las llamadas smart grid, redes eléctricas con inteligencia electrónica capaces de operar de manera casi independiente.
El doctor Ricardo Mota Palomino, profesor titular del Posgrado en Ingeniería Eléctrica de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, unidad Zacatenco, explica que las redes inteligentes representan, en la evolución de los sistemas eléctricos, la tercera generación: “En la visión internacional, las redes inteligentes son una tercera familia del sistema de suministro de energía eléctrica. Hablamos en primer lugar de los organismos centralizados, como funcionó la Comisión Federal de Electricidad (CFE) hasta fechas recientes. En segundo lugar se establecieron en muchos lugares del mundo los mercados de energía eléctrica liberalizados. Ahí el mercado mexicano se quedó estancado por una docena de años en el primer nivel, donde la CFE restringió sus clases de desarrollo de generación eléctrica y se convirtió en comprador único de productores independientes”.
Ciudades de diferentes países ya están dando el paso hacia la tercera generación de sistemas de suministro de energía eléctrica. Esta tercera generación es resultado del propio avance tecnológico mundial, al que a diario se suman tecnologías de generación más diversas, así como equipos que demandan más energía (lavadoras, refrigeradores, televisores, reproductores de música y video, sistemas de aire acondicionado, computadoras, teléfonos móviles, entre otros, hasta la actual incorporación del automóvil eléctrico).
Al multiplicarse los sistemas vinculados a la red, se hace necesario contar con un esquema de gestión y control más avanzado, capaz de hacer interactuar de manera eficiente a los involucrados para lograr el uso adecuado de la energía. La incorporación de tecnología se ha elegido como la mejor vía para lograr esta interacción, pues en el balance general se debe asegurar tanto la disponibilidad del recurso como su uso eficiente. Así lo afirma el doctor Mota: “Para establecer una red eléctrica inteligente se requiere del aprovechamiento de la tecnología disponible para hacer una mejor explotación de las redes de electricidad”.
Hasta hace algunas décadas, los combustibles fósiles eran prácticamente la única fuente de energía, si bien las investigaciones y los equipos relacionados con otras fuentes ya estaban en curso. Las plantas de generación se basaban en la quema de combustibles fósiles para transformarlos en energía eléctrica (aún muchas plantas de generación de energía recurren a la quema de combustibles para sus actividades). Esta quema arroja una gran cantidad de gases contaminantes subproducto de la combustión, que han afectado, según converge 95 por ciento de los expertos, el comportamiento normal del clima en el planeta.
Las emisiones de gases contaminantes a la atmósfera (carbono y dióxido de carbono, principalmente) generan el llamado efecto invernadero, causante del calentamiento global y de las modificaciones en el comportamiento climático. Esto ha motivado la búsqueda de medios para disminuir la cantidad de emisiones.
En el caso de la industria eléctrica, su aporte en emisiones directas es el mayor. De acuerdo con cifras oficiales, la generación de energía eléctrica engloba dos tercios de las emisiones totales de gases de efecto invernadero en el mundo.
Por ésta y otras razones, como el inminente agotamiento del petróleo, el encarecimiento de los combustibles (aunque en últimas fechas el precio del petróleo se ha desplomado de manera dramática) y las políticas internacionales de mitigación, las fuentes de energía alternativas (eólica, solar, geotérmica, nuclear, termoeléctrica, hidroeléctrica, mareomotriz, undimotriz y un largo etcétera) se han adoptado como la mejor vía para atacar el problema.
Para integrarlas y emplearlas en todas sus variantes, se recurre a la tecnología. “El concepto de redes inteligentes se ha utilizado para aprovechar cualquier recurso energético, incluso a nivel del consumidor, e interconectarlo con los sistemas comerciales, de manera que un consumidor, por simple que sea, puede reducir su facturación eléctrica mediante el uso de un recurso local, como la energía solar. En otros países más avanzados, se ha utilizado la tecnología para acondicionar las redes, para poder dar abasto a los automóviles eléctricos. Todas estas innovaciones son materia de las redes inteligentes”, detalla el especialista.
