PANORAMA ENERGÉTICO DE MÉXICO - Consejo Consultivo de ... · Federal al Senado de la República...

PANORAMA ENERGÉTICO DE MÉXICO

Reflexiones académicas independientes

Jorge Flores ValdésCoordinador

CONSEJO CONSULTIVO DE CIENCIASPRESIDENCIA DE LA REPÚBLICA

MÉXICO


Relexiones académicas independientes


Relexiones académicas independientes

Jorge Flores ValdésCoordinador

CONSEJO CONSULTIVO DE CIENCIASPRESIDENCIA DE LA REPÚBLICA

MÉXICO, 2011

Primera edición, 2011

DR © S E C C C San Francisco 1626-305, Col. del Valle 03100 México, D.F. [email protected] www.ccc.gob.mx

ISBN 978-607-9138-06-6

Impreso en México

7

ÍNDICE

Presentación11

S I: E MIntroducción

Jorge Flores Valdés17

La encrucijada de la energía. 1. El pico del petróleoFernando del Río y Roger Magar

19

La encrucijada de la energía. 2. Opciones para el futuroRoger Magar y Fernando del Río

39

Los dilemas energéticos de México y la reforma de PemexMariano Bauer

61

Retos y expectativas de la oferta y demanda de hidrocarburosJosé Ángel Gómez Cabrera

67

S II: E Introducción


8 ÍNDICE

El costo de generar energía eléctrica limpiaRafael Fernández de la Garza

97

Desarrollos hidroeléctricos. Opción para mitigar el cambio climáticoJacinto Viqueira Landa

111

Opciones realistas para la sustitución de fuentes de energíaRoger Magar y Fernando del Río

119

Cogeneración, energía renovable y eiciencia energética.Una oportunidad de desarrollo de infraestructura

Jorge Gutiérrez Vera145

Estrategias de aprovechamiento de la biomasa para la producción de bioetanolFrancisco Barnés de Castro

153

S III : I IntroducciónJosé Sarukhán

179

Impacto ecológico del desarrollo energéticoAdrián Fernández Bremauntz

183

Impacto ambiental de la geotermiaPablo Mulás del Pozo

201

Energía solar para el desarrollo sustentableManuel Martínez y Julia Tagüeña

211

ÍNDICE 9

Impactos medioambientales de la generación eoloeléctricaCarlos F. Gottfried Joy

229

Impacto ecológico de la energía nuclearJuan Eibenschutz Hartman

243

S IV: R

IntroducciónLarissa Adler Lomnitz

249

Energía y desarrollo en México. Necesidad de una nueva relexión en el contexto de la crisis actual

Ángel de la Vega Navarro251

Sustentabilidad energética: retos y oportunidadesJorge Wolpert Kuri

269

El Sindicato de Trabajadores Petroleros de la República Mexicana.Entre el corporativismo y la democracia política

Judith Herrera Montelongo281

S V: I Introducción


La investigación e innovación en el Instituto Mexicano del PetróleoFrancisco Guzmán y Sergio M. Galina Hidalgo

309

10 PRESENTACIÓN

El horizonte de la energía nuclearJosé Julio Herrera Velázquez

331

Energías renovables.La energía solar y sus aplicaciones

Claudio A. Estrada Gasca353

Ingeniería química de lo imposible: diseño de una reinería de petróleo para el año 2050

Jorge Alberto Villalobos Montalvo, Mario Rogelio Pérez Acuña

e Irma Verónica Domínguez de Villalobos389

Investigación, desarrollo e innovación en energía.Comentarios a las ponencias

José Raúl Ortiz Magaña409

Semblanzas de los autores413

Símbolos y abreviaturas423

11

PRESENTACIÓN

Considerando la gran preocupación que privó en los medios académicos, cien-tíicos y tecnológicos y la agitación que desató en diversos ámbitos de la socie-dad mexicana la iniciativa de Reforma Energética que presentó el Ejecutivo Federal al Senado de la República en el año 2008, y dada la estrecha relación entre el Consejo Consultivo de Ciencias de la Presidencia de la República () y algunas comisiones del Senado, en su LX Legislatura, se recogió la recomen-dación concreta de que el expresara su visión sobre el desarrollo de la energía en nuestro país. Fue así como en 2008, el Consejo acordó organizar cinco sesiones de trabajo para revisar la situación general del tema.

El Consejo convocó a diversos y destacados investigadores, cientíicos y tecnólogos relacionados con el tema, para analizar con libertad plena de pensamiento y expresión un tema especíico de su competencia. Durante los meses de julio y agosto de 2008 se llevó a cabo un seminario cuyas sesiones incluyeron los siguientes temas: una visión general sobre el problema ener-gético en México; Energías alternativas; Impacto ambiental de los diversos energéticos; Repercusiones sociales y económicas del desarrollo energético, e Investigación en energéticos.

Los ponentes se atuvieron a una discusión técnica y consideraron el pro-blema energético desde un punto de vista general, sin constreñirlo exclusiva-mente al petróleo para no reducir la relexión a los derroteros políticos y i-nancieros del debate de ese momento y darle su justa dimensión al desarrollo de los energéticos en México. Sin embargo, es evidente que el petróleo repre-senta una fuente importante de la renta nacional que debe utilizarse para el desarrollo equilibrado del país, atendiendo las áreas en que México está retra-sado y que son vitales para su futuro, como la educación, la ciencia y la tecno-logía, entre otras.

De las cinco sesiones que conformaron el seminario emanaron recomen-daciones que se consideran necesarias para lograr una reforma energética real. En general, se requiere:

12 PRESENTACIÓN

I. Diversiicar las fuentes de energía II. Implementar políticas de ahorro de energía III. Desarrollar grupos poderosos de investigación cientíica y tecnológi-

ca en las diversas fuentes de energía actuales IV. Reducir el impacto ecológico de la generación de energía hacia el

Mecanismo de Desarrollo Limpio V. Implementar políticas sociales de alternativa energética y alivio

económico VI. Crear grupos de investigación que estén atentos a cambios tecnológi-

cos mayores, que puedan conducir a fuentes de energía novedosas VII. Reconstituir y reforzar los cuerpos profesionales de las diversas inge-

nierías necesarias para Pemex, de modo que la empresa sea capaz de tomar y conducir sus decisiones especializadas con pleno conocimiento de la tecnolo-gía y el estado de la práctica en el mundo

En particular, es preciso:

VIII. Intensiicar el uso de la energía solar y eólica IX. Transformar el estilo del transporte, hacia uno masivo X. Analizar la conveniencia de construir otras centrales nucleares XI. Aprovechar en mayor grado el potencial hidroeléctrico del país que

no está siendo usado XII. Promover en todas las disciplinas y especialidades una dedicación in-

tensiva a la investigación y a la innovación en el campo de los energéticos y una fuerte conexión entre quienes la realizan y quienes toman decisiones en el go-bierno y las empresas del sector

Entrar al nuevo modelo de generación de energía atendiendo los renglones mencionados, implica, sin desatender la dinámica global, estar preparados para las tres grandes revoluciones que se delinean en ciencia: la nanotecnología, los sistemas biológicos, la computación avanzada. Es necesario tender los vínculos entre las ciencias básicas en institutos de investigación y en las universidades, con la formación de cuadros sólidos de técnicos, de nuevos ingenieros, de pro-fesionales, para alcanzar modelos que fortalezcan e impulsen la innovación en todos los campos, aquellos actualmente estratégicos y los que en el futuro serán cruciales. Lo más rentable será tener siempre los cuadros que estén preparados para los desarrollos y transformaciones que puedan surgir en el futuro del conocimiento.

PRESENTACIÓN 13

Tomando en cuenta el papel que corresponde al Consejo Consultivo de Ciencias de la Presidencia de la República, de acuerdo con el decreto de su creación en 1989, y en ejercicio de su potencial de conocimiento, resulta de alta importancia su participación, junto con la de otros muy relevantes actores en el tema de la energía, hacia una sociedad mexicana del conocimiento. Por ello se decidió publicar este libro en que se presenta el panorama energético en México.

El Consejo Consultivo de Ciencias agradece a Luz Elena Cabrera su valiosa participación en la organización del seminario y en la compilación de los textos aquí reunidos.

SECCIÓN I

EL PROBLEMA ENERGÉTICO EN MÉXICO

17

INTRODUCCIÓN

El mundo enfrenta un claro declive del crudo y en paralelo un incremento en la demanda energética. México ha apostado a una única fuente de generación de energía, pero con una limitada visión de alcance de sus hidrocarburos, sin pre-visión anticipada de otras fuentes de energía y con un modelo de producción y de comercialización que, cada vez menos, busca la creación de conocimientos para innovar productos enriquecidos de la misma materia prima. Se han propi-ciado impactos ambientales negativos con la contaminación de cuerpos de agua, suelo y atmósfera.

El petróleo seguirá siendo, en el futuro previsible, la base energética del transporte. Bien se puede abrir un plan de ahorro de hasta 30% en energía en el transporte al electriicar los ferrocarriles, incrementar el transporte por trenes y tranvías, reducir el peso y la potencia de los automóviles e incrementar el número de vehículos ultraligeros.

Es indispensable que la industria petrolera mexicana dedique, por mandato de ley, un porcentaje ijo de sus ventas a la investigación sobre el petróleo, pero también sobre fuentes alternas de energía, como ya lo hacen muchas empresas petroleras de los países más avanzados. La inversión en investigación propicia-ría el desarrollo de tecnologías integrales que incluirían no sólo la energía, sino también el manejo del agua, producción de alimentos, construcción de ediica-ciones de energía cero o de mínimo consumo de energía. Asimismo, impulsaría la generación de tecnologías industriales con alta eiciencia energética, el mejo-ramiento de los servicios urbanos con integración de tecnologías innovadoras para el calentamiento de agua por medios solares y enfriamiento ambiental y el desarrollo de aparatos eléctricos de alta eiciencia energética. Todo lo anterior debería ir acompañado de incentivos iscales y sociales para generar una nueva cultura energética en el país.

Jg F Vé

19

LA ENCRUCIJADA DE LA ENERGÍA1. EL PICO DEL PETRÓLEO

Fernando del Río* y Roger Magar**

INTRODUCCIÓN

El moderno desarrollo económico y social demanda un alto consumo energéti-co. Así, por ejemplo, en 2007 el suministro total de energía en México fue el equivalente a 153 millones de toneladas de petróleo, esto es ¡1.5 toneladas al año por habitante, casi 5 kg diarios! Y crece año con año; en los últimos cuatro, aun con un crecimiento moderado de la economía, el consumo energético se incrementó 4.7% cada año. Además, por supuesto, la modernización y el creci-miento futuros requerirán un sustento energético también creciente. Para con-tender con esta demanda sólo tenemos tres vías, no excluyentes entre sí: im-portar más energéticos, mejorar la eiciencia en su uso y generar más energía primaria. Veamos estas opciones. La primera, incrementar la importación energética, está restringida por limitaciones inancieras; como no gozamos de un superávit comercial habría que echar mano de nuestras reservas en divisas, pero éstas podrían cubrir una parte sustancial de nuestro consumo energético sólo por unos cuantos años. La segunda vía, hacer más eiciente la utilización de energía, es una medida nada desdeñable para contribuir al sustento energé-tico de nuestro desarrollo, pues hay aquí mucho de dónde cortar: México con-sume casi el doble de energía, por unidad de producto interno bruto (pb), que Suiza, Austria, Italia, India o Japón, y estamos entre los países de menor pro-ductividad en consumo energético junto con Sudáfrica, Egipto, Ucrania, Irán y Arabia Saudita. Sin embargo, por necesario que sea, el ahorro energético que conseguiríamos sólo aliviaría nuestra sed de más energía, sin apagarla del todo. Todo esto implica que debemos recurrir por necesidad a la tercera vía: acrecen-tar nuestra producción de energía primaria.

* Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa.** Consultor independiente.

20 EL PROBLEMA ENERGÉTICO EN MÉXICO

A in de cuentas, toda la energía que utilizamos proviene de las fuentes pri-marias; hay muchos tipos de éstas, pero en México hemos desarrollado casi con exclusividad los hidrocarburos, de los que dependemos para cubrir 85% de nuestro consumo energético. Nunca caímos en la cuenta de que tarde o tempra-no nuestra producción petrolera llegaría a un máximo y comenzaría a declinar. Pues bien, ese máximo de producción ya pasó; necesitamos más energía mien-tras nuestra fuente tradicional se agota. ¿Con qué la vamos a sustituir? Nos en-contramos ante una verdadera encrucijada: ¿cuál es el mejor camino a seguir?

El problema tiene un origen muy sencillo: nuestros yacimientos petrolí-feros más importantes se están agotando con rapidez y no se vislumbran otros, equivalentes a ellos en tamaño y bajo costo de extracción, que los puedan sus-tituir. Además de seria, la situación apremia, ya que la producción petrolera decae con rapidez y no estamos preparados para sustituirla. Por falta de previ-sión —esto es, por miopía— no desarrollamos a tiempo y a profundidad las fuentes renovables que tenemos en abundancia y casi hemos olvidado incre-mentar la generación hidroeléctrica. Tampoco hemos desarrollado los sistemas de transporte energéticamente más eicientes, ni hemos fomentado el trans-porte urbano público ni el individual de baja potencia. Además, hemos permi-tido que las ciudades crezcan demasiado horizontalmente, y que el modelo ali-mentario que seguimos se base en la utilización intensa de energía.

La situación es muy grave. Es casi seguro que no podremos recuperar los niveles de producción petrolera de la última década. En el mejor de los casos, y si se toman a tiempo las medidas técnicamente aconsejables, se podrá evitar que el suministro de petróleo se derrumbe a niveles insigniicantes. De seguir con los brazos cruzados, en pocos años ya no exportaremos petróleo y después habrá que importarlo. Pero desde antes de que esto ocurra tendremos que sub-sistir sin los excedentes petroleros, que nos sirven, entre otras muchas cosas, para pagar los alimentos que importamos.

Si bien el problema energético de México se centra hoy en el petróleo, la solución trasciende a Pemex y al resto de la industria petrolera. Desde luego que debemos mejorar y racionalizar nuestra explotación petrolera, pero tam-bién habrá que desarrollar vigorosamente fuentes renovables y, entre otras me-didas de ahorro, reorientar y racionalizar nuestro sistema de transportes. En una palabra, requerimos una política energética nacional, coherente e informa-da que permee toda la economía del país.

En este trabajo examinamos esta delicada situación. Desde luego, la cues-tión más polémica es el pronto agotamiento de nuestros yacimientos y las dii-cultades que tendremos para sustituirlos. En este primer artículo, demostramos

LA ENCRUCIJADA DE LA ENERGÍA. 1. EL PICO DEL PETRÓLEO 21

la casi segura imposibilidad de recuperar niveles de producción que nos permi-tan sostener la economía. También revisamos con brevedad la situación ener-gética general del país. En la segunda parte del trabajo, en el artículo que acom-paña a éste, analizamos las opciones asequibles para cubrir el faltante energético.

NUESTRA DEPENDENCIA DEL PETRÓLEO

Un primer hecho que debemos reconocer es que nuestra economía depende en mucho del petróleo. Es cierto que los combustibles fósiles son hoy muy impor-tantes en casi todos los países y no sólo en el nuestro: en 2005, 62.4% del consu-mo mundial de energía primaria fue cubierto con petróleo y gas natural, segui-dos por carbón, con 20.4%.1 Pero en México la dependencia es aún más extrema. Como se muestra en la igura 1, en 2006 nuestro gasto energético fue cubierto en un 82.6% con hidrocarburos —de los cuales 59% eran crudo y condensa-dos— y otro 6% con carbón. El restante 11.4% de nuestros requerimientos fue cubierto con biomasa (4.8%), energía hidráulica (4.2%), energía nuclear (1.6%) y geotermia (0.9%); en la base de datos consultada, el viento sólo contribuía con 0.006% y la energía solar no se menciona.2 La entrada en operación, en 2007, de un parque eólico en La Venta, Oaxaca, (o la Ventosa, como también se le cono-ce) incrementó la participación de esta última fuente a 0.4% del total, un por-centaje todavía insigniicante. Aparte, la energía solar térmica tiene una contri-bución notable, aunque rara vez reconocida, en las salinas de Guerrero Negro, B.C., y otra menor de numerosos pero pequeños colectores solares; la energía solar fotovoltaica representó en 2006 sólo 0.002% del consumo en ese año.3

Es claro que un faltante importante en el suministro de hidrocarburos, espe-cialmente de petróleo crudo, tendría un tremendo impacto en la economía nacio-nal. Que haya adquirido este gran peso se explica por la abundancia de petróleo en el territorio nacional y el bajo costo de extraerlo, pero también por la ausencia de medidas oportunas que hubiesen prevenido la extrema situación actual. La

1 International Energy Agency, World Energy Outlook, 2007.2 Sistema de Información Energética (), de la Secretaría de Energía (Sener), disponible en

<http://sie.energia.gob.mx>. Las cifras no suman 100% por efecto del redondeo.3 Las cifras disponibles diieren de una fuente a otra. La proporción del crudo dentro del

consumo de hidrocarburos es de 58% según el -Sener, de 63% según Pemex y de 68% según el informe 2007 de British Petroleum. Sin embargo, según esta última fuente, los hidrocarburos cons-tituyeron, en 2006, 82.7% del consumo nacional, cifra que diiere muy poco de la del -Sener.


abundancia de “oro negro” permitió el rápido crecimiento de la producción pe-trolera desde cerca de 400 000 barriles al día (b/d) en 1970 hasta más de 3 millo-nes de b/d en 1982, cuando se comenzaban a explotar los grandes yacimientos del complejo conocido como Cantarell, en el golfo de Campeche. Esta abundante producción no sólo ha cubierto la mayor parte de las necesidades energéticas del país, sino que ha sido fuente muy importante de recursos iscales y divisas. Lo último exhibe una segunda faceta de nuestra dependencia del petróleo.

Debido al indudable papel central del petróleo en la economía de México, cualquier cuestión que afecte a este energético es de primera importancia para el país. Y aquí es donde incide el segundo hecho que conigura la encrucijada: la producción de petróleo crudo en México alcanzó un máximo en diciembre de 2003, para después disminuir signiicativamente cada año y muy probable-mente ya jamás recuperar los niveles que tuvo.

LOS PICOS DEL PETRÓLEO

Origen de los picos de producción

No es raro que la producción petrolera de una región o de todo un país alcance un pico o máximo después del cual decline irremediablemente. De hecho esto es lo natural, dada la geología y la f ísica. Toda región petrolífera está formada

Gas natural33.8%

Eólica0.0%

Carbón6.0%

Biomasa4.8%

Hidráulica4.2%

Condensados3.5%

Geotérmica0.9%

Nuclear1.6%

Crudo45.3%

Fuente: SIE-Sener. Los hidrocarburos proveen 82.5% del total; sólo 6.6% proviene de no combustibles.

Figura 1. Distribución de la oferta interna de energía primaria en México, en 2006, por tipo de fuente.


por un conjunto de yacimientos; su producción seguirá entonces una pauta dic-tada, primero, por la evolución de la producción de un yacimiento en particular y, segundo, por cómo se vayan explotando en el tiempo los diferentes yacimien-tos. Veamos el primer componente: una vez que se comienza a explotar un ya-cimiento, su producción crece, al principio, con rapidez: el negocio consiste en extraer las mayores cantidades de crudo lo antes posible. El crudo está a una presión muy alta, impregnado en las rocas que conforman el yacimiento. Es esta presión la que impulsa al crudo hacia afuera cuando se perfora un pozo; pero la presión no se mantiene indeinidamente, sino que, al reducirse la cantidad de petróleo en el yacimiento, la presión comienza a bajar; esto sucede al cabo de un tiempo más o menos largo, que depende del tamaño y tipo del yacimiento, y de la rapidez de extracción de crudo. Es entonces cuando la producción del yaci-miento muestra un máximo o pico y comienza, a su vez, a contraerse.

Veamos ahora lo que pasa al explotar varios yacimientos. En una región petrolífera los yacimientos que primero se explotan son, por supuesto, los más redituables: aquellos que garanticen el mayor volumen de producción con la tecnología disponible en el momento. Pero este yacimiento llegará a su pico, y es entonces cuando se recurre a explotar con mayor vigor los yacimientos se-cundarios, menos importantes, y se buscan otros nuevos, que por ser en gene-ral más pequeños no podrán sustituir totalmente a los grandes que se agotan. Por supuesto, los yacimientos de menor tamaño también alcanzarán sus picos y después declinarán. El resultado es que la producción de la región también pre-senta un pico. Este es el ciclo natural, dictado por la f ísica y la geología, y segui-do en todas las regiones petrolíferas del planeta. Aunque, desde luego, los deta-lles de tiempo y volumen varían de un yacimiento a otro y de una región a otra.4

Dos circunstancias pueden afectar la esencia del ciclo natural de produc-ción en una región. La primera es la existencia de yacimientos que se dejen de lado deliberadamente, casi sin explotarse, por razones políticas, económicas o tecnológicas. Como ejemplo de esto podemos citar los grandes yacimientos de Alaska, cuya explotación fue pospuesta por una combinación de factores am-bientales y económicos; otro ejemplo es la región ártica, que no ha sido explo-tada por cuestiones ambientales y de jurisdicción disputada. La segunda cir-cunstancia que afecta la curva de producción es la introducción de tecnologías de recuperación mejorada de petróleo, que pueden hacer que la producción de un yacimiento en decadencia se recupere.

4 K.S. Defeyes, Hubbert’s Peak: he Impending World Oil Shortage, Princeton, Princeton University Press, 2001.


Veamos cómo inciden estos factores. En efecto, y salvo las consabidas ex-cepciones, de los yacimientos que son poco o nada explotados, la gran mayoría muestran altos costos de extracción, ya sea porque requieren tecnologías muy caras y reinadas, sea porque el crudo es de muy mala calidad, o por una com-binación de ambos. Por ello la explotación de estos yacimientos “dif íciles” rara vez llega a compensar la pérdida de producción de los grandes y jugosos yaci-mientos originales. Éste es el caso, por ejemplo de los yacimientos de EUA en aguas profundas del golfo de México. Un reciente informe especializado resu-me así su situación:

Estos campos comenzaron a declinar muy pronto. El Servicio de Minas y Mi-nerales de EUA pronosticó que su producción alcanzaría entre 2 y 2.5 millones de b/d para el inal de 2006. No obstante, la producción alcanzó su pico en 2002 y ha declinado desde entonces. En 2005 la producción había disminuido hasta 1.27 millones de b/d…, en tal condición, un incremento sustancial… pa-rece casi imposible.5

Por su parte, la recuperación mejorada de petróleo se empieza a utilizar precisamente cuando la presión comienza a bajar, es decir, cerca del pico, y entonces sólo ocasiona un último y temporal incremento en la producción, o que el descenso se modere, también temporalmente. De hecho, los picos de producción seguidos de descensos notables se han dado en muchos yacimien-tos y regiones petrolíferas del mundo, a pesar del empleo de recuperación me-jorada de petróleo. La igura 2 ilustra los picos en la producción de petróleo en tres regiones: en los 48 estados contiguos de EUA (1970), en Alaska (1989) y en el Mar del Norte (1999).

Por supuesto, la presencia de un sólo pico, simple y puro, describe lo esencial de la evolución de la explotación de un recurso natural, como el pe-tróleo. En la práctica, las curvas de producción petrolera presentan siempre luctuaciones y en ocasiones aparece más de un gran pico. Los picos redun-dantes se explican por la intervención de algún fenómeno político o natural que haga descender “artiicialmente” la producción; es decir, que ésta habría mantenido su tendencia previa de no haber intervenido el fenómeno. Cuando éste ha dejado de inluir, la producción se recupera y prosigue su evolución natural.

5 Energy Watch Group, Crude Oil, the Supply Outlook, Alemania, wg, 2007 (wg-Series, 3).


Los picos del petróleo en el mundo

La ocurrencia del pico en la producción petrolera de una región puede prede-cirse mediante un modelo matemático desarrollado por M. King Hubbert, geó-logo de la compañía Shell.6 Él predijo en 1956, en una reunión del American Petroleum Institute, que EUA llegaría al pico petrolero en 1972; pronto otros geólogos aplicaron el mismo modelo a la producción mundial y predijeron que tendría su pico entre 2004 y 2008; respecto a EUA, Hubbert no se equivocó, pues el pico efectivamente ocurrió en 1970. Como se muestra en la igura 3, la predicción para la producción mundial falló poco, pues los últimos años ha estado estancada en alrededor de 75 millones de b/d y parece que el pico mun-dial ocurrirá entre 2008 y 2012; después de éste, se espera que descienda a una tasa de 3% al año.

Además de EUA y México, muchos otros países han alcanzado su pico pe-trolero. La lista en la tabla 1 contiene el nombre del país y la fecha en que alcan-zó el máximo de producción. En ocasiones, las circunstancias mencionadas arriba hacen que un pico se retrase unos años, que aparezcan dos picos o que la caída después del pico sea menos pronunciada; esto último ocurrió en EUA al comenzar la explotación en Alaska y en el golfo de México.

Fuente: Energy Information Administration, EUA. La producción de crudo en un área comienza a decli-nar conforme se alcanzan los límites geológicos.

Figura 2. Picos en la producción de petróleo en tres regiones:los 48 estados contiguos de EUA, Mar del Norte y Alaska.

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

01946 1950 1954 1958 1962 1966 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006

Mil

lon

es

de

b/d

EUA

Mar del Norte

Alaska

6 K.S. Defeyes, op cit.


Los datos de producción son de la Energy Information Administration de EUA. La curva logística fue construida por los autores con URR = 2.08 T.b y una producción acumulada hasta 1960 de 0.089 T.b. [URR: ultimate recoverable resource (total de recursos recuperables); 1 T.b = 1012 b = 1 billón de barriles].

Figura 3. El pico en la producción de petróleo crudo en el mundo; promedios anuales.

80

70

60

50

40

30

20

10

0

1940 1960 1980 2000 2020

2005

2040 2060 2080 2100

Logística

Mil

lon

es

de

b/d

Tabla 1. Picos de petróleo documentados y previstos en varios países y regiones

Fecha Fecha FechaPaís o región del pico País o región del pico País o región del pico

Austria 1955 Gabón 1997 México 2003

Alemania 1967 Malasia 1997 Dinamarca 2004

EUAa 1971 Argentina 1998 Kuwait 2007*

Canadáb 1974 Venezuelad 1968/1998 Arabia Saudita 2008*

Rumania 1976 Colombia 1999 Rusia 2009*

Irán 1976 Ecuador 1999 Azerbaiyán 2010*

Indonesia 1977 Reino Unido 1999 Emiratos Árabes Unidos 2011*

Alaska, EUA 1989 Australia 2000 Nigeria 2012*

URSSc 1989 Irak 2000 Costa de Maril 2012*

Egipto 1993 Omán 2001 Brasil 2014*

India 1995 Noruega 2001 Libiad 1970/2015*

Siria 1995 Yemen 2001 Kazakstán 2016*

Datos tomados del informe del Energy Watch Group (EWG).a Petróleo crudo. b Petróleo crudo, sin condensados ni bitumen. c La producción de la URSS cayó en 1989, lo que produjo un primer pico. La nueva Federación Rusa alcanzará su pico previsiblemente en 2009; ya hay indicios de que alcanzó su máxima producción. d Venezuela y Libia mostraron un pico temprano y otro posterior. *Estimados con información del EWG.


Por todo lo anterior no nos debería haber sorprendido que México tam-bién haya llegado a su pico petrolero. Lo que tampoco sorprende, desafortuna-damente, es que no se hayan tomado medidas oportunas en previsión de la caída de la producción petrolera.7

EL PICO PETROLERO DE MÉXICO

El pico o cenit de la producción nacional de crudo se alcanzó en diciembre de 2003 con 3.45 millones de barriles diarios (M.b/d), en promedio; en septiembre de 2008, esta producción ya había bajado a 2.72 M.b/d, un descenso de 733 000 b/d —esto es, 21%— en poco más de cuatro años. Esta caída se debe en gran parte a que la producción de nuestro principal yacimiento, Akal-Nohoch —si-tuado en el complejo Cantarell— cayó en el mismo periodo de 2.14 M.b/d a so-lamente 875 000 b/d; es decir, un descenso de 1 265 000 b/d, el 59%.8 Las cifras de la declinación se acumulan mes tras mes, tal como se aprecia en la igura 4; entre diciembre de 2007 y septiembre de 2008, la producción nacional cayó 7.9%, y 27.8% la de Akal-Nohoch. Esta igura muestra cómo el último descenso sólo se ha podido compensar en parte al incrementarse la explotación de otros. Tam-bién de esta igura se desprende que, de continuar la tendencia aparente en los nueve meses de 2008, Akal-Nohoch llegaría muy pronto a una producción de cero, en 2012. No obstante, es previsible que el descenso se vaya amortiguando; al suponer una tasa de disminución de 15% anual, característica de los grandes yacimientos en caída, Akal-Nohoch aún produciría 172 000 b/d en 2018.9

En la igura 5 se muestra la producción anual de crudo más condensados del gas natural en México, de 1964 a 2008 y la predicción del pico basada en el modelo de Hubbert; la producción está en G.b/año (1 G.b = mil millones de barriles = 1 millardo de barriles). Un cálculo similar fue realizado por la Asso-ciation for the Study of Peak Oil (p) en 2003.10 Como señal de la importan-cia de este descenso, cabe señalar que la producción ha disminuido en los últi-

7 Por ejemplo, Noruega invirtió en desarrollar fuentes alternas y Arabia Saudita destina enormes sumas en plantas de silicio para celdas solares.

8 -Sener, producción por campos seleccionados.9 En 1999 se comenzó la inyección de nitrógeno a alta presión en Akal-Nohoch, con lo que

se logró incrementar su producción cerca de 200 000 b/d. Sin embargo, esta inyección se hizo en contra del consejo de expertos que aducían que el nitrógeno desplazaría al metano, lo cual, a su vez, ocasionaría la precipitación de asfaltenos y el deterioro del yacimiento. La actual tasa de des-censo de más de 30% al año, inusual en el mundo, parece haberles dado la razón a esos expertos.

10 aspo Newsletter 35, noviembre de 2003.


2004

2009, promedioacumulado

Curva logísticade Hubbert

1.6

1.4

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

Pro

du

cció

n (

G.b

/añ

o)

1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050

Fuente: Pemex y BP Statistics. La producción acumulada a 1965 se estimó en 2 G.b.

Figura 5. Pico petrolero de México (línea negra) calculado por los autores y R. Pérez en junio de 2008, y datos de producción (línea gris). La línea punteada

muestra la posición del pico de crudo más condensados. Se incluye estimación para 2009 basada en la media de la producción de enero a junio.

Fuentes: Pemex y SIE-Sener; producción por campos seleccionados.

Figura 4. Descenso de la producción de petróleo en México durante 2008-2009.

Producción nacional (sin condensados)

Producción de Akal-Nohoch

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

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Mil

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09


mos cuatro años; esto es inusitado: desde los años veinte del siglo pasado no se había observado un descenso en más de dos años consecutivos. De hecho, la curva logística de Hubbert marca una caída menos pronunciada que la que se ha estado registrando en realidad. La tendencia de la curva predice que para 2018 se producirán en México 0.714 G.b de crudo más condensados, que des-contados un 10% de estos equivalen a 1.76 M.b/d de crudo para dicho año.

En el cálculo ya mencionado de la p, se estima que la producción mexi-cana de crudo decaerá a una tasa anual de 5.2%. Esto implica para 2018 una re-ducción a 58.6%, esto es, del promedio para 2008 de 2.822 M.b/d se reducirá en 10 años a sólo 1.654 M.b/d, cantidad algo inferior a la estimada más arriba.

LA PERSPECTIVA A MEDIANO PLAZO

Revisemos la perspectiva a mediano plazo, digamos, al año 2018. Para comen-zar, de los yacimientos que conocemos ninguno tiene la magnitud de Akal-Nohoch.11 La previsión oicial es que para ese año los yacimientos actualmente en explotación producirán todavía 1.220 M.b/d.12 El más importante a mediano plazo es el complejo Ku-Zaap-Maloob en la costa de Campeche, que en sep-tiembre de 2008 producía 693 000 b/d, con un máximo esperado de 794 000 barriles para 2010,13 y que descenderá a aproximadamente 504 000 b/d en 2018.14 Sin embargo, la mencionada estimación considera que Akal-Nohoch estaría todavía produciendo del orden de 400 000 b/d. Por lo que explicamos antes, esta cifra está claramente sobrestimada. La estimación oicial para el res-to de los yacimientos actuales, incluido Ku-Zaap-Maloob, parece acertada, por lo que estarán produciendo aproximadamente 820 000 b/d.

¿Con qué otros recursos contamos? Esencialmente hay tres fuentes de con-sideración: la cuenca de Chicontepec, los campos todavía no desarrollados en el Sureste y las zona de aguas profundas del golfo de México; una cuarta fuente estriba en renovar la explotación en campos hoy abandonados, pero ella contri-buye con apenas 25 000 b/d.

11 Se ha llegado a mencionar que gran parte del territorio nacional está sin explorar, lo cual es por completo inexacto. La prospección geológica ha cubierto prácticamente todo el territorio, lo que ha permitido identiicar las regiones con potencial petrolero. Éstas son entonces exploradas con mayor detalle para comprobar la existencia de hidrocarburos y cuantiicar los yacimientos.

12 Diagnóstico: Situación de Pemex, México, Sener, 2008, p. 48, gráica 3.1.12.13 Cifra obtenida de datos de Deutsche Bank, Reuters y Oil & Gas Journal.14 Diagnóstico: Situación de Pemex, México, Sener, 2008, p. 49.


El yacimiento de mayor potencial que tenemos —el de Chicontepec, con 120 G.b de aceite in situ— es del tipo de arenas bituminosas que son de dif ícil (y cara) extracción; sus pozos han suministrado en promedio 23 b/d y los me-jores 33. Mediante la perforación de 17 000 pozos es muy probable que se pu-dieren extraer de dicho yacimiento unos 393 000 b/d.15 La cifra oicial es de 600 000 b/d con un número similar de pozos; para llegar a esta cifra se recono-ce como necesario el “…desarrollo y administración de tecnologías especíicas que incrementen signiicativamente la productividad por pozo”.16 En efecto, la tecnología de explotación de arenas bituminosas está siendo explorada, espe-cialmente en Canadá. Sin embargo, la tecnología más adecuada para un yaci-miento particular, Chicontepec, no ha sido siquiera puesta a prueba, por lo que no hay certeza de que se llegue a encontrar; en otras palabras, es casi seguro que exista una tecnología mejor que la actual, pero no conocemos su costo ni qué tan eiciente pueda ser. Por ello, la cifra oicial podría corresponder más bien a una sobrestimación o cálculo “optimista”. Por otra parte, la cantidad más conservadora, de 393 000 b/d, es tecnológicamente alcanzable.

La segunda fuente de recursos son los campos por desarrollar en el Sures-te. La cifra oicial es de una probable producción de 600 000 b/d en 2018.17 El conjunto de estos campos comprende una fracción de “campos por descubrir” con aproximadamente 10% de las reservas estimadas para el total. Por ello el nivel de producción más probable es inferior en ese porcentaje, es decir, de unos 540 000 b/d.

En resumen, la estimación oicial, que podemos caliicar de “optimista”, prevé una producción en 2018 de 2 420 000 b/d tomando en cuenta las fuentes ya discutidas. La estimación más conservadora y realista es de 1 925 000 b/d. La diferencia entre ambas estimaciones, de medio millón de barriles diarios, no es pequeña. Pero falta por considerar la zona de aguas profundas del golfo de México, esta es la pièce de résistance.

