La unidad del sistema energético y sus componentes fundamentales

SINTESIS

Este escrito y los diagramas que lo acompañan procuran proyectar una visión del Sistema Energético, tanto a nivel general, como a nivel puntual. El elemento fundamental para todos los procesos de transformación y transporte de la energía es una unidad procesadora, de naturaleza aplicable a todos los procesos de cualquiera de los cuatro componentes básicos que sean objeto de modificación. Dichos cuatro elementos son: energía, bienes de todo tipo, información y gente . La unidad procesadora tiene la misión de tomar los insumos que se le proporcionan y someterlos a un tratamiento que cambie las condiciones del insumo tratado en su naturaleza o en su ubicación en el espacio. Cumplida su misión, la unidad procesadora devolverá a su entorno los elementos recibidos, ejecutando la tarea deseada sobre el elemento objeto de la transformación y también el resto de los otros elementos que le hayan sido entregados, sea en su forma y naturaleza originales, o también modificados de alguna manera. El resultado del proceso para considerarse exitoso, es que el valor de la sumatoria del elemento tratado, mas el el valor de los otros elementos entregados represente un resultado positivo.

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Figura 1 – Diagrama de un sistema energético y sus componentes básicos.

 

El diagrama de la Figura 1, en su parte superior representa los componentes básicos de una unidad procesadora: gente, energía, bienes e información, de los cuales deberá modificar alguno, en este caso la energía, que la recibe en un determinado estado y ubicación, para luego devolverla en el estado y la ubicación deseables, acompañada de los otros elementos que pueden ser devueltos modificados o no, con diferentes valores, generalmente menores y con frecuencia negativos, cuando lo devuelto perjudica el ambiente y se convierte en un pasivo ambiental. Generalmente el suministro de energía requiere de la aplicación simultánea de varias unidades procesadoras en serie (o en cadena) que realicen una serie de cambios, sea en la naturaleza o en la ubicación del componente tratado. La parte inferior de la figura muestra una serie de unidades procesadoras.

Del campo energético se pueden citar varios ejemplos de unidades procesadoras: una turbina, una bomba, un motor, una caldera. En el caso de un motor eléctrico, su tarea es recibir energía eléctrica y entregar energía mecánica. Se trata de un bien de capital que requiere lubricación que es un bien de consumo, el tiempo de la gente que lo opera y mantiene, aunque de poca magnitud es un insumo básico. La tecnología empleada en el diseño, fabricación y cuidado constituye la información implícita en el bien. Son también información muy importante, tanto los datos relativos a la demanda, como de los insumos disponibles de energía de entrada Fundamentalmente el producto es energía mecánica para impulsar una bomba, compresor, ventilador o elevador, todos ellos bienes de capital que realizan procesos de conversión energética.

CONSIDERACIONES BASICAS

Un Sistema Energético es un conjunto de unidades procesadoras: oleoductos, canales, presas, motores, calderas, torres de destilación, turbogeneradores, subestaciones, líneas de transmisión y distribución, tanques, cisternas, compresores y muchos otros más, conformando complejos conjuntos cuyo objetivo fundamental, es llevar la energía desde donde se encuentran ubicadas las energías primarias disponibles, hasta los usuarios, donde estén y en las cantidades, características y calidad en el momento en que se necesite.

Los sistemas energéticos originales utilizaban generalmente una sola fuente suministradora de la energía primaria, comenzando con el aprovechamiento del potencial energético del cuerpo humano y a partir de allí, la información generada por la experiencia y el ingenio humano fue diversificando las fuentes de energía primaria: algunos animales, el sol, el viento, la combustión de la madera y después del carbón mineral, para luego dar un salto cuántico con el uso controlado del vapor de agua, que fue punto de arranque de la primera revolución industrial, complementada luego con el dominio de la electricidad, el motor de combustión interna y las turbinas hidráulicas, de vapor y de gas. La figura 2 muestra los componentes fundamentales de un Sistema Energético.

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Figura 2 – Sistema Energético y sus principales componentes.