Entre esos países avanzados, empero, México no figura. De acuerdo con el doctor Mota, “En el caso concreto de México, hasta el día de hoy, no hay una dirección concreta de para qué utilizar la tecnología”. Y puntualiza que, aunque el mapa de ruta no se ha definido, el paso hacia las redes inteligentes es inminente: “La realidad futura va a ser que redes como las de la CFE en distribución traten de mantener sus ganancias a resguardo de la tecnología y evitar el robo de energía, sea de manera administrativa o directamente con conexiones ilegales, como se da en otro manejo de flujos, como los hidrocarburos”.
Una red inteligente en México, hasta que sea negocio
El doctor Mota explica que instaurar una red inteligente en México hasta antes de la Reforma Energética era prácticamente imposible. Se requería, primero, la liberalización del mercado: “La CFE había comenzado a trabajar en este sentido en forma agresiva y con poca idea concreta de para qué la iba a utilizar. Ese camino ha sido diferido por la entrada que se dio al mercado eléctrico nacional. Con el nuevo gobierno federal se promovió la entrada del mercado liberalizado de energía eléctrica en México, como se ha venido desglosando en las leyes recientemente aprobadas”.
Explica: “En cuanto empiece a concretarse la transformación de la CFE en empresa productiva del estado, que va a ser prácticamente transportadora y distribuidora de energía eléctrica, va a tener que cuidar el flujo que pasa por sus redes y va a buscar un uso mejor de la tecnología para capitalizar las inversiones hechas”.
Dicho de otro modo, más que una prioridad gubernamental de bienestar poblacional, evitar las pérdidas y garantizar la eficiencia del fluido eléctrico comenzará a concebirse como prioridad empresarial, pues afectará directamente las ganancias monetarias que genere la CFE: “El asunto de formalmente utilizar las redes inteligentes lo va a empezar a tomar CFE a medida que se vaya convirtiendo en una empresa que busca lucro, no como lo hacía en el pasado, cuando se encargaba del suministro a la población en general. Una vez que sepan que tienen derecho a recibir un pago por la propiedad y la función que van a tener las redes de transmisión y distribución, van a necesitar una infraestructura para generar ingresos. En ese momento será de su interés tratar de minimizar las pérdidas de energía en el transporte y la distribución”.
Sin embargo, explica el especialista, aunque abrirse al mercado era necesario, la propia Reforma Energética está ralentizando el desarrollo de la red eléctrica inteligente, toda vez que los esfuerzos generales están encaminados a entender las nuevas reglas de mercado y a hacerlas funcionar: “En este momento existe un nuevo marco legal regulatorio. Hay un gran apuro en la Secretaría de Energía y en las nuevas empresas productivas del estado por poner a trabajar las reformas. Pienso que es una buena oportunidad para que universidades y centros de investigación empiecen a integrar la memoria histórica y a planear el desarrollo a mediano y largo plazo, mientras aparece la necesidad de hacerlo desde el propio gobierno federal, que en este momento está abandonado por la euforia que les trajo la nueva ley”.
La implicación de esto, asegura el especialista del IPN, es que no se cuenta con una perspectiva clara: “Lamentablemente, nuestro gobierno no tiene una visión a largo plazo ni tampoco lo promueve. Hasta hace algunos años, CFE y Pemex eran quienes marcaban el paso de cómo hacer la evolución a mediano y largo plazo, pero actualmente todos están enfocados en negocios de corto plazo y es probablemente lo que más ha perjudicado todo esto”. Matiza: “Hay un problema político de fondo que es deslindar al Estado de la responsabilidad del suministro energético, con lo cual el que tenga dinero va a poder comprar energéticos y el que no cuente con los recursos no va a poder”.