Los últimos recursos importantes son los marinos. Se sabe que hay petróleo —y sobre todo, gas— en aguas profundas del golfo de México de nuestro país; pero aún no se sabe cuánto hay. La información con que se cuenta proviene de satélites de exploración, que han detectado la presencia de emanaciones de hi-drocarburos en un buen número de sitios, y exploraciones geof ísicas prelimina-res. A la fecha se han perforado unos cuantos pozos, con resultados poco alen-

15 Ibid., p. 53.16 Idem.17 Ibid., p. 50.


tadores, y no es posible aún cuantiicar razonablemente las reservas existentes. La existencia de gigantescos yacimientos es, por ello, un tanto especulativa. La fuente oicial iniere un potencial de 29 500 M.b de crudo sumado al gas natu-ral,18 de los cuales 70% se encontrarían entre 1 500 y 3 000 m de tirante de agua. En una analogía con los campos de EUA en su parte del golfo, Pemex considera poder extraer de la zona 400 000 b/d de crudo para el año 2018 y llegar a unos 600 000 b/d unos años después.19 Sin embargo, la cantidad de crudo menciona-da y las inferencias que de ella se hacen, no tienen una base técnica para poder calcular qué tan probable es que sean ciertas. Cuanta mayor información se ten-ga sobre un yacimiento, tanto mayor será la certeza sobre el cálculo de las reser-vas. Cuando la probabilidad de que la cantidad encontrada en la práctica es ma-yor de 90%, se habla de reservas probadas; cuando esa probabilidad es de 50% o mayor —algo mejor que un “volado”— se trata de reservas probables, y cuando la probabilidad es de 10% o mayor se trata de reservas posibles.20 La cantidad de crudo que se dice que existe en el golfo de México no caliica siquiera como re-serva posible, sino que se ha clasiicado como recurso prospectivo o potencial. Es por lo menos curiosa la inferencia que se hace en el estudio sobre Pemex: “Debi-do a que esta región está prácticamente inexplorada, existen amplias probabili-dades de encontrar campos de grandes dimensiones”.21

Desde luego que la falta de evidencia no es prueba de inexistencia, pero tampoco es prueba de existencia. También es curioso que la cantidad extraíble de las aguas profundas del golfo, arriba mencionada, se calculó como aquella necesaria para recuperar una producción de 3 M.b/d; esto es, se supuso que lo deseable es posible. Más conservadora, la p estima como muy probable encontrar 5 G.b de crudo en las aguas profundas del golfo, pertenecientes a México; esto permitiría una producción del orden de 100 000 b/d.22 De acuerdo con las estimaciones más realistas, la producción total en México será de alre-dedor de 2 M.b/d.

Por supuesto que, aparte de la cantidad total extraíble de crudo, habrá que considerar los tiempos de maduración de los diversos proyectos, que serán de entre cinco y diez años, y los costos de extracción previsibles, mucho mayores que los actuales.

18 Ibid., p. 58.19 Ibid., p. 55, gráica 3.1.19.20 Se puede encontrar más información sobre este punto en R. Magar y F. del Río, La crisis

energética, Ciencia 59, 2008, pp. 68-77. 21 Diagnóstico: Situación de Pemex, México, Sener, 2008, p. 43.22 aspo Newsletter 35, noviembre de 2003.


El gas natural

Aunque no es tan importante como el petróleo crudo, el gas natural es también un energético esencial para la marcha del país. La producción alcanzó un máxi-mo local en 1999, bajó un poco y después ha repuntado debido a la explotación de la Cuenca de Burgos, de muy buen potencial. Se alcanzó una media de 172 millones de metros cúbicos por día (Mm3/d), en 2007; en junio de 2008 se llegó a producir 199 Mm3/d, que se han mantenido hasta septiembre; la última cifra representa un sustancial aumento de 16% sobre la media del año anterior.23 El mayor volumen de gas natural extraído ha permitido reducir las importaciones a 4.4% de la producción de gas. Aun así, sólo tenemos reservas para unos 11 años a ese nivel de producción, el cual probablemente sólo se sostenga unos pocos años, antes de alcanzar el pico del gas.24 La explotación del gas natural se merma por las ineiciencias; en este rubro Pemex acepta mantener estándares algo inferiores a los internacionales,25 aunque según fuentes independientes se quema a la atmósfera hasta 20% del gas natural asociado que se extrae.

OFERTA Y GASTO ACTUALES DE ENERGÍA

Hemos analizado la situación actual y previsible de nuestros principales ener-géticos, los hidrocarburos, que constituyeron 82.5% de nuestro gasto energéti-co primario en 2006,26 el cual sumó 7 231 PJ (1 PJ = 1015 joules);27 además, en la sección II hacemos una breve mención de la contribución de las demás fuentes energéticas primarias. Terminaremos esta primera parte del trabajo con una revisión del destino del gasto energético y de las necesidades nacionales de energía a mediano plazo.

Al tomar en cuenta la importación y exportación de energéticos secunda-rios, la oferta interna total en 2006 fue de 7 481 PJ. La igura 6 muestra los lujos de energía más importantes en la economía nacional. Lo más sorprendente es que de esa cantidad se pierde 39.5% por ineiciencias termodinámicas de las ter-

23 Fuente: <www.pemex.com>. Estadísticas operativas.24 Esta es una estimación también optimista; según el BP Statistical Review of World Energy,

de junio de 2007, las reservas de gas natural de México sólo sustentan por 9.6 años el grado de actual de producción.

25 Diagnóstico: Situación de Pemex, México, Sener, marzo de 2008.26 El gasto energético también es llamado “oferta energética interna”.27 Para dar una idea de la magnitud del joule, el consumo diario del cuerpo de un adulto es de

más o menos 10 000 J.


moeléctricas y por el manejo y distribución de los energéticos.28 Una pequeña fracción de éstos, 3.8%, no se utiliza para generar energía sino por su valor como materia prima. El restante 56.6%, que suma 4 237 PJ, se utiliza para mantener andando la economía del país. Los energéticos secundarios más importantes por su volumen son los petrolíferos (gasolina y diesel, sobre todo), con 59.1%; des-pués viene la electricidad con 18.2%, el gas seco con 10.5%, energéticos sólidos con 6.6% y la leña con 5.6%. Aunque el consumo de leña, de 247 PJ, es pequeño respecto al total, tiene un impacto considerable sobre la salud de gran número de personas, ya que implica la utilización de arcaicos anafres y estufas ineicientes.

En particular, la energía eléctrica es de importancia central. En 2006 gene-ramos 222 TW.h;29 de ellos, 70.8% fue generado con hidrocarburos (termoeléc-tricas a combustóleo, gas natural o diesel), 13.2% con hidroeléctricas, 8.1% con carboeléctricas, 4.9% con una nucleoeléctrica y 3% con geotermoeléctricas.30

28 Es posible que parte de esta pérdida sea virtual, ya que es resultado de utilizar equivalentes energéticos que equiparan las diversas fuentes al petróleo.

29 1 TW/h = un terawatt-hora = un billón de watts-hora = 3.6 PJ.30 En estos datos no se considera el autoabastecimiento.

La longitud de las barras es proporcional a la cantidad de energía, salvo por las barras de abajo, que están ampliadas para mostrar el destino inal de los energéticos.

Figura 6. Flujos de energía en el mercado nacional.

Producción nacional de energía: 10 619 PJ

Importación Exportación

Oferta interna: 7 481 PJ

Consumo �nal: 60.5%

Consumo energético

Transporte: 44.8% Industrial: 33.3% Residencial

Co

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Ag

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Uso no energético

Pérdidas: 39.5%

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En 2007 generamos 225 TW.h que ya comprendían 0.13% de eólicas; la gene-ración con energía solar es hoy todavía despreciable. En este punto advertimos de nuevo cuánto dependemos de los hidrocarburos. Por otra parte, la f im-porta 3.7 millones de toneladas de carbón al año para operar las termoeléctri-cas; este combustible ha incrementado su costo a más del doble en los últimos cuatro años.

Es también indispensable referirse a la utilización que se les da a estos ener-géticos, también ilustrada en la igura 6. La actividad que gasta más energía es el transporte, que consume 44.8% del total de energéticos disponibles; lo siguen la industria con 33.3% y el consumo residencial con 15.9%; el gasto energético agropecuario, comercial y público, contribuyen con el 6% restante.31 El alto consumo energético del transporte está asociado a que éste depende en su ma-yor parte de petrolíferos, utilizados en ineicientes motores de combutión interna.

REQUERIMIENTOS DE ENERGÍA EN EL FUTURO

Veamos ahora el escenario energético dentro de 10 años. Suponemos para este periodo un crecimiento económico moderado, algo superior al promedio al-canzado en los últimos seis años. Por supuesto, un crecimiento más lento lleva-ría a una menor demanda de energía, mientras que uno más acelerado supon-dría un escenario más demandante que el que aquí se describe. Por otra parte, la modernización de la economía del país obliga a que la demanda energética crezca más rápido que el producto bruto. Una suposición de un incremento anual moderado, de 5%, resulta en 63% de aumento para 2018.

Por parte del suministro de energía, la producción de crudo se habrá redu-cido previsiblemente a 2 M.b/d y se mantendrá en niveles semejantes todavía por varios años, mientras llegan a su pico los yacimientos más importantes: los de Chicontepec y los profundos del golfo de México. La cifra anterior es cerca-na a la del consumo nacional de crudo en 2008 y no dejaría remanentes para exportar ni para cubrir el crecimiento de la demanda interna. De mantenerse la tendencia, como es lo más probable que ocurra, la producción de crudo iguala-rá al consumo en diciembre de 2011. A partir de esa fecha tendríamos que im-portar petróleo crudo para cubrir el crecimiento de la demanda.

31 Datos tomados del de la Sener, “Consumo inal de energía por sector”, donde la canti-dad del sector agropecuario no aparece explícita.


El segundo hidrocarburo del que dependemos es el gas natural; podremos previsiblemente mantener una producción del orden de 150 Mm3/d durante varios años, incluso con un modesto aumento. Pero también es previsible que en un máximo de cinco años alcancemos el pico del gas y que, a partir de ahí, la producción comience a decaer. Además, debemos señalar la importancia del gas natural no sólo como energético, sino como fuente de insumos para la in-dustria química y petroquímica. Por ello no deberíamos explotar al máximo los yacimientos de gas natural mientras haya alguna otra fuente de energía sustitu-tiva, para conservar la utilización del gas como componente básico de esa in-dustria química.

Por su importancia, es conveniente particularizar la perspectiva de la de-manda de energía eléctrica a diez años. En este punto tomamos como razona-bles las previsiones del “Programa de obras e inversiones del sector eléctrico”, p, 2008-2017 que cubre un horizonte similar al de nuestro escenario. Se prevé que el consumo de energía eléctrica aumente a un ritmo similar (4.8% anual) que el supuesto para la economía en su conjunto, por lo que el sector público deberá generar 135 TW.h adicionales a los 225 TW.h que consumimos en 2007.32

La falta de racionalidad y de visión sistémica

Una última cuestión que merece, sin lugar a dudas, ser considerada es la falta de racionalidad en el manejo de la energía y la ausencia de un verdadero siste-ma en la producción y utilización de la energía en México. Los distintos com-ponentes de lo que debería ser un sistema se tratan por aislado, lo cual produce acciones ineicaces y deja importantes vacíos que no son atendidos por los grandes actores, Pemex y la f. Además, el carácter monopólico y otras dis-torsiones de estos agentes no permiten una visión amplia, lexible y rigurosa de las cuestiones tecnológicas. Entre otras consecuencias, no hay incentivos para esquemas novedosos de generación de energía.

La utilización de la energía está marcada por el dispendio y la falta de ra-cionalidad. La energía eléctrica no se distribuye ni se cobra con criterios razo-nables ni administrativos ni técnicos. La falta de claridad en el cobro de la energía fomenta el consumo irresponsable. Sin embargo, el transporte es el

32 Estos datos son del llamado servicio público que no comprende autoabastecimiento; Co-misión Federal de Electricidad (f), Programa de Obras e Infraestructura del Sector Eléctrico (p), México, 2007.


sector de mayor ineiciencia y dispendio energético en nuestro país. De los petrolíferos, 57% se destinan a transportar personas y mercancías. El descuido de los sistemas de transporte público en las ciudades y de los ferrocarriles en el ámbito nacional hace que consumamos cantidades desproporcionadas de combustibles (gasolina y diesel). No obstante, la construcción del primer tren suburbano en el Valle de México, al que deben seguirle otros, es un primer paso en la dirección adecuada. Como contraparte, el abuso del automóvil; el precio generalmente por abajo del internacional de la gasolina y el diesel; la tolerancia iscal a los autos de gran potencia y peso, el subsidio al autotrans-porte pesado al no cobrársele el desgaste de la infraestructura —que es pro-porcional a la cuarta potencia del peso por eje— ha provocado un abandono gradual de transportes más racionales como los ferrocarriles eléctricos, tran-vías, autos pequeños, motocicletas y motonetas. En las ciudades abundan los coches con potencias exageradas para el transporte urbano y poco se hace por fomentar los sistemas públicos eicientes (Metro y tranvías). El transporte interurbano terrestre se hace casi exclusivamente por carretera, que es un me-dio que consume mucho más energía por pasajero/kilómetro que los ferroca-rriles. Éstos, por su parte, se han reducido a transportar carga y no hay planes irmes de electriicarlos.

Un último punto importante a considerar es que la tónica del desarrollo energético del país ha dejado de lado a importantes grupos sociales. En México hay todavía 74 000 comunidades sin electricidad, con un total de 5 millones de habitantes. Igualmente grande es el número de familias que no tienen acceso a combustibles industrializados —gas LP y natural— y que cocinan con madera y carbón vegetal. Se argumenta, como justiicación, que dichas comunidades están muy aisladas y que por ello es extremadamente costoso llevarles electrici-dad y repartirles combustibles “modernos”. Sin embargo, esto es sólo cierto en la medida en que se han desarrollado únicamente las plantas energéticas con-centradas y grandes —termoeléctricas, hidroeléctricas y la nucleoeléctrica— que pueden ser operadas con los sistemas también centralizados de la f. No se han desarrollado alternativas descentralizadas y los graves efectos nocivos para la salud del uso de madera y carbón para cocinar o calentar las habitacio-nes han sido ignorados.33

33 Además de las muertes por intoxicación con CO y por incendios, la exposición al humo de la madera y del carbón vegetal lleva a desarrollar enisema y al envenenamiento por hidrocarburos aromáticos policíclicos (hp).


CONCLUSIÓN

La producción nacional de crudo llegó a su pico hace cuatro años. Al examinar objetivamente los distintos factores que intervienen en el futuro próximo de dicha producción, se llega a concluir que lo más probable es que ya no sea po-sible recuperar niveles cercanos a los 3 M.b/d. Este descenso, por su magnitud e inminencia, signiicará un importante faltante en la energía que requiere Mé-xico a mediano plazo para continuar con un modesto crecimiento económico y con la modernización de la economía. Las previsiones de la demanda energéti-ca en un plazo de 10 años no dejan lugar a duda: es indispensable recurrir, con prontitud y decisión, a nuevas fuentes de energía para cubrir el importante déicit energético.

ANEXO

En los cuatro últimos años la producción de crudo más condensado en México ha variado como sigue:

Promedio 2005: 3.760 M.b/dPromedio 2006: 3.683 M.b/d (–2.0%)Promedio 2007: 3.471 M.b/d (–5.8%)Promedio 2008: 3.157 M.b/d (–9.0%)Promedio 2009: 2.971 M.b/d (–5.9%)

Y la evolución más reciente es:

Enero 2008: 3.293 M.b/dEnero 2009: 3.050 M.b/dEnero 2010: 2.993 M.b/d

39

LA ENCRUCIJADA DE LA ENERGÍA.2. OPCIONES PARA EL FUTURO

Roger Magar y Fernando del Río

La ruta de salida de la encrucijada en la que nos encontramos obliga a la susti-tución, lo más pronto posible, del petróleo que en breve nos faltará por otros energéticos. Al discutir cómo reencauzar la política energética del país, no sólo es urgente considerar la cuestión petrolera, sino conigurar una política com-pleta, enmarcada en una política industrial y económica nacional. Aun más, buena parte de la discusión reciente se ha concentrado en la factibilidad, la conveniencia y la forma de explotar los yacimientos profundos del golfo de México. El mensaje central de la parte 1 de este trabajo es que la cuestión de dichos yacimientos está rebasada por la realidad energética y económica del país. Aun explotándolos debidamente —como en nuestra opinión debería ocu-rrir— si no se toman las decisiones pertinentes el país estará en peligro de no contar con suiciente energía para su desarrollo.

Para decidir racionalmente sobre las medidas que es indispensable tomar es necesario partir de los requerimientos energéticos del país a largo, mediano y corto plazos. A éstos, analizados ya en la parte 1 de este trabajo, hay que ad-juntar aquellas cuestiones nacionales que son afectadas por la generación y el consumo de energéticos.1 Éste es el marco para analizar las distintas opciones abiertas y elegir así el mejor camino a seguir.

LA ENERGÍA QUE REQUERIMOS

Es claro que la producción de energía por los medios convencionales está a la baja a tasas muy violentas. En el corto plazo —menor de cinco años— casi cualquier faltante energético podrá cubrirse con un incremento de las impor-

1 El lector encontrará más información en R. Magar y F. del Río, La crisis energética, Ciencia 59: 68-77, 2008.

40 VISIÓN GENERAL SOBRE EL PROBLEMA ENERGÉTICO

taciones (gas, combustóleo, carbón y gasolinas), como de hecho ya lo hemos estado haciendo, y pagar éstas con las reservas de divisas; después de todo, están ahí para emergencias nacionales y enfrentamos una situación de emer-gencia. Sin embargo, nuestras reservas en divisas no son inagotables y sería irresponsable agotarlas por no actuar con rapidez. Entonces, en un plazo me-dio —que tomamos aquí como de diez años— México deberá recuperar el control del sustento energético de su desarrollo económico y social. Eso sig-niica que la balanza energética del país debe estar equilibrada y, de ser posi-ble, que vuelva a tener superávit. En el largo plazo, además de conservar el equilibrio de la balanza energética, México deberá garantizar que su desarro-llo sea ecológicamente sustentable, tanto en lo que afecta al medio ambiente nacional como en lo que concierne al medio global. Este último punto ha sido defendido por México en los foros internacionales, con más que justa razón, y deberemos actuar en consecuencia; ello implica obtener la energía primaria necesaria de fuentes limpias, respetuosas del medio ambiente local y global. Además, debemos cuidar que el diseño y operación del sistema energético contribuya positivamente a los rubros estratégicos del desarrollo nacional —sociales y de creación de empleos— más allá de suministrar la energía necesaria.

Para llegar al escenario deseable en el largo plazo es indispensable que las medidas que se tomen en el corto plazo —hoy y en los próximos años— atien-dan a cabalidad las exigencias en los plazos mediano y largo.

¿De dónde podemos obtener la energía primaria necesaria?; ¿cómo debe-mos generar la electricidad que nos hará falta?; ¿qué opciones tenemos?

Las más importantes implicaciones que se desprenden del escenario a lar-go y mediano plazos son: contener la importación de energéticos en un nivel manejable a largo plazo; dar máxima prioridad a los energéticos renovables, y entre éstos a los que no son combustibles;2 tomar medidas estrictas y eicaces para terminar con el dispendio y desperdicio en la producción y la utilización de energía; dar prioridad al desarrollo de energéticos que resulten en nuevos empleos, que no compitan con la producción alimentaria y química, y que sa-tisfagan las necesidades energéticas del sector más desprotegido de la sociedad.

Para analizar las opciones energéticas a nuestro alcance tomaremos en cuenta los siguientes factores que inciden en ellas:

2 La utilización de combustibles, aunque sean renovables, contribuye a incrementar la entro-pía (calentamiento, contaminación) de la biosfera.

LA ENCRUCIJADA DE LA ENERGÍA. 2. OPCIONES PARA EL FUTURO 41

1] La disponibilidad de la fuente primaria.2] La factibilidad tecnológica y el costo.3] El impacto sobre el ambiente, la sociedad y algunos rubros de la econo-

mía del país.

LA ENERGÍA PRIMARIA DISPONIBLE

Las fuentes energéticas más abundantes en el país son el viento y la radiación solar; también contamos con mucha más energía hidráulica, geotérmica y bio-masa que las explotadas en la actualidad, pero en menor medida que las prime-ras. Todas ellas son renovables, claro está, mientras no afectemos demasiado los ecosistemas, destrocemos los suelos o acabemos con el agua disponible. Además, tenemos reservas de uranio en el país suicientes para sustentar la operación de varios reactores de tercera generación. Y, desde luego, tenemos petróleo y gas natural para sostener un consumo de hidrocarburos no mucho mayor al actual por varios años.

Hay otras fuentes de energía disponibles en el territorio nacional, pero las tecnologías para explotarlas no están todavía disponibles, ni lo estarán por va-rias décadas. La energía del mar —diferencial térmico (d’Arsonval), olas, co-rrientes marinas y mareas— está apenas en etapa experimental de aprovecha-miento. La energía de fusión nuclear (que usa como combustibles el deuterio y el tritio), está todavía más lejos de ser aprovechable en la práctica; quizá llegare a ser importante en la segunda mitad del siglo. Hay también otros energéticos, como el hidrógeno, que no constituyen una fuente primaria, sino que sólo po-drían sustituir a otros energéticos secundarios —como las gasolinas—, pero que no será competitivo aun a mediano plazo.

El viento disponible

El potencial eólico de un país depende del número, tamaño y calidad de sus si-tios explotables, es decir, aquellos donde la velocidad del viento es suiciente para impulsar los aerogeneradores. Por ser el viento una fuente variable, la ca-lidad de un sitio se determina mediante el factor de planta (fp), que mide la proporción de electricidad generada respecto a la que se hubiese obtenido de funcionar todo el tiempo el aerogenerador a su potencia nominal. Desde luego, el fp depende directamente de la velocidad promedio del viento, la cual en ge-


neral se incrementa con la altura sobre el nivel del suelo a la que se coloque el centro de la hélice propulsora de la turbina. Desafortunadamente, hoy sólo contamos con datos completos del viento en el territorio nacional para una al-tura de 30 m, mientras que en las nuevas turbinas, con potencias de uno a 6 MW, el eje suele estar entre 80 y 110 m de altura. Un viento es de calidad “excelente” cuando tiene velocidad promedio superior a 8 m/s y es “muy bue-no” con velocidad promedio de 6.5 m/s o mayor. Los vientos excelentes son raros en el mundo; los muy buenos son los preponderantes en muchos países como Alemania, que ya ha instalado más de 22 GW para aprovecharlos.

El territorio nacional ofrece varios sitios con potencial eólico “excelente” y “muy bueno” para generar electricidad, como La Venta en el Istmo de Tehuan-tepec, con fp mayor a 45% y con vientos superiores a los 6.7 m/s, y como las penínsulas de Baja California y Yucatán, y varios sitios del norte de Zacatecas hasta la frontera con EUA, todos con fp también superiores a 45 por ciento.3

Como ejemplo comparativo de disponibilidad de viento en otros países, tenemos a Dinamarca, pionera en esta tecnología, y donde el viento tiene un fp de 20% que le permite generar 21% de la energía eléctrica que consume. Alemania, España y EUA son los países con mayor potencia eólica instalada; en total hay 13 países que han instalado más de 1 GW. En el año 2000, España, con un consumo de electricidad semejante al mexicano, de 196 TW.h, y con factores de planta moderados del orden de 25%, tiene ya instalados 15.1 GW; éstos son una buena fracción de su demanda de electricidad, la cual varió entre 22 y 34 GW en el cuarto bimestre de 2008. En 2007, España generó 10% de su consumo eléctrico por medio del viento y Portugal 9%.4 El potencial eólico de México es mucho mayor que el de España o Alemania: sólo el Istmo de Te-huantepec tiene potencial para 40 GW y el total nacional puede estimarse con-servadoramente en un mínimo de 125 GW. Sin embargo, al tomar en cuenta todas las zonas con vientos excelentes e instalar en ellas 8 MW/km2 —que es el máximo técnicamente posible— el potencial eólico del país superaría los 430 GW, sin considerar la instalación de aerogeneradores en los mares.

Sin embargo, como ya hemos mencionado, por no haber sabido aprove-char esta fuente, hoy sólo 0.25% de nuestra generación es eólica (0.56 TW.h).5

3 María Eugenia González-Ávila et al., Wind energy potential for electricity generation in rural zones of Mexico, inci 31(4): 240-245.

4 Global Wind Energy Council News, en <http://www.gwec.net>.5 El caso de la energía eólica sirve para ejempliicar por qué no se han tomado las decisiones

adecuadas y oportunas. En 1995, Nacional Financiera elaboró un proyecto para construir 240 MW de aerogeneradores al año, con una integración nacional superior a 95%. Los generadores se instalarían en


La energía solar disponible

México cuenta con una incidencia solar o insolación muy alta en casi todo su territorio; varía según la región y la estación entre 4 y 8 kW.h/m2 al día, con una media de 5.5 kW.h/m2 al día. Este promedio es el doble que en paí-ses a la latitud de Alemania; además, la variación en la irradiación entre in-vierno y verano es de sólo 30%. Esta incidencia es tan intensa que bastan unos cuantos metros cuadrados de colectores térmicos para satisfacer las necesidades de agua caliente de una familia; igualmente, bastan 10 m2 de fotoceldas para cubrir las necesidades de electricidad de un hogar mexicano típico; es tan intensa que en una supericie de sólo 676 km2 —esto es un cuadrado de 26 × 26 km— incide suiciente energía solar para cubrir el con-sumo total de energía eléctrica del país con tecnología fotovoltaica disponi-ble. Esta cifra deja ver nuestra situación privilegiada respecto a esta fuente de energía. El potencial de la energía solar en México, fotovoltaica y térmi-ca, es suiciente para cubrir varias veces el consumo energético actual.

Contrariamente a otras tecnologías, las economías de escala en energía solar se dan en la producción de los paneles fotovoltaicos, los inversores y las baterías en las fábricas, no en el tamaño de los aprovechamientos; lo mismo ocurre con los colectores solares térmicos. Dado que la radiación solar cubre todo el país, es quizá absurdo utilizar la energía solar, en particular la foto-voltaica, en forma concentrada: la generación es tanto más eiciente y redi-tuable cuanto más se acerque la fuente al consumidor inal. Esto evita las pérdidas ocasionadas por los grandes sistemas de distribución. Así, es posi-ble colocar celdas fotovoltaicas en los techos de los hogares, y hacer el siste-ma redundante al interconectarse, o incluso en lugares aislados, totalmente independiente, e instalar poco a poco sistemas avanzados de almacenamien-to de energía eléctrica.

El caso es diferente para el aprovechamiento solar térmico para generación de electricidad, en donde el tamaño de la instalación sí importa, en especial si se pretende almacenar calor para generar electricidad durante todo el día, lo que ya es económicamente factible y conveniente en zonas desérticas.

Otra vez, cuando varios países ya instalan decenas de megawatts de celdas fotovoltaicas al año, actualmente sólo existen en nuestro país poco más de 20 MW de estas celdas instaladas.

Oaxaca. Las empresas oferentes fueron Vestas de Dinamarca, la mayor del mundo, Enercón de Alema-nia, Jeumont de Francia y Westinghouse de EUA. La f rechazó el proyecto y argumentó que la ge-neración por viento tenía que ser subsidiada (lo que no corresponde al tipo de viento que tenemos).


La energía hidráulica disponible

México tiene todavía un potencial hidroeléctrico considerable, de aproximada-mente 160 TW.h —de ellos, 115 TW.h en presas grandes y 45 TW.h en media-nas— con una potencia de 18.3 GW. La mayor parte está todavía desaprovecha-do, pues en 2006 sólo utilizamos 19% (30.2 TW.h, correspondientes a 3.4 GW).6 Esto sin contar el potencial de pequeñas plantas hidroeléctricas.

La energía geotérmica disponible

Actualmente las plantas geotérmicas en México —las más importantes están en Cerro Prieto, B.C., Los Azufres, Mich., y Los Humeros, Pue.— tienen insta-lados aproximadamente 870 MW, el 2.3% de nuestra capacidad total, con lo que producen casi 3% de nuestro consumo anual. Además se utilizan de manera directa, esto es, sin convertirlos a electricidad, el equivalente a unos 200 MW en balnearios que tienen un valor económico turístico no despreciable. Con esto México está entre los principales aprovechadores de energía geotérmica del mundo junto con EUA y Filipinas.7 Hay todavía potencial disponible en varios lugares como la península de Baja California, la sierra de Chihuahua y las zonas cercanas al Eje Volcánico Central. La Geothermal Energy Association de EUA estima que el potencial geotérmico de México para generar electricidad es de 8 GW.

Los energéticos nucleares disponibles

México cuenta con una sola planta nucleoeléctrica, la de Laguna Verde, Ver., con una capacidad instalada de 1.4 GW. Dicha planta requiere aproximada-mente 28.2 toneladas de combustible (óxido de uranio, UO2, enriquecido al 3.5%). Las reservas probadas de uranio en México están evaluadas en 8 900 toneladas de U3O8 —llamado torta amarilla, de la que se requieren siete tone-ladas para dar una de UO2— y además las reservas potenciales in situ son de otras 9 700 toneladas.8 Los principales yacimientos detectados están en Peña

6 British Petroleum Statistics, 2007.7 Investigación y Desarrollo, junio de 1999.8 Coordinación General de Minería, Secretaría de Energía.


Blanca, Chih., La Coma, Tamps., y Los Amoles, Son. Sin embargo, debemos tomar en cuenta que estas reservas fueron cuantiicadas hace más de 25 años, que la prospección no cubrió todos los sitios con probabilidad de tener ura-nio, y que desde entonces la prospección de uranio y torio en el territorio nacional ha sido prácticamente nula. También hay que tomar en cuenta que los nuevos reactores p tienen una tasa de quemado de 70 MW.día por kilo-gramo de UO2, el doble que la de los reactores de segunda generación como el de Laguna Verde; por ello, los reactores p requieren la mitad del com-bustible para generar la misma cantidad de energía eléctrica. La vida media de estas plantas es de 35 o 40 años. En resumen, entre las reservas probadas y potenciales hay suiciente uranio para abastecer a cinco centrales nucleares —cuatro más que Laguna Verde y con consumo de la mitad de ésta— duran-te 26 años.

La biomasa disponible como energético

Esta es una fuente renovable y se considera como energía primaria aunque en realidad es resultado de la transformación de energía solar en energía quími-ca de las plantas. La disponibilidad de biomasa, o la capacidad del país de producirla sustentablemente, está en función de la supericie que sea conve-niente dedicar al cultivo de especies de potencial energético (como la caña o el maíz). Dada la alta insolación media en el territorio nacional, podría pen-sarse que no hay problema en producir grandes cantidades de biomasa como energético; sin embargo, el cultivo de biomasa requiere también en abundan-cia otro recurso, aparte de la radiación solar, que es más bien escaso en el país: el agua. Por ello el potencial de producción de biomasa está limitado f í-sicamente por la cantidad de agua que pueda distraerse de otros usos (consu-mo humano, industrial y para producción de alimentos). Es así que el poten-cial real sustentable de producción de biomasa es más bien pequeño y se reduce a la sustitución del uso de algunos productos no alimentarios que ya se cultivan —como la caña de azúcar— o al cultivo intensivo de productos nove-dosos en condiciones experimentales, como el de algas marinas en el golfo de California.

También producimos una gran cantidad de basura, cuyo aprovechamiento puede generar cantidades nada despreciables de electricidad. Desde luego, la basura como fuente energética estaría disponible sobre todo en las zonas me-tropolitanas más grandes del país.


FACTIBILIDAD TECNOLÓGICA Y COSTO

La factibilidad de una tecnología y su costo van prácticamente de la mano. Cuando no importa el costo —por ejemplo en la exploración espacial o, desgra-ciadamente, en la guerra— cualquier tecnología f ísicamente posible estará dis-ponible más tarde o más temprano. Por ello, más que abundar en datos sobre costos especíicos de instalación y operación, daremos información que deje clara la factibilidad tecnológica y la competitividad económica de las opciones energéticas. Analizamos aquí las mismas fuentes energéticas que en el aparta-do anterior, algunas de las cuales tienen características comunes. Así, en todas las fuentes a base de combustibles se deben cubrir —además de la instalación y el mantenimiento de los equipos— el costo del combustible mismo, sea éste combustóleo, gas natural, carbón o etanol. Por su parte, las fuentes eólica y solar no tienen que pagar por ningún combustible, sino sólo por instalación y mantenimiento. La energía hidráulica tampoco requiere combustible, pero el costo de mantenimiento real incluye el necesario para mantener no sólo la planta generatriz, sino las obras de control de agua. La tabla 1 muestra un com-parativo de costos en la f.

Factibilidad de obtener energía del viento

Se desarrolla en parques o granjas eólicas con un número de aerogeneradores cada una. Cada aerogenerador tiene una potencia de hasta 6 MW. El viento es competitivo respecto a otras fuentes cuando está disponible en cantidad y con el factor de planta necesario, como ocurre en México. La factibilidad de esta fuente se maniiesta claramente en que los países con potencial eólico grande o moderado cada vez recurren más a ella, lo que ha ocasionado el crecimiento inusitado del mercado. Así, la producción mundial de turbinas es actualmente superior a los 20 GW y el mercado crece 30% al año. La tecnolo-gía muestra una tasa de aprendizaje de 17%, sólo superada por el fotovoltaico. En 2007, Estados Unidos instaló 5.2 GW de turbinas eólicas, España 3.5 GW, China 3.4 GW, Alemania 1.7 GW y Francia 0.9 GW. En enero de 2008, Espa-ña tenía ya una potencia eólica instalada de 15.1 GW, 30% más que un año antes9 y el 4 de marzo del presente alcanzó un máximo de potencia eólica instantánea de 10 GW (40.8% de la demanda española de electricidad en ese

9 Datos de la Asociación Empresarial Eólica () de España.


momento).10 En ese mismo país están en marcha seis proyectos eólicos, cada uno con una potencia estimada de 500 MW. Esto deja en claro la existencia de la tecnología a costos competitivos. Es más conveniente instalar en el país una o varias fábricas de aerogeneradores para contar con ellos a mediano plazo.

10 <http://www.eleconomista.es>, 29 de marzo de 2008.

Tabla 1. Costos de generación por tecnología en pesos/kW.h

Tecnología 2002 2003 2004 2005 2006 2007

Geotermoeléctrica 0.36 0.38 0.44 0.41 0.46 0.36

Hidroeléctrica 0.47 0.64 0.52 0.49 0.49 0.55

Eoloeléctrica 1.16 1.52 1.34 1.87 0.27 0.61Carboeléctrica y dual (carbón y combustóleo) 0.47 0.57 0.70 0.65 0.65 0.67

Nuclear 0.74 0.75 0.95 0.77 0.83 0.91Turbogás y ciclo combinado 0.73 1.02 1.07 1.16 1.07 1.06

Vapor (combustóleo) 0.45 0.62 0.69 0.78 1.02 1.06

Diesel 2.43 3.02 3.61 6.91 6.07 4.81

Fuente: CFE, Cédulas trimestrales, costo unitario por proceso, años 2002-2007. El costo de generación incluye: remuneraciones y prestaciones al personal; energéticos y fuerza comprada; mantenimiento y servicios generales por contrato; materiales de mantenimiento y consumo; impuestos y derechos; otros gastos; obligaciones laborales; depreciación; indirectos del corporativo; aprovechamiento y cos-to inanciero.

50 kW 660 kW 2 MW 5 MW

250 kW

180 m

100 m

1.8 MW 3.6 MW

Figura 1. Tamaño comparativo de aerogeneradores de distintas potencias.


Que varios países hayan podido integrar a sus sistemas de generación eléc-trica más de 10% de su capacidad es una prueba de que la variabilidad inheren-te al viento puede ser administrada con eicacia. Un estudio reciente realizado en la Universidad de Stanford muestra que la interconexión de parques eólicos permite que 33% o incluso 47% de la energía generada sea coniable, utilizable como potencia eléctrica de base.11

También existe la tecnología para cubrir inclusive lugares azotados por los ciclones. Ya hay disponibles aerogeneradores de 1 MW capaces de ser abatidos por vientos demasiado fuertes y que son producidos en serie por la empresa francesa Vergnet. Ellos permitirían aprovechar el muy considerable potencial eólico de Veracruz y de Tamaulipas. Todos estos factores hacen parecer increí-ble que el potencial eólico de México haya sido tan subvalorado, o incluso no difundido, por motivos que están lejos de ser claros.

Factibilidad de obtener energía eléctrica del sol

Hay varias tecnologías disponibles para fabricar los dispositivos que convier-ten directamente la radiación solar en energía eléctrica: las celdas fotovoltai-cas. Las tecnologías tradicionales están basadas en celdas cristalinas de sili-cio. El mayor fabricante del mundo de placas de silicio para celdas, es la empresa noruega REC (Renewable Energy Corporation) que está por termi-nar en Singapur una planta capaz de producir 1.5 GW al año. La tecnología de película delgada es hoy la más desarrollada, aunque existen nuevas tecno-logías muy prometedoras, basadas en nanopartículas fotovoltaicas, que ya están en producción.