Anexo figura 2

La Figura 2 muestra los principales componentes de un Sistema Energético y muestra también las principales fuentes de energía primaria que aprovecha actualmente (2015) el Sistema Energético de Venezuela centradas en los hidrocarburos, tanto en diversas formas de gas, como combustibles líquidos y en la energía hidráulica, fundamentalmente del bajo Caroní y varios ríos andinos. Aunque no se ilustra en la figura, existen ya en Venezuela una capacidad eólica instalada de cierta magnitud, tanto el la Península de Paraguaná, como en la Costa Oeste del Golfo de Venezuela y diversas instalaciones de paneles de celdas solares, siendo la mas notable la instalación en el edificio sede de VEPICA, en Caracas.

Hay un aspecto que amerita la máxima atención: Es fundamental que el Sistema Energético sea capaz de atender los requerimientos de energía de cada usuario del sistema en el momento en que los requiera, independientemente de su ubicación y, siempre que esté dentro del marco de las demandas de energía y capacidad contratadas. La sumatoria de todos los incrementos incurridos en un momento dado, debe ser cubierto por la sumatoria de todos los incrementos de las fuentes primarias disponibles para atenderlos, a esta última deben agregarse los incrementos derivados del incremento de las pérdidas, tanto en las conversiones, como en transmisión y distribución, relación ésta que se resume algebraicamente en la Figura 3.

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Figura 3 – La sumatoria de los incrementos de energías primarias debe ser igual al incremento de la demanda, mas las pérdidas en las conversiones y en el transporte.

Todo el diagrama se apoya en la frase CRITERIOS UNICOS COMPARTIDOS que deberá tomarse como una referencia fundamental, la cual comentaremos mas adelante. Pues debido a que los sistemas mayores han surgido de la integración de sistemas menores, si bien se ha logrado la integración de los componentes físicos, no ha sido fácil la integración de criterios para la toma de decisiones.

Los sistemas energéticos mayores generalmente se originan de la integración de sistemas aislados, ubicados en diferentes regiones geográficas, nutridos por diferentes tipos de energías primarias y destinados a cubrir diferentes necesidades. Inicialmente el gas producto de la combustión incompleta de diferentes combustibles, se utilizaba para alumbrado público, para calefacción y para cocinar.

Una planta hidroeléctrica alimentando una ciudad intermedia y sus pueblos vecinos, podía prestar el mismo servicio, que una planta suplida por carbón de una mina en territorio de una ciudad vecina y así sucesivamente fueron creciendo, hasta que sus redes se acercaron y justificaron algún tipo de fusión cooperante, hasta que finalmente los sistemas se fueron integrando hasta constituir sistemas nacionales y hasta multinacionales, con empresas públicas y privadas operando en conjunción.

El Sistema Energético Mundial, no posee aún las condiciones que permitan el intercambio instantáneo global de energía eléctrica, pero existe un permanente flujo de energías primarias, particularmente de carbón, gas natural e hidrocarburos líquidos. Para dar una idea de sus magnitudes, se reproduce en la Figura 4 a título ilustrativo un gráfico de la Energy Information Administration (EIA – USA, https://www.eia.gov/) con la magnitud de los flujos de energía a nivel mundial para el año 2011. Puede observarse allí que los mayores bloques de energía primaria provienen del carbón y del petróleo, seguidos muy de cerca por el gas natural que en 2011 ocupaba el tercer lugar. Siendo el carbón el principal suplidor de energía eléctrica, seguido entonces muy de cerca por el gas natural, mientras que a los hidrocarburos líquidos ha correspondido la exclusiva casi total del transporte. Si se va a la misma fuente, para el año 2013, aunque los hidrocarburos líquidos continúan en el primer lugar ya se notaba el efecto del gas natural de lutitas que toma el segundo lugar al desplazar el carbón mineral en el suministro a las centrales eléctricas, de esa manera disminuyendo el impacto ambiental derivado de los procesos de generación de energía eléctrica. Llama la atención la magnitud a nivel mundial, de la contribución de los combustibles líquidos de petróleo destinados a la generación de electricidad. Otro aspecto interesante es la comparación entre la magnitud de energía primaria que entra a los sistemas de conversión de energía primaria que se convierte en energía térmica y después en energía mecánica para generar electricidad, de la cual se utiliza solamente un tercio para generar energía eléctrica aprovechable y dos tercios se descargan en el medio ambiente, de ese modo aumentando la temperatura del planeta. La energía térmica destinada a la calefacción, aunque plenamente justificada, igualmente contribuye al calentamiento global y por cada unidad térmica que se genera en un calefactor eléctrico, se inyectan al menos tres unidades térmicas en la planta generadora.

