Evaluación Comparativa Integral de Tecnologías de Generación para el Sector Eléctrico Mexicano
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Evaluación Comparativa Integral de Tecnologías de Generación
para el Sector Eléctrico Mexicano
Juan Luis François, Cecilia Martín del Campo, Mario Giraldi
Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Ingeniería
Latin American Section of the American Nuclear Society
2005 Annual Symposium. Rio de Janeiro, Brazil
RESUMEN
• Se presenta una comparación de las principales tecnologías de generación eléctrica, que se espera sean utilizadas en el futuro en el sector eléctrico mexicano.
• Se analiza la eólica, el carbón, el gas, la nuclear y la hidráulica.
• La comparación es integral, se consideran criterios económicos, sociales, y ambientales.
• Se aplica una novedosa metodología de evaluación, basada en Lógica Difusa e Indicadores de Sustentabiliad.
• Se realizan análisis de sensibilidad
INTRODUCCIÓN
• En México es urgente realizar reformas en materia eléctrica con la finalidad de responder a las exigencias actuales de consumo, competitividad y eficiencia.
• Es de suma importancia el aprovechamiento al máximo de los recursos materiales, humanos y económicos con que se cuenta
• Es necesario responder a las necesidades actuales y de largo plazo con tecnologías que sean, no sólo competitivas, sino que cuenten con consenso social y que sean de carácter sustentable.
• Para efectuar una evaluación integral de las principales tecnologías de generación eléctrica: la eólica, el carbón, el gas, la nuclear y la hidráulica; se desarrolló una novedosa metodología de evaluación.
• La evaluación es integral en el sentido en que se consideran criterios económicos, sociales, y ambientales (incluye la salud humana).
METODOLOGÍA
• La metodología se basa en una matriz de indicadores de sustentabilidad que considera los principios y criterios de sustentabilidad generales como “no agotamiento de recursos naturales”, “no producción de desechos no degradables”, y “no alta sensibilidad a factores sociales y ambientales”.
• La metodología aplica la técnica de lógica difusa para construir una función de calificación global de sustentabilidad dependiente de todos los indicadores de la matriz, con la cual se obtiene una calificación global de la sustentabilidad de cada opción de generación eléctrica.
• Se analiza la sensibilidad a cambios en los indicadores de los criterios económicos, sociales, y ambientales.
SITUACIÓN DEL SECTOR ELÉCTRICO MEXICANO
• Por ley, en México, el suministro de energía eléctrica es asegurado a la población por el Gobierno Federal, a través, principalmente de la Comisión Federal de Electricidad (CFE) y en menor medida por la Compañía de Luz y Fuerza del Centro (distribución en la zona central del país).
• La generación de energía eléctrica de la CFE se realiza por medio de las tecnologías disponibles en la actualidad: centrales hidroeléctricas, termoeléctricas (basadas en carbón, combustóleo, gas y geotermia), eólicas y nucleares.
La generación en el año 2004 fue de 205.4 TWh
La capacidad instalada actual es de 46,171 MW
• Hoy en día las tecnologías a base de gas natural van en ascenso más que cualquier otro combustible fósil para uso masivo en la generación de energía eléctrica.
• México, en congruencia con la tendencia mundial ha paulatinamente modernizando su planta de generación de energía eléctrica, modificando y actualizando las ya existentes, estableciendo nuevas instalaciones dentro del marco de la ley del servicio público de energía eléctrica de 1992.
• En esta ley se permite la inversión privada a través de licitación pública.
SITUACIÓN DEL SECTOR ELÉCTRICO MEXICANO (Cont.)
• En 1997 se creó el esquema denominado PIDIREGAS (Proyectos de Infraestructura Productiva de Largo Plazo), que es deuda privada que el sector público absorbe y difiere durante varios años como deuda pública para la construcción de instalaciones de generación eléctrica.
• Bajo estos esquemas existen 26 proyectos de licitación para generar 10856 MW de electricidad en el periodo de 2001-2005.
• En su mayoría son proyectos a base de gas natural. La demanda de este energético en el sector eléctrico ha desplazado paulatinamente al combustóleo.
SITUACIÓN DEL SECTOR ELÉCTRICO MEXICANO (Cont.)