La producción mundial de fotoceldas es de mayor crecimiento que la de cualquier otro dispositivo energético, con una tasa anual cercana a 60% en los últimos cuatro años. Alcanzó 3.8 GW en 2007 y ha mostrado una tasa de aprendizaje de 20%.12 Por su parte la tecnología de película delgada ha mostra-do un crecimiento en producción superior a 250% en los dos últimos años. Hace sólo cinco años se producían cuando mucho 100 MW anuales de paneles solares fotovoltaicos; actualmente varias plantas nuevas, algunas de película delgada, producen 1 GW de celdas al año. Japón, China, Alemania, Taiwán y EUA son hoy los mayores productores de celdas fotovoltaicas. En México se

11 C.L. Archer y M.Z. Jacobson, Journal of Applied Meteorology and Climatology 46: 1701-1717, 2007.

12 Earth Policy Institute, en <http://www.earth-policy.org>


anunció este año la instalación de una gran planta para fabricar celdas fotovol-taicas, en Mexicali, con una inversión de 3 000 millones de dólares.

El costo por megawatt instalado ha disminuido gracias a la creciente pro-ducción y las mejoras tecnológicas, lo que, junto a políticas adecuadas de estí-mulo, han llevado a que cada año se instalen cantidades mayores de celdas fo-tovoltaicas. Alemania instala 1 000 MW de celdas fotovoltaicas al año, Japón 300 MW, España 150 MW y Francia 30 MW. En EUA existe el Solar Grand Plan, que contempla que la energía solar fotovoltaica cubra, para el año 2050, 70% de la demanda de electricidad en dicho país.

El adelanto alemán, japonés y español en el aprovechamiento de la energía solar se debe a una adecuada política de compra de energía a los productores particulares, pues la inmensa mayoría de las celdas se instalan ahí en predios que ya están conectados a la red. El precio de compra, actualmente de € 0.55 por kW.h suministrado a la red eléctrica, es ventajoso para el productor inde-pendiente. Más recientemente Francia e Italia han adoptado el mismo esquema de compra. En México la ley permite desde hace poco hacer contratos de com-pra con la f, pero el precio de compra es igual al que cobran dichas paraesta-tales; la única ventaja para el productor es hacer descender su consumo por debajo de la tarifa de consumidor mayor.

Actualmente el costo de generación con fotovoltaicos es de 14 centavos de dólar por kW.h, que ya es inferior al costo de demanda pico suministrada por f a usuarios de demanda alta; pero el costo de los fotovoltaicos desciende más de 5% por año, por lo que en poco tiempo estará compitiendo con el costo promedio de generación en plantas de ciclo combinado (aunque éste no crecie-ce ya por aumento en el costo de los combustibles). Las nuevas tecnologías de nanopartículas fotovoltaicas permitirán abatir los costos de generación hasta niveles equivalentes a las fuentes convencionales en los bornes de salida de la planta. La generación fotoeléctrica es importante en varias situaciones, en es-pecial en las zonas de verano caliente para aliviar la demanda en horas pico y las cargas del sistema de distribución.

Factibilidad de la energía solar térmica

Parte importante para la sustitución de hidrocarburos por fuentes renovables es utilizar la energía solar como fuente térmica. Para uso sanitario se requieren aproximadamente 3 m2 por cada habitante de inmueble o 10 m2 por familia. El uso de colectores solares térmicos de diseño tradicional para el calentamiento


de agua sanitaria permite ahorrar al año 70 kg de gas por metro cuadrado de colector instalado; esa cantidad se duplica para calentamiento de albercas. El uso de la más moderna tecnología, con tubos al vacío, ahorra al año 110 kg de gas por metro cuadrado de colector. Una ventaja adicional es que ya existen varios fabricantes nacionales de colectores, aunque será importante que los fa-bricantes cumplan con normas ISO internacionales.13

La energía solar térmica también se puede utilizar para generar electrici-dad de manera económica, pero menos lexible que con celdas fotovoltaicas. Actualmente en EUA, Europa e Israel existen plantas de cientos de MW de capacidad y se están construyendo varias más, aunque a mediano plazo es pro-bable que sean superadas por la generación solar fotovoltaica.

Factibilidad de otras fuentes de energía

México domina la tecnología necesaria para construir los embalses e instalar las grandes hidroeléctricas necesarias. La tecnología para microhidroeléctri-cas, donde tenemos un considerable potencial inexplorado, también está disponible en el mercado mundial. La tecnología para aprovechar la energía geotérmica no sólo está disponible sino que México la domina e incluso es exportador de ella.

El desarrollo de la tecnología energética nuclear en los últimos decenios ha producido reactores mucho más eicientes y seguros. La tecnología de pun-ta son los reactores de tercera generación o p, de los cuales hay dos en cons-trucción, en Finlandia y en Francia, de 1.6 GW cada uno y con un costo de 3 000 millones de euros por unidad. Próximamente se comenzarán a construir otros dos en China.

Factibilidad de los biocombustibles

La biomasa es la última opción energética disponible que discutimos. Hay sóli-das razones para considerar que, por lo menos en el caso de México, transfor-mar biomasa directa o indirectamente en energía caloríica es un desperdicio de materiales que deberían mejor destinarse a la alimentación o, como materia

13 Si nuestra industria cumpliera con las normas del para la fabricación de las máquinas y sus partes —tales como los tornillos— habría ahorros sustanciales de energía y materiales.


prima, en la industria. Además, al utilizar la biomasa como combustible se pierde, en el mejor de los casos, la mitad de su energía, debido al bajo rendi-miento termodinámico; y se pierde más aún si se transforma la biomasa por fermentación y destilado en un producto como el alcohol etílico. Por ejemplo, se necesitan 3.5 kg de grano de maíz para sustituir un litro de gasolina; enton-ces, al convertir en alcohol carburante todo el maíz que produce México sólo se podría sustituir 12.5% del consumo nacional de gasolinas.14 Para sustituir con alcohol de caña el consumo nacional de gasolinas en un año, que es de 45 mi-llones de toneladas, se necesitaría cultivar casi 10 millones de hectáreas de caña de azúcar. A estos usos ineicientes habría que agregar la energía necesaria para cultivar el maíz o la caña y transformarlos: fertilizantes, cultivo, riego, trans-porte, cosecha, etcétera. Esto hace que la ganancia neta en energía del carbu-rante inal sea muchas veces marginal o incluso negativa respecto a la energía invertida. Un análisis termodinámico cuidadoso muestra que la producción industrial de biocombustibles no sólo no es favorable al ambiente sino que in-cluso provocará un grave daño.15, 16 Las pérdidas se reducen si se cultivan plan-tas que produzcan aceites para alimentar motores de encendido por compre-sión (diesel). Por otra parte, es mejor utilizar plantas marinas que terrestres: éstas sólo convierten entre 1 y 2% de la energía solar que reciben, mientras que las acuáticas transforman entre 3 y 4%. El caso de estos biocombustibles se hace todavía menos sostenible si los comparamos con la transformación de energía solar, no en material orgánico como el maíz o la caña de azúcar, sino directamente en electricidad por medio de celdas fotovoltaicas. Por este proce-dimiento obtendremos de 30 a 40 veces más energía por unidad de supericie, con la ventaja de que podríamos colocar las celdas directamente sobre el techo de las casas, incluso para cargar las baterías de vehículos eléctricos, y todo ello sin consumir agua ni fertilizantes, sin destruir ecosistemas y sin competir con la nutrición de la población.

A diferencia del alcohol y los aceites naturales industrializados, la basura orgánica es biomasa que no compite con cultivos útiles de otra manera. Por ello, utilizar basura para producir energía no tiene los puntos en contra que

14 Para sustituir por alcohol solamente 1% de la gasolina que consume EUA, se tendrían que utilizar 18 millones y medio de toneladas de maíz; esta es una cantidad extraordinaria, comparada con el consumo de México, que es de 10 millones de toneladas de maíz al año.

15 T.W. Patzek, hermodynamics of the corn-ethanol biofuel cycle, Critical Reviews in Plant Sciences 23(6): 519-567, 2004.

16 D. Pimentel, Ethanol fuels: Energy balance, economics, and environmental impacts are negative, Natural Resources and Research 12(2): 127-134, 2003.


tendría usar maíz o caña de azúcar. Desde luego, se sabe que antes de quemar-la, la basura debe limpiarse de compuestos clorados o plásticos del tipo PVC que llevarían a formar compuestos altamente tóxicos como las dioxinas. Sin embargo, con cada kilogramo de basura que quemáramos en una termoeléctri-ca diseñada para tal uso generaríamos 1 kW.h de energía eléctrica; con las 20 000 toneladas de basura que se producen a diario en la zona metropolitana del Valle de México podríamos generar en un año más de 7.3 TW.h, o sea 3.25% de nuestra generación total de electricidad.

Tiempo de maduración

Una consideración adicional es que cada opción de generación tiene su propio tiempo de maduración, es decir, el necesario para construir e instalar una plan-ta energética. Es así que una instalación solar fotovoltaica requiere de menos de 6 meses, un parque eólico menos de 18 meses, una termoeléctrica de 3 a 5 años, una hidroeléctrica de 5 a 6 años, una nucleoeléctrica de 6 a 7 años y una geotérmoeléctrica de 7 a 14 años. Es claro que las dos primeras fuentes son las que permitirían una respuesta más rápida a las nuevas necesidades y a la decli-nación de la generación mediante combustibles, pero sin posponer el inicio de obras de las hidroeléctricas, nucleares y geotérmicas necesarias para equilibrar el sistema.

IMPACTO SOBRE EL MEDIO AMBIENTE, LA SOCIEDAD Y LA ECONOMÍA DEL PAÍS

Impacto ambiental

Las tecnologías que tienen un mayor (y negativo) impacto ambiental son aquellas a base de combustibles —no importa que sean fósiles o renovables—, ya que no sólo contaminan con emisiones de CO2 y otros residuos nocivos, sino que la extracción o producción de esos energéticos (campos petroleros, minas de carbón, plantíos intensivos) también afectan el ambiente. Las fuen-tes eólica y solar no producen emisiones y son inagotables. Su impacto prin-cipal sobre el ambiente ocurre en las fábricas donde se construyen los paneles y celdas solares y los aerogeneradores, pero no en el proceso mismo de con-versión de energía. La energía geotérmica tampoco produce emisiones y su


impacto ambiental se reduce a la vecindad donde se construyan las plantas. Las centrales nucleoeléctricas no emiten CO2, aunque sí calientan las fuentes de agua locales y además, muy especialmente, enfrentan el problema de qué hacer con los desechos radioactivos. Sin embargo, en el mediano plazo no hay diicultad para almacenar con seguridad —o para enviar a reciclar al ex-tranjero— los desechos que unas cuantas plantas produjeran en 20 o 30 años. Por último, la energía hidráulica es muy coniable y su operación es muy lim-pia, aunque la construcción de presas y el llenado de embalses tienen costos ecológicos.

Los costos externos

Con frecuencia, al tomar decisiones sobre fuentes energéticas se olvidan los costos ecológicos que implican. Éstos se calculan con base en el costo necesa-rio para limpiar o remediar el daño ecológico y permiten comparar fuentes de diversa índole. En la Unión Europea se han calculado estos costos con mucha precisión. El promedio ponderado de los resultados se muestra en la tabla 2, que conirman lo dañino que es quemar combustibles, sobre todo combustó-leo y carbón.

Impacto social

Examinaremos ahora el impacto de las distintas tecnologías en la creación de empleo, en la atención a comunidades dispersas y en su integración a la planta industrial del país. Es de especial importancia que las fuentes renovables de ener-gía tales como el viento y la solar crean cinco veces más empleo por megawatt

Tabla 2. Costos ecológicos de diversas fuentes energéticas en la UE

Fuente Céntimos de euro/kW.h

Viento 0.15Nuclear 0.3Fotovoltaico 0.6Hidroeléctricas 0.7Gas natural 1.5Petróleo (combustóleo) 4.0Carbón 5.5

No incluye el efecto de calentamiento global debido al CO2; de incluirse éste se in-crementaría el costo externo de los combustibles.


instalado o kilowatt-hora generado, que las fuentes convencionales, tal como se muestra en la tabla 3. Así, en Alemania se han creado en los sectores solar y eólico aproximadamente 350 000 empleos permanentes, con un aumento de 25% anual. Además, la tasa posible de integración nacional es también muy superior para estas fuentes. Por otra parte, los parques eólicos pueden ser una fuente estable y complementaria de ingresos para los habitantes de las comuni-dades dueñas de la tierra.

Hay en el país un gran número de comunidades aisladas y sin energía eléc-trica. La distribución desde grandes centrales —sean termoeléctricas, hi-droeléctricas o nucleoeléctricas,— tendría un costo muy alto por las grandes distancias a cubrir. Pero ello no obstaculiza instalar pequeñas fuentes distribui-das y localizadas en cada comunidad. Las fuentes podrían ser eólicas, solares o hidráulicas, dependiendo de las condiciones locales. Con una cobertura de 0.2 kW por habitante totalizarían 1 GW, necesario para mejorar el nivel de vida de estos mexicanos. Es triste que en México haya tres empresas extranjeras ma-quilando celdas solares eléctricas para exportación y que no las aprovechemos para remediar esta necesidad social.

Una oportunidad extra es que la planta productiva nacional está prepara-da para producir al menos 80% de las partes necesarias para aerogeneradores y llegar a tener un nivel de integración nacional de 95% en menos de cinco años.

En lo que respecta a nuestro potencial hidroeléctrico, un obstáculo para desarrollarlo ha sido la carencia de políticas que permitan asegurar el acuerdo de los pobladores afectados por las obras y los embalses. Una política adecuada debe incluir la declaración de la importancia nacional de las obras y un trata-miento justo de las indemnizaciones, así como una difusión amplia de los estu-dios que justiiquen su necesidad, de las medidas tomadas para atenuar sus posibles efectos negativos y de sus beneicios para la población en general.

Tabla 3. Empleos creados por cada proyecto de 5 MW, según la fuente energética

Número de empleos

Tipo de proyecto Construcción Mantenimiento

Viento 10.3 2.6Solar fotovoltaico 9.5 9.1Solar térmico 12.7 4.8Pequeñas hidroeléctricas 10.3 1.5


UN ESCENARIO ENERGÉTICO DESEABLE Y FACTIBLE

Con base en lo expuesto aquí, hemos elaborado un escenario deseable y factible de la situación energética del país en 2018 que sirva para enfocar una discusión sobre el futuro. El principio básico que guio la formulación de la propuesta es doble: sustituir la máxima cantidad posible de combustibles fósiles por renovables en la generación de energía eléctrica y aprovechar para ello las fuentes renovables competitivas más abundantes: el viento y la energía solar fotovoltaica. Para refor-zar la base energética coniable del país se contempla ampliar signiicativamente la generación de electricidad mediante las energías hidráulica, nuclear y geotér-mica. Por razones de ahorro se incluye la generación eléctrica a partir de basura.

Separamos el escenario en dos partes: la primera concierne a los puntos más señalados de la situación de los hidrocarburos; la segunda concierne a la generación de energía eléctrica.

Escenario para los hidrocarburos

Para 2018 se logra mantener la producción de crudo y la oferta de gas natural en los niveles de 2006. Para ello habrá que proseguir la explotación de Chicon-tepec y desarrollar la zona de aguas profundas del golfo de México. No es pro-bable que se cuente con otros combustibles (como etanol o hidrógeno) en can-tidades signiicativas. Esto implica que para cubrir las crecientes necesidades de combustibles se habrán hecho ahorros importantes, principalmente en el transporte. El consumo energético por unidad transportada se habrá reducido al menos en un tercio al electriicar los ferrocarriles, instalar líneas de tranvías y dar ventajas al transporte individual en motocicletas y bicicletas. Este ahorro habrá sido muy notable, de 15% del total de hidrocarburos, ya que el transporte consume hoy más de la mitad de los disponibles

El resto de los hidrocarburos se dedica a los sectores industrial, agropecuario y residencial. El incremento de los requerimientos domésticos se cubriría en gran parte mediante colectores solares para calentar agua. Con ello, se habrá reducido 20%, como mínimo, el consumo de gas por unidad residencial y hotelera.

Otra contribución importante al ahorro de combustibles es mediante la utilización masiva de la tecnología solar térmica de uso doméstico. Lo único necesario para promoverla es un sistema de inanciamiento con buenos canda-dos, como los que se utilizaron para fomentar el empleo de buenos refrigerado-res y de aislamiento térmico en las zonas de verano caliente.


Escenario para la electricidad

Se tomó como referencia la demanda calculada en el p 2008-2017 de la f; la demanda incluido el autoabastecimiento se ha estimado para 2018 en 417.2 kW.h, 4.8% superior a la ahí calculada para 2017. Las principales cifras del escenario se compendian en la tabla 4 y sus rasgos más importantes son los si-guientes. La generación de electricidad mediante combustibles fósiles se man-tiene en un mínimo al congelar la producción con carbón en el nivel de 2008, para lo cual habría que mantener la importación y reducir la producción con hidrocarburos en 10 por ciento.

Gran parte del faltante para 2018 se cubriría con energía del viento y del sol, para lo cual habría que instalar 25.5 GW eólicos y 16.7 GW fotovoltaicos en 10 años; de estos últimos, 1 GW estaría situado en sistemas totalmente autóno-mos para atender comunidades aisladas y el resto conectado a la red eléctrica nacional. La potencia eólica permitiría generar cerca de 89.5 TW.h al año, 21.4% de la producción nacional, cifra perfectamente manejable, pues repre-senta un porcentaje similar al danés en la actualidad y con un costo de genera-ción entre 20 y 25% menor al de las fuentes convencionales.

La generación hidroeléctrica crecería a 43.5 TW.h, que son 27% de la po-tencialidad hidráulica en el país. Por su parte, la capacidad nucleoeléctrica se incrementaría hasta 4.6 GW con la instalación de dos centrales de 1.5 GW. La generación mediante geotérmicas prácticamente se duplicaría para llegar a 13.4 TW.h. Por último, de la basura se extraerían 18 TW.h.

Tabla 4. Escenario de generación eléctrica propuesto para 2018

Fuente

Energía

Potencia instalada GWTW.h/a Porcentaje

Viento 89.5 21.4 25.5Solar FV 34.0 8.1 16.3Hidráulica 43.5 10.4 14.6Nuclear 36.2 8.7 4.6Geotermia 13.4 3.2 2.0Basura 18.0 4.3 2.6Térmicas 150.2 32.7 26.6Sumas 417.2 100 96.6


Consideraciones adicionales

Se instalarían 25.5 GW de aerogeneradores con hélices de paso variable y de una potencia mínima de 2 MW cada turbina, para incrementar entre 30 y 50% el factor de planta.17 No existe diicultad para instalar 2.5 GW de aerogenera-dores al año, en promedio, pues la planta productiva nacional está preparada para producir al menos 80% de las partes necesarias y llegar a un nivel de inte-gración nacional de 95% en menos de cinco años. Para hacer atractiva y acepta-ble la presencia de aerogeneradores, se debería pagar a los dueños de los terre-nos cantidades del orden de 3 000 pesos al mes de alquiler, por cada máquina.

En cuanto a la energía solar fotovoltaica, se puede comenzar con la instala-ción modular de pequeños sistemas de 1 a 10 kW sobre las casas habitación interconectados a la red eléctrica nacional, como permite la ley actual. Urge modiicar la ley de interconexión para que se aumente el límite de 30 kW y bajo voltaje para las empresas, pasándolo a cuando menos 1 MW y la interconexión pueda ser hecha en voltaje mediano o incluso alto. A pesar de su insuiciencia, la actual ley de interconexión ha permitido integrar a la red cientos de casas, cuyos dueños han decidido instalar celdas, abatiendo su cuenta de luz y permi-tiendo disminuir los problemas de la red en zonas de verano caliente. Evidente-mente habrá que hacer atractiva la inversión, mediante precios de recompra mayores a los actuales, pues de ello depende el arranque de una industria na-cional que creará decenas de miles de empleos al principio y de centenas de miles a largo plazo. Para una meta de 3.48 GW al año requeriríamos invertir alrededor de 8 000 millones de euros, pero si se escogiera la tecnología del sili-cio cristalino, con celdas de película delgada y cualquiera de las tecnologías hoy disponibles, la inversión necesaria sería de 20 a 30% menor.

Como parte del desarrollo de una industria fotovoltaica es necesario cubrir toda la cadena productiva, debido a que la demanda actual de silicio ultrapuro —necesario para las celdas cristalinas— ya ha superado a la oferta. Para fabri-car celdas de película delgada se debe garantizar la disponibilidad de silano, fosina, diborano, diselenuro de cobre, indio y galio (tanto la fosina como el diborano se utilizan también en las celdas cristalinas).

En esto México tiene una buena oportunidad pues cuenta con recursos importantes de galio e indio, materiales que deberían ser considerados como estratégicos.

17 Esto evitaría la construcción de plantas carboeléctricas por 3.5 GW y de 11 GW de plantas de ciclo combinado a gas natural. Hay que recordar que el gas natural, el combustóleo y el carbón han aumentado su precio y no hay razón para suponer que disminuirá.


La tecnología para microhidroeléctricas, donde tenemos un considerable potencial sin explotar, también está disponible en el mercado mundial, pero habría que desarrollarla en México.

Para potenciar el uso de la energía nuclear es indispensable reanudar la prospección de reservas de uranio y torio. También conviene suscribir acuer-dos de cooperación tecnológica con la India, país que junto con Francia y Japón tiene un programa nuclear claro y ambicioso y que seguramente estará a la ca-beza en el desarrollo de los reactores de cuarta generación.

CONCLUSIONES

México se atrasó al menos 25 años en promover sus fuentes renovables de energía, a pesar de que varios grupos de cientíicos dieron la voz de alerta e iniciaron programas de desarrollo de tecnología tanto del viento como solar, térmica y fotovoltaica. Esas iniciativas no recibieron apoyo suiciente, ni se puso en marcha ningún programa a largo plazo para el empleo de las fuentes renovables. Además, prácticamente se abandonó el programa de construcción de presas y no se ha fomentado más la geotermia.

Esta situación ya no puede continuar; tenemos la certeza de que las tecno-logías del viento y solar han avanzado lo suiciente para fomentar su desarrollo masivo en nuestro país, y evitar así que se colapse la economía en el mediano plazo por falta de energía.

En el corto plazo será de vital importancia disminuir el consumo de ener-gía en el transporte, poner un coto efectivo a la potencia de los vehículos y fomentar el empleo de tranvías, líneas de Metro y ferrocarriles eléctricos. Además, habrá que facilitar en las ciudades el uso de vehículos motorizados de dos ruedas y de autos de muy baja potencia, tanto híbridos como total-mente eléctricos.

En el corto y el mediano plazos la mayor oportunidad está en el viento. La tecnología está madura y es mundialmente competitiva. Para el propósito, te-nemos viento de sobra en Oaxaca, Zacatecas, Tamaulipas, Aguascalientes y en muchas de nuestras costas. El rendimiento sería económicamente mejor que el de cualquier fuente convencional. Además, nuestra industria ya está equipada para producir la mayor parte de las máquinas.

En 20 años, el sol se deberá convertir en nuestra principal fuente energética.En suma, deberíamos hacer todo lo posible para utilizar como fuentes pre-

ponderantes a las renovables y la nuclear, y abandonar tanto el carbón como los


hidrocarburos, pero conservar estos últimos para ines de mucho mayor valor agregado, tales como fertilizantes, plásticos, productos químicos y medicinales. Tenemos que convencernos de que es un crimen estarlos quemando, sin pen-sar en el futuro.

ANEXO

Energía eléctrica por aerogeneración:

• En México sólo 0.35% de nuestra generación fue eólica (0.8 TW.h).• Durante 2009, China instaló 13 GW, EUA 9.9 GW, España 2.5 GW, Ale-

mania 1.7 GW y Francia 1.1 GW.• En enero de 2010, España tenía ya una potencia eólica instalada de 19.1 GW,

15% más que un año antes.

Energía fotovoltaica:

• La producción mundial de fotoceldas alcanzó 9.34 GW en 2009.• Durante 2009, Alemania instaló 3 500 MW de celdas fotovoltaicas, EUA

485 MW, Japón 300 MW, Francia 185 MW y España 150 MW.• En México la ley permite desde hace poco hacer contratos de compra-

venta con la f, a un precio igual al que cobra dicha paraestatal.

Datos actualizados a diciembre de 2009

61

LOS DILEMAS ENERGÉTICOS DE MÉXICO Y LA REFORMA DE PEMEX

Mariano Bauer*

INTRODUCCIÓN

En la actualidad, en el área energética, México enfrenta los cuestionamientos siguientes: ¿le conviene sostener (y aun aumentar) la exportación de crudo y surtir su demanda de petrolíferos en el mercado internacional?, ¿cuál es el ba-lance entre ingresos de exportación y costos de importación?; o bien, ¿incre-mentar la capacidad de reinación para surtir la demanda interna y, consecuen-temente, reducir la exportación de crudo?, ¿qué se requiere en capital de inversión y cómo compensar la reducción de ingresos?; ¿en qué medida las tecnologías alternativas (principalmente en los sectores eléctrico y transporte) pueden moderar la demanda de petrolíferos y gas natural?, ¿a qué conviene recurrir: energía nuclear, renovables nuevas, hidrógeno?; ¿cuál es o será la car-ga de compromisos ambientales —locales, regionales, globales— que se prevé aceptar voluntariamente bajo una extensión del Protocolo de Kyoto?

ENERGÍA EN MÉXICO. PROSPECTIVAS

El sistema energético convencional de México, excluyendo el uso no comercial de la leña que es signiicativo, depende de hidrocarburos en 84%. Aunque produce petróleo (3.2 M.b/d, millones de barriles diarios) y gas natural (5 356 M.p3/d, mi-llones de pies cúbicos diarios) —lo cual le permite exportar crudo (1.8 M.b/d)— importa gas natural (949 M.p3/d), por la política seguida en la generación eléctrica de sustitución del combustóleo y producción independiente basada en ciclos combinados. Asimismo, importa petrolíferos, en particular gasoli-na (40% de la demanda), debido a la expansión acelerada del parque vehicu-

* Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México.


lar y a la falta de expansión de la capacidad de reinación desde hace muchos años.1

Finalmente, como muestra la igura 1, la falta de inversión hasta años re-cientes en exploración y producción ha hecho que las reservas probadas (R) hayan descendido hasta un nivel en el que su relación respecto a la producción presente (P) es de apenas 10 años.

Con el propósito de proveer elementos cuantitativos para responder a los cuestionamientos planteados, se llevó a cabo un ejercicio de prospectiva al año 2030. Se analizó un escenario en el que se mantienen las tendencias observadas en el pasado —escenario tendencial—, y escenarios en los que se exploran evolucio-nes distintas —escenarios alternativos. La herramienta utilizada fue la plataforma computacional p (Long-range Energy Alternatives Planing, del Stockholm En-vironmental Institute), en la cual se programó el modelo de demanda energetico mm, desarrollado por el Programa Universitario de Energía de la m.2

De las proyecciones se puede destacar lo siguiente. En el escenario tenden-cial, que ilustra la igura 2, se muestra que los ciclos combinados con gas natu-

2P = probadas + probables; 3P = probadas + probables + posibles.Fuente: Pemex, Hydrocarbon Reserves of Mexico, Evaluation as of January 1, 2007, Pemex Exploración y Producción, México, <www.pemex.gob.mx>, Investor Relations.

Figura 1. Reservas de hidrocarburos a diciembre de 2006.

15.5

15.3

14.6

30.8

45.4

Probadas(1P)

71

12

17

Probables

72

8

20

2P

72

10

18

Posibles

67

9

24

3P

70

10

20

Miles de millones de barriles

de crudo equivalente

Po

rce

nta

jes

1 M. Bauer, E. Mar y A. Elizalde, Transport and energy in Mexico: he personal income shock, Energy Policy 31: 1475-1480, 2003.

2 M. Bauer y A. Elizalde, Mexico’s energy dilemmas in an interdependent world, Revue de l’Énergie 582: 100-106, marzo-abril de 2008.

DILEMAS ENERGÉTICOS DE MÉXICO Y REFORMA DE PEMEX 63

ral se convertirán en la tecnología dominante en la generación eléctrica. Por otra parte, en la igura 3 se muestra que el transporte se convierte en el mayor demandante de energía entre los sectores de uso inal.

En consecuencia, las reservas probadas de petróleo se agotan en 2012 si se quiere mantener el nivel de la exportación; la importación de gas natural alcan-zará los 15 000 M.p3/d en 2030; la importación de petrolíferos pasa de 0.83 a 3.84 M.b/d.

Respecto a la disponibilidad de petróleo y gas asociado, en los escenarios alternativos se consideraron las posibilidades siguientes: a] desarrollar las re-servas probables hasta hacerlas probadas, lo cual permite alcanzar un cociente R/P de 20 años; b] suprimir la exportación a partir de 2008. En este caso se lo-gra R/P = 16 años; c] implementar a] y b], con lo cual R/P va más allá de 2030.

Todas estas opciones requieren una reforma iscal seria o bien la apertura a fuentes externas para generar el capital para las inversiones necesarias o para la sustitución de los ingresos de la exportación de crudo.

Figura 2. Proyección de generación de energía eléctrica. Escenario BAU (business as usual, basado en las tendencias actuales de consumo y política energéticas).

CarbónNuclearGeoenergíaHidroenergíaEoloenergíaVaporTurbogásCombustión internaDualCiclo combinadoSuministro propio y cogenerada

5 500

5 000

4 500

4 000

3 500

3 000

2 500

2 000

1 500

1 000

500

0

2001 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Pe

tajo

ule

s


Carbón

Vapor

Combustión interna

Ciclo combinado

6055504540353025201510

50

–5–10–15–20–25–30–35–40–45–50

2001 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Mill

on

es

de

to

ne

lad

as

Figura 4. Balance de emisiones de gases de efecto invernadero. Escenario alternativo vs. BAU.

Figura 3. Demanda energética de usos inales. Escenario BAU, todos los combustibles.

11 00010 50010 000

9 5009 0008 5008 0007 5007 0006 5006 0005 5005 0004 5004 0003 5003 0002 5002 0001 5001 000

5000

2001 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Pe

tajo

ule

s

Agropecuario

Residencial, comercial, público

Transporte

Industrial

DILEMAS ENERGÉTICOS DE MÉXICO Y REFORMA DE PEMEX 65

Respecto a la disponibilidad de petrolíferos, duplicar la capacidad de rei-nación eliminaría importaciones (aunque requiere una gran inversión). En el caso de la disponibilidad de gas natural, se requiere limitar las plantas de ciclo combinado en generación eléctrica (42% en vez de 55% equivalente a 17 000 MW menos de lo proyectado en el escenario tendencial), y sustituir con plantas nucleares (tres plantas más como Laguna Verde hasta alcanzar una ca-pacidad de 6 000 MW), carbón importado (hasta alcanzar 15 000 MW) y combustóleo.

Sin embargo, como se muestra en la igura 4, en este caso no se lograría disminuir la emisión de gases de efecto invernadero (g), a menos que la sus-titución se hiciera completamente con plantas nucleares e hidroeléctricas.

Con base en lo anterior, el dilema energético de México está entre mante-ner la autosuiciencia de petrolíferos y gas natural, apoyándose en lo posible en desarrollos tecnológicos propios, o coniar en la disponibilidad de importacio-nes y usar la exportación de petróleo para desarrollar una economía diversii-cada, capaz de generar innovaciones que la hagan competitiva.

LA REFORMA DE PEMEX

Lo anterior ya señala lo que es una deiciencia fundamental en la reforma del sector petrolero propuesta, la ausencia de referencia, y en consecuencia de pro-puestas, ante la necesidad de desarrollar una capacidad tecnológica basada en la frontera de las ingenierías y del conocimiento cientíico básico. El diagnósti-co de Pemex3 es incompleto en este aspecto, pese a que la creación del Instituto Mexicano del Petróleo (mp) obedeció al reconocimiento que “la acumula-

ción de saber técnico no es menor en rango a la formación de capital”.4

Cabe contrastar, sin embargo, las posibilidades de desarrollo que se le han dado al mp con las que tuvo el Instituto Francés del Petróleo (fp) —institu-ción que sirvió de modelo—, y más recientemente las que ha tenido el Centro de Investigación y Desarrollo de Petrobras (Cenpes) de Brasil. Desde su funda-ción, al fp se le asignó un porcentaje de las ventas de combustibles en el país. Este subsidio ya no existe debido a las limitaciones impuestas por la Unión Europea, pero ya no es necesario dado que el fp se inancia ahora con el licen-ciamiento de sus 12 652 patentes vigentes y los contratos con empresas petro-

3 Secretaría de Energía, Diagnóstico: Situación de Pemex, 2008, en <www.energia.gob.mx>.4 Jesús Reyes Heroles, director general de Pemex, 18 de marzo de 1965.


leras y químicas en todo el mundo, gracias a sus 1 273 investigadores (datos de 2006). Por otro lado, Petrobras le asigna automáticamente 1% de su facturación bruta al Cenpes, con el resultado de que dicha empresa igura ahora como líder mundial en exploración y producción en aguas profundas. El Cenpes, además, investiga y desarrolla activamente las fuentes alternativas renovables.

En contraste, el mp padece de que no está ni completamente dentro de Pemex, ni completamente fuera. Pemex —que preside el Consejo Directivo del mp y dicta sus políticas— sólo lo contrata para satisfacer sus necesidades de corto plazo, pero no ha tenido obligación de acordarle un subsidio sistemático que le permitiera hacer I+D de largo alcance, ni apoyarse en instituciones don-de se lleva a cabo la investigación básica af ín. Sólo en los últimos dos años el Congreso le ha canalizado algunos recursos directamente.

CONCLUSIÓN

Una reforma energética seria —que contemple una transición energética inte-gral—5 requiere una política de Estado que reserve y blinde una parte suiciente de la renta petrolera que se genere todavía, para la investigación cientíica y el desarrollo tecnológico del país.

A este respecto, el gran dilema de México es, por lo tanto, ¿de qué vamos

a vivir cuando se acabe el petróleo?

5 M. Bauer, Transición energética, en J.L. Calva (coord.), Agenda para el desarrollo, vol. 8, Política energética. H. Cámara de Diputados, LX Legislatura, México, m-Miguel Ángel Po-rrúa, 2007, pp. 335-344.

67

RETOS Y EXPECTATIVAS DE LA OFERTA Y DEMANDA DE HIDROCARBUROS

José Ángel Gómez Cabrera*

INTRODUCCIÓN

Este documento es parte de mi trabajo de ingreso a la Academia de Ingeniería, presentado los primeros días de abril de 2008. Al mismo tiempo, el gobierno federal presentó las iniciativas para la reforma energética. Incluye una serie de relexiones derivadas de mi experiencia en la industria petrolera mexicana, así como de mi participación en la academia por más de 25 años en la Universidad Nacional Autónoma de México.

El tema versa sobre los retos y expectativas de la oferta y demanda de hi-drocarburos en México. Ese año México cumplió 70 años de la expropiación petrolera y 100 años como productor de petróleo, como se registra en los ana-les de la historia.

Es por demás relevante que siete meses después de presentadas las inicia-tivas del gobierno federal en esta materia, las iniciativas aprobadas coinciden en gran parte con las relexiones vertidas en este trabajo con anterioridad.

CUENCAS PETROLERAS DE MÉXICO

Según el artículo de A. Oviedo publicado en la revista Ingeniería Petrolera en septiembre de 2007, en México la geología económica petrolera desarrollada durante los últimos 100 años ha permitido identiicar 16 cuencas sedimentarias con potencial petrolero, y descubrir un volumen original de hidrocarburos de 288 G.bpc (miles de millones de barriles de petróleo crudo) y 233 T.p3 (billones de pies cúbicos) de gas. De este volumen se tiene una producción acumulada de 33 G.bpc y 52 T.p3 de gas. Como se ilustra en la igura 1, al primero de enero

* Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México.


de 2006 México contaba con una reserva total remanente 3P de 46.5 G.bpce (miles de millones de barriles de petróleo crudo equivalente), integrado por 34.3 G.b de aceite y 61.3 T.p3 de gas. El volumen no recuperable a esa fecha, ascendía a 220.7 G.bpc y 119.7 T. p3 de gas natural.