En la actualidad pareciera que toda la atención se concentra en los gases de escape de calderas, turbinas y motores que contribuyen a intensificar el efecto invernadero y se no se contabiliza la inyección directa de energía térmica a la atmósfera.

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Figura 4 –Flujo mundial de la energía

En Venezuela los procesos de aprovechamiento de sus recursos energéticos modernos se inician en la segunda mitad del Siglo XIX con las aplicaciones al transporte, con los ferrocarriles y la navegación lacustre, fluvial y de cabotaje. La primera empresa proveedora de energía eléctrica surge en Maracaibo en 1888, antes hubo algunos intentos discontinuados para introducir el alumbrado eléctrico en Caracas y Valencia. La energía primaria utilizada al comienzo en locomotoras, barcos y en la planta eléctrica de Maracaibo fue la biomasa, en la forma de leña que a pesar de su bajo nivel calórico, resultaba menos costosa que la minería y transporte del carbón mineral cuya existencia ya se conocía. Fue en 1897 cuando entró en funcionamiento la primera planta hidroeléctrica construida por La Electricidad de Caracas en el sitio de El Encantado, sobre el río Guaire, aguas abajo de Petare. A fines del Siglo XIX, ocurre el primer intento de aprovechamiento industrial de los hidrocarburos, con la Compañía Minera Petrolia del Táchira el 12 de Octubre de 1878. Venezuela en el mercado mundial de hidrocarburos se considera que se inicia con el inicio de la producción petrolera en el pozo Zumaque 1, propiedad de la Caribbean Petroleum, que comenzó su producción el 15 de abril de 1914. [1] Debió transcurrir mas de una década para que las exportaciones petroleras superaran las exportaciones de café y otros productos agropecuarios, pero a partir de 1926 las exportaciones de petróleo alcanzaron ese nivel, mientras que no fue así con las exportaciones agropecuarias, las cuales se redujeron significativamente en cuanto a su contribución a la generación de divisas, debido al mortal impacto de la depresión mundial de 1919.

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Figura 5 – Flujo energético de Venezuela en 2011

Un primer elemento a resaltar es la línea punteada que rodea el gráfico principal y que corta en dos partes el segmento representando los hidrocarburos líquidos, la cual tiene como finalidad separar las áreas de competencia de la Política Petrolera y Fiscal de la Política Energética. Nótese que lo relativo a los volúmenes y precios del petróleo y derivados para la exportación es mas una cuestión de mercadeo y finanzas, que de flujos energéticos. Mientras que el uso y abuso de las diferentes formas de energía de las que disponemos, si es cuestión de Política Energética y es la que debe suministrar los instrumentos para garantizar la Seguridad Energética de la Nación.

Como se va a hacer referencia a varios de los valores del diagrama, es oportuno resaltar que los valores energéticos están expresados en Petajulios[2] y en base a ellos se tratará de llegar a algunas conclusiones. Nótese que el Sector Transporte consumió 660 Petajulios de hidrocarburos y solamente diez (10) energía eléctrica. No obstante dado que la eficiencia energética de los motores eléctricos triplica con facilidad la eficiencia de los mejores motores térmicos, es posible que cuando se hiciera el cambio a tecnologías motrices eléctricas el consumo energético por vehículo podría quedar reducido significativamente. Por otra parte, cuando ocurra el cambio – algunas décadas a futuro – habrá mayor población y por ende mayores necesidades de transporte. Debe entonces determinarse sobre que tipo de energía primaria se apoyará la generación de electricidad, pues si fuera a base de gas natural por cada Julio de energía eléctrica se requerirán al menos dos Julios de energía térmica. En caso de disponerse de suficiente energía hidráulica, se lograrán procesos de conversión más eficientes. Tal consideración conduce a la situación reportada en el diagrama.

En 2011 para generar 310 Petajulios de energía eléctrica debieron suplirse a las plantas generadoras 300 Petajulios de energía hidráulica, 230 Petajulios de gas y 210 de hidrocarburos líquidos. Ello equivale aproximadamente un 62% de eficiencia energética para la parte hidráulica y 28% para la eficiencia energética del componente térmico. Nótese que el excedente de energía que no se convierte en electricidad se va con los gases de escape que, además de la contaminación química por vía del CO2 se contribuirá a elevar la temperatura del entorno de la planta generadora.