MATRIZ DE INDICADORES DE SUSTENTABILIDAD
Criterios Indicadores Unidades de Medida
Disponibilidad de reservas de combustible
Años
Consumo de materiales Toneladas/GWh Económicos Costos internos $ / kWh
Costos externos $ / kWh Disponibilidad Factor < 1 Uso de superficie,
Planta (operación) Km2/GWh
Consumo de agua Toneladas/GWh Gases de efecto invernadero
Toneladas CO2
equivalente /GWh Gases de lluvia ácida Toneladas de NOx y
SOx / GWh Sustancias peligrosas producidas
m3/ GWh
Desechos inorgánicos en repositorio
kg/ GWh
Ambientales
Accidentes / Riesgo colectivo
Muertes/GWh
Aversión al riesgo (rechazo)
Muertes inmediatas por accidente
Tiempo de confinamiento de desechos
Miles de años
Sociales
Proliferación Cualitativo
VALORES DE INDICADORES DE SUSTENTABILIDAD
Indicadores Unidades Nuclear Carbón Gas Hidro Eólica
Disponibilidad de reservas
Años 120-400 160–2300 70–170 10,000 10,000
Consumo de materiales
(Cobre) kg/GWh (Acero) kg/GWh
426-497
1752-2318
1210
1565-2694
3747-11280
Costos internos $US/ MWh 43.65 51.16-55.61
42.76-43.7
63.4-128.86
43.65-48.66
Costos externos CentEuro/ KWh 0.4 4.1-7.3 1.3-2.3 0.4-0.5 0.1-.2 Disponibilidad de la planta
Fracción de 1 0.85 0.75 0.8 0.7 0.4
Extensión tierra planta operación normal
km2/GWh
5
50-100
50
50
30
Consumo de agua
m3/MWh
2.11 2.63 1.23 670-11,620
0.1
Gases de efecto invernadero
Toneladas CO2 Eq.
equivalente /GWh 8-29 950-1200 530 4-7 8-29
Gases de lluvia ácida
Toneladas de SOx / GWh
56-150 920-25000
260 8-10 56-150
Sustancias peligrosas producidas
m3/ GWh
9-11
0.13-.2
0.04
0.006
0.006
Desechos Inorgánicos en repositorio
Kg/GWh 650-1200 5800-54000
1500 30 30
Accidentes /Riesgo colectivo
Muertes/GW-año (inmediatas)
0.006 0.690-0.876
0.093 0.562-4.265
0
Aversión al riesgo (rechazo)
Muertes inmediatas por accidente
31 20-40 16 394-2791 0
Tiempo de confinamiento de desechos
Miles de años 1000 50 0.01 0.01 1
Proliferación Cualitativo 10 0 0 0 0
RESULTADOS: CALIFICACIÓN GLOBAL DE SUSTENTABILIADAD (base10)
Caso 1: En el análisis no se toman en cuenta los indicadores del criterio social.
Caso 2: Indicadores de los tres criterios con el mismo peso.Caso 3: Se da el doble de peso a los indicadores del criterio económico.Caso 4: Se da el doble de peso a los indicadores del criterio ambiental.Caso 5: Se da el doble de peso a los indicadores del criterio social
Caso 2 Caso 3
Caso 4 Caso 5
COMENTARIOS Y CONCLUSIONES
• Se observa que la energía nuclear, la eólica y la hidráulica representan las mejores opciones de generación de las tecnologías estudiadas.
• El análisis de sensibilidad sobre los tres criterios analizados: económico, ambiental y social, pone de manifiesto que si los criterios sociales tienen un mayor peso en la toma de decisiones de los gobernantes, debido principalmente a la percepción que tiene la población en general acerca de la energía nuclear, ésta pierde competitividad ante el gas, la eólica y la hidráulica.
• De aquí la importancia de mejorar no sólo los costos de la tecnología nuclear sino mejorar también la percepción que tiene el público en general sobre:
– la seguridad de los reactores nucleares, – el manejo de los residuos radiactivos (en particular la disposición final
del combustible gastado) y– los riesgos de la proliferación.
COMENTARIOS Y CONCLUSIONES
• Esta percepción puede ser mejorada por medio de la difusión al público de información oportuna y veraz acerca de la energía nuclear.
• Los indicadores de sustentabilidad utilizados en este estudio son solamente representativos de cada uno de los criterios analizados.
• Es necesario hacer un estudio exhaustivo para integrar un conjunto de indicadores, que representen de la mejor manera posible la cadena energética completa asociada a la tecnología de generación eléctrica, tomando en cuenta las condiciones del país en estudio.