Es importante resaltar que en estos 100 años la recuperación de petróleo crudo (volumen producido entre volumen original descubierto) es del orden de 11%, con una reserva remanente 3P de 12%, y se tiene un volumen no recupe-rable a esta misma fecha de 77%. En el gas natural la recuperación es del orden de 22%, con una reserva remanente 3P —probadas, probables y posibles— de 26%, y resta un volumen no recuperable de 51 por ciento.

De las 16 cuencas petroleras, 10 de ellas son productoras y las restantes se clasiican como no productoras, con un potencial medio-alto y bajo. El área total es de 2 753 776 km2, de los cuales 1 923 040 están en tierra, 263 259 en la plataforma continental y 567 477 en aguas profundas.

Del área prospectiva total del país, del orden de 1 050 000 km2, se han estu-diado sólo 200 000 km2, equivalente a 20%, aunque se ha explorado incipiente-mente la plataforma continental. No se han explorado las aguas profundas del golfo de México, que en conjunto suman 80% del área prospectiva aún por ex-plorar en México.

Figura 1. Hidrocarburos descubiertos en México, enero 2006.

Petróleo crudo, G.b

Gas natural, T.p3

288

233 52

61.3

119.7

33

11%

22%

12%

26%

77%

51%

34.3

220.7

Volumenoriginal

descubierto

Volumenproducido

Reservaremanente

3P

Volumen norecuperableactualmente

RETOS Y EXPECTATIVAS DE LA OFERTA Y DEMANDA DE HIDROCARBUROS 69

RECURSO PROSPECTIVO NACIONAL

A diferencia de las reservas, que son volúmenes de hidrocarburos descubiertos y recuperables comercialmente, los recursos prospectivos representan la canti-dad de hidrocarburos estimada hasta cierta fecha, de acumulaciones que toda-vía no se descubren, pero que han sido inferidas, en potencial, y que se estiman recuperables. La cuantiicación de los recursos prospectivos está basada en in-formación geológica y geof ísica del área de estudio y en analogías con áreas donde un cierto volumen original de hidrocarburos ha sido descubierto.

De acuerdo con la nomenclatura internacional, toda cuenca sedimentaria susceptible de contener hidrocarburos tiene un volumen total de petróleo ini-cialmente formado. Este volumen total puede no haber sido aún descubierto, pero una fracción es potencialmente recuperable y entonces se le denomina recurso prospectivo; o, en su defecto, una parte de ese volumen total pudo ya haber sido descubierto y entonces recibe la denominación de reserva. Se trate de recurso prospectivo o de reserva siempre existe un rango de incertidumbre respecto al volumen.

La factibilidad de explotar comercialmente los recursos prospectivos es de cero, en los posibles de 10%, en los probables de 50%, en los probados por de-sarrollar de 90%, y en las reservas probadas desarrolladas de 100%. Estas últi-mas, 10 G.bpce, alcanzarían para 10 años, al ritmo de explotación y exporta-ción actuales. Adicionalmente, se cuenta con 5 G.bpce de reservas probadas no desarrolladas, 15.3 G.bpce de reservas probables y 14.6 G.bpce de reservas posibles.

La inversión promedio anual estimada para el periodo 2008-2016 en las actividades de exploración, es de más de 27 000 millones de pesos. Por otro lado, el promedio de las inversiones anuales asociadas al posible desarrollo de los descubrimientos, producto de la actividad exploratoria, es del orden de 29 500 millones de pesos, considerando la estructura de costos del primer tri-mestre de 2007.

Desde el punto de vista exploratorio, las inversiones serán destinadas a la adquisición de más de 125 000 km2 de información sísmica tridimensional y la perforación de más de 1 200 pozos exploratorios en el periodo referido. Asi-mismo, las actividades para la explotación de las reservas descubiertas suponen la perforación de 1 570 pozos de desarrollo y la construcción de la infraestruc-tura de producción y transporte necesaria.

Cabe mencionar que la exploración y producción en aguas profundas im-plica grandes retos tecnológicos, largos tiempos de maduración y costos signi-


icativamente mayores a los actuales. El costo de exploración y producción en aguas profundas está sujeto a una variabilidad importante dependiendo, entre otros factores, del tirante de agua, del tamaño de las reservas, del factor de re-cuperación y de la complejidad geológica asociada. El costo de infraestructura para este tipo de campo es también mayor al de los campos que se explotan actualmente en México.

Para complementar la caracterización de los recursos prospectivos, así como su posible evolución a reservas, se requiere disponer del acceso a tecno-logías de vanguardia de eiciencia comprobada. Se requiere de aquellas que in-ciden directamente en el mejoramiento de la calidad del portafolio de oportu-nidades y en los resultados operativos de la exploración, así como la aplicación de nuevas tecnologías en la operación de explotación que contribuyan a incre-mentar el factor de recuperación de los campos.

REFLEXIONES SOBRE LAS ÁREAS DE OPORTUNIDAD CON LAS RESERVAS TOTALES 3P

Si se toma en cuenta el volumen original de hidrocarburos descubiertos en México y el volumen producido a la fecha, es importante, con las reservas re-manentes 3P, que son del orden de 34.3 G.bpc y 61.3 T.p3 de gas, invertir recur-sos en exploración y desarrollo. Las actividades deben ser continuas y llevarse a cabo simultáneamente en campos terrestres y aguas someras ya conocidos. Se requieren recursos económicos calculables, con menor riesgo y consecuen-temente con menores costos de producción, ya que se cuenta con el capital humano, la infraestructura y el apoyo de compañías de servicio que han venido trabajando en dichas áreas. Esto permitiría incrementar en un plazo razonable las reservas probadas actuales, extendiendo la plataforma de producción y ex-portación por más de 10 años.

El descubrimiento de yacimientos nuevos implica cada vez más diiculta-des y mayores costos, por lo que la industria petrolera mundial se ha encamina-do a aplicar mejores técnicas de explotación a los yacimientos ya conocidos. A raíz de esto, se ha desarrollado el desplazamiento de aceite por inyección de agua, que a la fecha es el que se aplica más frecuentemente en el mundo y con el que se ha incrementado de manera notable la recuperación de hidrocarbu-ros. No obstante, aun con operaciones de esta índole, que pueden ser conside-radas como satisfactorias, los factores de recuperación rara vez alcanzan 50% del aceite contenido en la roca almacenante, lo que signiica que en general se


deja más de la mitad del petróleo descubierto en los yacimientos considerados como agotados.

Este enorme potencial de hidrocarburos recuperables 3P es un poderoso incentivo para continuar las investigaciones, pruebas de laboratorio, simulacio-nes numéricas de yacimientos, pruebas piloto e implantación, etc., sobre los diferentes métodos de explotación, puesto que aumentar la eiciencia de recu-peración en nuestras reservas probadas, aun en pequeños porcentajes, podría hasta triplicar las reservas, lo que equivale a obtener una cantidad extra de millones de barriles de hidrocarburos. Las inversiones a realizar en exploración serían mínimas y se cuenta con infraestructura aprovechable en las cuatro re-giones petroleras de México.

Pemex tiene como área de oportunidad para incrementar las reservas pro-badas, en menor tiempo y costo, intensiicar nuevas y mejores técnicas conoci-das, como la recuperación mejorada, que permitan incrementar la cantidad de hidrocarburos de explotación con procedimientos de recuperación mejorada en nuestros yacimientos.

Se deben explorar los yacimientos en aguas profundas, principalmente en las cuencas del Sureste, donde existen 18 000 millones de barriles en tierra y en aguas someras, que son cuencas similares a las que permitieron el des-cubrimiento de los grandes campos en el pasado, y cuyos costos, riesgos y tiempo son menores, en el entendido de que existe el conocimiento y la expe-riencia del capital humano con la infraestructura para la explotación en dos o tres años.

TRAMPAS ESTRATIGRÁFICAS

Deseo comentarles un interés personal, surgido de mi andar en el ambiente petrolero, que he escuchado de prestigiados geólogos petroleros de mucha ex-periencia de campo en la industria petrolera nacional o empresas de servicio. Este interés crece día con día, ya que también he tenido oportunidad de con-versar con geólogos egresados de universidades extranjeras y, ¡oh sorpresa!, to-dos coinciden en lo mismo: las trampas estratigráicas son palabras mayores, ¡qué complejas son las turbiditas!

Existen dos grandes paradigmas que me hacen escribir estas notas: incor-porar reservas probadas e incrementar el factor de recuperación en México. El potencial petrolero en la Cuenca de Chicontepec presenta diferentes vicisitu-des para su explotación y mantenimiento en la producción de sus pozos, debi-


do a las turbiditas. Sin embargo, no representa un problema en otras partes del mundo, como en Brasil, donde más de las tres cuartas partes de sus yacimien-tos son trampas estratigráicas turbidíticas y a pesar de eso están entre los prin-cipales productores del mundo.

De las revistas especializadas en exploración del petróleo y de la visita rea-lizada a la Universidad Federal de Río de Janeiro en Brasil pude constatar que 80% de la producción petrolera y de gas natural de ese país proviene de trampas estratigráicas, en donde los objetivos geológicos principales son los sistemas turbidíticos arenosos de la parte abisal.

La complejidad de sus yacimientos y la escasez de petróleo crudo para sa-tisfacer su demanda condujo a las autoridades del gobierno brasileño a relexio-nar y tomar decisiones de incursionar al mar sustentadas en aprovechar las experiencias de otros países, como México, y de elaborar planes sólidos, y con la inversión necesaria en la investigación y el desarrollo tecnológico. En 1980, Petrobras, perforó su primer pozo en más de 400 metros de tirante de agua. Tres décadas después la frontera tecnológica del mundo de las aguas profundas ha sido ampliamente expandida como resultado del éxito de sus programas de investigación estratégica y de desarrollo.

La tecnología de Petrobras se desarrolló, en gran parte, en su centro de in-vestigación, donde sus proyectos son desarrollados con la participación de 28 universidades del país, institutos y centros de investigación nacionales y ex-tranjeros, con inversiones del orden de 300 millones de dólares anuales (1% de sus ventas totales), para la investigación y el desarrollo tecnológico.

Chicontepec es de nuestros mejores ejemplos; entre otros yacimientos también importantes, lo han denominado la joya de la corona. Sus reservas totales 3P, al 1 de enero de 2005, son de 17.988 G.bpce, de las cuales son reser-vas probadas 0.777, probables 8.678 y posibles 8.533. En otras palabras, tiene 38% de las reservas totales de nuestro país.

Por lo comentado, otra área de oportunidad a corto plazo para incremen-tar el factor de recuperación en nuestros yacimientos petroleros localizados en trampas estratigráicas, estructurales y mixtas sería hacer partícipe de un por-centaje de las ventas totales de la empresa petrolera, “realizando las reformas necesarias”, a las instituciones nacionales que colaboren en las tareas de inves-tigación y desarrollo del petróleo y gas natural, así como a las instituciones de educación superior y centros de investigación que impulsen la formación de capital humano, que trabajen en los laboratorios de investigación y establezcan pruebas piloto representativas.


PERFORACIÓN DE POZOS PETROLEROS POR DEBAJO DE LA SAL

En la industria petrolera día con día se investiga, desarrolla y se aplican tecno-logías para facilitar y modiicar paradigmas. Éste es el caso de la perforación e identiicación de los hidrocarburos abajo de la sal. Revisando la historia, vemos que desde 1983 se perforó el primer pozo sin éxito, pero 16 años después se descubrió uno de los yacimientos más grandes del golfo de México, con reser-vas estimadas de 1 G.bpce. Una buena parte de la producción y de las reservas probadas proviene de estos yacimientos. El anuncio de Brasil en diciembre de 2007 sobre el descubrimiento del yacimiento Tupi, modiica de manera sustan-cial nuestros esquemas y expectativas de la presencia de hidrocarburos abajo de la sal. Es importante resaltar que, como resultado inmediato, el gobierno brasileño retiró de la novena ronda de licitaciones 41 bloques cercanos a Tupi, efectuada el 27 y 28 de noviembre de 2007, con la inalidad de poder evaluar la mejor manera de proteger sus intereses y preservar sus riquezas.

Para México no es nuevo este concepto, ya que se han tenido experiencias durante la perforación de pozos en los estados de Chiapas y Tabasco. Por otra parte, Pemex Exploración y Producción, en la Prospectiva del Mercado de Pe-tróleo Crudo 2007-2016, indica como una de las tecnologías críticas en explo-ración, la sísmica 3D tipo Wide Azimuth, que se adquirió. Ello le permitirá mejorar la imagen subsalina e identiicar oportunidades exploratorias que pu-dieran contener importantes volúmenes de recursos prospectivos, dado que la sísmica 3D tradicional no ha permitido su detección. Es una excelente área de oportunidad para incorporar reservas y producir hidrocarburos en tiempos re-lativamente cortos para la industria petrolera nacional, aprovechando las expe-riencias y las tecnologías disponibles que ya se han utilizado en otros países relativas a la perforación de pozos abajo de la sal.

RECUPERACIÓN MEJORADA

Los especialistas en procesos de recuperación mejorada coinciden en estimar que prácticamente la única manera de incorporar reservas probadas de los ya-cimientos petroleros mexicanos es mediante la selección adecuada de los pro-cesos de recuperación mejorada existentes. Desde el punto de vista de trabajo de campo se debe aprovechar toda la experiencia vivida con la recuperación secundaria durante los años cincuenta del siglo pasado en Poza Rica, Veracruz, pasando ahora por Agua Dulce, Cinco Presidentes, Samaria y Cantarell.


Sobre la recuperación mejorada se encuentra información, de dominio pú-blico, sumamente valiosa, reciente y muy completa en el Anuario estadístico de proyectos de recuperación secundaria y mejorada de México, en abril de 2006, elaborada por Heber Cinco Ley y Francisco García Hernández. Para los ines que me competen transcribo varios párrafos y iguras de este documento, donde se resalta la parte conceptual de los procesos de recuperación primaria de hidrocar-buros, recuperación secundaria, recuperación mejorada y los procesos de recu-peración en yacimientos naturalmente fracturados, así como las pruebas piloto.

Los procesos de recuperación de hidrocarburos, como resultado de la energía de empuje en el yacimiento, son conocidos como procesos de recuperación pri-maria, secundaria y terciaria o mejorada. Un proceso de recuperación primaria de hidrocarburos se presenta cuando el lujo de los luidos hacia los pozos se debe a la energía natural existente en el yacimiento. Un proceso de recuperación secun-daria se deine por el hecho de adicionar energía al yacimiento mediante la inyec-ción de un luido inmiscible, manteniendo o reiniciando el desplazamiento del aceite hacia los pozos productores. Se debe enfatizar que en un proceso secunda-rio las propiedades de los luidos y del medio poroso no se modiicadan respecto a su comportamiento original, y los factores que deinen el incremento de la recu-peración son solamente la energía de movimiento, la competencia de movilidades y la zoniicación del petróleo a contactar. Al hecho de inyectar agua o gas hidro-carburo en condiciones inmiscibles para controlar la presión del yacimiento se le denomina mantenimiento de presión; sin embargo, este proceso debe ser consi-derado como un caso particular de la recuperación secundaria, lo cual incide en la continuidad de movilidad y, por ende, en la productividad del yacimiento.

Los procesos de recuperación terciaria, comúnmente conocidos como re-cuperación mejorada, debido a que originan una recuperación mejorada de aceite o (enhanced oil recovery), son aquéllos en los que la inyección del luido al yacimiento incide en la modiicación de características originales de la roca o luidos involucrados en el desplazamiento. Se reduce la viscosidad del aceite, se hace una modiicación favorable del comportamiento de fases, se ob-tiene la reducción de la tensión interfacial y se inducen cambios composiciona-les en componentes no hidrocarburos y cambios de mojabilidad, entre otros. Evidentemente el hecho de modiicarlas propiedades originales involucra cues-tiones f ísicas, químicas y térmicas de detalle, las cuales hacen que los procesos de recuperación mejorada sean mucho muy complejos y costosos.

Los procesos de recuperación mejorada comprenden los procedimientos que modiican las propiedades de los luidos o la roca, con el in de obtener relación de movilidades favorables entre el luido desplazante y el aceite, lo que


incide en el aumento de la recuperación. El proceso de recuperación mejorada puede englobarse en cuatro subprocesos: térmicos, químicos, miscibles y bac-teriológicos, y cada uno de éstos pueden ser subdivididos en forma más parti-cular dependiendo del tipo de luido utilizado.

La deinición de producción atribuible para un proceso de recuperación se asocia al volumen adicional obtenido, con referencia a la tendencia de produc-ción que antecede al proceso implementado. La producción de un yacimiento tiende a presentar un máximo de producción acumulada, producto de su pro-ceso de explotación. Al diferencial de volumen entre cada uno de los procesos, se le conoce como la producción atribuible al proceso.

El concepto en apariencia es simple, sin embargo, existen varios factores que diicultan su determinación. En primer lugar, cuando se tiene un efecto combinado de procesos, ya sean secundarios o mejorados, se complica esa de-terminación. Otro factor se da cuando las cuestiones operativas en la ingeniería de pozos inciden en los ritmos de producción, modiicando la curva de produc-ción acumulada —disminución del tiempo de extracción— y que no son pro-ducto de los mecanismos de producción del yacimiento, sino del mejoramiento de productividad del pozo.

De esta forma, la diicultad más importante para calcular la producción atri-buible es la incertidumbre en el comportamiento que tendría el yacimiento por declinación natural, recuperación primaria, por lo que el cálculo de la produc-ción atribuible debe considerar que los cambios de producción no sólo se deben a los mecanismos de explotación sino también a las modiicaciones del esquema de explotación del campo en términos de producción y manejo de los pozos.

La experiencia en la explotación de yacimientos muestra que las recupera-ciones convencionales obtenidas por los diferentes procesos van desde 5% para la explotación primaria hasta 65% para la recuperación mejorada. En la tabla 1

Tabla 1. Producción atribuible a los procesos de recuperación

Rango de recuperación

Yacimientos de aceite

Recuperación primaria

Recuperación secundaria

Recuperación mejorada

5-20% OOIP

20-40% OOIP

45-65% OOIP

Yacimientos de gas

Recuperación primaria 70-80% OGIP

OOIP: volumen original de aceite en el yacimiento.OGIP: volumen original de gas en el yacimiento.


se muestran esos porcentajes. Como se observa, en yacimientos de gas las ma-yores recuperaciones son del orden de 70%. Sin embargo, la presencia de hete-rogeneidades locales a escala tanto de poro como de pozo y yacimiento hace que estos valores convencionales sólo sean válidos en ciertos casos.

PROCESOS DE RECUPERACIÓN EN YACIMIENTOS NATURALMENTE FRACTURADOS

La mayor parte de la producción y de las reservas de hidrocarburos en México provienen de los campos localizados en la región sureste del país. En esta zona predominan los yacimientos asociados a rocas carbonatadas, en donde se pre-sentan grandes producciones de hidrocarburos relacionadas con un sistema complejo de porosidad y el predominio de las fracturas naturales y cavidades de disolución. A este tipo de yacimientos se les denomina “naturalmente fractura-dos” (yf). Las fracturas se deinen como supericies planas de discontinuidad, en donde la roca ha perdido cohesión y en donde se generan espacios vacíos que pueden ocuparse por luidos y que son causados por procesos de deforma-ción y alteración de la roca. En México, 94.5% de la producción y 67% de las reservas de hidrocarburos se encuentran asociadas a este tipo de yacimientos.

El análisis reciente de 250 yacimientos carbonatados en el mundo, realiza-da por Qing et al., obtuvo el comportamiento que presentan los yf respecto al factor de recuperación logrado. Además de la distribución para los yacimien-tos de aceite se observó que, en promedio, la recuperación obtenida es de 36 por ciento.

La predicción del comportamiento de un yacimiento sometido a la inyec-ción de un luido involucra numerosos factores, las heterogeneidades del yaci-miento, los efectos del luido en el área barrida, las propiedades de los luidos, entre otros. Las incertidumbres concernientes a las características del yaci-miento y la efectividad de los métodos de recuperación adicional son tales que el análisis de núcleos, el análisis de la mezcla del luido inyectado con el del yacimiento y el uso de modelos fenomenológicos son generalmente insuicien-tes para llevar a cabo una aplicación de campo.

Por lo anterior, es necesario disponer de información a escala de pozo que permita conocer el comportamiento de la recuperación. De aquí surge la nece-sidad de realizar pruebas intermedias, llamadas pruebas piloto. Con estas prue-bas de recuperación se determina a mayor escala el rendimiento que puede esperarse de las operaciones de inyección en el yacimiento.


Una prueba piloto forma parte indispensable en la planiicación y desarro-llo de un proyecto de recuperación adicional. Dichas pruebas permiten estable-cer condiciones de inyectividad, eiciencias de recuperación, condiciones de operación, ubicación de los pozos inyectores, diseño de nuevos patrones de inyección y gastos de inyección, entre otros. Éstos son los factores determinan-tes en el diseño del proceso en estudio. Los resultados de las pruebas piloto permiten calibrar y determinar parámetros críticos en condiciones reales de operación, para así integrar la información a simuladores que permitan planear y evaluar, en términos técnicos y económicos, la viabilidad de aplicación del proyecto a escala de yacimiento.

REINGENIERÍA EN CAMPOS PETROLEROS

En los campos petroleros, los pozos pueden producir, con lujo natural o lu-yentes, cuando la presión del yacimiento es suiciente para vencer la contrapre-sión que se ejerce en el medio poroso, en el pozo y en la infraestructura super-icial. También se produce empleando sistemas artiiciales de producción, cuando la presión del yacimiento no es suiciente para elevar los luidos hasta la supericie o se desea incrementar la producción como luyente. Se adiciona energía en el pozo a los luidos que aporta la formación y, de esta manera, los luidos producidos se elevan hasta la supericie.

Conforme declina la presión del yacimiento en el proceso de recuperación primaria, llega un momento en que los luidos que provienen del yacimiento ocupan columnas pequeñas de hidrocarburos en el pozo o el nivel de luidos se abate rápidamente. Ello redunda en producciones de crudo y gas natural muy bajas. El pozo incrementa su relación gas-aceite, o se incrementa su porcentaje de agua y no cumple las especiicaciones de comercialización. Se tiene conoci-miento de que en las cuatro regiones petroleras mexicanas existen cientos de pozos, de alta y baja productividad, cerrados por las causas mencionadas ante-riormente. En consecuencia es apremiante un programa agresivo de inversio-nes para adecuar en un plazo de uno a tres años la infraestructura de proceso, manejo o tratamiento, según sea el caso. Esto permitirá incorporar reservas y obtener producciones en rangos muy importantes.

Del estudio y análisis de las condiciones de la presión del yacimiento se puede inferir la necesidad de incrementarla con un proceso de recuperación secundaria: mantenimiento de presión o recuperación mejorada según sea el caso. De acuerdo con el proceso que se adopte, se podrá incurrir en la eleva-


ción de los costos de producción, pues se requerirán grandes inversiones para la perforación e infraestructura supericial de los pozos inyectores, para gene-rar otros pozos productores, así como para establecer infraestructura superi-cial para el manejo de los hidrocarburos, plantas de deshidratación, desalado o endulzamiento, por mencionar algunos.

Sin duda alguna, los diferentes esquemas de explotación en un campo pe-trolero presentan los menores costos de producción cuando los luidos del ya-cimiento se elevan hasta la supericie con lujo natural. Pero los costos se elevan de manera exponencial cuando se requiere un proceso de recuperación secun-daria o mejorada. En estos dos últimos casos, las políticas de gobierno deberían apoyar a la empresa petrolera con reducción de impuestos, otorgar descuentos y, en su caso, promover inanciamientos que incentiven prolongar el tiempo de extracción de los hidrocarburos, con la consecuente incorporación de reservas probadas y el incremento de la recuperación de los hidrocarburos.

El soporte de la plataforma de producción de petróleo crudo y gas natural en México provino hasta el 31 de diciembre de 2006 principalmente de 6 006 pozos, productores de petróleo crudo y gas natural de campos maduros, y una buena cantidad de campos marginales, a excepción de Ku-Maloob-Zaap y del litoral de Tabasco. Se puede pensar que el resto de los campos están llegando a su cúspide de producción. La mayoría de los yacimientos han estado produ-ciendo en su etapa primaria, algunos en procesos de recuperación secundaria y muy pocos en recuperación mejorada. Esto nos abre una ventana de oportuni-dades para continuar explotando los pozos independientemente de su produc-ción con sistemas artiiciales de bajo costo. Por ejemplo: sustituir los sistemas artiiciales vigentes por aquellos que nos permitan obtener la máxima ganan-cia, aplicando las mejores prácticas en campos maduros o marginales que han resultado muy exitosos.

Los volúmenes de petróleo crudo y gas natural a producir dependerán del total de pozos, de sus volúmenes netos y del tiempo que estén produciendo. Muchos pozos marginales producen de manera asintótica, pero por muchos años. Qué mejor ejemplo que los pozos de Nanchital, Cuichapa y Agua Dulce, por mencionar algunos que tienen más 50 años en producción. Desafortuna-damente su rentabilidad es baja, en relación con el precio del petróleo. Es ur-gente apoyar con descuentos, reducción de impuestos y inanciamientos im-plementados por los gobiernos federal y estatales. La factibilidad técnica y económica de explotar estos pozos marginales se sustenta principalmente en la reducción al mínimo del costo de producción con las mejores prácticas, como el uso de energías renovables, y con el apoyo de los gobiernos a los pequeños


productores, mediante incentivos con programas de inanciamiento y reduc-ción de impuestos.

Recientemente se publicó en los diarios de circulación nacional que Pemex reactivará antiguos campos de las regiones norte y sur, cuyo costo de produc-ción se calcula en 13.50 dólares por barril. Se espera obtener en una primera etapa una producción de 17 000 b/d de aceite y 13 M.p3 de gas para los próxi-mos años, que podrían aportar dentro de un programa integral una producción cercana a 100 000 b/d a partir de 2015. Si tomamos en cuenta que el precio del crudo actualmente es muy elevado, el costo de producción de 13.50 dólares del proyecto que mencionamos podría no ser muy signiicativo. Pero, conforme se abata el precio del crudo, la rentabilidad de este proyecto será muy vulnerable, dado que el costo de producción en el proyecto mexicano toma en cuenta los costos ijos y variables independientemente de las producciones de los pozos, es decir, paga el mismo impuesto un pozo de alta productividad que los pozos que producen menos de 100 barriles por día.

CAMBIOS FISCALES

Lo anterior nos lleva a sugerir que el gobierno federal, la Secretaría de Hacien-da, la Secretaría de Energía y Pemex podrían aplicar la estructura de costos, reducción de impuestos, descuentos en los derechos de explotación y esquemas de inanciamiento en apoyo a la continuidad de la explotación con los procesos de recuperación secundaria y mejorada aplicados en otros países. Una idea se-ría deinir diferentes rangos de producción con pozos de alta, media y baja pro-ductividad, para los primeros arriba de 500, los siguientes entre 100 y 500, y por debajo de 100 barriles por día los últimos. Asimismo, el gas asociado a este crudo deberá clasiicarse dependiendo de los volúmenes, de su calidad y del costo de producción. Para los pozos de media y baja productividad se podrían reducir sus costos reduciendo los impuestos y derechos de explotación, además de eliminar los costos de administración del corporativo, entre otros aspectos.

Es urgente la reestructuración iscal que por sí sola beneiciaría a todo Mé-xico. Dentro de las diferentes vertientes es importante recordar lo que mencio-na L. Napoleón Solórzano respecto a las obligaciones iscales. En espera del ansiado cambio del régimen iscal propone una ley fácil de comprender, aplicar y vigilar, como por ejemplo un derecho de extracción —valor de las reservas— igual a 60% de la diferencia entre ingresos y gastos, y un impuesto de 20% sobre los rendimientos netos o ganancias. Los porcentajes tendrían que analizarse


cuidadosamente, de manera que se pague lo justo por las reservas, de acuerdo con los precios vigentes en el mercado internacional. Estas medidas afectarían fuertemente el producto interno bruto, el consumo nacional, el desarrollo cien-tíico y tecnológico y la reactivación de la economía. Por otro lado, ayudaría a la empresa a eliminar el superávit primario, evitar su endeudamiento y autoinan-ciar su desarrollo.

La dependencia iscal y presupuestal del gobierno federal impide el autoi-nanciamiento de Pemex. Prácticamente todos los problemas de la industria pe-trolera tienen que ver con obstáculos acumulados principalmente por un siste-ma de pagos por adelantado y con una iscalidad que absorbe 74% de sus ingresos por la venta de crudo y algo más por otros conceptos. El embargo del presupues-to de Pemex le impide tener los recursos autorizados de inversión. Esta depen-dencia de los ingresos petroleros constituye una carga que impide al país contar con una industria moderna y capaz de autoinanciar su desenvolvimiento, que pueda asimismo contribuir a los programas estatales y al desarrollo nacional.

Para modernizar y reactivar la actividad petrolera en su conjunto con los recursos económicos que genera para su expansión, se requiere de reformas en la política del Estado. Dar continuidad al proceso de liberación de recursos pre-supuestales que comenzó hace un par de años, hasta que se dé a Pemex el tra-tamiento iscal que se da a cualquier entidad productiva del país. Dejar a dispo-sición del organismo los excedentes por diferencial estimados en el presupuesto federal y los efectivos en la venta del crudo, y liberarla de tener un superávit primario excesivo como ahora se lo tiene impuesto la Secretaría de Hacienda.

De igual forma, hay pozos que se encuentran cerrados por múltiples razo-nes. Es urgente elaborar programas agresivos de reapertura, revitalización o de reingeniería de pozos, con el compromiso de que se incorporen a la producción en tiempos relativamente cortos. Cualquier incorporación de producción pue-de ser deducible de impuestos o se le deben asignar ciertos descuentos, de tal manera que su costo de producción no se incremente y el activo reciba una recompensa o estimulo iscal, para que un bien pasivo pueda pasar a ser un bien activo y con ganancia.

AHORRO DE ENERGÍA Y USO EFICIENTE DEL GAS NATURAL

En la prospectiva Mercado de gas natural 2007-2016, publicado por la Secreta-ría de Energía, se incluye un capítulo relacionado con el ahorro y uso eiciente del gas natural, en el cual se mencionan los programas más importantes en


materia de ahorro de gas natural, tanto por su alcance como por su impacto en el ámbito nacional. Existen otros programas que son llevados a cabo por diver-sos organismos y empresas privadas, pero que no son promovidos por la Comi-sión Nacional para el Ahorro de Energía (Conae), lo que hace dif ícil cuantiicar los ahorros que se pueden lograr.

Los sectores petrolero y eléctrico han sido los consumidores más impor-tantes de gas natural en el país y se prevé que en la próxima década lo sigan siendo, con 60% de la demanda nacional de este combustible. La f en su programa de ahorro de energía cuenta con 46 proyectos en las centrales gene-radoras, áreas de transmisión e inmuebles de sus oicinas nacionales y en el Centro Nacional de Control de Energía, entre otros. Por su parte, Petróleos Mexicanos opera y da seguimiento a su Programa de Eiciencia Energética, que incluye un conjunto de protocolos y componentes técnicos con herramientas de cálculo, cursos de capacitación, servicios de asistencia técnica, así como campañas de promoción. El objetivo es proporcionar a los usuarios de energía los elementos necesarios para identiicar y evaluar sus potenciales de ahorro.

Con la implementación de medidas de eiciencia energética, Petróleos Mexicanos estima que de 2007 a 2016 tendrá un ahorro en su consumo de gas natural de 7 600 M.p3 (millones de pies cúbicos) al año, es decir, 21 M.p3/d. La f, por otro lado, tendrá un ahorro de 39 000 M.p3/año, 107 M.p3/d; si el aho-rro comprometido es de 107 M.p3, representa 2% del total consumido. Con la inalidad de que el sector energético aumente su ahorro de gas natural a 5 o más por ciento se propone que los volúmenes adicionales a 2% originalmente establecidos sean libres de impuesto y el beneicio obtenido sirva como inver-sión para infraestructura de operación en las instalaciones de proceso que más participación tuvieran en el ahorro. El 3% adicional equivale a ahorrar 121 M.p3/d. Esto equivale a perforar 121 pozos que resulten exitosos con produc-ciones de 1 M.p3/d cada uno. Si se supone un costo de perforación de 2 millo-nes de dólares por cada pozo, estaríamos ahorrando 242 millones de dólares.

COGENERACIÓN

La cogeneración se deine como la producción de energía eléctrica conjunta-mente con vapor u otro tipo de energía térmica secundaria o con ambas. Es también producción directa o indirecta de energía eléctrica a partir de ener-gía térmica no aprovechada en los procesos productivos. Cogeneración se re-iere asimismo a la producción directa o indirecta de energía eléctrica utili-


zando combustibles producidos en los procesos productivos. La ventaja comparativa de la cogeneración respecto a los sistemas convencionales de generación de energía eléctrica, radica en su alta eiciencia de conversión de energía, ya que a partir de una misma fuente se puede producir en forma se-cuencial electricidad y calor útil para los procesos de que se trate. Esto se re-leja en el ahorro de combustible y, por consiguiente, en una disminución de emisiones contaminantes.

Con la operación de sistemas de cogeneración que satisfacen 100% de los requerimientos térmicos de una empresa, se tienen, por lo general, ahorros de energía primaria de 30 a 35% respecto al consumo que se tenía antes del pro-yecto. Además, en general, se obtiene energía eléctrica excedente, que puede ser vendida a los suministradores o consumida en otras instalaciones asociadas al sistema de cogeneración.

Hasta el 31 de julio de 2007, la Comisión Reguladora de Energía () tenía registrados 56 permisos bajo la modalidad de cogeneración, de los cuales 52 se encuentran ya en operación, tres en proceso de construcción y uno inactivo. El total de los proyectos en operación representa una capacidad de 2 632 MW y una generación eléctrica de 15 257 GW/h/año; 54% de esta generación se rea-lizó con base en gas natural.

USO DEL GAS NATURAL COMO BOMBEO NEUMÁTICO EN POZOS PETROLEROS DE MÉXICO

Como ya se dijo, en México son 6 006 los pozos que producen petróleo y gas natural. De ellos 1 209 lo hacen con lujo natural, 1 921 con sistemas artiiciales de producción y 2 876 son productores de gas no asociado al crudo. De los pozos que producen con sistemas artiiciales, 70% utiliza gas natural tratado para elevar los luidos de los pozos hasta la supericie. El volumen de gas que se ocupa se recircula en un sistema cerrado bajo un tratamiento previo y con un precio entre organismos preestablecido. Conforme va declinando la pre-sión del yacimiento, aumenta el volumen de inyección con incrementos signi-icativos, además de que no se le puede dar otro uso a este gas en el país, por la dependencia absoluta para los pozos mencionados de Pemex Exploración y Producción.

Es importante comentar que el aprovechamiento de los volúmenes de im-portación de gas natural en la frontera norte, utilizados en las instalaciones petroleras, no es de 100%. Sería por tanto conveniente establecer programas de


optimización del uso del gas para los pozos con bombeo neumático. Con el uso exclusivo en pozos se obtendría la máxima ganancia al ser eicientes y utilizar otros sistemas artiiciales de producción que impliquen menores costos de pro-ducción. También, a los volúmenes de gas que no se utilizan actualmente se les podría dar otro uso. Con lo anterior se tendría un mejor aprovechamiento del gas y se reducirían los volúmenes de importación.

Si suponemos que los pozos con bombeo neumático utilizarán en prome-dio 300 000 p3/d por pozo, incluyendo el bombeo neumático intermitente y continuo, se usarían 403 M.p3/d. Bajo un programa de aprovechamiento de 10% del gas, sustituyendo el sistema artiicial de producción o bien optimizan-do la profundidad del punto de inyección de gas, se tendría un ahorro de 40 M.p3/d, equivalente a dejar de perforar 40 pozos que resultaran exitosos, con producción promedio de un millón de pies cúbicos por día. Dependiendo del costo de perforación de cada pozo y el volumen adicional de 7 dólares por cada millar de pies cúbicos, el beneicio sería por demás notorio, ya que éste también impacta en la reducción de los volúmenes de gas de importación.