Es oportuno recordar la frase sobre la que descansa el diagrama expuesto en la Figura 2:  CRITERIOS UNICOS Y COMPARTIDOS. Ya se ha comentado, el Sistema Energético Venezolano, se ha conformado mediante la integración de sistemas menores de carácter regional o local y en función de las tecnologías predominantes. Se ha mencionado ya que los primeros esfuerzos para suplir de energía eléctrica algunas ciudades y pueblos, fue la iniciativa privada la que ejecutó la tarea, en base al precario financiamiento derivado de las exportaciones de productos agrícolas, primordialmente el café. Cuando ocurre la Gran Depresión Mundial de 1929, ya la industria petrolera estaba en pleno desarrollo, pero los recursos financieros que generaba no iban a los emprendedores que construyeron las primeras plantas, razón por la cual solamente las ciudades mayores que fueron las primeras en cosechar los frutos de la nueva fuente de ingresos, tenían población con capacidad de comprar equipos consumidores de electricidad y de pagar tarifas que produjeran ingresos razonables a los empresarios que asumieran el rol de suplidores de energía. Circunstancia que estimuló a inversionistas extranjeros a comprar algunas empresas criollas que operaban con limitaciones, dichos inversionistas sí estaban en capacidad de invertir para atender la creciente demanda en las ciudades donde, los antiguos exportadores de café y otros productos del campo, ahora actuaban en el mas lucrativo y creciente mercado automotriz. Sin embargo la mayoría de ciudades y pueblos del interior apenas si lograban hacer funcionar plantas generadoras que operaban cuatro horas diarias, de seis de la tarde a diez de la noche.

En ese estado de cosas, cuando hubo un cambio de gobierno auspiciado por la Revolución de Octubre de 1945, los nuevos gobernantes, deseosos de modernizar el país y con nuevos ingresos producidos por el incremento de la demanda petrolera por la reconstrucción de Europa, crearon la Corporación Venezolana de Fomento, cuyo Departamento de Electricidad recibió la misión de electrificar el país. Tarea que emprendieron comprando las débiles empresas locales de suministro eléctrico y construyendo una serie de plantas termoeléctricas regionales, que podían disponer de gas natural si estaban cerca de un campo petrolero o en su defecto usar líquidos del petróleo que, aún a precios internacionales no excedían de cuatro o cinco dólares por barril. El gobierno militar que derrocó al Presidente Gallegos continuó la política de electrificación y se constituyeron una serie de empresas regionales. Cuando se restituyó el régimen democrático en 1958 ya el Estado tenía bajo el control del Departamento de Electricidad de la Corporación Venezolana de Fomento varias docenas de compañías eléctricas, con diferentes tarifas y diferentes contratos colectivos. Se decidió entonces crear una gran compañía nacional que fusionase todo el conjunto de empresas medianas y pequeñas, dando así origen a la Compañía de Administración y Fomento Eléctrico: CADAFE.

Simultáneamente con el proceso de adquisición, mejora y reagrupamiento de las empresas eléctricas nacionalizadas, el Ministerio de Fomento continuó la tarea de evaluar y aprovechar el potencial del Caroní, primero mediante la creación de una Oficina de Estudios del Caroní y posteriormente con la creación de EDELCA (Electrificación del Caroní, C.A.). Construida Macagua I, cuyo funcionamiento se inició a comienzos de la década de 1960, debió resolverse el dilema de continuar el desarrollo simultáneo de una parte del Sistema Eléctrico operando a 50 Hz y con predominio de plantas térmicas nutridas con gas natural y otra parte a 60Hz con predominio de la generación hidroeléctrico. El proceso de unificación de frecuencias y desarrollo del Sistema Interconectado amerita un tratamiento separado. El ya referido libro de Rodolfo Tellería ofrece abundante información relacionada.

Paralelamente, a comienzos de la segunda mitad del Siglo XX, el Estado Venezolano, otorgó nuevas concesiones petroleras, aumentó significativamente el Impuesto sobre la Renta aplicado a las actividades petroleras, dictó un Decreto-Ley del Ejercicio de la Ingeniería, la Arquitectura y Profesiones Afines y en consideración de que un lote importante de concesiones vencerían en 1983, también promulgó una Ley de Reversión.