Obstáculos y soluciones
En la visión del doctor Mota, la situación de la red eléctrica nacional es incierta en muchos sentidos. “La gente aún no entiende cuál será el escenario final de la gran empresa eléctrica mexicana. Se entiende que el negocio de transmisión va a tener personalidad propia. En la parte de distribución, todavía no hay mucha claridad; siempre operó con una partición divisional. Se habla de una regionalización del negocio de la distribución, que no ha quedado lo suficientemente claro. Mientras eso no quede resuelto, no va a haber posibilidades de establecer claramente un desarrollo”.
La falta de certeza sobre los procedimientos que habrán de seguirse para mejorar las condiciones de la red y el acceso a la energía de la población en general se observa en que los incipientes planes que existían se han dejado de lado. “Hubo un documento publicado por la CFE que se suponía que sería la base de la hoja de ruta de la Comisión. Lamentablemente, les pegó en pleno corazón la nueva Reforma Eléctrica y el plan está pospuesto”, explica el doctor Mota.
Además, afirma, “La debilidad que siempre tuvo la CFE al trabajar en estos proyectos fue no tener un fin específico para este uso de la tecnología; estamos hablando de reducir al mínimo las pérdidas del transporte de energía, estamos hablando de que una red inteligente en esta dirección utilizaría tecnología para efectivamente reducir las pérdidas al mínimo. Por ejemplo, en el Valle de México, en donde se habla de que existe hasta la fecha 34 por ciento de pérdidas, muchas de ellas son de cuello blanco, no necesariamente son diablitos. Tener equipo de monitoreo para poder hacer balances e identificar en dónde se pierde esa energía es un ejemplo de cómo se puede utilizar tecnología para desarrollar redes avanzadas”.
—¿Se puede hablar de una red inteligente en México?—
—Definitivamente no. Ha habido algunos ejemplos sólo para ver la tecnología, pero no hay un solo problema real que se haya resuelto aplicando las tecnologías formalmente.
El asunto, no obstante, es que la implementación de una red inteligente en México no puede postergarse más. La entrada de nuevos actores en las actividades de generación está a la vuelta de la esquina. Lo que pudo ser una ventaja en este momento, será una necesidad imperiosa en el corto plazo. “Cuando vean que no tienen forma de resolver el problema de las pérdidas o de flexibilizar las redes, van a empezar a voltear al desarrollo internacional y se van a encontrar con que en otros lugares se están utilizando tecnologías para resolver los problemas que van apareciendo y que viabilizan financieramente la operación de las empresas productivas que se están creando”, advierte el especialista del IPN.
Para los usuarios y consumidores de energía, profundiza el especialista, “los escenarios son de costos mayores. Lo que preocupa es que, desde el momento en que despareció el compromiso gubernamental de abastecer a la población de energía y se convirtió en negocio, estamos sujetos a la posibilidad de escasez en los recursos energéticos y de altos costos. Nos va a entrar la racionalidad a la fuerza”.
Paradójicamente, el doctor Mota señala que esta situación también representa una oportunidad para incrementar la participación de la academia en el desarrollo tecnológico. “En estos escenarios la posibilidad de hacer innovaciones para aprovechar los recursos energéticos de que disponemos abundantemente, como la energía solar, puede recibir un impulso. Ante un escenario donde se empiecen a rezagar las inversiones por el efecto de maduración del mercado y empiece a hablarse de escasez de energía y altos precios, se va a promover el desarrollo de innovaciones para aprovechar del lado del consumo. Ese va a ser el motor. Universidades y centros de investigación deberían de empezar a hacer su alcancía para participar en la solución de problemas a través de las tecnologías de redes inteligentes, porque sin duda van a aparecer”, recomienda el doctor.
El rezago tecnológico ha sido un tema permanente en México. Desde el siglo pasado, se habla abiertamente de que en el país existe un atraso de, cuando menos, 20 años en temas de tecnología. La mayoría de los desarrollos innovadores se realizan en EUA, países europeos y asiáticos, mientras que en México tiene que pasar cierto tiempo para que las innovaciones tecnológicas estén disponibles.