MECANISMO DE DESARROLLO LIMPIO (MDL) PARA EL CONTROL DE EMISIONES DE GAS NATURAL A LA ATMÓSFERA

En los procesos propios de extracción y manejo de los hidrocarburos en la su-pericie así como en la reinación del petróleo crudo, en los procesos criogéni-cos del gas natural en petroquímica y con la aplicación de la normatividad de las mejores prácticas de operación de estas instalaciones, existe el recurso de protección y seguridad del personal y de las instalaciones. En casos estricta-mente necesarios se ventean o descargan al quemador volúmenes importantes de gas hidrocarburo, gas no hidrocarburo y otros contaminantes en tiempos relativamente cortos. Por la magnitud del riesgo permanente que en ese tipo de instalaciones se tiene, al mínimo ajuste o variación de condiciones de presión o temperatura en el proceso es necesario depresionar al sistema venteando los gases a la atmósfera o descargando éstos a los recipientes que sirven como con-tenedores temporales para su uso posterior.

El cálculo de la pérdida económica que se puede hacer por la quema o ven-teo sistemático de gas natural a la atmósfera resulta, bajo cualquier estimación, muy superior al costo de los equipos que Petróleos Mexicanos pueda requerir para aprovechar, almacenar y acondicionar el CO2 o el metano, según sea el caso, y utilizarlo a través de los pozos inyectores, como procesos de recupera-


ción mejorada. En México están muy avanzados los estudios, las pruebas piloto y la aplicación para los proyectos de los campos Artesa en la región sur y Tres Hermanos en la región norte. Es importante mencionar que en Estados Uni-dos, desde los años ochenta del siglo pasado, es ya una realidad el uso del CO2 para el proceso de recuperación mejorada. A la fecha se obtienen producciones por este efecto del orden de un millón de barriles por día.

En el Reporte de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero de 2006, Pe-tróleos Mexicanos, como empresa comprometida con la conservación del me-dio ambiente, ha venido realizando diversas acciones para contribuir al com-bate del fenómeno del cambio climático mediante la reducción de emisiones de gases efecto invernadero en sus instalaciones. Como signatario de la con-vención marco de las Naciones Unidas de cambio climático y de su protocolo de Kioto, México no tiene compromisos cuantitativos y se puede beneiciar del m vendiendo certiicados de reducción de emisiones a diferentes países del mundo con respecto a los bonos de carbón. En la captura de carbono, Mé-xico cuenta con un importante potencial para el secuestro de carbono en el subsuelo, particularmente en yacimientos petroleros. Actualmente identiica nichos de oportunidad en el contexto de su participación como miembro del Foro de Liderazgo para el Secuestro de Carbono. Las principales áreas de oportunidad para la captura de carbono en el sector energía se encuentran en la reinyección de CO2 a los yacimientos petroleros como procesos de recupe-ración mejorada.

Se propone como una excelente oportunidad el unir esfuerzos entre Pemex y sus empresas subsidiarias, con la f, las secretarías de Energía, de Medio Ambiente y Recursos Naturales, de Hacienda y Crédito Público, de Desarrollo Social y la de Economía y todos los organismos, comités e institutos que impul-san la eiciencia energética y adaptación al fenómeno del cambio climático glo-bal, para reducir las emisiones a la atmósfera y maximizar el aprovechamiento del CO2 y el metano.

También es importante crear proyectos integrales para la infraestructura y procesamiento: recolección, transporte, deshidratación, compresión y alma-cenamiento, entre otros, con el objetivo de que Pemex Exploración y Produc-ción aproveche la inyección del CO2 a los yacimientos como un proceso de recuperación mejorada y así incorporar reservas probadas, aumentar el factor de recuperación y, como consecuencia, producir volúmenes importantes de petróleo crudo y gas natural. En paralelo se gestionaría ante las autoridades correspondientes que estos proyectos tengan esquemas de inanciamiento donde se eximan de los impuestos durante cierto tiempo.


EXPLOTACIÓN DEL GAS METANO DE MINAS DE CARBÓN

El gas natural contenido en formaciones de carbón constituye un importante recurso que ayuda a responder a las crecientes necesidades energéticas del mundo. En muchas áreas, las condiciones del mercado y los avances tecnológi-cos han convertido a la explotación de este recurso en una opción viable. Las características singulares de los yacimientos de metano en capas de carbón de-mandan enfoques novedosos en lo que respecta a construcción de pozos, mo-delado y desarrollo de yacimientos.

Con el desplazamiento de la curva de producción de petróleo global, las reservas mundiales de gas natural han cobrado mayor relevancia. El gas es visto cada vez más como una fuente de energía alternativa vital porque es abundante y más limpio cuando se quema que otros combustibles fósiles. En mercados maduros, con gran demanda, la industria busca fuentes de gas no convenciona-les, tales como el gas contenido en las lutitas y en las areniscas de baja per-meabilidad y el metano contenido en las capas de carbón. Estas acumulaciones de gas no convencionales no pueden ser explotadas en la misma forma que los yacimientos convencionales, lo que plantea desaf íos tanto para los operadores como para las compañías de servicio.

En México, se estima que las reservas de gas metano asociado al carbón son del orden de 1.5 a 2 T.p3 (billones de pies cúbicos), lo cual releja un alto potencial, toda vez que en la Cuenca de Burgos donde se ubican grandes yaci-mientos de gas natural, estas reservas se calculan en 8 T.p3.

FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES

Nuestro país, tanto por su extensión territorial como por su localización geo-gráica y características orográicas, ofrece condiciones favorables para el desa-rrollo de proyectos de aprovechamiento de energía renovable que, en general, presentan una creciente viabilidad técnica y económica. Considerar la interna-lización de los costos ambientales y los beneicios sociales de los proyectos de energías renovables favorece esta tendencia, y se vislumbra una expansión sig-niicativa en el desarrollo de estos proyectos a mediano y largo plazos.

En 2005, la Sener con apoyo de fondos provenientes del Banco Mundial por medio de su programa Energy Sector Management Assistance Program (Es-map), publicó la primera prospectiva de energías renovables con una visión de mediano y largo plazo de 10 a 25 años. Como parte de las actividades, realizó


una estimación de los recursos energéticos renovables en México, un análisis de prospectiva tecnológica para su aprovechamiento, una descripción de los esce-narios internacionales de la participación de las energías renovables en la oferta energética y la discusión de las interacciones de los parámetros involucrados y los obstáculos importantes, con el in de determinar los criterios para enmarcar las proyecciones. En este análisis se presentan proyecciones al año 2030 de baja y alta penetración de las energías renovables en la oferta energética y los princi-pales lineamientos de política energética para estas proyecciones.

Este estudio prevé, como escenario base, que la oferta de energía primaria se duplicará entre 2002 y 2030. Resultados del estudio señalan que la demanda de gas natural en el periodo de análisis crecerá 3.5% anual; en cuanto a las ener-gías renovables, la hidroenergía crecerá 2.3%, la biomasa y desechos 3.7% y otras renovables 4.1%, todos estos porcentajes, anuales.

El 1 de diciembre de 2004, se publicó en el Diario Oicial de la Federación la modiicación al artículo 40, fracción 12 de la Ley del Impuesto Sobre la Renta en la que se establece que los contribuyentes del , podrán depreciar en un solo ejercicio 100% de la inversión en maquinaria y equipo para la generación de energía renovable, mediante el compromiso de mantener en operación la maquinaria y el equipo mencionados durante un periodo mínimo de 5 años con ines productivos.

REFLEXIONES SOBRE UN PLAN NACIONAL DE ENERGÍA

Los primeros intentos de planear la economía en México se remontan a los años treinta del siglo xx, con la publicación de la Ley de Planeación General de la República, enfocada a la elaboración del Plan Nacional de México. En los años cincuenta, la Comisión de Inversiones elaboró el Programa Nacional de Inversiones, que incluía proyecciones de ingreso nacional y de la inversión.

En 1958 se dio impulso a la planeación creándose la Secretaría de la Presi-dencia, a la que se le dotó de funciones de coordinación en la política económi-ca del sector público y se le dio autorización legal para hacerla extensiva al sector privado. Para cumplir los requerimientos de la Alianza para el Progreso, la Secretaría de Hacienda elaboró el plan de Acción Inmediata 1962-1964 y posteriormente un nuevo plan 1964-1965. Sin embargo, estos planes no se die-ron a conocer a la opinión pública dando lugar a una visión parcial de los pro-blemas nacionales. Para 1966-1970 se realizó otro intento de planiicación, re-sultando el Plan Nacional Económico y Social.


En 1976 se crea el Plan Básico de Gobierno y por primera vez se elabora un plan exclusivo para los energéticos cuyos objetivos fueron: prever el comporta-miento del sector, solucionar problemas de corto y largo plazo, fortalecer las inanzas del sector, evitar desperdicios energéticos, explotación más adecuada de los recursos disponibles y coordinar instrumentos y programas de las de-pendencias y empresas del área.

De 1976 a 1982 el gobierno federal le dio un mayor impulso a la planiica-ción económica nacional destacando la creación del Plan Global, Industrial y de Energía con base en las expectativas petroleras. Se establecieron objetivos, programas, metas, calendarios y proyecciones. En el plan se fomenta la expor-tación de petróleo crudo y es un hecho que los hidrocarburos se convierten en la palanca del desarrollo del país, dadas las expectativas petroleras de reservas, precios e ingresos, entre otras.

En 1981 se crea el Programa de Energía cuyos principales objetivos fueron diversiicar las fuentes, garantizar el abasto energético y racionalizar su consu-mo, apoyar a la industria, desarrollar la petroquímica y la capacidad de reina-ción. Se impulsan las actividades petroleras y energéticas, y se apoya a las em-presas de bienes de capital y se continúa promoviendo las exportaciones petroleras para absorber productivamente esos recursos. Se considera que este programa de planeación fue el mejor elaborado en el sector energético. Los hidrocarburos son la “gran oportunidad” y se sobrevalúa al país como nación petrolera. El gobierno llegó a decir que los recursos provenientes del petróleo serían utilizados como “palanca de desarrollo” y que el límite a la producción y a la exportación de dicho recurso estaría fundamentalmente dado por la “capa-cidad de digestión del país”.

En 1983 se publica la Ley de Planeación con los principios que regirían las actividades de planeación, las líneas generales y bases organizativas para el fun-cionamiento del sistema nacional de planeación democrática. Derivado del diagnóstico sexenal 1984-1988, se decretó la creación del Programa Nacional de Energéticos, en el cual se coniere al ahorro y conservación de energía una alta prioridad. Dentro de las metas se contempló la construcción de dos reine-rías para producir 150 000 barriles diarios. El programa de energía contribuiría entre otras cosas a construir instalaciones para evitar la quema de gas hacia la atmósfera y para su aprovechamiento integral. Esas instalaciones optimizarían la explotación de los yacimientos y avances en los sistemas de recuperación secundaria.

Para el periodo 1990-1994 se crea el Programa Nacional de Modernización Energética. Se concentran las propuestas y las conclusiones del foro de consul-


ta popular sobre energéticos celebrado en distintas partes del país, para garan-tizar la eiciencia energética, fortalecer la vinculación con la economía y la so-ciedad, la protección al medio ambiente y consolidar un sector energético más y mejor integrado. Se empieza a comentar que existe la necesidad de que el país reduzca su alta dependencia de los hidrocarburos, ya que aun cuando se dispo-ne de cuantiosas reservas, a largo plazo esta dependencia agotaría innecesaria y prematuramente el recurso; además impondría a nuestra economía una rigidez indeseable.

El Programa de Desarrollo y Reestructuración del Sector de la Energía se elaboró para los años 1995-2000. Entre sus líneas de acción destacan que se fortalecerá la capacidad de respuesta estratégica y la eiciencia operativa de Pemex para apoyar el crecimiento y la creación de empleos. Los bienes y servi-cios producidos por el sector energético deberán alcanzar progresivamente es-tándares de calidad comparables con los internacionales y cumplir con la nor-matividad ecológica.

Desde el nacimiento de la industria petrolera nacional, los gobiernos han soslayado su verdadero valor, así como su trascendencia en el desarrollo econó-mico del país. Las estrategias energéticas sexenales, como lo demuestra la his-toria, han sido poco favorables al sector petrolero, con visiones de corto plazo, falta de continuidad y las inversiones en exploración y explotación han estado supeditadas a la suiciencia presupuestal por parte de la Secretaría de Hacien-da. En el caso de la exploración, durante muchos años las inversiones han sido escasas, aun cuando desde la expropiación petrolera el gobierno federal se haya beneiciado de su renta económica.

En cada sexenio el gobierno en turno elabora su Programa o Plan Nacional de Energía, con base en un foro de consulta al pueblo y en apego a la Ley de Planeación. El Programa Sectorial de Energía publicado en noviembre de 2007 no da una clara continuidad al programa del gobierno anterior. Así tenemos que cada plan establece lo que quiere, como decimos de manera coloquial “bo-rrón y cuenta nueva” y, ¿qué se logra al inal?, pues que se acaba la gestión del gobierno en turno y nuevamente… foro de consulta.

Por lo anterior se propone elaborar un plan nacional de energía con estra-tegias a corto, mediano y largo plazos que le permita a Pemex autonomía de gestión y operar bajo un nuevo régimen iscal, vigilado por un órgano técnico de gobierno encargado de contratar, iscalizar las actividades del sector y llevar a cabo las regulaciones de carácter técnico en materia de geociencias, tecnolo-gía para los yacimientos, desarrollo de campos, información tecnológica, eco-nomía petrolera, legislación petrolera y marítima. Además, para que Pemex


pueda asesorar, supervisar y evaluar los recursos petroleros, así como realizar evaluaciones técnicas, asesorar en cada fase de las actividades petroleras, esta-bleciendo las directrices de exploración y explotación para dirigir la política petrolera a largo plazo.

Estas relexiones tienen como inalidad unirse a otros pronunciamientos de institutos, colegios, academias, foros, universidades, asociaciones y perso-nas independientes preocupados en el futuro de la industria petrolera, para así contribuir al bienestar de nuestro país y crear los órganos de gobierno técnicos que, como se ha comprobado internacionalmente con empresas petroleras es-tatales, han tenido resultados exitosos.

SECCIÓN II

ENERGÍAS ALTERNATIVAS

93

INTRODUCCIÓN

La localización de México en el planeta lo favorece ampliamente. Cuenta con la riqueza natural de su geograf ía f ísica y su meteorología. Tiene opciones factibles —sol, viento, agua—, para satisfacer una parte importante de su de-manda energética. Asimismo, el país cuenta con recursos humanos capaces de realizar investigación y desarrollo para apropiarse las tecnologías de energías renovables y promover una industria nacional en este campo. Ello implicaría la creación de algunos cientos de miles de nuevos empleos caliicados, todos de alta calidad. Para todo esto se deben generar las políticas, marcos legales, incentivos económicos y los fondos de inanciamiento para el desarrollo masi-vo de las energías renovables en el país, vía la investigación, la innovación y el desarrollo.

Por ya casi 14 años se ha desperdiciado el potencial del agua para generar energía, recurso distribuido por todo el país. Con sólo un proyecto importante construido, un segundo caso en construcción y otro empantanado por la mala gestión social, el atraso continúa. Falta darle el justo valor a los beneicios de las plantas hidroeléctricas, no sólo como generación de energía eléctrica, sino también como medio para regular el régimen lluvia/estiaje en la administra-ción de los recursos hídricos para los propósitos de riego agrícola, control de avenidas, agua potable, entre otros. La ingeniería mexicana, altamente capaci-tada para el diseño y construcción de plantas hidroeléctricas, cuenta con años de experiencia en lo que a la obra civil se reiere. Por lo que es necesario com-pletar nuestra capacidad en este campo al impulsar la investigación y el desa-rrollo en el diseño e implementación de turbinas. En este caso, debe estable-cerse, por ley, un porcentaje ijo de las ventas de la Comisión Federal de Electricidad para ser utilizado en la investigación tecnológica de las plantas hidroeléctricas.

A pesar de tener una menor disposición de zonas con vientos fuertes que México, varios países han incrementado en los últimos años el uso de la energía eólica. México ha avanzado muy lentamente en aprovechar el viento para gene-rar energía con la producción e instalación de aerogeneradores que controlen

94 ENERGÍAS ALTERNATIVAS

el ruido, el estorbo y los relejos visuales, así como el posible daño a aves y qui-rópteros. La industria nacional está capacitada para la fabricación de centrales eólicas, pero es necesario propiciar el uso de aerogeneradores, así como la in-vestigación tecnológica que ayude a que la industria nacional sea autosuiciente y quizás hasta exportadora de esta tecnología.

México cuenta con una incidencia solar muy alta que abarca todo el terri-torio nacional. Es necesario aprovechar la energía del sol con el desarrollo de celdas solares, promover el uso masivo de colectores solares para uso domésti-co, comercial y urbano. Paralelamente, se debe invertir en investigación de nuevos materiales y tecnologías para el desarrollo de celdas solares; impulsar el desarrollo de nuevos diseños y la instalación de plantas productoras de colec-tores solares. México cuenta ya con algunos desarrollos innovadores de tecno-logías de colectores solares pero requiere incentivos iscales que promuevan su fabricación y uso masivo.

El gran auge internacional de los biocombustibles ha generado el alza de precios de productos agrícolas. La experiencia internacional, aparentemente exitosa, del uso de bioetanol cuenta con altos subsidios a la producción de caña de azúcar en Brasil y de maíz en Estados Unidos. En el caso de México, los biocombustibles se ubican en un ámbito desvinculado del sector agrícola. El etanol es un buen combustible, pero en nuestro país un uso del maíz dife-rente al alimentario abre un problema complejo. Es necesario conformar gru-pos fuertes de investigación en bioetanol y biodiesel, especialmente de segun-da y tercera generación, para poder evaluar con rigor cientíico si debemos considerarlo como una opción para modiicar la vocación agrícola de los pro-ductos del campo. Por otro lado, tenemos el desarrollo de la bioenergía en centrales de biogás. México cuenta con un caso de éxito en el uso de este ener-gético proveniente de rellenos sanitarios en el estado de Nuevo León, es nece-sario replicar este modelo de cogeneración de energía, de ahorro sustancial en energía primaria y de reducción en emisiones de contaminantes en otros relle-nos sanitarios del país.

Se considera que los beneicios de las energías renovables y de los cambios de paradigma en el uso de combustibles y en el rediseño urbano, saltan a la vista. México podría alcanzar una relativa seguridad en la oferta energética, sin cambios bruscos en los precios de combustibles, con reducción de la degrada-ción del aire, el agua, la tierra y la biodiversidad, y con control de los gases de efecto invernadero que alteran el clima. Ahora bien, para todo esto es necesario abatir las barreras de la falta de inanciamiento a proyectos económicamente viables; el desinterés mostrado por incorporar sistemas de generación distri-

INTRODUCCIÓN 95

buidos; la diicultad y complejidad para negociar e implantar políticas energéti-cas; la desconsideración hacia el medio ambiente, y la falta de cultura de desa-rrollo sustentable. Finalmente, es de hacerse patente, que sin una sólida investigación cientíica y tecnológica, el futuro energético en México es muy oscuro.

Jg F Vé

97

EL COSTO DE GENERAR ENERGÍA ELÉCTRICA LIMPIA

Rafael Fernández de la Garza*

EMISIONES DE CARBÓN A LA ATMÓSFERA

El Panel Intergubernamental de Expertos en Cambio Climático (p) y el Ins-tituto Tecnológico de Massachusetts (m) han concluido que el uso de com-bustibles fósiles no es sustentable en el largo plazo a menos que exista una am-plia aplicación de las tecnologías de captura y almacenamiento geológico del bióxido de carbono, ilustradas en la igura 1, y que se encuentran en desarrollo.

Si se siguen los patrones actuales de uso de fuentes de energía, la Agencia Internacional de Energía () pronostica una emisión de 62 Gton (gigatonela-das) de CO2 para el año 2050 en todo el mundo, en comparación con poco menos de 30 Gton en 2005, es decir, un aumento de más de 100%. Esto incre-mentaría drásticamente los efectos nocivos para el medio ambiente, el aumen-to global de la temperatura incluido.

La señala varias estrategias viables para reducir esta emisión de mane-ra importante y llegar a la meta de 14 Gton de CO2. Entre esas estrategias está la implementación de diversas acciones de conservación, diversiicación en fuentes de energía y aplicación de tecnologías de secuestro de carbono. Con este último proceso, es posible retener y evitar que sea liberado a la atmósfera un porcentaje importante del CO2 producido durante la generación de electri-cidad con combustibles fósiles.

Dentro de estas acciones se incluyen, como se muestra en la igura 2, mejor eiciencia en el uso del combustible por el consumidor inal (24% de la reducción de la emisión de CO2), aumento del uso de recursos renovables (21%), mayor eiciencia en el uso de la electricidad por el consumidor inal (12%), cambios de combustible (18%), uso de métodos de secuestro de carbono en la industria y la generación de electricidad (19%) y aumento de la generación nuclear (6%).

* Central Nucleoeléctrica Laguna Verde.


Fuente: IPCC, 2005.

Figura 1. Captura y almacenaje de bióxido de carbono.

70

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Emisiones línea base, 62 Gton

Emisiones escenario “blue” ,14 Gton

WEO 2007 450 ppm ETP 2008

2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Industria ytransformaciónCCS (9%)

Generación deelectricidad con CCS(10%)

Nuclear (6%)

Renovables (21%)

Mejor e�ciencia en gen.de electricidad-cambiode combustible (7%)

Cambio decombustible por elconsumidor �nal (11%)

E�ciencia en el uso dela electricidad por elconsumidor �nal (12%)

E�ciencia en el uso delcombustible por elconsumidor �nal (24%)

Fuente: International Energy Agency (IEA), Energy Technology Perspectives 2008.

Figura 2. Prospectiva de reducción de emisiones de CO2 para 2050.

COSTO DE GENERAR ENERGÍA ELÉCTRICA LIMPIA 99

Por otro lado, se estima un aumento en la emisión de CO2 proveniente del uso de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas) de poco más de 20 Gton de CO2 en el año 2005 a más de 35 Gton para 2030. Esta última cifra podría redu-cirse a poco menos de 30 Gton, si se tomaran acciones como las que se enun-cian a continuación. Se deberán sustituir las carboeléctricas de más de 40 años de antigüedad con plantas de ciclo combinado y secuestro de carbono (g + ). La mitad de las carboeléctricas que se planea construir deben ser reem-plazadas por plantas de energía nuclear y de ciclos combinados con secuestro de carbono. Es necesario aumentar el rendimiento de combustibles de vehícu-los automotores. Finalmente, la producción de biocombustibles con etanol ce-lulósico debe duplicarse. Como muestra la igura 3, el aumento de la produc-ción de biocombustibles representaría menos de 1% de la reducción estimada.

El Electrical Power Research Institute (p) de EUA estima que de seguir con los mismos patrones de uso en ese país, la emisión de CO2 del sector eléc-trico, que pasó de 1 800 millones de toneladas (1.8 Gton) en 1990 a casi 2 500 millones (2.5 Gton) en 2007, llegará a aproximadamente 3 300 millones (3.3 Gton) para el año 2030. En la igura 4 se muestra que, para poder reducir la emisión a 1 500 millones de toneladas en el año 2030, serán necesarias diversas acciones como: aumento de la eiciencia para reducir el aumento de carga de 1.5% por año a 1.1%; construcción de centrales que usen energía renovable por

Tasa de crecimiento2005-2030

1.2%

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1980 2005 2030

Duplicar la producciónde biocombustiblescon etanol celulósico

Aumentar el rendimientode combustibles devehículos automotores

Sustituir la mitad de lascarboeléctricas futurascon energía nuclear y conplantas IGCC + CCS

Retirar las carboeléctricascon >40 años y sustituirlaspor nucleares e IGCC + CCS

Fuente: Exxon, 2008. Energy Outlook, 2007.

Figura 3. Prospectiva de la industria petrolera mundial.


70 GW-e (gigawatts eléctricos); aumento del parque nuclear en 64 GW-e; construir 150 GW-e de plantas avanzadas de carbón con mayor eiciencia tér-mica; dar un uso amplio al proceso de secuestro de carbono, y lograr 36% de vehículos eléctricos híbridos.

REQUERIMIENTOS DE ELECTRICIDAD PARA EL FUTURO PRÓXIMO

De acuerdo con estimaciones del p la demanda de electricidad en EUA cre-cerá a poco más de 4 200 TW/h en 2010 y cerca de 6 500 TW/h para el año 2050. Esto representa un aumento de más de 50%. Actualmente, poco menos de la mitad de la electricidad es generada con la quema de carbón y alrededor de una cuarta parte se genera quemando gas; es decir, tres cuartos de la electri-cidad generada contribuye a la emisión de carbón a la atmósfera. Con el in de poder reducir estas emisiones sin afectar los niveles de vida y el desarrollo de la sociedad, el p plantea la necesidad de aumentar drásticamente la generación por medio de energía eólica, energía solar y la biomasa, como se ve en la igura 5. De alcanzar esta meta, las fuentes renovables de energía serán responsables

3 500

3 000

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Caso base EIA 2007

1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Tecnología Referencia EIA 2007 Objetivo

E ciencia Aumento de carga ~ + 1.5% / año Aumento de carga ~ + 1.1% / año

70 GW-e para 2030

84 GW-e para 2030

150 GW-e por remodelación a centralesexistentes, 46% de e ciencia en nuevascentrales para 2020, 49% en 2030

Ampliamente usado, después de 2020

5% de la carga base en 2030

10% de venta de nuevos vehículospara 2017; en adelante + 2% / año

30 GW-e para 2030

12.5 GW-e para 2030

Ninguna

Ninguna

Sin remodelación a centralesexistentes, 40% de e ciencia ennuevas centrales para 2020-2030

Renovables

Generación nuclear

Generación avanzada carbón

Vehículos eléctricos híbridos

Recursos energéticos distribuidos <0.1% de la carga base en 2030

CCS

Fuente: Electric Power Research Institute (EPRI), 2008.

Figura 4. Prospectiva de reducción de emisiones en EUA.


de una quinta parte de la generación para el año 2050. Asimismo, se plantea para el año 2050 la necesidad de aumentar la generación por medios nucleares a un valor de entre 30 y 40% del total y la generación con carbón con secuestro del CO2, resultante de la combustión, por 20%. La generación convencional quemando gas y carbón no deberá representar más de 15% y será necesario aumentar la eiciencia por parte de los consumidores para reducir la demanda entre 9 y 13 por ciento.

El Centro Mario Molina para Estudios Estratégicos sobre Energía y Medio Ambiente, A.C. (mm) elaboró una prospectiva para México, que se ilustra la igura 6, en la que la emisión de CO2 a la atmósfera se estima que pasará de 145 millones de toneladas en 2010 a 275 millones de toneladas para el año 2030. Este mismo estudio considera factible reducir la estimación a aproximadamente 120 millones de toneladas para el 2030. Esto puede lograrse mediante aumentos en la eiciencia de transmisión, generación e iluminación; el aumento de hidroelec-tricidad, incluyendo mini y microhidroelectricidad; uso de biomasa y plantas de carbón o ciclo combinado con captura de carbono; energía solar y eólica, ade-más, de manera muy importante, un aumento en el uso de la energía nuclear. El mm estima que se requerirá un aumento de la generación nucleoeléctrica para reducir hasta en 50 millones de toneladas las emisiones de CO2 a la atmósfera.

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2000 2010 2020 2030 2040 2050

Reducciónen la demanda

Biomasa

Eólica

Solar

Gas

Carbón con CCS

Petróleo

Carbón

Nuclear

Fuente: EPRI, PRISM.

Figura 5. Prospectiva para la generación de electricidad en EUA.


Las fuentes renovables de energía no son capaces de sustituir rápida y eco-nómicamente a los combustibles fósiles en sus usos más cotidianos. Las dos fuentes más usadas a la fecha, la eólica y la solar, tienen todavía que resolver el problema de su variabilidad horaria y estacional, y la falta de capacidad para el almacenamiento de la electricidad generada por estos medios.

La nucleoelectricidad está presente en las prospectivas de crecimiento sus-tentable de muchos países. Para medirla en su justa dimensión, es necesario compararla con tecnologías nuevas que proporcionen carga base tales como el sistema de gasiicación integrado al ciclo combinado (g) con captura y se-cuestro de carbono (), o bien con carboeléctricas supercríticas, o ciclos combinados que también incorporen , o ciclos combinados con carbón gasiicado.

Hoy día no es válido, o es al menos injusto, comparar los costos de la gene-ración nucleoeléctrica con los de la generación basada en combustibles fósiles que emiten grandes cantidades de gases de efecto invernadero al medio am-biente. Actualmente, la nucleoelectricidad incluye en sus costos conceptos como desmantelamiento, tratamiento y coninamiento de desechos, además de los equipos para control de emisiones líquidas y gaseosas. En las plantas de combustibles fósiles, por otro lado, no se incluyen costos de desmantelamiento,

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2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030

E�ciencia en transmisión

E�ciencia en generación

Iluminación e�ciente

Excreta de ganado

Rellenos sanitarios

Supercríticas con CCS

IGCC con CCS

Micro/minihidráulica

Hidroeléctrica

Solar fotovoltaica

Solar térmica

Eólica

Geotérmica

Nuclear

Resultante

Fuente: Centro Mario Molina para Estudios Estratégicos sobre Energía y Medio Ambiente, A.C.

Figura 6. Prospectiva de emisiones estimadas de CO2 para México.


ni de tratamiento de cenizas y otros residuos, ni el costo económico de las emi-siones a la atmósfera que provocan lluvia ácida y el efecto invernadero, por mencionar sólo algunos.

SECUESTRO DE CARBONO

Uno de los métodos más prometedores para poder reducir la afectación al ambiente por el uso del carbón para generar electricidad es el secuestro o captura del CO2. Este método es muy necesario dadas las enormes reservas de carbón existentes en el mundo y para lo cual se han desarrollado plantas de g.

El g es un ciclo combinado que requiere instalaciones auxiliares para preparar el combustible (coque o carbón mineral), separar oxígeno del aire, gasiicar el combustible, tratar los gases y capturar el CO2. Un ejemplo de estas instalaciones es la planta de Elcogás en Puertollano, España, y que se ilustra en la igura 7.

Figura 7. Planta a ciclo combinado con gasiicación integrada.Elcogás (Puertollano, España).


ALTERNATIVAS PARA MÉXICO

Con base en un estudio que próximamente publicará la Academia Mexicana de Ingeniería, se analizaron las diferentes alternativas que pueden ayudar a dismi-nuir los efectos ambientales y generar electricidad que cubra satisfactoriamente la carga base en la curva de demanda. Las bases para este estudio incluyen emisiones y externalidades como el costo de las emisiones mismas y el costo del manejo de los desechos radiactivos, entre otros.

Empezamos con la comparación de diferentes opciones de generación eléctrica, como se muestra en la tabla 1, que usan gas o carbón o energía nu-clear, para así determinar las emisiones de CO2 a la atmósfera por unidad de electricidad generada. En la tabla 2 se consideran los factores de capacidad de cada tipo de planta, porcentaje de electricidad generada del máximo teórico a

Tabla 1. Opciones de generación eléctrica y sus emisiones de CO2 por unidad de electricidad generada

Factor Capacidad Factor IPCC de planta Eiciencia por unidad Vida útilTecnología Combustible (Mton CO2 /GW/h) (porcentaje) (porcentaje) (MW) (años)

Ciclo combinado Gas 0.3863 80 52.3 700 30Ciclo combinado con CSC Gas 0.05 80 47 700 30Carbón supercrítica Carbón 0.7904 80 43.1 700 30Carbón supercrítica con CSC Carbón 0.116 80 37.1 700 30IGCC Carbón 0.757 70 46 700 30IGCC con CSC Carbón 0.113 70 38 700 30Nuclear Uranio 0 90 34.5 1 400 60

Tabla 2. Emisiones por tipo de planta

Generación Emisiones anual Emisiones anualesTecnología (MW/h) (ton CO2 /MW/h) (ton CO2 )

Ciclo combinado 4 905 600 0.3863 1 895 033.28Ciclo combinado con CSC 4 905 600 0.05 245 280Carbón supercrítica 4 905 600 0.7904 3 877 386.24Carbón supercrítica con CSC 4 905 600 0.116 569 049.6IGCC 4 292 400 0.757 3 249 346.8IGCC con CSC 4 292 400 0.113 485 041.2Nuclear 11 037 600 0.0 0.0


generar, para así calcular las emisiones de cada tipo de planta normalizadas a 700 MW-e de capacidad cada una.

Como se mencionó, en los costos que se proporcionan para plantas que usan combustibles fósiles no están incluidos aquéllos para mitigar o compensar los efectos por las emisiones de CO2 a la atmósfera. La diicultad para determi-nar las afectaciones globales del CO2 en la atmósfera hace que los costos no puedan ser deinidos con precisión. Diferentes expertos proporcionan estima-ciones que pueden duplicar o triplicar los cálculos más bajos. Es por esto que los datos de costos por las emisiones se presentan con diferentes valores en la tabla 3 y varían para cada tipo de planta generadora. En la mayoría de los casos, los valores llegan a ser de varios dólares por MW/h y llegan a millones de dóla-res anuales al considerarse la generación de cada una de las plantas. En el caso de las plantas nucleoeléctricas no se genera CO2 , ya que no utilizan la combus-tión de materiales.

COSTOS NIVELADOS DE GENERACIÓN

El cálculo del costo nivelado de generación es un método aceptado en el sec-tor eléctrico para comparar diversas opciones tecnológicas. Sin embargo, es necesario partir de datos consistentes para que las comparaciones tengan signiicado.

En el caso que se presenta a continuación, se partió de datos en dólares americanos al 2008 y se incluye una tasa de descuento de 12% que normalmente utiliza la f. En esta comparación se utilizaron datos especíicos de cada tec-

Tabla 3. Costos de emisiones a diferentes valores de mercado

C o s t o d e e m i s i o n e s a

10 USD/ton CO2 15 USD/ton CO2 20 USD/ton CO2 25 USD/ton CO2 30 USD/ton CO2Tecnología (USD/MW/h) (USD/MW/h) (USD/MW/h) (USD/MW/h) (USD/MW/h)

Ciclo combinado 3.863 5.7945 7.726 9.6575 11.59Ciclo combinado con CSC 0.5 0.75 1 1.25 1.50Carbón supercrítica 7.904 11.856 15.808 19.76 23.71Carbón supercrítica con CSC 1.16 1.74 2.32 2.9 3.48IGCC 7.57 11.355 15.14 18.925 22.71IGCC con CSC 1.13 1.695 2.26 2.825 3.39Nuclear 0 0 90 0 0.00


nología y, como una referencia al pasado, se incluyen tecnologías fósiles sin cap-tura y secuestro de carbono. En la tabla 4 se presentan los datos sobre la capaci-dad instalada (MW-e), el factor de planta (porcentaje de generación eléctrica del total teórico por año), el uso de la energía generada por la planta para equi-pos e instalaciones propios, el costo unitario de inversión, el factor de valor al principio de la operación (factor de actualización de la inversión con el tiempo de construcción y la tasa de descuento), el tiempo de construcción y su vida útil.

Con los datos de la tabla 4 se calcularon los costos nivelados de inversión que se presentan en la tabla 5. Por otro lado, los costos nivelados de operación y mantenimiento, así como los costos nivelados de combustible, se obtuvieron de fuentes reconocidas, como el Nuclear Energy Institute () de Estados Unidos.

Para la tecnología nuclear se calculan los costos, como muestra la tabla 6, para la creación de fondos de reserva que incluyen el desmantelamiento de la unidad, manejo de combustible nuclear y disposición de desechos de nivel me-dio y bajo. Es oportuno aclarar que estos costos no se calculan de igual forma

Tabla 4. Cálculo del costo nivelado de inversión

CC + IGCC + SCPC +Conceptos CC CCS IGCC CCS SCPC CCS Nuclear

Capacidad (MW-e) 700 700 654 654 700 700 1 400Factor de planta (%) 80 80 70 70 80 80 90Servicios propios (%) 2.8 8.28 19.9 24.3 10.6 18.21 3.5Costo unitario de inversión instantáneo (USD/kW) 747.18 1 558 2 211.37 3 387 1 672.05 4 037 3 135.7Factor de valor presente al inicio de la operación 1.1753 1 1753 1.3909 1.3909 1.2961 1.2961 1.61197Construcción 3 3 4 4 4 4 5Vida útil 30 30 30 30 30 30 60

Tabla 5. Costos nivelados de inversión, operación, mantenimiento, combustible y generación


Costo de inversión nivelado (USD/MW/h) 14.29 31.58 69.41 112.49 38.34 101.18 71.26Costo de operación y mantenimiento (USD/MW/h) 4.62 6.82 14.35 20.45 9.04 15.14 12.90Costo de combustible (USD/MW/h) 55.77 64.73 10.02 11.76 28.88 33.91 4.70Costo nivelado de generación (USD/MW/h) 74.68 103.13 93.78 144.70 76.26 150.23 88.8


para el resto de las tecnologías, que también requieren desmantelamiento, ma-nejo de combustible y disposición de cenizas y otros desechos.