Si bien operacionalmente el Sistema Energético está físicamente integrado, tal como se ha descrito en las páginas precedentes, no así su gestión. Luego de la nacionalización – o estatización como algunos prefieren llamarla – de las empresas petroleras en 1976, los hidrocarburos quedaron en manos de un conjunto de empresas todas filiales de PDVSA que fungió como Casa Matriz durante un par de décadas y luego como una macro-operadora al final de la década de 1990. Físicamente el Sistema Eléctrico quedo integrado desde Güiria y Santa Elena de Guairén hasta San Cristóbal y Paraguaipoa, pero su operación quedó en manos de casi un archipiélago de empresas: EDELCA – la mayor generadora – adscrita a la Corporación Venezolana de de Guayana, CADAFE, junto con ENELVEN y ENELBAR – nacionalizadas en 1976 – bajo el control accionario del Fondo de Inversiones de Venezuela, que era además dueño de la mayoría accionaria en una veintena de empresas en proceso de privatización. Esa última constituía la actividad medular de dicho fondo. La coordinación operativa y la conciliación de la planificación, fueron entonces ejercidas por OPSIS la Oficina de Operación de Sistemas Interconectados, codirigida por un Comité Ejecutivo que lo conformaban los presidentes de las cuatro mayores empresas: EDELCA, CADAFE, la ELECTRICIDAD DE CARACAS y ENELVEN, mientras ENELVEN permaneció en manos privadas había paridad al máximo nivel de OPSIS, cuando ENELVEN pasó a ser parte del Fondo de Inversiones de Venezuela.

La Cámara Venezolana de la Industria Eléctrica (CAVEINEL), a la cual estaban afiliadas todas las empresas que prestaban servicio eléctrica fue un organismo integrador, con una serie de actividades en las cuales participaba personal de todo nivel de las empresas afiliadas. Finalmente cuando las acciones de la Electricidad de Caracas y la Electricidad de Valencia, pasaron a manos del Estado, cesaron las actividades de CAVEINEL y también su función integradora. Finalmente se crearon primero CORPOELEC y posteriormente el Ministerio del Poder Popular para la Energía Eléctrica, siendo una práctica frecuente que la misma persona sea la máxima autoridad de ambas instituciones. De igual manera PDVSA ha sido una dependencia del ahora denominado Ministerio del Poder Popular de Petróleo y Minería. También en varias ocasiones una misma persona ha ejercido ha sido la máxima autoridad de ambas, repitiendo lo que se acaba de comentar para el Sector Eléctrico.

Tanto desde el punto de vista de las empresas eléctricas y de hidrocarburos en manos diversas, hasta la situación actual cuando es el Estado el único responsable, ha existido siempre una inadecuada correlación y coordinación. Inclusive en los años en que el petróleo tenía precios por debajo de los cinco dólares (US$ 5), era negocio para la nación quemar gas natural en la plantas eléctricas, en lugar de hacerlo con hidrocarburos líquidos exportables. Sin embargo, a medida que fue creciendo la demanda, no fue posible suplir con gas los incrementos experimentados en las plantas termoeléctricas , porque éstas últimas aspiraban a que el precio por unidad térmica (BTU) suministrada fuese igual al pagado por la compra de hidrocarburos líquidos, el cual era distorsionado por los subsidios, cuyo efecto deformante ha subido en función de los precios del crudo. Lo aquí expresado es una versión simplificada de procesos mucho más complejos, pero el hecho real es que el incremento de refinados exportables genera divisas, mientras que el gas venteado o quemado, tan solo genera contaminación ambiental.

En las ocasiones en que el análisis financiero adjudicaba al gas, el valor de los combustibles líquidos ahorrados en el mercado interno, evidentemente que no resultaba financieramente justificable la captación y transporte del gas natural. Sin embargo, realizado el análisis en base a los ingresos que pueden generarse con la exportación de los combustibles líquidos liberados por las entregas de gas natural, la sustitución resulta rentable aún con un precio de US$30 por barril de producto exportado. Consecuencia de la falta de CRITERIOS UNICOS Y COMPARTIDOS. He allí un tema de investigación para una tesis de postgrado: ¿Cuánto ha dejado de percibir el país por no aprovechar debidamente la disponibilidad de gas natural?.

 

Figura 6 – Incrementando suministro de gas natural, se reduce el consumo de líquidos exportables.