“Hay un gran desarrollo tecnológico a nivel mundial en la parte de celdas solares, que inclusive ya muchas empresas están tratando de estar en México; pero la entrada ha sido lenta por la falta de condiciones para hacerlo. Sin embargo, en toda la parte adicional de tecnologías facilitadoras, en ese caso en México sí hay una capacidad amplia en sistemas de comunicación, en sistemas informáticos, en todos los accesorios para poder manejar este tipo de aprovechamiento”, sostiene el investigador.
Señala, además, que la posibilidad de que se suscite el desarrollo tecnológico local es amplia con las nuevas reglas de mercado: “En la condición monopólica que existía, generalmente la CFE y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología patrocinaban algunos proyectos con un poco de timidez, porque realmente no había incentivos formales. Con la entrada al mercado, cuando se habla de pesos y centavos por cuidar, ya es factible ponerle precio y beneficios a los proyectos de innovación tecnológica con algún sentido práctico establecido”.
Abunda: “Como en otros casos, el conocimiento es el que permite identificar nuestros problemas y resolverlos razonablemente. Hay una gran cantidad de tecnología desarrollada y otra en desarrollo, y nosotros, que trabajamos en una universidad, pensamos que todo lo que pueda traer la Reforma Energética es un tiempo de oportunidad para participar en la resolución de problemas a través de la tecnología. Es importante considerar que, así como las paraestatales se han convertido en empresas productivas, nosotros pongamos a trabajar a todos nuestros científicos y tecnólogos en la solución de problemas un poco más cercanos a la población. Vienen tiempos de oportunidad en el sector energético”.
Incierta, la situación de la red nacional
Los planes de desarrollo y de transición energética que ha publicado el gobierno federal estipulan que la Reforma Energética permitirá disminuir los costos de los energéticos en el corto plazo para todos los usuarios del servicio público. Sin embargo, el doctor Ricardo Mota explica que en realidad no es así: “El discurso es uno y la realidad nos sitúa en otro lugar. Lo que nos permiten ver los números detrás de la Reforma Energética es que la población en general no consume más de 35 por ciento de los recursos energéticos en términos de energía eléctrica; el 65 por ciento restante lo consumen empresas grandes y medianas. Podemos pensar, así, que hay dos mercados energéticos; el primero que mantiene la planta industrial mexicana y otro que es el suministro de energía a la población, digamos que en menudeo”.
Continúa: “Este 35 por ciento de la parte de energía eléctrica que se suministra a la población en general sigue siendo subsidiada y seguramente esto tendrá una marcha similar a lo que hemos visto con la gasolina, que paulatinamente se van a llevar a niveles reales de costo y esto es lo que va a propiciar que la gente se entusiasme por usar la energía alternativa”.
A pesar del discurso oficial, el investigador del IPN afirma que no se dice toda la verdad: “Realmente, si el gobierno fuera serio, reconocería que para la gran planta industrial mexicana se necesita desarrollar un programa serio de otro tipo de suministro de energía; por ejemplo, energía nuclear, que a nivel mundial se ha planteado como una ‘energía limpia’ porque no hace emisiones a la atmósfera. Claro que las fallas catastróficas que se han presentado han representado un retardo en la adopción de esta tecnología. Sin embargo, sabemos si se pretende mantener un desarrollo industrial de México se debe abordar seriamente el problema del suministro de energía”.
En este contexto, el doctor Mota Palomino asegura que es necesaria la participación de gente capacitada y con conocimiento de los temas para gestionar el desarrollo: “Me refiero a gente que conozca del tema y lamentablemente no es así. Durante mucho tiempo Pemex, por un lado, y CFE, por otro, eran los planificadores. La Secretaría de Energía nunca ha tenido la capacidad para hacer este trabajo y ahora menos que nunca. Inclusive con este proyecto liberalizador, la planeación de la expansión de la generación va a quedar floja, por lo menos por una etapa, al haber movido esta actividad de la CFE, que se va a convertir simplemente en una empresa transportadora y distribuidora”.