Si se utilizan las emisiones de cada tipo de tecnología y se considera un costo de 25 /ton de CO2 se obtienen los costos de las diferentes opciones de plantas que utilizan combustibles fósiles y las nucleoeléctricas, que pueden verse en la tabla 7.

Si consideramos los elementos de costo de emisiones de la tabla 3 y los costos de reservas nucleares de la tabla 6, obtenemos los costos nivelados de generación para los diferentes tipos de plantas con y sin los costos de emisio-nes, y con y sin los costos para reservas nucleares. En el resumen comparativo de costos que muestra la tabla 8, se observa que la generación nucleoeléctrica es más barata que cualquiera de las otras plantas que incluyen captura y se-cuestro de carbono.

Tabla 6. Costos de fondos de reserva para energía nuclear

Concepto Nuclear

Fondo de reserva para desmantelamiento (USD/MW/h) 3.76Fondo de reserva para manejo de desechos de alto nivel (USD/MW/h) 1.80Fondo de reserva para gestión de residuos de medio y bajo nivel (USD/MW/h) 0.12

Tabla 7. Costos por emisiones de plantas y nucleoeléctricas


Costo de emisiones a 25 USD/ton CO2 (USD/MW/h) 9.66 1.25 18.93 2.83 19.76 2.90 0.00

Tabla 8. Resumen de costos


Costo nivelado de generación sin costo de emisiones y sin fondos de reserva nucleares

(USD/MW/h) 74.68 103.13 93.78 144.70 76.26 150.23 88.86

Costo nivelado de generación sin costo de emisiones y con fondo de reserva nuclear

(USD/MW/h) 74.68 103.13 93.78 144.70 76.26 150.23 94.54

Costo nivelado de generación con costo de emisiones y sin fondo de reserva nuclear

(USD/MW/h) 84.34 104.38 112.71 147.53 96.02 153.13 86.86

Costo nivelado de generación con costo de emisiones y con fondo de reserva nuclear

(USD/MW/h) 84.34 104.38 112.71 147.53 96.02 153.13 94.54


Cualquier planta de generación requiere una inversión importante para su construcción y puesta en servicio. Esto puede tomar varios años, tres al menos para plantas que usan combustibles fósiles y cinco años para plantas nucleares. Además de que en este periodo de construcción los periles de gastos son dife-rentes, pues el costo de inversión no se distribuye equitativamente entre los años de construcción, la tasa de descuento es un factor fundamental que no puede ser determinada con anticipación ni de manera precisa. Esto podría ha-cer que las proyecciones de costo nivelado (/MW/h) variaran en un amplio rango. Por ejemplo, como ilustra la igura 8, para un g con captura y secues-tro de carbono (g + ) el costo puede pasar de poco menos de 120 a casi 179 /MW/h si la tasa de descuento pasa de 9 a 15%, y para la opción nu-clear el costo pasa de 66 a 115 /MW/h.

Otro factor importante para determinar el costo de inversión es el tiempo que tarde la construcción de la planta. Un ejemplo se ilustra en la igura 9, don-de se estiman 88.86 /MW/h de costo nivelado de generación para una planta nuclear cuya construcción tardará cinco años. Este costo aumentaría a 95.97 si la construcción durara seis años y a 112.63 si la construcción durara ocho años. Esto es, como se muestra en la igura 9, un aumento de 26% al costo de cinco años de construcción.

200

180

160

140

120

100

80

60

Co

sto

niv

ela

do

US

D/M

W/h

Tasa de descuento 9%Tasa de descuento 10%Tasa de descuento 11%Tasa de descuento 12%Tasa de descuento 13%Tasa de descuento 14%Tasa de descuento 15%

CC

81.1282.1783.2484.3486.4686.6187.78

CC + CCS

97.28 99.58101.95104.38106.87109.41111.99

IGCC

95.53101.01106.74112.71118.91125.34131.99

IGCC + CCS

119.70128.57137.85147.53157.58168.01178.79

SCPC

86.66 89.65 92.78 96.02 99.38102.86106.45

SCPC + CCS

128.43136.32144.56153.13162.00171.18180.64

Nuclear 66.58 73.58 81.00 88.86 97.17105.94115.18

Figura 8. Costos nivelados con tasa de descuento por emisiones.


CONCLUSIONES

El Reporte Stern, uno de los más serios que se han emitido con respecto al im-pacto económico del cambio climático, concluye que se requiere del orden de 1% del pb mundial para llevar a cabo las acciones de mitigación.

Nadie ha negado que la generación de energía eléctrica limpia conlleva costos que arrojarían, según algunos expertos, cerca de 100% de incremento en el costo de generación.

La nucleoelectricidad es una tecnología segura, probada con más de 12 000 años-reactor de operación, y sus desechos radiactivos pueden ser tratados y dispuestos exitosamente. Recientemente se aprobó el primer repositorio de de-secho de alto nivel en el mundo ubicado en Forsmark, Suecia.

Los costos nivelados que se han presentado no consideran oscilaciones drásticas en el precio de combustibles fósiles, lo cual ocurre con cierta frecuen-cia e impacta drásticamente el costo de generación.

Aunado a lo anterior, entre las nuevas tecnologías de generación eléctrica lim-pia de carga base, la nucleoelectricidad es la más barata cuando se compara con cualquier otra tecnología fósil que incorpore captura y secuestro de carbono. Al considerar el costo de las emisiones sin captura y secuestro de carbono también la nuclear es más barata que cualquier tecnología fósil, excepto el ciclo combinado.

Por las razones expuestas, la nucleoelectricidad debe formar parte del por-tafolio de tecnologías de generación nueva y limpia en México, ya que además contribuirá a la diversidad energética y a la seguridad en el abasto de los com-bustibles y del luido eléctrico en los años por venir.

115

110

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95

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80

Co

sto

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ión

(USD

/MW

/h)

4 5 6 7 8Tiempo de construcción (años)

82.82

88.86

95.97

103.86

112.63

Figura 9. Costo de inversión por tiempo de construcción para plantas nucleares.

111

DESARROLLOS HIDROELÉCTRICOS,OPCIÓN PARA MITIGAR EL CAMBIO CLIMÁTICO

Jacinto Viqueira Landa*

EL INTERÉS RENOVADO EN LOS DESARROLLOS HIDROELÉCTRICOS

La preocupación actual por el cambio climático producido por el aumento del efecto invernadero, debido principalmente al incremento del contenido de dió-xido de carbono en la atmósfera, emitido por la combustión del carbón, de los derivados de petróleo y del gas natural, ha conducido al análisis de alternativas energéticas sin carbono y especialmente al aprovechamiento de recursos reno-vables producidos directa o indirectamente por la radiación solar.

Esto explica el renovado interés en los desarrollos hidroeléctricos, que se maniiesta, por ejemplo, en que el número de julio-agosto de 2008 de la revista Power and Energy, publicada en Estados Unidos por el Instituto de Ingenieros en Electricidad y Electrónica, esté dedicado a este tema. Como se señala en el editorial de esa publicación, la contribución de la potencia hidroeléctrica a las sociedades modernas es signiicativa y continúa creciendo, contribuyendo al desarrollo económico y social mundialmente. Sin embargo, hay una gran diver-sidad de condiciones en el uso de la potencia hidroeléctrica y de la visión para el futuro. Norteamérica y Europa aprovechan alrededor de 80% de su potencial hidroeléctrico y, en el otro extremo, África aprovecha 3%; estas diferencias re-lejan los respectivos desarrollos económicos. La hidroelectricidad contribuye con 17% a la producción total de electricidad en el mundo, con plantas hi-droeléctricas en unos 150 países, 24 de los cuales dependen en 90% para su suministro de electricidad. En el artículo de la revista citada dedicado a Suda-mérica se informa que más de 50% de la generación de electricidad en la región procede de plantas hidroeléctricas. En Brasil esa contribución representa 90% del total de la oferta eléctrica, en Argentina 54%, en Perú 66% y en Chile 38%. En Sudamérica se aprovecha 20% de los recursos hidroeléctricos explotables.

* Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México.


En dicho artículo se señala que la hidroelectricidad tiene varias ventajas en la expansión de los sistemas interconectados de la región, especialmente cuando se desarrolla el almacenamiento del agua. Se utiliza un recurso local que hace al país más independiente del suministro extranjero de combustibles, una preocu-pación creciente en países muy dependientes de ese suministro. Puede propor-cionar un medio para el almacenamiento de energía durante meses o años, lo que puede ser muy útil para el control de la operación, así como para el despa-cho económico de la generación térmica, contribuyendo a reducir el costo total de la generación de electricidad. Las plantas hidroeléctricas son muy lexibles en su operación, permitiendo un control suave de la frecuencia y la respuesta rápida en emergencias. Además, el desarrollo de fuentes renovables de energía intermitentes y estacionales, como la energía del viento, puede beneiciarse con la capacidad de almacenamiento disponible en los embalses de las plantas hidroeléctricas.

LOS DESARROLLOS HIDROELÉCTRICOS EN MÉXICO

La energía hidroeléctrica desempeñó un papel importante en las primeras eta-pas del desarrollo de la industria eléctrica en México. La primera planta hi-droeléctrica se instaló en Batopilas, Chihuahua, la cual empezó a funcionar en 1889. El primer gran proyecto hidroeléctrico fue el de Necaxa, Puebla, que en-tró en servicio en 1905 y sigue en funcionamiento después de más de un siglo.

La creación de la Comisión Federal de Electricidad (f) en 1937 contribu-yó a acelerar este desarrollo, mediante la realización de una serie de proyectos hidroeléctricos, que comenzaron con la construcción de Ixtapantongo, que en-tró en servicio en 1944. En el primer periodo de actividad de la f, este orga-nismo público se dedicó especialmente a la realización de proyectos hidroeléc-tricos, mientras las empresas privadas (que fueron adquiridas por el gobierno mexicano en 1960) realizaron principalmente proyectos termoeléctricos; esta etapa culminó en 1965 con la puesta en servicio de la gran planta hidroeléctrica de El Iniernillo.

La década de los años sesenta se caracterizó en todo el mundo por ser una época de petróleo abundante y barato. Ello propició la penetración de los hi-drocarburos como energéticos para la generación de energía eléctrica, contri-buyendo a disminuir el interés en los proyectos hidroeléctricos.

En México también se produjo esa penetración de los hidrocarburos para la generación de energía eléctrica, lo que se manifestó en que la capacidad de

DESARROLLOS HIDROELÉCTRICOS PARA MITIGAR EL CAMBIO CLIMÁTICO 113

generación instalada en plantas termoeléctricas creció más de prisa que en plantas hidroeléctricas. Mientras que en 1945, del total de 700 millones de ki-lovatios de capacidad de generación en servicio, 57% correspondía a plantas hidroeléctricas y 43% a plantas termoeléctricas, en 1964 la proporción se había invertido, con una capacidad instalada total de 5 300 millones de kilovatios. Otros factores que contribuyeron a esa evolución fueron la menor inversión necesaria por kilovatio instalado en una termoeléctrica comparada con la re-querida en una hidroeléctrica, y el menor tiempo de realización de los proyec-tos termoeléctricos.

Esta tendencia hacia el predominio de las plantas termoeléctricas que uti-lizaban combustóleo o gas natural como combustible entró en crisis en México a ines de los años sesenta del siglo pasado, debido a la declinación de las reser-vas petroleras del país, que se convirtió en un importador de petróleo crudo entre 1970 y 1973.

En el sector eléctrico surgió entonces la preocupación por diversiicar las fuentes de energía para la generación de electricidad, lo que dio lugar a la deci-sión en 1970 de realizar un primer proyecto nucleoeléctrico, el de Laguna Ver-de; incluso se llegó a proponer que no se realizara ni una planta termoeléctrica más que utilizase hidrocarburos y que el desarrollo futuro se basara fundamen-talmente en un programa nucleoeléctrico de gran magnitud.

Sin embargo, las decisiones que se tomaron en la f a mediados de los años setenta del siglo pasado para diversiicar la generación eléctrica fueron más equilibradas; se inscribieron a partir de 1974 en el Programa de Obras e Inver-siones del Sector Eléctrico los proyectos hidroeléctricos de Chicoasén y Peñitas en el río Grijalva y El Caracol en el río Balsas, el proyecto de la carboeléctrica de Río Escondido y la ampliación de la planta geotérmica de Cerro Prieto.

El descubrimiento de una nueva y rica provincia petrolera en el sureste de México en 1973 permitió recuperar la autosuiciencia e incluso que se genera-ran excedentes para la exportación, aprovechando la elevación de los precios mundiales del petróleo en esos años.

La bonanza petrolera terminó con la declinación de los precios mundiales a partir de principios de los años ochenta. La crisis económica que comenzó a mediados de 1982 y que se caracterizó fundamentalmente por el problema de la deuda externa, redujo drásticamente la disponibilidad de recursos inancie-ros para el desarrollo del sector eléctrico durante varios años, lo que obligó a dar prioridad a soluciones que requirieran un mínimo de inversión y entraran en servicio lo más pronto posible, lo que promovió los proyectos de plantas termoeléctricas utilizando combustóleo como combustible.


La modiicación de la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica a i-nes de 1992, creó la modalidad de la inversión privada en la producción inde-pendiente de energía eléctrica, con la limitación de que toda la energía pro-ducida deberá ser vendida a la Comisión Federal de Electricidad, e impulsó la introducción de la tecnología de las plantas de ciclo combinado, que utilizan gas natural como combustible, lo que ha constituido la mayor parte de las instalaciones de generación eléctrica que han entrado en servicio en los últi-mos años.

Paralelamente, la f ha contratado la construcción de plantas hidroeléc-tricas, que han ido entrando en servicio para complementar la generación de las plantas de ciclo combinado. Entre los proyectos más recientes pueden citar-se Aguamilpa, en el río Santiago, la ampliación de Chicoasén, en el Grijalva, El Cajón, también en el río Santiago y la Yesca, actualmente en construcción en dicho río.

EL POTENCIAL HIDROELÉCTRICO DE MÉXICO

El potencial hidroeléctrico está estrechamente relacionado con el régimen de lluvias y la orograf ía del país. En México la distribución de las lluvias en el te-rritorio nacional presenta grandes diferencias según las regiones: 42% del terri-torio, ubicado principalmente en el norte del país, tiene precipitaciones anuales comprendidas entre 50 y 500 mm, mientras que en un 7%, que corresponde a la región de clima tropical lluvioso del sureste, se alcanzan precipitaciones anua-les superiores a 2 000 mm.

Por otra parte, la distribución temporal del régimen de lluvias se caracteri-za, en la mayor parte del territorio nacional, por una temporada de lluvias abundantes en el verano y una temporada seca, de lluvias escasas, durante el resto del año. Debido a esta distribución estacional de las lluvias es interesante regularizar a lo largo del año el caudal de los ríos, mediante obras hidráulicas que permitan almacenar los volúmenes de agua sobrante durante la temporada de lluvias y contribuir así a evitar inundaciones, para utilizar esos volúmenes en el periodo de lluvias escasas para riego agrícola y el suministro de agua a las ciudades, obteniendo además como subproducto la generación de energía eléctrica.

Estas características del clima inluyeron en el desarrollo de las antiguas civilizaciones de Mesoamérica. Estudios realizados por el historiador y antro-pólogo Ángel Palerm sobre los fundamentos económicos del desarrollo de esas


civilizaciones, indican que la agricultura de riego, la técnica agrícola de las chi-nampas y las grandes obras hidráulicas, están directamente relacionadas con la emergencia de grandes centros urbanos.

La energía hidráulica se utilizó también en México en la época colonial, para impulsar molinos y otros ingenios mecánicos, incluyendo procesos rela-cionados con actividades mineras.

A mediados de los años setenta del siglo xx se procesó la información hi-dráulica acumulada durante muchos años y se publicó en 1976 un estudio pre-liminar sobre el potencial hidroeléctrico de México, conjuntamente por la f y el Plan Nacional Hidráulico.

Un segundo estudio, que completa y amplía el anterior, fue realizado por la Gerencia General de Estudios e Ingeniería Preliminar de la f y publicado en 1978. Este estudio ha sido actualizado periódicamente.

En la tabla 1 se resume el potencial hidroeléctrico identiicado, actualizado a 1992. De acuerdo con dicha tabla, el desarrollo de todo el potencial hidroeléc-trico permitiría generar anualmente 152 860 GW/h, más que la generación to-

Tabla 1. Potencial hidroeléctrico de México 1992

Número Potencia GeneraciónNivel de desarrollo de proyectos instalada, MW media anual, GW/h

Identiicación 416 28 788 81 362Evaluación 61 5 786 15 191Prefactibilidad 19 3 882 10 929Factibilidad 13 3 941 10 728Diseño 7 1 814 4 628Construcción 4 1 608 4 006Operación 42 7 850 25 747Operación suspendida 3 69 269 Total 565 53 738 152 860

Tabla 2. Distribución del potencial hidroeléctrico

RegiónNúmero

de proyectosGeneración

medial anual GWhPorcentaje

generación total

NortePacíico NortePacíico SurGolfo Sureste

13159142147104

1 196 38 103 35 623 31 148 46 790

0.8 24.9 23.3 20.4 30.6

Total 565 152 860 100.0


tal de energía eléctrica en ese año. Puede observarse en dicha tabla que en esa fecha la capacidad hidroeléctrica en operación representaba únicamente 16.8% del potencial total. Con los desarrollos hidroeléctricos que han entrado en ser-vicio con posterioridad a 1992 puede estimarse que actualmente se aprovecha alrededor de 20% del potencial identiicado. En la tabla 2 se indica la distribu-ción por regiones del potencial hidroeléctrico.

VENTAJAS DE LOS DESARROLLOS HIDROELÉCTRICOS

La energía hidráulica es un recurso renovable debido a la energía solar, que es la que produce el ciclo hidráulico. Su uso para generar electricidad evita la emi-sión de gases de efecto invernadero a la atmósfera.

Los desarrollos hidroeléctricos constituyen con frecuencia parte de un aprovechamiento hidráulico de usos múltiples. Esto es especialmente intere-sante con las condiciones hidrometereológicas que se tienen en el territorio nacional, caracterizadas por una estación de lluvias de unos cuatro meses de duración y un periodo de estiaje el resto del año. Un desarrollo hidroeléctrico con capacidad de almacenamiento de agua anual permite regular el gasto del río y obtener beneicios adicionales para la agricultura, mediante el riego y el control de avenidas. Además puede proporcionar agua para consumo urbano, contribuyendo a resolver un problema que se ha agravado debido a la explosión demográica ocurrida en México en el siglo xx.

IMPACTOS AMBIENTALES Y SOCIALES DE LOS DESARROLLOS HIDROELÉCTRICOS

Desde el punto de vista del impacto ambiental y social, debe señalarse, como ya se dijo, que los desarrollos hidroeléctricos no contribuyen a la contaminación atmosférica y pueden tener una inluencia positiva en el ecosistema de la re-gión. Por otra parte, su construcción constituye una fuente importante de em-pleo y contribuye a mejorar la infraestructura de la zona, mediante la apertura de vías de comunicación, la creación de centros de población y, en ocasiones, de desarrollos turísticos.

En el aspecto negativo debe señalarse que en ocasiones la construcción de una presa causa la inundación de tierras agrícolas y el desplazamiento de po-blación. Por lo tanto, hay que sopesar en cada caso las ventajas y desventajas de


cada proyecto y actualmente en México no parece factible desarrollar un pro-yecto hidroeléctrico que afecte a una población numerosa.

Sin embargo existen en el país desarrollos con muy poca afectación social, como fue el caso de Chicoasén, en el río Grijalva, que contribuyó a hacer nave-gable el Cañón del Sumidero, convirtiéndolo en una atracción turística, o como El Cajón o La Yesca, en el río Santiago, situados en lugares despoblados de la Sierra Madre Occidental.

BIBLIOGRAFÍA

Comisión Federal de Electricidad, Potencial hidroeléctrico de la República mexicana, Méxi-co, 1992.

Palerm, A., Obras hidráulicas prehispánicas en el sistema lacustre del Valle de México, Mé-xico, Secretaría de Educación Pública-Instituto Nacional de Antropología e Historia, 1973.

Rudnick, H. et al., A delicate balance in South America, ieee Power and Energy 6 (4), julio-agosto de 2008.

Viqueira, J., La energía hidroeléctrica en México, Ciencia 37 (1), marzo de 1986.

119

OPCIONES REALISTAS PARA LA SUSTITUCIÓN DE FUENTES DE ENERGÍA

Roger Magar y Fernando del Río

En dos artículos que acompañan a éste, los autores hacen un análisis de la en-crucijada en la que se encuentra México en cuestión de energía y se apuntan, en líneas generales, las rutas de salida. Ahora, en este artículo bordamos con mayor detalle las mejores opciones para suministrar la energía primaria que requiere el país en el futuro cercano y en el lejano.

Para generar la energía que requiere, México depende actualmente en un 88% de combustibles fósiles. Dado el vertiginoso descenso en nuestra produc-ción de crudo, ese nivel ya no será sostenible ni siquiera en un plazo de pocos años, por lo que urge emplear las opciones energéticas más realistas y con un tiempo de maduración más corto. Las más importantes de dichas opciones son tres: el ahorro, el viento y el sol. En ellas se abunda a continuación.

LA PRIMERA OPCIÓN REALISTA: EL AHORRO DE ENERGÍA

En el suministro y la utilización de energía primaria en el país destacan muy señaladamente los combustibles fósiles, hidrocarburos en su mayoría. Ahora bien, dos hechos importantes derivan de esta dependencia: el predominio de procesos que son ineicientes energéticamente y la producción de un conside-rable daño al medio ambiente. Ambos, dispendio energético y daño ambiental, deberían acotarse y reducirse al máximo, ya que el país no está para desperdi-ciar enormes cantidades de recursos ni para permitir mayor deterioro de la salud de sus habitantes y de su medio natural. Por si estas razones no fuesen suicientes, la creciente y continua caída en nuestra producción petrolera nos obliga, querámoslo o no, a buscar alternativas que reemplacen la quema de combustibles fósiles.


El dispendio de energía

Más de 50% de los hidrocarburos que consumimos se utilizan para transportar bienes y personas. Y es aquí, en el transporte, donde más desperdiciamos ener-gía y donde, por consiguiente, se pueden hacer los mayores ahorros.

La disponibilidad de petróleo barato durante muchos decenios hizo que nuestros gobernantes imitaran, y por desgracia superaran, la tendencia mun-dial de sustentar el transporte en vehículos con motor de combustión y ruedas neumáticas —coches, autobuses y camiones — y prácticamente olvidar los ve-hículos eléctricos con ruedas de metal sobre rieles, es decir, ferrocarriles y tran-vías. En efecto, sucede que para desplazar un vehículo con neumáticos sobre una carretera o sobre rieles —en un plano horizontal y a velocidad constante— se requieren 150 N (newton) de fuerza por cada tonelada de peso del vehículo; sin embargo sólo se necesitan 30 N por tonelada para mover un vehículo de ruedas metálicas sobre rieles. Ello, sumado al factor de resistencia del aire, se traduce en que transportar cada tonelada de carga por kilómetro, a una cierta velocidad, requiere alrededor de cuatro veces más energía en el transporte ca-rretero que en el ferroviario. Esto en cuanto al tipo de rodamiento, pero se puede ahorrar todavía más si se elige con tino la clase de motor del tren. En efecto, los ferrocarriles eléctricos son mucho más eicientes energéticamente que los de diesel en los que está basado nuestro sistema ferroviario. Incluso si se utilizaran combustibles fósiles para generar la energía eléctrica que requie-ran los trenes, por ejemplo en plantas de ciclo combinado, esa generación es más eiciente —y barata— que la quema del diesel en un tren. Los trenes eléc-tricos permiten además recuperar energía en las bajadas y al frenar, lo que in-crementa su eiciencia. Estas ventajas hacen que en China, Europa y Japón —e incluso en Estados Unidos que es el país del automóvil por excelencia— se ins-talen cada vez más trenes de cercanías y de alta velocidad para evitar viajes en avión, autobús y automóvil.

Por otra parte, nuestro país también incurre en un excesivo gasto al utilizar vehículos demasiado grandes y pesados. En las ciudades, buena parte del trans-porte de personas se hace en automóviles que en la mayoría de los casos llevan sólo un pasajero (el conductor). El problema es que para mover a una persona de unos 70 kg hay que mover también su automóvil, que pesa entre 12 y 30 veces más, lo que constituye un derroche de energéticos. El problema se agrava año con año por dos razones: primero, por la tendencia a usar autos y camio-netas cada vez más pesados, y segundo, por el deterioro progresivo del tráico en las grandes ciudades.

OPCIONES REALISTAS PARA LA SUSTITUCIÓN DE FUENTES DE ENERGÍA 121

Para el transporte de carga, las empresas utilizan camiones y remolques cada vez más grandes porque es para ellas más económico; por la misma causa el transporte interurbano también se basa en autobuses más y más pesados. Pero el costo directo de operar un camión o autobús no es el costo total del transporte, ya que hay que contabilizar también los costos de cons-truir y mantener las carreteras por las que circulan. Esto también ocurre en las ciudades, donde se deben construir y mantener las carpetas de calles y avenidas. Lo malo de esta situación es que se olvida que el desgaste del pavi-mento ocasionado por el paso de un vehículo crece con la cuarta potencia del peso por eje; esto es, al duplicar ese peso, ¡el desgaste es 16 veces mayor! Así, una moto promedio desgasta 360 veces menos el pavimento que un auto, pero también un auto pequeño lo desgasta cerca de 150 veces menos que una camioneta pesada de doble tracción, y un camión ligero de 6 tone-ladas desgasta 360 veces menos la carretera que un tractocamión con su re-molque. Los costos de mantenimiento carretero corren en la mayoría de los casos a cuenta de los contribuyentes, lo que resulta en un subsidio enorme e injustiicable, casi nunca reconocido, a la industria del auto-transporte y a los dueños de grandes vehículos. En el caso de los caminos de peaje, el sub-sidio lo pagan los conductores de coches medianos y pequeños. Por ejemplo, en la carretera México-Querétaro, la tarifa para un auto en enero de 2009 era de $120, y es independiente del peso; para un autobús era del doble ($254), también con independencia del tamaño, y para camiones estaba en-tre $250 los de dos ejes, hasta $704 los más pesados. La proporción entre las distintas tarifas no corresponde al desgaste ocasionado por los vehículos se-gún su peso y está sesgada a favor de los vehículos pesados. Por último, en el campo el transporte se hace a base de camionetas pick-up, potentes y pesa-das, cuando se pueden utilizar pequeños remolques tirados por los propios autos de los agricultores, lo que conduciría a un gran ahorro en materiales y energéticos, tal como lo hace, por ejemplo, la gente del campo en Europa y Japón.

En suma, para situar en su contexto la magnitud de este dispendio, se esti-ma que podríamos ahorrar 30% de la energía utilizada en el transporte, que a su vez constituye 15% del total de hidrocarburos que consumimos. Sólo en gasoli-nas, el ahorro podría ser de un tercio del consumo nacional, que es una canti-dad cercana a la que importamos en 2007 (309 M.b/d) y que representan 10 000 millones de dólares anuales.1

1 Diagnóstico: Situación de Pemex, resumen ejecutivo, México, Sener, 2008, p. 10.


El daño ambiental

El uso excesivo, por innecesario, de combustibles fósiles en México, afecta nuestro medio ambiente inmediato y contribuye a deteriorar el del planeta. La lista de este tipo de contaminaciones es larga; aquí mencionamos algunas de las más importantes: las abundantes emisiones de dióxido de carbono a la atmós-fera, inadmisibles por su magnitud, debidas a la quema de combustibles en ve-hículos y termoeléctricas; los compuestos de mercurio emitidos por las ter-moeléctricas a base de carbón; el desperdicio de gas natural por ineiciencias en la operación de Pemex,2 y el alto contenido de azufre en nuestros combustibles, en proporción de cinco a diez veces superior a lo deseable y posible. A estos rubros hay que añadir los daños causados a la salud de las personas por la que-ma de leña, en el ámbito rural, para cocinar alimentos y calentar las habitacio-nes. El problema estriba no sólo en el uso de la leña —que suma 5.6% del con-sumo energético nacional—, ya que los campesinos no suelen disponer de otros energéticos, sino por quemarla en estufas y anafres insalubres e ineicientes.

¿Qué hacer para reducir el desperdicio de energía?

Debemos rectiicar nuestras políticas de transporte urbano e interurbano y abandonar costumbres que son producto de una época de petróleo abundante y barato. Desde luego, un cambio profundo de estilo de producción y compor-tamiento requiere tiempo e inversión, pero debe comenzarse de inmediato para no seguir agravando el problema.

Como uno de los pasos más importantes, es necesario establecer un progra-ma para electriicar los ferrocarriles y reintroducir los trenes de pasajeros. Algo se ha comenzado a hacer en este último aspecto con la construcción de los primeros trenes de cercanías, pero no forman parte de un programa amplio y sistemático, y están limitados a la capital del país. Asimismo, en el caso urbano es necesario fomentar el transporte público, reintroducir los tranvías en todas nuestras ciuda-des y extender las redes de Metro —con ruedas metálicas— en las mayores.

Para reorientar el desarrollo del transporte vehicular hay una importante medida que requiere poco tiempo y muy baja inversión: implantar impuestos

2 Los mecheros de gas, fácilmente visibles en nuestros campos petroleros, arrojan enormes cantidades de CO2 a la atmósfera. El gas natural que escapa sin quemarse tiene un efecto peor, ya que es principalmente metano y, molécula contra molécula, este compuesto es 25 veces más po-tente como gas de invernadero que el CO2.


altos para los autos potentes o pesados, diferenciándolos de los vehículos más pequeños y ahorradores de energía. China y Francia han implantado un siste-ma, llamado de “bonus-malus”, de forma que la compra de vehículos con emi-sión de CO2 menor a 130 g/km es premiada con 1 000 euros, mientras la com-pra de un auto que emita más de 250 g/km es gravada con 1 600 euros, además de pagar 160 euros cada año. En Gran Bretaña existe un mecanismo semejante mediante el road-tax. Es evidente que también se deben gravar los grandes camiones y autobuses, cuyos compradores, por el afán publicitario de las em-presas constructoras, han caído en una competencia de potencias cada vez ma-yores, similar a la existente entre marcas de automóviles y motocicletas, com-petencias que ocasionan un enorme desperdicio de energía.

Para estimular que los pequeños productores del campo sustituyan a las ineicientes pick-up por remolques, se requiere, por una parte, adecuar los re-glamentos de tránsito para facilitar su utilización y establecer que el mismo número de placa sirva para el coche y para el remolque. Por otra parte, habría que establecer un programa de estímulos para la compra de tales remolques. Esto último se puede hacer mediante el programa de Fomento a la Inversión Pública y Privada en la Propiedad Rural (fpp).

Otra medida a corto plazo y de bajo costo es facilitar en las ciudades el empleo de bicicletas, motonetas y motocicletas. Para ello se deben tomar varias medidas, tales como: evitar la reintroducción de prácticas burocráticas y torpes como exigir placas de circulación a las bicicletas; establecer suicientes carriles exclusivos para ellas, y aplicar eicazmente los reglamentos de tránsito para la protección de los ciclistas. Por otra parte, es necesario instalar, en los camello-nes de las avenidas y en las aceras suicientemente anchas, arcos de acero para poder estacionar y asegurar los vehículos de dos ruedas. Esta medida, ya im-plantada en ciudades asiáticas y europeas, ha propiciado el aumento notable del uso de dichos vehículos en esas ciudades, la disminución de la contamina-ción, la agilización del tráico y el ahorro de energía.

LA SEGUNDA OPCIÓN REALISTA: LA ENERGÍA DEL VIENTO

La energía eólica en el mundo

El último decenio ha sido testigo de un fenómeno tecnológico de grandes con-secuencias económicas y ecológicas: el extraordinario y vigoroso desarrollo del aprovechamiento de la energía del viento en el mundo. Durante ese tiempo, la


capacidad de generación se multiplicó por un factor de 12 y pasó de 10 153 MW en 1998 a cerca de 120 000 MW en 2008. Y el crecimiento se acelera continua-mente: en ese mismo lapso, la capacidad adicional de generación (esto es, la que se agrega cada año) creció exponencialmente en algo más de 30% por año. Así, sólo en 2007 se instalaron 19 553 MW adicionales de energía eólica en el mundo. Este acelerado crecimiento es apreciable en la igura 1. En consecuen-cia, el crecimiento de la capacidad acumulada es también exponencial, pero aun más rápido.

La expansión inusitada de la generación de energía eléctrica mediante el viento se debe al amplio conjunto de ventajas, económicas y ambientales que ofrece esta tecnología, y a la muy positiva curva de aprendizaje de la industria eolo-eléctrica. Durante el último cuarto de siglo, la productividad de las turbi-nas eólicas se multiplicó por un factor de 100 y la capacidad promedio por turbina por un factor de 10. En cuanto a las ventajas, éstas son numerosas y señaladas. El recuadro 1 muestra las principales, recopiladas por Rudolf Rechsteiner.3

Figura 1. Crecimiento de la capacidad adicional instalada (MW) por año de generadores eólicos en el mundo.3

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19841986

19881990

19921994

19961998

20002002

20042006

3 R. Rechsteiner, Wind power in context – A clean revolution in the energy sector, Energy Watch Group Report, diciembre de 2008. El doctor Rechsteiner es miembro del parlamento de Suiza y de su comité de energía. El reporte del que es autor es de gran calidad técnica y tiene 195 páginas. Quizá alguno de nuestros representantes podrían servirse del ejemplo.


Potencial eólico en el mundo

La historia del desarrollo de la energía eólica en el mundo en los últimos 20 años demuestra que el potencial eólico ha sido sistemáticamente subvaluado, en particular por los organismos oiciales de energía. Un caso especial es el de

Recuadro 1. Ventajas comparativas de la energía del viento sobre otras alternativas, según R. Rechsteiner

1. La energía primaria es gratis. 2. La energía primaria es renovable y no se agota. 3. Es un recurso muy abundante y nadie puede impedir su acceso a él. 4. Se puede garantizar que su costo permanecerá estable por el ciclo de vida. 5. La tecnología es competitiva en costos con otras fuentes alternas de energía y

convencionales. 6. La operación de las turbinas eólicas no causa emisiones de carbono o metano,

no contamina el aire y no produce residuos peligrosos. 7. No consume agua para enfriamiento. 8. En el plazo de un año, un aerogenerador ya produjo más energía que la utiliza-

da en su construcción. 9. Hay acceso fácil y global a la tecnología eólica; muy distinto a lo que ocurre con

tecnologías como la nuclear.10. El tiempo para suministrar energía eoloeléctrica al mercado es muy corto; es

posible erigir parques eólicos completos en un año.11. Los ciclos de innovación, basados en la maduración del know-how, son muy

rápidos.12. Es una tecnología aún joven, lo que genera progreso en la curva de aprendiza-

je y en la reducción de costos.13. El viento es una fuente de potencia descentralizada. Permite que grupos o pe-

queñas organizaciones, en diversos lugares, formen parte de la industria de generación eléctrica; incluso pueden vender la energía y obtener una ganan-cia. Ésta es una situación muy distinta de la gran concentración que se da en las industrias nuclear, del gas o del petróleo.

14. La distancia entre los sitios de buen viento y los consumidores es moderada (de entre uno y 1 500 km) comparada con otras fuentes energéticas (carbón, petróleo y gas).

15. Tiene efectos secundarios muy positivos para diversos actores interesados, ta-les como: creación de empleo, impuestos, nuevas opciones de ingreso para los agricultores, infraestructura en áreas remotas, oportunidades de inversión en las comunidades locales, etcétera.