Es esta una Buena oportunidad para agregar algunas ideas complementarias relativas al planteamiento que expresa la necesidad de disponer de CRITERIOS UNICOS Y COMPARTIDOS. A tal efecto se presenta de nuevo la la cadena de procesos mostrados al pie de la Figura 1, por los que debe transitar la energía desde las fuentes primarias, hasta el usuario que la consume.

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Figura 1 – Diagrama de un sistema energético y sus componentes básicos.

En la mayoría de los casos, por no decir en su totalidad, los diferentes pasos de transformación o transporte a los que debe someterse la energía en su recorrido, pueden estar bajo la jurisdicción de diferentes agentes, que estan en capacidad de establecer los términos de referencia del marco dentro del cual se maneje la energía de paso por instalaciones de su jurisdicción. Uno de los parámetros que puede ser afectado es el precio asignado.

En el caso ilustrado por la Figura 6, al existir alguien con la capacidad de mantener el precio del gas por debajo del valor que implican los ingresos que pueden obtenerse con la exportación de los líquidos, los ingresos que recibe quien realiza la inversión, no son suficientes para cubrir los costos financieros de la inversión realizada, haciéndola inviable.

Situaciones similares pueden surgir en desarrollos en los que energías producto de procesos de generación hidráulica, eólica o solar, no resulten financieramente justificables al competir con proyectos basados en hidrocarburos líquidos. Si existen razones socio-económicas o políticas que justifiquen o impongan la necesidad de los subsidios energéticos, éstos se deben contabilizar a nivel de la entrega al usuario final, imputando a la energía su costo real en cada eslabón de su recorrido.


Sobre las Energías Renovables en Boga

Los avances tecnológicos de épocas recientes y el incremento experimentado en los costos de los combustibles tradicionales, han colocado de nuevo en primer plano dos fuentes de energía que los seres humanos hemos venido usando desde épocas tempranas: El Sol y el viento. Todos los analistas coinciden en que ambas fuentes de energía ocuparán un porcentaje cada ves mayor de la energía a ser consumida en el futuro.      

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Figura 3 – La sumatoria de los incrementos de energías primarias debe ser igual al incremento de la demanda, mas las pérdidas en las conversiones y en el transporte.

Observando la simple expresión algebraica de la Figura 3 de la primera parte de este escrito que ahora se repite, además de su validez en términos de flujos de energía, es igualmente aplicable a las potencias disponibles en cada instante: cada kilovatio requerido debe estar disponible en el mismo momento, por ende las fuentes de energía deben ser capaces de suplir todo el tiempo la demanda instantánea, mas las pérdidas experimentadas por el tránsito en las redes de transmisión y distribución. Por cuanto la disponibilidad de la energía eólica, ni tampoco la solar son de carácter continuo, es necesario que las fuentes de éstas energías dispongan de medios alternos de almacenaje de energía, tales como las baterías, los embalses o el aire comprimido, capaces de almacenar la energía cuando la producida exceda la demanda y la pueda conservar en tal magnitud, de modo que sea capaz de suplir los déficits energéticos en las instancias en las que la demanda de los usuarios exceda la capacidad operativa disponible.

Es oportuno recordar ahora que la electricidad es fundamentalmente una forma de energía que es particularmente útil para el transporte de la misma, son sin embargo pocas las aplicaciones en que puede rendir utilidad sin cambiar de naturaleza. En los más complejos y complicados sistemas electrónicos, el producto final es un sonido, una señal luminosa, una fuerza mecánica, la conversión en energía térmica es quizás la que logra el máximo acercamiento a la etapa final de los procesos energéticos, para calentar, secar, planchar, cocinar, tanto a nivel doméstico, como a nivel industrial.

Tomando en consideración tal característica es oportuno examinar ahora algunos procesos de conversión energética, para calentar a partir de la energía solar, siendo los más sencillos los que usan directamente la energía solar para tal propósito.

Retornando a la expresión algebraica de la Figura 3 como las variaciones de la oferta deben responder inmediatamente a las variaciones de la demanda y su efecto en las pérdidas de entrega (en transmisión y distribución) una reducción de la demanda se refleja en una reducción ligeramente mayor en los requerimientos de la oferta. A partir de esa consideración es posible hacer algunas comparaciones en los procesos de calentamiento, concretamente para calentar el agua a nivel doméstico.

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Figura 7 – Un calentador por combustión directa.