Sin quitar el dedo del renglón, insiste en que el problema mayor es la falta de una ruta clara: “Donde está la mayor debilidad en nosotros es en la parte de planeación, formalmente hacer los números para garantizar el suministro de energía en el país está debilitado. Hay una descapitalización de especialistas en la CFE y Pemex, y va a ser traumática la evolución. Lamentablemente, se piensa que los consultores son la medicina para cualquier cosa y no es así. Necesariamente debe haber un grupo técnico de alto nivel en el país que sea el encargado de aconsejar a los tomadores de decisiones y esa es la figura que se encuentra en este momento debilitada. ¿Cómo vamos a desarrollar la energía solar?, ¿cómo vamos a desarrollar otro tipo de energéticos?, ¿cómo encaramos realmente el consumo industrial del país? Ese tipo de cosas nada más nos descubren una nueva cosa y nos ponen a temblar y nos olvidamos de este tipo de problemas, que son realmente problemas de gobierno. No hay planeación en este momento del desarrollo nacional en el sector de energía”.
¿Está listo México para el siguiente paso?
El ingreso relativamente reciente del sector eléctrico mexicano en el libre mercado, de acuerdo con lo explicado hasta ahora, da motivos para pensar que la infraestructura actual de la red no cuenta con la solidez suficiente para convertirse en una red inteligente. Pero, a juicio del doctor Mota, en términos de infraestructura sí la tiene: “La CFE desarrolló técnicas de planeación de expansión que causaron que el sistema estuviera sobreequipado. Al utilizar técnicas no probadas para sus planes de expansión, realmente se tiene una infraestructura adecuada, pero requiere flexibilidad, que es lo que le dan las tecnologías modernas, como los sistemas de comunicación y control, los sistemas automáticos. Hacia allá se tiene mucho qué hacer desde el punto de vista de innovación, que es definitivamente menos costoso que el desarrollo de la infraestructura misma”.
En ese sentido, el experto opina que existe un panorama atractivo para la gente dedicada a la innovación tecnológica, sobre todo para quienes se enfocan en el tema del consumo de energía. “Pienso que va a haber oportunidades de negocio, va a haber posibilidades de desarrollo e innovación. Estamos hablando de aproximadamente 35 o 40 millones de consumidores que pueden aspirar a tener un desarrollo en sus viviendas y volverse gente que consume energía con eficiencia. Oportunidades de aprovechamiento energético a nivel de consumo es un nicho de oportunidad gigantesco en nuestro país”.
—¿La misma demanda de los usuarios podría ser un factor para el desarrollo o implementación más rápida de la red inteligente? — se le pregunta al doctor Mota Palomino.
—Va a poner presión para que las redes estén acondicionadas para recibir las emisiones de potencia a nivel de distribución y de media tensión. Tengo entendido que una de las nuevas ideas que están surgiendo en el nuevo centro de control que recién se fundó por decreto es flexibilizar las redes para poder recibir proyectos de energía renovables en diferentes niveles. Sí viene una oleada de innovación asociada con la implantación del mercado.
En cuanto al tiempo que llevará introducir la tecnología para ingresar a un siguiente nivel en la operación de la red, el experto del IPN considera que será más pronto de lo que parece: “No creo que sea más de dos años, ya tomando un rumbo definitivo y requiriendo solución de problemas concretos”.
Expresa que estos cambios pondrán una gran responsabilidad sobre las entidades académicas, quienes están llamadas a encabezar el desarrollo en el país. “Es tiempo para que las universidades y centros de investigación pongan en orden sus ideas para apoyar la evolución del sector eléctrico y energético. Es un área de oportunidad en la que vamos a tener un poco de tiempo porque la gente se encuentra inmersa en la implantación de los temas de mercado; pero vienen los problemas aparejados. Debemos evolucionar en paralelo”.