16. La energía del viento reemplaza el gasto en combustibles por tecnología, su-ministra energía, know-how y empleo humano en forma descentralizada.


la Agencia Internacional de Energía (International Energy Agency, ), que cada año publica el inluyente World Energy Outlook. Desde 1995, la ha errado en todos sus pronósticos que han contemplado un débil crecimiento de la capacidad eólica instalada en el mundo. Los datos reales históricos han pro-bado que tales pronósticos son por completo erróneos. Como ejemplo, en 2002 la predijo que tomaría 18 años, hasta 2020, llegar a una capacidad eólica instalada de 104 GW, pero fue en sólo seis años, en 2008, cuando se superó di-cha cifra, ¡doce años antes de lo pronosticado! Técnicamente, el mayor error de la ha sido extrapolar tendencias anteriores a 1995 —cuando la industria de aerogeneradores estaba en su infancia— y desdeñar los datos empíricos, aun-que esta omisión sea muy grave; sin embargo, bien puede haber una compo-nente no técnica, ligada a la “apuesta” de esa agencia por sostener el alto consu-mo de combustibles fósiles.4

En 2007, el porcentaje representado por las nuevas plantas eólicas, respec-to del total de la capacidad adicional de generación, había alcanzado ya niveles muy considerables: de aproximadamente 45% en Europa y de 38% en EUA. Y los datos preliminares muestran que en 2008 la proporción fue aún mayor. El futuro crecimiento de la generación eoloeléctrica depende de cuatro factores principales: los recursos eólicos en el mundo, la viabilidad comercial de la tec-nología, el desarrollo de las redes de interconexión y la capacidad de crecimien-to de la industria de aerogeneradores. Los estudios realizados por organizacio-nes de energía independientes muestran que no hay cuellos de botella previsibles a mediano plazo, por lo que puede esperarse por un buen número de años un crecimiento del sector a tasas semejantes a las recientes (de 30% anual de crecimiento en capacidad instalada) o algo más moderadas.

Un estudio reciente e importante sobre la potencialidad eólica en el mundo fue efectuado por Cristina Archer y Mark Jacobson, de la Universidad de Stan-ford,5 quienes detectaron 8 000 sitios de alto potencial eólico en el mundo. En un sitio de estos hay vientos de clase 3 o superior a 80 m de altura y se pueden alojar miles de turbinas; el viento de clase 3 tiene velocidad promedio de 6.9 m/s (25 km/h) y puede generar de 300 a 400 W/m2. De utilizar sólo 20% de dicho potencial se podría cubrir toda la demanda de energía primaria de la humanidad y siete veces su demanda eléctrica.

4 Junto al error de subestimar la evidencia empírica que apunta al vigoroso crecimiento del uso de la energía eólica, la ha desdeñado la también fuerte evidencia de que el mundo ya su-peró el pico de la producción petrolera.

5 C.L. Archer y M.Z. Jacobson, Evaluation of global wind power, Journal of Geophysical Re-search 110, D12110, 2005.


Avances tecnológicos

El motor detrás del extraordinario crecimiento de la industria de aerogenera-ción es la dinámica de innovación tecnológica del sector. Estas innovaciones le han permitido competir con fuentes de energía tradicionales y siguen empu-jando hacia abajo el costo del kW.h generado con energía del viento. Hay avan-ces notables en el diseño y construcción de turbinas cada vez mayores y más altas, que son más eicientes por MW instalado y que aprovechan los fuertes vientos que hay a mayor altura. Además, también las turbinas se han hecho más coniables y versátiles.

El tamaño de las turbinas ha aumentado notablemente en los últimos 12 años. En 1996, en los comienzos de la industria, las máquinas tenían unos 40 m de diámetro y una potencia pico de 500 kW; estas máquinas arrancaban con el viento a 4.5 m/s y tenían que ser “cortadas” cuando el viento llegaba a 25 m/s. Hay que tomar en cuenta que los vientos son más rápidos a mayor altura, y que la potencia extraíble de ellos es proporcional al cubo de su velocidad; por ello, para extraer más energía los aerogeneradores más modernos son muy altos: a 80 m se genera en promedio 2.2 veces más energía que a 10 m. Actualmente, las nuevas máquinas tienen en promedio 80 m de diámetro, una potencia de 2 000 kW, y un mástil de 75 m; arrancan a 4 m/s y son detenidas a 29 m/s. Pero ya existen en el mercado turbinas de entre 5 y 7.5 MW con mástiles de 110 a 120 m de altura y con diámetros de hélice de 125 a 130 m. Las máquinas antici-clónicas de la empresa Vergnet han pasado de 275 kW a 1 000 kW en el mismo periodo.

Pero no sólo han crecido las máquinas en potencia y tamaño, también ha aumentado su coniabilidad. En Dinamarca, en 1996, una turbina generaba 500 kW.h al año por metro cuadrado barrido por las aspas de su hélice; hoy se generan al año 1 000 kW.h por metro cuadrado barrido por la hélice y el índice de coniabilidad es de 98%, cuando el viento es favorable.

Parte del cambio ha sido logrado por el empleo de mejores lubricantes en las cajas de engranes; éstas, mal llamadas “cajas de velocidades”, multiplican la velocidad de giro de la hélice para llevarla a la velocidad de giro de los alterna-dores. También se ha avanzado en el diseño de las hélices, que ahora son de paso variable, y con el uso de radiadores más eicientes y de embobinados de mayor capacidad.

Una solución a los problemas con las “cajas de velocidades” es utilizar al-ternadores de decenas de polos que permiten generar, por conmutación elec-trónica, ondas cuasi sinusoidales formadas por pequeños escalones de voltaje.


Dicha tecnología es empleada, entre otros, por Enercon, el principal fabricante de aerogeneradores alemán, que con dicha tecnología fabrica turbinas de hasta 6 MW de potencia con hélices de 126 m de diámetro.

Hay un dato curioso del parque eólico de La Venta, en Oaxaca, donde el primer aerogenerador danés Vestas de tipo V-27 y 225 kW batió el récord mundial de generación en un año (para dicha máquina) en sólo nueve meses; pero su embobinado no resistió y tuvo que ser cambiado. Los ingenieros dane-ses comentaron que nunca habían visto una de sus máquinas funcionar a po-tencia máxima durante cinco meses seguidos. Y desde entonces, por lo que se sabe, ya no ha tenido problemas.

Con las mejoras tecnológicas se ha aumentado notablemente el factor de planta, ya que las máquinas comienzan a generar con vientos de sólo 4 m/s y no son detenidas hasta 29 m/s, en lugar de 25 m/s. La igura 2 muestra los factores de planta en diversos países y regiones en 2005.6 Van desde factores relativa-mente bajos, como el de Italia con 15%, hasta los de los parques eólicos marinos daneses, que llegan a 45 por ciento.

La instalación de parques eólicos marinos (ofshore) ha recibido mucha atención porque muchos de los mejores sitios en cuestión de vientos están fue-

6 Windstats Newsletter 20, invierno de 2006.

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Figura 2. Factores promedio de planta de generación eoloeléctrica en diversos países.6


ra de tierra irme. Estos desarrollos comprenden diversos tipos de sustentación, ija o lotante, así como aerogeneradores especiales para instalarse en zonas ciclónicas. La empresa francesa Vergnet construye ya turbinas de 1 000 kW con sólo dos aspas para facilitar que puedan ser recostadas y así protegerlas de vientos ciclónicos. Dichas turbinas son capaces de resistir vientos de hasta 85 m/s y fueron desarrolladas para ser instaladas en las islas francesas en zonas ciclónicas, tales como la Polinesia y el Caribe, y algunas funcionan cerca de nosotros, en Guadalupe y la Martinica, y también en Cuba. Existe por otra par-te un proyecto estadounidense para desarrollar máquinas que puedan instalar-se en las plataformas petroleras del golfo de México, muchas ya en desuso, y que por supuesto deberán resistir los vientos de los peores ciclones que cada año barren dicha zona.

Las resistencias a la energía del viento

No es raro que la introducción de una nueva tecnología, como la de los aeroge-neradores, produzca fuertes resistencias y oposiciones. En este caso especíico, algunas de ellas provienen de la industria energética tradicional que teme la entrada de nuevos competidores en un mercado que hasta hace poco le había sido muy favorable. En industrias como la energética, los factores de escala desempeñan un papel primordial: una tecnología innovadora necesita creci-miento para reducir sus costos y tiempo para que se desarrollen tecnologías subsidiarias, en muchos casos incluso se requieren cambios en las leyes. Y cuanto más innovadora sea una tecnología mayores serán los obstáculos que tenga que superar, y mayores serán los esfuerzos de los competidores ya esta-blecidos para evitar su desarrollo o por lo menos, para frenarlo. Una manera de lograr esto es por la difusión exagerada de los defectos y fallas, reales o supues-tos, de dicha tecnología.

En contra del aprovechamiento de la energía del viento se aducen varios argumentos. Para contrarrestar la airmación de que esta tecnología es ambien-talmente limpia, se insiste en el daño que les puede causar a las aves y en el molesto ruido de las aspas al girar. También se airma que esta tecnología sólo puede costearse con subsidios. Otros argumentos, más técnicos, apuntan a la diicultad de asegurar un suministro coniable de energía, dada la variabilidad de los vientos, y a los gastos de conexión a las redes tradicionales de distribución.

Algunos grupos de ecologistas, probablemente mal informados, acusan a los aerogeneradores de “asesinos de aves”. Sin embargo, está registrado que en


promedio, en el mundo, cada turbina sólo mata dos aves por año, lo cual es, por supuesto, lamentable, pero representa para las aves un peligro mucho menor que los debidos a otros factores del mundo moderno. Así es que la mortandad de aves causada por todos los aerogeneradores que hoy funcionan en el mundo es sólo 0.1% de la mortandad debida a los gatos y representa sólo 0.02% de las aves que mueren al estrellarse contra los vidrios de las casas y ediicios, y eso sin contar las que mueren por los vehículos en las carreteras. Las demandas por el ruido de las turbinas eólicas tampoco son justiicadas, ya que el ruido producido decrece al disminuir la velocidad de giro de las aspas y las nuevas grandes turbinas producen ruido varios decibeles inferior al de las primeras y más rápidas.

La variación de la carga eléctrica (y la posible pérdida de control del siste-ma) debida a las variaciones en la velocidad del viento es un argumento que parecería tener mayor sustento técnico. En efecto, el viento nunca mantiene una velocidad constante, sino que ésta luctúa hacia arriba y hacia abajo de la velocidad media. A estas variaciones se les conoce hoy, al usar un término i-nanciero, como la “volatilidad” del viento (o del factor de planta) y se mide por la diferencia entre los valores máximo y mínimo de la potencia instantánea suministrada en un periodo dado (factor instantáneo de planta); dichos valores se expresan como porcentaje de la potencia nominal del conjunto de turbinas considerado. Pues bien, hay dos caminos para reducir la volatilidad en el factor de planta o para disminuir sus consecuencias. El primer camino es el almace-namiento de la energía producida en exceso de la demanda, en horas o días de fuertes vientos, para utilizarla en momentos de vientos leves. Este almacena-miento se hace mediante bombeo hidráulico en presas, volantes inerciales y baterías; sin embargo, las últimas dos técnicas sólo funcionan para instalacio-nes de baja potencia. El almacenamiento mediante bombeo en hidroeléctricas se utiliza ya en varios lugares, de manera notable en Noruega. El costo de los sistemas de almacenaje se compensa por el muy bajo costo de la energía eléctri-ca generada en los picos del viento —debido a que éste no cuesta nada y a que los costos de construcción ya están contabilizados. No obstante el interés en sistemas de almacenamiento, la más clara salida al problema de la volatilidad del factor de planta estriba en la integración de diversas zonas eólicas. Archer y Jacobson, en un estudio sobre las ventajas de interconectar los parques eólicos,7 dicen que “…en contra del saber común, en parques interconectados puede

7 C.L. Archer y M.Z. Jacobson, Supplying baseload power and reducing transmission requi-rements by interconnecting wind farms, Journal of Applied Meteorology and Climatology 46: 1701-1717, noviembre de 2007.


utilizarse como potencia de base coniable en promedio 33% y como máximo 47% del promedio anual de la potencia de tales parques.” La opción se vuelve más eicaz para disminuir la volatilidad cuando se interconectan parques eóli-cos situados lejos unos de otros, de forma que la volatilidad en cada uno por separado no esté correlacionada con la de los demás. Se advierte así que la vo-latilidad es un obstáculo superable si se apunta a generar una cantidad de ener-gía acorde con las características de los sitios ventosos y si éstos se interconec-tan de modo de compensarse unos a otros.

El nivel de suministro coniable de energía eólica varía de una región a otra y de un país a otro en función del número y calidad (vientos promedio, factor de planta) de sus zonas eólicas. Sin embargo, es posible estimar la cantidad de energía eólica estable que es posible explotar. Digamos que un país cuenta con cierto potencial eólico tope cuya potencia nominal máxima extraíble sea sólo una fracción de la demanda del país; entonces, para convertir el máximo de energía eólica sería necesario explotar el total del potencial disponible, por lo que el suministro estaría sujeto por completo a las luctuaciones del viento; en tales condiciones, el nivel de suministro estable será sólo una fracción del fac-tor de planta del país. Pero si el potencial tope excede con mucho la demanda del país, la explotación del recurso eólico se puede hacer más selectiva y opti-mizar la complementación de las distintas zonas disponibles. Entonces se en-cuentra que el nivel de suministro estable es semejante al del factor promedio de planta que se tenga en dicho país. Este hecho está corroborado empírica-mente. Así, por ejemplo, Dinamarca, el país con mayor avance en generación de energía eólica, satisizo a inales de 2008 25% de su demanda por este medio; en ese país el factor promedio de planta es de 24%. Véase la igura 2.

La energía eólica en México

Las instalaciones más importantes de aerogeneradores en México se han levan-tado en la región del Istmo de Tehuantepec, y en particular en la localidad de La Venta (también conocida como La Ventosa) en el municipio de Juchitán, Oaxaca. Sin embargo, los inicios fueron muy tímidos y titubeantes. La primera planta, construida a mediados de los noventa, fue el parque La Venta I con siete generadores de 225 kW para sumar 1.5 MW instalados, cuando en el mundo ya había más de 3 000 MW. En esos tiempos, en Europa se fabricaban en serie máquinas casi tres veces más potentes, de 600 kW, y se preparaba la fabricación en serie de las máquinas de 1 000 kW. Sólo hasta 2005 se aprobó erigir el par-


que La Venta II, con 98 generadores para un total de 86 MW. En 2007, estos parques eólicos generaron solamente 0.25% de la energía eléctrica producida en el país.

El arranque de la energía eólica en México fue lento y tardío, aunque ha mejorado en años recientes. Actualmente están en construcción varios parques eólicos, casi todos en la zona del Istmo de Tehuantepec. Destaca el Parque Eó-lico Eurus, cuyo proyecto comprende 167 aerogeneradores de 1.5 MW cada uno con la tecnología española de Acciona Windpower, en una zona de 2 500 hectáreas del ejido La Venta. La capacidad del parque será de 250.5 MW, costa-rá 550 millones de dólares y deberá quedar instalado a inales de 2009. La pri-mera etapa, ya instalada, cuenta con 25 aerogeneradores para 37.5 MW. Como ejemplo del positivo impacto ambiental de este tipo de obras, la operación del Parque Eurus evitará la emisión de 600 000 toneladas de CO2 al año (que se emitirían si la misma energía eléctrica fuese generada mediante combustibles fósiles).8

Por su parte, la Comisión Federal de Electricidad (f) desarrolla el pro-yecto La Venta III y tiene planeados los proyectos Oaxaca I, II, III y IV, que su-man una capacidad de 500 MW. Con estos y otros proyectos, la Secretaría de Energía (Sener) estima que se generarán 500 MW eólicos para inales de 2009 y 2 500 MW en 2012. Aunque representan un incremento sustancial sobre lo realizado con anterioridad, la capacidad eólica planeada está todavía por debajo de lo que sería deseable dados nuestra potencialidad y el desarrollo mundial de la industria del ramo. A modo de comparación, los 2 500 MW que se planea tener acumulados para 2012 son algo menos de los 3 500 MW que España ins-taló en un solo año (2007).9 Para darnos cuenta de la gran cantidad de energía eólica que podemos y deberíamos producir es preciso evaluar la capacidad de generarla en el país.

Nuestra capacidad eólica

Detrás de las malas decisiones que se han tomado en muchas áreas de impor-tancia nacional —y de las buenas que se ha evitado tomar— hay causas de fon-do que podrían atribuirse a la ineptitud o al predomino de intereses particula-

8 Organización Editorial Mexicana, en <http://www.oem.com.mx>, 23 de enero de 2009; véa-se también <http://www.acciona.es>, 22 de enero de 2009.

9 Además, desafortunadamente, la contracción global del crédito como consecuencia de la crisis inanciera mundial que se desató en 2008 podrá frenar algunas inversiones.


res. Y el caso del lentísimo despegue de la generación eoloeléctrica no es excepción; pero, además de los factores generales, también los hay especíicos. Durante décadas, los responsables de la planiicación energética del país han soslayado la verdadera dimensión del potencial eólico que poseemos. Un ele-mento fundamental para evaluar dicho potencial es el conocimiento detallado y coniable de la intensidad de los vientos en nuestro territorio. Por ello, algu-nos centros de investigación y dependencias oiciales han hecho mediciones anemométricas. De estos datos se inirió hace unos años que el potencial eólico nacional ascendía a sólo algunos miles de megawatts. Sin embargo, las prime-ras mediciones fueron hechas a sólo 10 m del suelo y, como el viento y con él la energía extraíble aumentan con la altura, esa limitación ocasionó una devalua-ción del potencial real del país en poco más de la mitad.

Más recientemente, el Instituto de Investigaciones Eléctricas () realizó un estudio del recurso eólico del país. Este estudio fue patrocinado por el Pro-grama de las Naciones Unidas para el Desarrollo (p) y cubrió la evaluación anemométrica de 23 sitios del país. La mayoría de las mediciones se hicieron a 42 m de altura y el resto a alturas menores, salvo una que se hizo a 80 m.10 Aún así, entre esos sitios hay dos, La Venta y La Ventosa en Oaxaca, con vientos promedio de más de 10 m/s; tres sitios con más de 6 m/s (Cerro Pelón, Hgo., Samalayuca I, Chih. y Sisal, Yuc.) y ocho más con vientos de 5 m/s o mayores.

En ausencia de trabajos nacionales a mayor altura, el verdadero potencial eólico mexicano debe ser valorado por medio de estudios extranjeros de orga-nismos como la y la w11 de asociaciones de constructores de turbi-nas daneses o alemanes, o de universidades, como el ya mencionado de Archer y Jacobson de la Universidad de Stanford.12 Según este último, en México hay aproximadamente 80 sitios de alto potencial; algunos de estos se encuentran en las costas de Tamaulipas y Veracruz; en el Istmo de Tehuantepec; en los estados de Aguascalientes y Zacatecas, y en la península de Yucatán. De estos sitios destacan zonas de Zacatecas, del Istmo, del norte de Tamaulipas y de la penín-sula de Yucatán; pero contamos además con sitios aislados de enorme poten-cial, tales como el de Tenango, en el Estado de México, y el de Pachuca, Hidal-go, entre otros muchos.

10 El sólo reporta en su portal de internet datos de velocidad promedio del viento en 17 de esos sitios y además no hay información sobre los factores de planta. Los levantamientos se hicie-ron entre mayo de 2000 y agosto de 2006. Inexplicablemente, la sección de datos anemométricos de dicho portal ya no es de acceso público.

11 Solar and Wind Energy Resource Assesment, Sioux Falls, p/g, 2002.12 C.L. Archer y M.Z. Jacobson, Evaluation…, op. cit.


Al hacer un inventario digitalizado de las supericies en cuestión, y al tomar en cuenta sólo los vientos catalogados como excelentes, capaces de suministrar una potencia promedio de alrededor de 500 W por metro cuadrado de superi-cie barrida por las aspas de la hélice, se llega a una cifra sorprendente de 430 GW de máximo potencial eólico posible. Sin embargo, al tomar en cuenta los factores de planta y la menor potencia de las turbinas anticiclónicas —necesarias en parte del territorio— el potencial se reduce a 125 GW, que representa casi tres veces nuestra capacidad de generación de electricidad (46.1 GW en 2007). Dado este exceso de capacidad potencial, es aplicable la regla empírica, mencio-nada arriba, por lo que se podría cubrir la mitad de nuestra demanda eléctrica (nuestro factor de planta) y hace muy factible generar 25% de ella para 2018.

Dentro de las zonas con potencialidad eólica del país hay varias en la costa que son periódicamente azotadas por tormentas tropicales y ciclones. Por ello existe un temor, muy válido, a los efectos de los ciclones en los parques eólicos que se instalaran en nuestras costas. En efecto, los aerogeneradores de las ma-yores empresas fabricantes resisten vientos de hasta 70 m/s (es decir, 252 km/h); pero se sabe que en nuestra situación geográica los ciclones llegan a tener ra-

Mapa original del National Renewable Energy Laboratory de EUA, publicado con autorización. Las cifras están sustentadas en el cálculo de los autores sobre la digitalización de las supericies.

Figura 3. Potencial eólico en el territorio nacional factible a corto plazo.


chas de 280 km/h, lo que impediría el uso de aerogeneradores en la península de Yucatán y en las costas de Tamaulipas, Veracruz y Michoacán, entre otras. No obstante, el aprovechamiento de estos recursos podría sustentarse en las turbinas anticiclónicas Vergnet, ya mencionadas, que al abatirlas o recostarlas resisten vientos de hasta 306 km/h.

El viento tiene en México un costo de generación 42% menor al costo con combustóleo o gas;13 sólo la geotermia o algunas grandes hidroeléctricas tienen un costo de generación menor. Además hay que recordar el daño externo (o colateral) causado por la generación con combustibles fósiles que es de entre 4 y 7 céntimos de euro por kW/h, según estudios de la Unión Europea; este daño depende del contenido de azufre de los combustibles, pero no toma en cuenta los daños debidos al cambio climático. Si estos costos externos se suman al costo de generación, las ventajas de utilizar el viento y el sol como fuentes ener-géticas son apabullantes a favor de éstas.

La integración de la energía eólica al sistema eléctrico nacional podría ser más rápida que lo actualmente previsto —de 400 MW por año hasta 2012— y llegar a ser similar a la española, que en 2007 instaló 3 500 MW de turbinas. Ello nos permitiría en 10 años sustituir gran parte de nuestro consumo de com-bustibles fósiles —que serán cada vez más escasos— y cubrir casi la mitad de nuestra demanda de electricidad. Además, esto se podría lograr con una tasa de integración nacional cercana a 90%, mucho mayor que 15 y 25% de integra-ción que se propone como deseable en los planes nacionales. Esto es posible porque existen empresas en México que ya tienen la experiencia suiciente para hacerlo, pues incluso han estado maquilando para empresas extranjeras del ramo, razón por la cual este alto porcentaje no sólo es deseable sino también realista.

LA TERCERA OPCIÓN REALISTA: LA ENERGÍA DEL SOL

Existen dos amplias clases de aprovechamiento de energía solar: por una trans-formación indirecta a electricidad, que pasa por una etapa térmica, o por la transformación directa de la luz en electricidad; esto último se hace mediante sistemas electrónicos, basados principalmente en el efecto fotovoltaico.

13 Comisión Federal de Electricidad, Cédulas trimestrales, Costo unitario por proceso, años 2002-2007. Estos costos corresponden a un periodo anterior al incremento en el precio del petró-leo y del gas, a principios de 2008. Los costos en las condiciones actuales, en las que el petróleo ha vuelto a bajar, son semejantes a las reportadas.


Los sistemas térmicos solares

Los sistemas más antiguos de captación solar son los colectores térmicos (espe-jos), ya sea planos o de concentración. Es bien sabida la supuesta historia de cómo Arquímedes incendió la lota romana que tenía sitiada la ciudad de Sira-cusa, en Sicilia, residencia del sabio. Los tiempos han cambiado desde entonces. En Odeillo, localidad en los Pirineos franceses, está el horno solar más grande y potente del mundo, con doble concentración y seguimiento automático del as-tro, que concentra 10 000 veces la radiación solar; el sistema logra una potencia de 1 000 kW y es capaz de elevar la temperatura en su foco hasta 3 000 °C. Este horno, que opera desde 1970, se utiliza para fabricar aleaciones refractarias de alta pureza, en especial para la industria espacial, aeronáutica y nuclear.

Hay sistemas más sencillos que pueden emplearse para generar electrici-dad, por ejemplo, al concentrar la luz solar para calentar un luido hasta unos 500 °C y a continuación emplear éste en turbinas de vapor; en otra opción, con temperaturas menores, se utilizan motores Stirling. Una ventaja de los grandes sistemas térmicos es que pueden incluir elementos de almacenamiento térmi-co, por lo cual pueden suministrar energía durante las 24 horas del día. Sin embargo, la opción térmica implica un costoso sistema de enfriamiento que requiere cierto consumo de agua —como casi cualquier sistema que siga el ci-clo Ranking, o ciclo cerrado , que logra una mejor inscripción en el ciclo de Carnot. El problema es que en la mayor parte de los sitios con buena insolación sin nubes, que son propicios para la instalación de concentradores, la disponi-bilidad de agua es muy limitada. Otro obstáculo es que los sistemas térmicos tienen una curva de aprendizaje muy plana —sus costos de generación ya casi no descienden—, y han sido alcanzados por los sistemas fotovoltaicos. Los sis-temas de plato parabólico que utilizan motores Stirling pueden construirse desde una potencia de unos 25 kW, pero también requieren de insolación sin nubes para funcionar.

El efecto fotovoltaico

Las celdas fotovoltaicas poseen dos grandes ventajas sobre los sistemas térmi-cos solares: no tienen que ser grandes para ser económicas ni requieren sol di-recto para su operación. El efecto fotovoltaico fue descubierto en 1839 por Alexandre Edmond Becquerel —padre de Antoine Henri, descubridor de la radiactividad— a los 19 años, mientras experimentaba en el laboratorio de su


padre —Antoine César, que también era f ísico. Edmond descubrió el efecto al trabajar con electrodos y electrolitos, y lo llevó a construir un actinómetro. En Inglaterra, Willoughby Smith encontró en 1873 que el selenio también mani-festaba el efecto fotovoltaico y en 1877, William G. Adams —profesor en el King’s College de Londres y hermano de John, descubridor de Neptuno— y su discípulo Richard E. Day lograron mantener una corriente al iluminar una cel-da de selenio-platino con la luz de una vela. De ahí en adelante el avance fue lento; hubo quien, como Nikola Tesla en 1901, llegó a construir y patentar cel-das solares fotovoltaicas, pero ninguna con un rendimiento superior a 2%. Fue hasta después de la segunda guerra mundial que se fabricaron las primeras celdas de estado sólido para propósitos de control o de suministro de energía; recordemos los “ojos mágicos” utilizados para controlar la apertura de puertas o para el funcionamiento de máquinas herramientas; dichos dispositivos, de selenio, tenían una eiciencia de transformación muy baja, poco menos de 1%, y eran costosos: casi 5 000 euros actuales por watt de potencia pico.

El verdadero avance ocurrió en 1939, cuando un f ísico de los Laboratorios Bell en EUA, Russel Ohl, postuló que lo errático del comportamiento eléctrico de los cristales de silicio se debía a impurezas en los cristales, y no a alguna característica extraña del silicio. Ohl se convenció de que si conseguía puriicar suicientemente el silicio, podría controlar sus características eléctricas. Lo lo-gró en marzo de 1939 con un cristal de silicio puriicado al 99.8% (cerca de 3 nueves de pureza) que al iluminarse producía un salto de voltaje y una corrien-te eléctrica. Actualmente, para electrónica se trabaja silicio con 9 nueves de pureza y para celdas solares con 7 nueves.

De hecho, Ohl había inventado la llamada “unión P-N”, que daría naci-miento no sólo a las celdas fotovoltaicas modernas, sino también a toda la elec-trónica de estado sólido. Ohl patentó sus “células” fotovoltaicas en 1946. Gra-cias a dicha invención, y también en los Laboratorios Bell, Shockley, Bardeen y Bratain inventaron en 1947 a su vez el transistor. El grupo de investigación de Ohl produjo además las primeras celdas fotovoltaicas de silicio con buena ei-ciencia, 6%, en 1954. Fue así como los cientíicos entendieron poco a poco las características que debían cumplir los componentes electrónicos de estado só-lido para ser eicientes. Pero fue la carrera por la conquista del espacio lo que le dio un fuerte impulso a estas tecnologías. Tanto a los rusos como a los esta-dounidenses les urgían celdas capaces de dar energía coniable a sus satélites de comunicación, de posicionamiento o espías. Fue por ello que se apresuraron en buscar y poner a punto la fabricación de celdas con rendimientos que supera-ran al menos 9%. Pronto, en 1958, las celdas llegaron a tal rendimiento y co-


menzaron a ser empleadas en los satélites rusos y estadounidenses. En 1970 los rusos produjeron las primeras celdas de arseniuro de galio.

La comercialización de celdas solares

En 1975 una empresa francesa produjo con silicio monocristalino las primeras celdas fotovoltaicas comerciales. Ese mismo año la producción mundial de cel-das fue de 500 kW, en 1977 la producción había llegado a 2 800 kW y en 2007 alcanzó 3 450 000 kW; esto es, más de 1 000 veces lo obtenido 30 años antes. Contrariamente a lo que sucedía hace pocos años, cuando las ampliaciones de las fábricas eran de 100 MW por año, como máximo, hoy varias empresas ins-talan cada año fábricas capaces de producir entre 500 y 2 000 MW. Como re-sultado, en los últimos tres años la tasa anual de crecimiento de la producción de celdas solares ha sido de 62%, que es incluso mayor que en el ramo de aero-generadores.14 Si este crecimiento se mantuviera, antes del año 2016 la genera-ción de electricidad mediante celdas solares superaría la generada por todos los reactores nucleares en operación en esa fecha.

Este crecimiento del mercado fotovoltaico se ha sustentado en importantes avances tecnológicos, que han mejorado el rendimiento de las celdas y han he-cho descender su precio. Más recientemente, el incremento de los precios de los combustibles fósiles y su alta volatilidad, junto con apoyos económicos de varios países asiáticos y europeos, ha provocado una verdadera explosión del mercado de celdas.

En Europa —principalmente en Alemania—, en Japón y en EUA, las em-presas y universidades, apoyadas por sus respectivos gobiernos, han dado sal-tos hacia adelante en el desarrollo y producción de celdas solares y éstas se han integrado al uso civil privado. En países como Alemania, Francia, España, Italia y Suiza la instalación de paneles solares en los techos de hogares, almacenes y fábricas se ha fomentado mediante la compra, por las compañías de electrici-dad, de la electricidad generada en los hogares con precios de hasta 0.55 euros por kW/h. Por ejemplo, Francia ya anunció que aumentaba la tarifa de compra de electricidad solar en el sector comercial de 35 céntimos de euro a 45, y que no habrá límite al tamaño de las instalaciones solares comerciales. Esta medida corresponde al plan que apunta a multiplicar por 400 veces la electricidad de origen fotovoltaico de hoy a 2015 en dicho país.

14 Earth Policy Institute, 2008, en <http://www.earth-policy.org>.


Las ventajas anteriores han ocasionado que en Europa existan ya centenas de instalaciones industriales con potencias entre 2 y 30 MW que venden su electricidad a las empresas eléctricas gubernamentales o privadas, las que tie-nen la obligación de comprarla en el momento en que es generada. Esto ade-más de decenas de miles de instalaciones pequeñas de entre 1 a 3 kW sobre el techo de los hogares. Sólo en Alemania, en 2007 se instalaron 1 230 MW de celdas fotovoltaicas.

Las innovaciones tecnológicas han hecho disminuir el precio de las celdas solares con el pasar del tiempo con una curva de aprendizaje de 20%; es decir, cada vez que la cantidad de celdas instaladas se duplica, las celdas disminuyen su costo en 20%. Así, en 1975 el precio era de unos 100 dólares (del presente) por watt-pico —lo que limitaba su uso para aplicaciones críticas, tales como señalización marina, repetidoras en sitios aislados, radiobalizas, calculadoras, etc.— pero ya en 2007 había bajado hasta 4 dólares el watt-pico.

Es necesario hacer notar que el precio de venta de las fotoceldas no tiene mucha relación con el costo real de producción. Éste varía desde 0.30 dólares el watt para la empresa Nanosolar hasta poco más de dos dólares por watt para las empresas que siguen utilizando obleas de silicio monocristalino. Nanosolar produce celdas impresas con una tinta de nanopartículas de arseniuro de cobre, indio y galio, con un rendimiento de 14 por ciento.

El crecimiento de la producción ha hecho que la demanda de silicio sea superior a la capacidad de suministro del material. Esto comprende tanto el si-licio de desperdicio de la industria electrónica —con 9 nueves de pureza— como el silicio grado celda solar —con 7 nueves de pureza. Este cuello de bote-lla ha abierto la puerta al mercado de celdas de película delgada, que requieren 100 veces menos materias primas semiconductoras para operar y que es la tec-nología fotovoltaica que ha avanzado más rápidamente en años recientes; cada uno de los últimos dos años la producción de celdas de película delgada creció 250% y ya hay varias empresas capaces de producir celdas con esta tecnología a costos que rondan un dólar por watt. También han renacido tecnologías del siglo antepasado, como la de CdTe —que son celdas basadas en una unión en-tre teluro de cadmio y sulfuro de cadmio— que son muy fáciles de producir, baratas y con buenos rendimientos, de alrededor de 12 por ciento.

Asociada a la escasez de silicio ultrapuro, preocupa la disponibilidad de materias primas para la fabricación extensiva de celdas a base de elementos como el indio, la plata y el telurio; el problema es menor con las celdas de sili-cio, pues ellas sólo llevan plata e indio en las rejas captadoras. Sin embargo, estudios estadounidenses aseguran que al ritmo actual de crecimiento de la


producción solar no habrá que preocuparse por el suministro de materiales hasta 2050.15

El rendimiento de las celdas fotovoltaicas ha crecido a la par de su produc-ción. En sistemas que no concentran la luz solar se ha llegado a 20% en forma sostenida y a 18% comercialmente; por su parte, los sistemas con concentra-ción son útiles en regiones desérticas en donde son posibles rendimientos de 40% con celdas comerciales.

La creciente competitividad de las celdas fotovoltaicas en el mercado y su alta tasa de aprendizaje muestran que, casi sin lugar a dudas, ellas constituyen el camino seguro a seguir en el aprovechamiento de la energía solar. Algunos estudios muestran que es posible que antes de 20 años el fotovoltaico o siste-mas similares de transformación directa dominen la generación eléctrica en el mundo. Quizá los dos planes más importantes en este aspecto son el “gran plan solar” en EUA16, 17 y el plan solar de la iniciativa mediterránea Desertec.18

Las nanoantenas

La tecnología de captación de la energía solar no sólo ha avanzado aceleradamen-te en la vertiente fotovoltaica, sino que también se han dado avances sorprenden-tes en nanotecnología, con ideas extraordinarias como las nanoantenas, que cap-tan las ondas electromagnéticas en las frecuencias del orden de terahertz y las convierten directamente en electricidad. El descubrimiento lo realizó un equipo de investigadores dirigido por Steven Novack en el Idaho National Engineering Laboratory de EUA.19 Los dispositivos tienen la enorme ventaja de captar no sólo el espectro visible sino también el infrarrojo cercano. Aunque la tecnología está en su infancia, modelos de computadora predicen que con ella es posible un ren-dimiento de 92%, contra 40% que se ha logrado con celdas fotovoltaicas con con-centración solar. La nueva tecnología, además, no enfrenta el obstáculo de esca-sez de materiales. El problema tecnológico y cientíico a corto plazo es cómo transformar la corriente alterna de altísima frecuencia en una corriente continua

15 US Department of Energy, PV Facts.16 R. Kurzweil, Solar Grand Plan, Live Science, 19 de febrero de 2008.17 K. Zweibel, J. Mason y V. Fthenakis, A Solar Grand Plan, Scientiic American, enero de 2007.18 <http://www.desertec.org>, una iniciativa del Club de Roma.19 D. Kotter et al., Solar Antenna Electromagnetic Collectors, Proceedings of 2nd Internatio-

nal Conference on Energy Sustainability, Jacksonville, Florida, American Society of Mechanical Engineers, 2008.


utilizable, por medio de sistemas rectiicadores de algunos nanómetros de tama-ño e integrados al sistema de nanoantenas. En teoría, el precio de dicho sistema de captación solar sería el más bajo jamás logrado, de unas decenas de centavos de dólar, y batiría de esta manera a cualquier otro sistema energético, cuando menos debajo de los 45° de latitud norte y arriba de los 40° de latitud sur.