El primer caso es del calentamiento por el contacto directo de la llama del combustible encendido con el depósito que contiene el agua a calentarse, con un buen diseño puede aprovecharse hasta un 90% de la energía térmica.

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Figura 8 – Calentador eléctrico. Energía primaria por combustible.

Cuando por razones de seguridad, espacio y apariencia se elige un calentador eléctrico, siendo la fuente primaria de energía un combustible, existe la posibilidad de que la eficiencia del grupo turbogenerador resulte en promedio del orden del 25% y que a la vez las pérdidas de conversión y transmisión sean del 5% (20% de 25%) quedando un 20% para en calentar el agua, perdiéndose el 80% en los procesos de captación, conversión y transporte. Si el equipo turbogenerador es de mayor eficiencia, es posible aprovechar un dos o tres por ciento adicional.

Los calentadores eléctricos de mas frecuente uso tienen una demanda de kilovatio y medio (1,5kW) que sumándole unas pérdidas de transporte (transmisión & distribución) del orden del 20%, sumarían unos 300 vatios a la demanda, totalizando así 1,8 kW. Sin incurrir en exageraciones puede estimarse un costo de US$ 2500 por kilovatio instalado, incluyendo inversiones en generación, transmisión y distribución, lo que arroja una inversión total requerida de US$ 4500, para alimentar un calentador que probablemente costará no mas de US$ 100 a 150. A eso habrá que sumar el combustible consumido y el impacto ambiental de la combustión.

No debe ser necesario razonar con mucha profundidad, para llegar a la conclusión de que para responder a la demanda creada por un calentador eléctrico de kilovatio y medio, la empresa proveedora deberá realizar una inversión que puede ser veinte o treinta veces mas costosa. Luce evidente desde un punto de vista global, que para atender esa necesidad en países que como Venezuela, perciban altos niveles de radiación solar todo el año, se debe explorar   cuidadosamente la opción de que en las nuevas construcciones residenciales se caliente el agua con energía solar.

Nótese que en el caso del calentador eléctrico, la inversión fuerte debe ser realizada por la parte responsable del suministro eléctrico, mientras que si se usa directamente la energía solar, sería la parte constructora/proveedora la encargada de la mayor inversión, pero el costo para la economía global de la nación sería menor. Por otra parte la mayor inversión a realizarse en el suministro eléctrico deberá ser destinada a bienes manufacturados en el exterior, mientras que la mayoría, si no la totalidad, de la inversión para la opción solar-directa podrá ser satisfecha con manufacturas nacionales.

Figura 9 – Calentador solar visión esquemática y apariencia física.

Para concluir, luce razonable dedicar algunas líneas a esta ultima opción. Por su cercanía al Ecuador, la intensidad de la radiación solar es alta todo el año, razón por la cual no se necesita disponer de un medio alterno para eventuales deficiencias en la disponibilidad de energía primaria.

Nótese la sencillez de la apariencia física del artefacto, lo que conduce a la conclusión de que su manufactura puede ser acometida sin mayor dificultad en Venezuela y su costo debe resultar significativamente menor que el del equipamiento requerido en el sistema eléctrico, para suplir un calentador de la misma capacidad. Cien mil calentadores de 1,5 kW implican una capacidad instalada en el lado de la demanda de 150MW, desde luego que no todos se conectan al mismo tiempo, pero no sería exagerado pensar que se debiera disponer de unos 100MW de generación complementaria y de los medios de entrega para transmisión y distribución, cada kilovatio requiriendo una inversión total limpia del orden de los doscientos millones de dólares (US$ 200.000.000,00), requeridos para suplir un requerimiento que puede ser cubierto usando un recurso que ahora no se aprovecha, ocupando instalaciones y un contingente laboral que tiene capacidad para realizarlo. La cifra nacional de la demanda por este concepto, tomando en consideración las nuevas instalaciones y las eventuales conversiones, pudiera llegar al triple de la cifra anotada.

[1] Referencias: Historia del Desarrollo Eléctrico en Venezuela, Ing. Rodolfo Tellería y de la Cronología del Petróleo Venezolano, del Geo. Aníbal Martínez, Miembro Honorario el primero y el segundo Individuo de Número, de la Academia Nacional de la Ingeniería y el Hábitat, de Venezuela.

[2] 1 Petajulio = 1015Julios = 2.7778 x 108kWh

 

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