Las celdas fotovoltaicas en México

Es triste comprobar que en 1985 ya existía en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del p, en la Ciudad de México, una pequeña fábrica to-talmente nacional de celdas solares de silicio monocristalino con capacidad de 7 kW al año, y que en la Universidad de Puebla se crecían monocristales de si-licio para dicha empresa. Además, por esas fechas, en el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología existía un programa de desarrollo del “ciclo de vida” del silicio, desde el de grado metalúrgico hasta la producción de silicio con 7 nue-ves de pureza, pasando por las etapas intermedias del triclorosilano y su purii-cación. Sin embargo, la f, que debería haber sido la principal interesada en que dichos desarrollos culminaran, cortó sus apoyos económicos y el programa quedó trunco por falta de recursos.

Lo que no se pudo hacer con inversión y apoyo nacional está hoy siendo de-sarrollado en el país por inversionistas extranjeros. La empresa alemana Q-Cells está instalando actualmente, utilizando tecnología sueca de película delgada de CdTe, una fábrica con capacidad de 2 500 MW al año en la ciudad de Mexicali.

En México deberíamos fomentar el uso de las energías renovables median-te políticas semejantes a las que han seguido varios países europeos, de manera notable Alemania. El apoyo estatal a la generación fotovoltaica, uno de los ele-mentos detrás del extraordinario crecimiento del mercado de celdas solares en el mundo, parece excesivo a algunos políticos; sin embargo tiene bases econó-micas y técnicas reales como las siguientes: es un alivio para la red de genera-ción y transmisión al contar con un apoyo substancial en época de canícula; ayuda a evitar explosiones de transformadores por la sobrecarga debida a la demanda de refrigeradores y sistemas de aire acondicionado; disminuye la de-manda pico, y evita apagones de enorme costo económico.20 Finalmente, el uso

20 Jorge Huacuz, Gerencia de Energías No Convencionales, , Potenciales beneicios de los sistemas domiciliarios y comerciales conectados a la red eléctrica, Consejo Consultivo para el Fomento de las Energías Renovables (Cofer), 9 de noviembre de 2007.


extensivo de la energía fotovoltaica conformaría un sistema de generación dis-tribuido y redundante, prácticamente invulnerable ante acciones nocivas vo-luntarias o involuntarias.

Las medidas de fomento de la interconexión implantadas en países euro-peos contrastan con la situación mexicana, pues si bien un particular puede colocar sobre el techo de su hogar hasta 10 kW de celdas para interconectarse con las empresas eléctricas mexicanas, las instalaciones comerciales tienen un límite ridículo de sólo 30 kW y además la interconexión es en bajo voltaje sola-mente y no en alto voltaje, como está permitido en Europa, Japón y Estados Unidos. Evidentemente si queremos que nuestra industria fotovoltaica progre-se deben modiicarse y lexibilizarse las reglas de interconexión.

Pese a las restricciones existentes, hay muestras de lo que sería posible realizar a corto plazo y algunas empresas han encontrado la manera de gene-rar energía fotovoltaica. Tal es el caso de Wal-Mart, empresa que por política interna aplicada a sus tiendas en todo el mundo busca generar toda la ener-gía que consume mediante fuentes alternativas; por esa razón instaló 176 kW de paneles solares en el techo de un almacén en la ciudad de Aguascalientes. Sin embargo, no se ha informado bajo qué esquema de interconexión funciona.

PERSPECTIVAS TECNOLÓGICAS EN ENERGÍA SOLAR Y EÓLICA

Energía del viento

En el frente de la tecnología de aerogeneradores, se puede prever para un fu-turo no muy lejano el desarrollo de turbinas capaces de funcionar con vientos de hasta 40 m/s, con las cuales se incrementarán los factores de planta reales en zonas de vientos fuertes. También será importante desarrollar aerogenera-dores capaces de sobrellevar vientos de hasta 90 m/s para su utilización en zonas costeras; las turbinas no tendrían entonces que ser abatidas sino para vientos todavía más intensos. La eiciencia de estas máquinas deberá mejorar también con el desarrollo de generadores más ligeros y eicientes, incluso con la posible utilización de superconductores. Por otra parte se generalizará el empleo de turbinas sin cajas de velocidades y se investigarán y desarrollarán sistemas dispersantes de aves y murciélagos para disminuir más la mortandad de estos animales.


Energía del sol

Los esfuerzos futuros de investigación en celdas de silicio cristalino, que seguirán sustentando gran parte de la producción fotovoltaica, estarán encaminados a me-jorar el rendimiento de las celdas y a disminuir la cantidad de material ultrapuro que requieren. En un escenario probable se reducirá paulatinamente el grosor de las obleas o listones de silicio con los que se fabrican las celdas a 150 μm para el año 2013, a 120 μm para 2020 y a menos de 100 μm para 2030. Paralelamente el rendimiento deberá aumentar a 25% antes de 2020 y a 40% antes de 2030.

En este escenario probable, las tecnologías de película delgada se impondrán poco a poco en el futuro. Para ello será necesario escalar el tamaño de las plantas para llegar a producir 2 GW de paneles al año. El costo deberá disminuir hasta menos de 0.75 euros/watt antes de 2012 con rendimientos superiores a 15%.21

En el campo de las nanoantenas, se deberá poder producir e integrar en las mismas celdas sistemas de rectiicación capaces de operar en frecuencias de terahertz para captación de la radiación electromagnética. También se deberá avanzar en la fabricación de celdas impresas con tintas que contengan nano-partículas fotovoltaicas y en aumentar el rendimiento de los compuestos orgá-nicos fotovoltaicos.

En el tema de las técnicas de construcción se prevé desarrollar paneles in-tegrados a los techos de las casas y ediicios —desde el momento de su cons-trucción— para disminuir radicalmente los costos de obtención de energía so-lar. En un tema paralelo, los sistemas de concentración de energía solar avanzarán con el desarrollo de nuevos materiales.

Por último, un tema que recibirá sin duda mucha atención por parte de los investigadores en todo el mundo es concebir y desarrollar sistemas de almace-namiento de energía, capaces de durar más de 10 000 ciclos, tales como volan-tes de inercia y ultracapacitores.

CONCLUSIONES

No debe quedar duda de la conveniencia y urgente necesidad de expandir en el país la utilización de las energías del viento y el sol. Para superar la dependencia en los hidrocarburos y la disminución de la capacidad de producción de los

21 La empresa Nanosolar pretende tener ya un costo de producción de 0.25 euros el watt, pero es dif ícil comprobar la veracidad de dicha información. Por su parte, First Solar ya obtiene costos de 1 euro el watt.


mismos, y para proteger el planeta y nuestro país del cambio climático se debe-rán producir e instalar en México, en la próxima década, al menos 2 500 MW de aerogeneradores y 2 000 MW de celdas solares. Esto es deseable, realista y factible. Es igualmente importante propiciar que en México se fabriquen los elementos esenciales para la generación eólica y fotovoltaica, pues ello lleva a crear una tecnología propia y convertir en realidad la creación de un buen nú-mero de empleos, cinco veces más que los generados al utilizar fuentes no renovables.

Para lograr lo anterior es necesario que el gobierno federal y el poder legis-lativo tomen las medidas adecuadas, ya probadas en otros países, para lexibili-zar y propiciar la interconexión de los particulares a la red, para estimular la instalación de parques eólicos y solares —entre otras cosas, levantando un atlas detallado de la fuerza del viento en la República mexicana—, para suministrar energía eólica y solar a miles de comunidades aisladas, y para hacer más ei-ciente el sistema de transporte en el país.

ANEXO

Opciones realistas de sustitución de fuentes de energía

En el año 2009:

• Se instalaron en el mundo 35.5 GW de aerogeneradores para alcanzar un total de 158 GW.

• El viento generó en México sólo 0.35% de la energía eléctrica consumida.• Se produjeron 9.34 GW de celdas solares en el mundo.• En Alemania se instalaron 3.5 GW de celdas fotovoltaicas.

145

COGENERACIÓN, ENERGÍA RENOVABLE Y EFICIENCIA ENERGÉTICA: UNA OPORTUNIDAD

DE DESARROLLO DE INFRAESTRUCTURA

Jorge Gutiérrez Vera

Históricamente existe un vínculo entre crecimiento económico y consumo de energía. Hoy hay una clara preocupación por que el bienestar de las generacio-nes actuales no comprometa el de las futuras, es decir, por la sustentabilidad. En este sentido han surgido justiicadas inquietudes y compromisos internacio-nales por mejorar la eiciencia energética y por una mayor utilización de ener-gías limpias y renovables, que pueden y deben ser una oportunidad para el de-sarrollo de la necesaria infraestructura que requiere el país.

México tiene un enorme potencial de energías renovables, entre las que destacan la hidroelectricidad, la geotermia, la eólica, la solar y la biomasa. La cuarta parte de la capacidad total instalada en términos de megawatts es preci-samente de este tipo. Estos valores pueden incrementarse en forma sensible si existe la voluntad de los actores públicos y privados involucrados en el sector energético.

La cogeneración tiene un potencial de desarrollo importante; sin embargo éste no encuentra un disparador efectivo por falta de estímulos gubernamenta-les, a pesar de las ventajas ostensibles de los esquemas de cogeneración.

Los esfuerzos por administrar la demanda y los programas de ahorro y uso eiciente de energía dan señales claras para hacer un uso más racional de la electricidad. Finalmente, es de resaltar el concepto de eiciencia energética, toda vez que el kilowatt más barato es aquel que se ahorra.

INTRODUCCIÓN

Los eventos que se produjeron en el mercado petrolero en 1973, conocidos como crisis del petróleo, fueron el origen de una seria preocupación en los paí-ses no productores por la dependencia del suministro y los altos costos que parecía inevitable pagar. Fueron estos eventos los que propiciaron un esfuerzo


importante para ahorrar en el consumo y desarrollar tecnologías que aprove-charan fuentes alternativas con energéticos renovables.

Las circunstancias actuales que prevalecen en los países petroleros, los precios que han alcanzado los hidrocarburos y la inquietud que esto ha susci-tado, a partir de los años ochenta, así como la evidencia de un notable aumen-to en las concentraciones de gases de efecto invernadero (g) en la atmósfera, atribuida a la quema indiscriminada de combustibles fósiles, han llevado a buscar un modelo energético basado en energías renovables, menos contami-nantes y, también, a redoblar los esfuerzos para lograr una mayor eiciencia energética.

En este documento haremos un breve repaso de tres aspectos fundamen-tales, ligados a las oportunidades que una mayor eiciencia energética repre-senta para el desarrollo de la infraestructura que requiere el país: energías reno-vables, cogeneración y eiciencia energética.

HACIA UN CAMBIO DE MODELO ENERGÉTICO

La energía está ligada a satisfactores y calidad de vida. Crecimiento y uso de energía están estrechamente relacionados; el consumo de energía anual per cá-pita es a menudo considerado como un indicador del progreso de los pueblos. En el área atendida por Luz y Fuerza del Centro (f), este indicador a nivel residencial fue de 1 230 kW/h por habitante hasta ines de 2007. Es importante destacar que en países desarrollados este valor es 15 veces mayor.

Los combustibles fósiles han sido los principales protagonistas de los es-quemas de generación de energía y continúan siendo la fuente principal de pro-ducción de energía en nuestro país, baste decir que en 2007, representaron más de 75% de la generación de energía eléctrica.

Existe una clara relación entre el calentamiento global y la concentración de g en la atmósfera; una buena parte de la responsabilidad se atribuye a la quema de combustibles fósiles. Hay que mencionar que las compañías asegura-doras del Reino Unido maniiestan haber erogado en 2005 un poco más de 250 000 millones de libras esterlinas en pago de siniestros derivados de huraca-nes, tornados e inundaciones.

En nuestro país desde hace muchos años ha habido ciclones de consecuen-cias devastadoras, pudiendo citar el Beulah en 1966, el Gilberto en 1988 y más recientemente el Katrina que, dicho sea de paso, devastó la ciudad de Nueva Orleans en Estados Unidos; el ciclón Dean dañó severamente poblaciones en

COGENERACIÓN, ENERGÍA RENOVABLE Y EFICIENCIA ENERGÉTICA 147

los estados de Veracruz y Quintana Roo, y el año pasado las inundaciones de Tabasco tuvieron su origen en estos fenómenos atmosféricos.

La preocupación que hoy existe por el cambio climático, que es uno de los mayores desaf íos del siglo xx, y por un desarrollo sustentable de manera que el bienestar de las generaciones actuales no comprometa el de las futuras, ha-cen necesario lograr una mayor eiciencia energética, buscar una menor depen-dencia del petróleo y desarrollar un modelo energético basado en energías me-nos contaminantes y renovables.

También obligan a ello los compromisos internacionales que tiene nuestro país. México es signatario del Protocolo de Kyoto y aunque no tiene compromi-sos cuantitativos de reducción de emisiones de g, sí ha expresado su compro-miso para implementar programas de mitigación de éstas.

En la Estrategia Nacional de Cambio Climático que presentó el Presidente de la República el 25 de mayo de 2007, se deine la posición de México en el ámbito internacional y se delinean las estrategias generales para contribuir a los esfuerzos mundiales relacionados con el tema.

Energías renovables

México es un país con una enorme riqueza en hidrocarburos y son éstos los que han representado la mayor oferta de energía primaria. Sin embargo, tam-bién tiene un enorme potencial de energías renovables.

Éstas se han utilizado esencialmente para la generación de electricidad, de tal suerte que de la capacidad efectiva de generación del sector eléctrico, que a mayo de 2008 era de cerca de 50 000 MW, la cuarta parte corresponde a tecno-logías de energías renovables, como se muestra en la siguiente tabla:

MW/h Tipo de central MW Porcentaje porcentaje

Termo 22 404.69 44.87 38.330 Hidro 11 054.90 22.14 12.650 Carbón 2 600.00 05.21 07.380 Viento 85.48 00.17 00.098 Geotermo 964.50 01.93 03.170 Nuclear 1 364.88 02.73 05.100 PIE 11 456.90 22.95 33.280 Total 49 931.35


Se puede apreciar que en lo que a capacidad instalada se reiere, la propor-ción de energía renovable respecto al total, resulta ser de 24.24%; sin embargo cuando se analiza la energía generada, la proporción de renovables se reduce dramáticamente a 15.83 por ciento.

El potencial de México en estas energías es muy grande. Baste señalar que la insolación media es de 5 kW/h/m2, una de las más altas del mundo; diversos estudios, tanto de instituciones nacionales como del National Renewable Ener-gy Laboratory (), cuantiicaron el potencial de eólico en más de 40 000 MW; la Comisión Nacional para el Ahorro de Energía (Conae) estimó, en 2005, el potencial hidrológico nacional en 53 000 MW; el potencial técnico en bionergía se estima entre 2 635 y 3 771 PJ/año En geotermia, México ocupa el tercer lugar mundial, con 960 MW instalados; la Comisión Federal de Electricidad (f) estima que hay potencial para instalar 2 400 MW adicionales (viabilidad sujeta al desarrollo de tecnologías adecuadas).1

En cuanto a nuevos proyectos, para autoabastecimiento se tienen previstos en 2008 seis eólicos en Oaxaca, con una capacidad de cerca de 500 MW; entre 2009 y 2012 un total adicional de 1 500 MW; también 150 MW minihidráulicos y de biomasa.2

Bioenergía de Nuevo León desarrolló en el municipio de Salinas Victoria una central de biogás de 7 MW de capacidad que aprovecha el metano que se genera por la descomposición de la materia orgánica contenida en los desechos sólidos municipales y actualmente se encuentra en construcción la segunda etapa de este proyecto, que agregará 6 MW a la capacidad original.

Este tipo de desarrollos se pueden reproducir en todo el territorio nacio-nal; en el área de inluencia de f se pueden citar los siguientes proyectos y sus capacidades esperadas:

1 Véase <www.centromariomolina.org/doctos/er_en_mex_sener_gtz.pdf>.2 Barnés, Francisco, Las energías renovables en México, México, Comisión Reguladora de

Energía, 12 de junio de 2007.

Bordo Poniente 20 MWSanta Catarina 30 MWP. de la Montaña 2 MWRincón Verde 6 MWEcatepec 4 MWTlalnepantla 4 MWTultitlán 3 MWAtizapán 2 MWMetepec 2 MW


Por su parte, la f contempla entre 2009 y 2015, poner en operación 3 160 MW con energías renovables: 2 390 MW hidráulicos, 158 MW geotérmicos, 585 MW eólicos y 25 MW solares.3

Cogeneración

La cogeneración es uno de los claros ejemplos de mayor eiciencia energética, puesto que hay mayor energía entregada por el combustible utilizado: simultá-neamente se obtiene energía eléctrica y energía térmica útil (vapor, agua calien-te, hielo, agua fría, aire frío, etc.).

La cogeneración se deine como la producción secuencial de energía eléc-trica o mecánica y de energía térmica aprovechable en los procesos industria-les, a partir de una misma fuente de energía primaria.

Representa un ahorro de energía primaria (combustóleo, gas natural, carbón, biomasa, etc.) al hacer un uso más eiciente de los energéticos y, además, una re-ducción de la emisión de contaminantes, ya que quema menos combustible.

Como se muestra en la igura 1, en México la cogeneración ha evoluciona-do favorablemente, particularmente a raíz de las modiicaciones a la Ley del

3 Ibid.

10 000

9 000

8 000

7 000

6 000

5 000

4 000

3 000

2 000

1 000

01992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

550

1 922 1 922 2 117 2 251 2 286 2 286

3 1333 498

6 092 6 165

6 165

8 496

8 540

9 176

550 582 601 616 616 739 8021 179 1 191 1 191

1 483 1 489 1 569

GW/h/año MW

Figura 1. Evolución de la cogeneración de energía en México.


Servicio Público de Energía Eléctrica y su Reglamento que permitió la partici-pación de la iniciativa privada en la generación de energía eléctrica bajo esta modalidad. Destacan por su importancia 4 800 MW en esquemas de cogenera-ción susceptibles de desarrollarse por parte de Pemex.

El potencial estimado por la Conae en 2005 y revisado en 2007 es de 15 698 MW; en la actualidad, sólo se generan 1 569 MW4 en esquemas de coge-neración, esto es, 10% del potencial existente.

Eiciencia energética

Los esfuerzos por administrar la demanda surgen por los incrementos en los costos de generación. Uno de los resultados es la implementación de tarifas horarias, que dan señales claras a los usuarios, principalmente a los industria-les, para hacer un uso más racional de la electricidad, implementando medidas para optimizar los sistemas de fuerza, de iluminación y de aire acondicionado, para establecer metas de eiciencia y para controlar el consumo en horas pico. Estas medidas han dado, adicionalmente, un respiro a las necesidades de inver-sión en nuevas plantas de generación.

En términos amplios, la administración de la demanda implica la adminis-tración de la energía y todas las medidas tendientes a optimizar el uso de ésta sin afectar la operación del proceso o la calidad del servicio.

Entre estas medidas deben considerarse la optimización de los sistemas de iluminación, de fuerza y los de aire acondicionado. Es necesario establecer ín-dices energéticos para conocer la relación entre la producción y el consumo de energía eléctrica que permiten determinar rangos de eiciencia y establecer metas. También debe incluirse la metodología de control de la demanda para determinar potenciales de reducción en la facturación.

Los programas y acciones que se han instrumentado para el ahorro y el uso eiciente de energía deben considerarse en este esfuerzo de racionalización. En-tre otros, destacan:

• La normalización de la eiciencia energética• El Programa de Ahorro de Energía en Inmuebles de la Administración

Pública Federal

4 Véase: <http://www.energia.inf.cu/iee-mep/WWW/www.conae.gob.mx/eventos/cogeneracion.html> y <http://www.conae.gob.mx/wb/Conae/CONA_1916_potencial_nacional_d>.


• El horario de verano• El Programa de Ahorro de Energía en Iluminación Doméstica• Los programas de Ahorro de Energía en Instalaciones Industriales, Co-

merciales y de Servicios PúblicosLos resultados de estas acciones han evitado, entre 1996 y 2000, la instala-

ción de cerca de 2 500 MW y más de 6 millones de unidades de 20 productos o sistemas que se comercializan en México salen a la venta con índices de eicien-cia energética hasta 50% más altos que antes de 1995.

Todo lo anterior ha permitido que la cantidad de energía que requiere la economía nacional por unidad de valor económico se haya reducido, lográndo-se una baja en este índice cercana a 6% en los últimos seis años.5, 6

CONCLUSIONES

En México, que es un país con una producción signiicativa de petróleo y gas natural, y tiene reservas importantes de hidrocarburos, la producción de bienes y servicios se basa en el consumo de combustibles fósiles. Sin embargo, consi-derando la preocupación justiicada por el medio ambiente y la disponibilidad de energías renovables, es importante desarrollar un nuevo modelo energético basado en el ahorro, en el uso eiciente de energía y en enfatizar el uso de de energías alternativas. Si consideramos que, en la mayor parte de la industria y una parte de las construcciones destinadas a servicios, hay dos insumos centra-les: la energía térmica y la eléctrica, la oportunidad de implantar sistemas de cogeneración es alta. Por otra parte, el esfuerzo normativo para impulsar el cambio de modelo energético y enviar señales claras a los usuarios sobre la importancia de una utilización más eiciente de la energía debe continuarse.

Finalmente, más allá de las acciones de ingeniería por aumentar la eicien-cia de las máquinas, es de resaltar el concepto de construcciones sustentables como los denominados ediicios verdes y ediicios inteligentes, que integran la arquitectura, el paisaje, el agua, las condiciones climatológicas locales, aspectos sociales y económicos, los sistemas de transporte y, muy particularmente, ase-guran la eiciencia energética. El gran desaf ío es construir ediicios que contri-buyan a la conservación del medio ambiente, apostando con irmeza por las denominadas viviendas ecoeicientes.

5 Programa Sectorial de Energía 2001-2006. Un país con energía es un país con futuro, en Plan nacional de desarrollo 2000-2006, México, Secretaría de Energía.

6 Secretaría de Energía, Informe de labores, México, Sener, 2007.


BIBLIOGRAFÍA

Ediicación sustentable en América del Norte. Documentos de referencia (resúmenes preli-minares), Comisión para la Cooperación Ambiental (), abril de 2007.

Pathways to 2050. Energy & climate change, World Business Council for Sustainable Deve-lopment (wb), noviembre de 2005.

Energías renovables para el desarrollo sustentable en México, Secretaría de Energía (Sener) y Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit (gz), enero de 2006.

Estrategia de ahorro y eiciencia energética en España 2004-2012 (documento de trabajo), Ministerio de Economía y Secretaría de Estado de Energía, Desarrollo Industrial y de la Pequeña y Mediana Empresa, 27 de junio de 2003.

153

ESTRATEGIAS DE APROVECHAMIENTO DE LA BIOMASAPARA LA PRODUCCIÓN DE BIOETANOL

Francisco Barnés de Castro*

BIOMASA Y BIOCOMBUSTIBLES

La biomasa es un componente muy importante de la energía que actualmente se consume en el mundo. En los países en vías de desarrollo sigue siendo la principal fuente de energía primaria, aportando 35% del requerimiento total de energéticos. Se estima que, a nivel global, cerca de 11% de la energía primaria se deriva de la biomasa. Aunque 85% corresponde a usos “tradicionales” (leña, carbón de leña y estiércol) y tan sólo 15% a aplicaciones “modernas”, en forma de biocombustibles para el transporte, para la industria y para la producción de electricidad. En nuestro país la energía primaria derivada de la biomasa repre-senta tan solo 4.9% de la demanda total (1.4% corresponde a bagazo de caña y 3.5% al uso de leña).

Los países desarrollados han decidido promover de diferentes maneras el uso de la biomasa con el in de reducir sus emisiones de gases de efecto inver-nadero y respetar así los convenios adquiridos en el marco del Protocolo de Kyoto, siendo la más importante la producción de biocombustibles y, en parti-cular, el bioetanol.

JUSTIFICACIÓN ESTRATÉGICA PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES

Los biocombustibles no son aún competitivos en precio frente a los combusti-bles tradicionales derivados del petróleo. La única excepción es el caso del bioetanol en el Brasil, gracias a los fuertes incrementos que en estos últimos años han tenido los precios del petróleo y de sus derivados en el mercado internacional.

* Comisión Reguladora de Energía, Secretaría de Energía.


En ausencia de una ventaja económica, sólo hay tres razones estratégicas que justiican que un país desarrolle un programa de biocombustibles: 1] Por seguridad energética. Aplica a aquellos países dependientes de petróleo impor-tado y que cuentan con fuertes excedentes alimentarios. Este ha sido el caso de Brasil y Estados Unidos; 2] Para cumplir con metas de emisiones. Aplica a aque-llos países signatarios del Anexo I del Protocolo de Kyoto (Unión Europea y Ja-pón) que tienen que cumplir con metas de reducción de gases de efecto inver-nadero, y 3] Para apoyar un desarrollo sustentable de la agroindustria nacional, sin comprometer la seguridad alimentaria. Aplica a aquellos países, como Mé-xico, China e India, que quieren prepararse para el momento que tengan que cumplir con compromisos de emisiones y al mismo tiempo apoyar el desarrollo sustentable de su agroindustria, sin comprometer su seguridad alimentaria.

LA ESTRATEGIA MÁS CONVENIENTE PARA CADA PAÍS DEPENDE DE LOS OBJETIVOS ESTRATÉGICOS QUE PERSIGA

Consecuencias imprevisibles

El desarrollo acelerado de los biocombustibles en respuesta a las políticas im-plementadas por los países desarrollados ha tenido repercusiones mundiales no previsibles ni mucho menos deseables.

De acuerdo con el informe del Clean Task Force “Leaping Before they looked. Lessons from Europe’s Experience with the 2003 Biofuels Directive” (J. Lewis, 2007), el impacto de la Directiva de la Unión Europea ha sido incremen-tar la competencia por alimentos, agua y tierra cultivable, tanto en los países en desarrollo como en los desarrollados, e incrementar las emisiones de gases de efecto invernadero, deforestación tropical y pérdida de biodiversidad. La pro-ducción de biocombustibles también ha incentivado el desmonte de grandes extensiones de terreno en gran escala para la producción de monocultivos, ge-nerando pobreza, abusos de derechos humanos y degradación ambiental.

El mismo informe establece que un creciente número de análisis de ciclos de vida de los modelos de biocombustibles que han sido utilizados por los paí-ses desarrollados indican que el creciente uso de fertilizantes nitrogenados cancela muchos de los beneicios asociados al uso de biocombustibles y las nuevas investigaciones indican que los beneicios pueden quedar totalmente cancelados por la deforestación provocada por el desplazamiento de la produc-ción de alimentos que daña al clima.

APROVECHAMIENTO DE LA BIOMASA PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOETANOL 155

Una excepción a esto parece ser el modelo desarrollado por Brasil desde hace varias décadas para impulsar el uso de los biocombustibles y reducir su dependencia de los hidrocarburos importados. El análisis de estas posibles consecuencias y el intenso debate que se está llevando a cabo en los países in-dustrializados seguramente los llevará a modiicar sus estrategias para alcanzar los objetivos planteados. Los países en desarrollo que, como México, están ini-ciando sus respectivos programas nacionales para impulsar el uso de los bio-combustibles, deben evitar caer en los mismos errores. Este trabajo busca pro-piciar una relexión de la sociedad mexicana en ese sentido.

PRODUCCIÓN MUNDIAL DE BIOCOMBUSTIBLES

En el mundo, más de 90% del bioetanol se produce a partir de caña de azúcar y de maíz. Ambas materias primas tienen en la actualidad aproximadamente la misma participación de mercado. El uso de bioetanol como combustible o adi-tivo de gasolinas ha crecido signiicativamente. Como muestra la igura 1, ha pasado de una producción mundial de 2 000 millones de litros en 1975 a un total de 55 000 millones en 2007. Los principales productores de etanol son Estados Unidos (45% del total con 25 000 millones de litros), Brasil (35% del total, 19 000 millones de litros) y China (9% del total, 5 000 millones de litros).

40 000

35 000

30 000

25 000

20 000

15 000

10 000

5 000

0

Mill

on

es d

e lit

ros

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

Fuente: C. Berg, en Biofuels for Transportation, Worldwatch Institute.

Figura 1. Producción mundial de bioetanol.


El biodiesel se obtiene mediante una reacción de esteriicación de grasas animales o de aceites vegetales con metanol. De esta reacción se obtiene glice-rina como subproducto. La producción mundial de biodiesel es diez veces me-nor que la de bioetanol. En la igura 2 se muestra que en 2005 se produjeron 3 500 millones de litros de biodiesel. Los principales países productores de bio-diesel son Alemania (55% del total con 1 920 millones de litros), Francia (15%, 511 millones de litros) y Estados Unidos (8%, 290 millones de litros).

En este trabajo nos concentraremos en analizar los dos modelos de produc-ción de bioetanol dominantes en el mundo y sus repercusiones para México.

PRODUCCIÓN MUNDIAL DE GRANOS

Como muestra la igura 3, la producción mundial de granos en el ciclo 2007-2008 fue de 2 075 millones de toneladas, en una supericie cultivada de 670 millones de hectáreas. Salvo en el periodo 2004-2005, la demanda mundial de cereales ha sido superior a la producción. En 2007-2008 la diferencia entre de-manda y producción llegó a ser de 25 millones de toneladas. En la igura 4 se muestra que son tres países, China, EUA e India, los que concentran 46% de la producción mundial de granos. En contraste, la producción de granos de Mé-xico representa tan sólo 1.5% del total mundial.

4 000

3 500

3 000

2 500

2 000

1 500

1 000

500

0

Mill

on

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e lit

ros

1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005

Fuente: F.O. Licht, en Biofuels for Transportation, Worldwatch Institute.

Figura 2. Producción mundial de bioetanol.


El maíz representa 33% de la producción mundial de granos y a su produc-ción se destina 22% del área cultivada. Como se muestra en la tabla 1, los prin-cipales países productores de maíz son Estados Unidos, China, Brasil, México y Argentina. Estos cinco países son responsables del 72% de la producción

2 150

2 100

2 050

2 000

1 950

1 900

1 850

1 800

1 750

1 700

Mill

on

es d

e to

nel

adas

2003-2004 2004-2005 2005-2006 2006-2007 2007-2008

Producción Demanda

Fuente: Earth Policy Institute, con datos del Departamento de Agricultura de EUA.

Figura 3. Producción y consumo mundial de granos (2003-2008).

China EUA UE-25 India México

371.6 363.2

256.2

194.1

31.6

Fuente: Departamento de Agricultura de EUA.

Figura 4. Principales países productores de granos.


mundial. Todos ellos —excepto México, que es importador neto— son países exportadores. Nuestro país produjo 22 000 millones de toneladas de maíz en el periodo 2005-2006.

Por otro lado, el rendimiento de la producción, por hectárea cultivada, es mayor en los países templados. Éste llega a ser de 8 ton/ha, mientras que en los países tropicales el rendimiento es de 2 ton/ha. En la tabla 2 se presenta una comparación entre los principales productores y se puede ver que el rendi-miento en nuestro país es muy bajo; mientras que el rendimiento en EUA es de 9.3 ton/ha, en México es de tan sólo 3.0 ton/ha.

En México, el rendimiento es además muy disparejo (tabla 3). Mientras que en Sinaloa es de 9.1 ton/ha, similar al de EUA, en los estados más pobres el rendi-miento es inferior a 2 ton/ha. Tan sólo unos pocos estados, los de rendimientos más altos, tienen una estructura de costos de producción que les permitiría ser

Tabla I. Producción 2005-2006 de los principales productores de maíz

País Millones de ton/año

Estados Unidos (exportador) 282.3 China (exportador) 139.4 Brasil (exportador) 41.7 México (importador) 22.0 Argentina (exportador) 15.8 Subtotal 501.2 Total mundial 696.2


Tabla 2. Rendimiento en la producción de maíz

País ton/hectárea

Estados Unidos 9.3 Italia 9.0 Canadá 8.6 Francia 8.5 Argentina 6.5 China 5.3 Ucrania 4.3 Indonesia 3.3 Brasil 3.2 México 3.0 India 1.9 Total mundial 4.8



competitivos con el maíz importado para la producción de bioetanol. Como po-demos ver en la igura 5, el costo promedio nacional en 2006 fue de $1 827.00 por tonelada de maíz producido. También encontramos que los estados de Guanajua-to, Sinaloa, Tamaulipas y Jalisco cuentan con menores costos de producción.

Tabla 3. Producción de maíz y rendimiento nacional por estados

Producción Rendimiento Estado (miles de ton/año) (ton/hectárea)

Sinaloa 4 450 9.1 Chihuahua 672 5.3 Jalisco 2 620 4.7 Guanajuato 1 037 4.6 Tamaulipas 711 3.6 Michoacán 1 307 2.9 México 1 190 2.5 Guerrero 1 174 2.5 Puebla 780 1.9 Chiapas 1 405 1.8 Veracruz 889 1.8 Oaxaca 609 1.2 Otros 3 162 1.9 Total México 19 530 3.0

Fuente: Informe de Gobierno 2006.

4 000

3 500

3 000

2 500

2 000

1 500

1 000

500

0

Peso

s p

or

ton

elad

a

0 20 40 60 80 100

Porcentaje

Gto.Sinaloa

Jalisco

Méx. Gro. Mich.Chis.Pue.

Tamps.

Ver.

EU 2 100con arancel

Promedio1 827

EU 1 512sin arancel

Fuente: R. Newell, IMCO. Foro de Biocomustibles 2007.

Figura 5. Costos de producción de maíz en México en 2006.


COMERCIO INTERNACIONAL DE GRANOS

En el ciclo 2005-2006 se exportaron 250 millones de toneladas de granos que representan 12.5% de la producción mundial (igura 6). En los últimos 10 años las exportaciones mundiales de granos crecieron tan sólo 1.0% en promedio anual, en virtud de que países como China e India están reduciendo sus expor-taciones porque su consumo interno se ha incrementado. Dado que la deman-da ha crecido más rápido que la producción (igura 7), la existencia mundial de granos ha disminuido gradualmente, presionando los precios al alza.

250

200

150

100

50

0

Mill

on

es d

e to

nel

adas

1995-1996

1996-1997

1997-1998

1998-1999

1999-2000

2000-2001

2001-2002

2002-2003

2003-2004

2004-2005

2005-2006

Centeno ArrozAvena MaízSorgo Cebada Trigo

Fuente: F. Labastida, Foro de Biocombustibles 2007.

Figura 6. Exportación mundial de granos, 1995-2006.

120

110

100

90

80

70

60

50

Día

s d

e co

nsu

mo

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007


Figura 7. Existencia mundial de cereales, 1999-2007.


Durante el ciclo 2005-2006 el comercio internacional de maíz fue de 85 000 toneladas, 12% de la producción mundial, con una elevada concentra-ción del mercado. Estados Unidos es responsable de 56% de las exportaciones de maíz. México es el tercer importador de maíz del mundo, después de Ja-pón y Corea; importamos cerca de 7% del maíz que se comercializa interna-cionalmente (tabla 4) y las importaciones representan cerca de 25% de la demanda.

Los precios del maíz se han duplicado en menos de dos años como resulta-dos del incremento en la demanda en Estados Unidos para la producción de bioetanol (igura 8).

Tabla 4. Principales países exportadores (2007) e importadores (2006) de maíz(porcentajes)

Exportadores Importadores

Estados Unidos 56.0 Japón 16.6Argentina 14.0 Corea 8.5Brasil 8.0 México 6.8Otros 7.0 Total 85.0


6

5

4

3

2

1

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1950

1954

1958

1962

1966

1970

1974

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1986

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1994

1998

2002

2006

2010

Dó

lare

s p

or

bu

shel

Precios futurosDic. 2008, 2009, 2010

Aumento enexportaciones

Reducción en laproducción

Reducción en laproducción

Biocombustiblesen exportaciones

Fuente: K. Collins, The Role of Biofuels and Other Factors in Increasing Farm and Food Prices, Food Global, Inc., 2008.

Figura 8. Precio promedio del maíz en el centro productor.


PRODUCCIÓN DE BIOETANOL A PARTIR DE MAÍZ

Estados Unidos produjo 25 000 millones de litros de bioetanol en 2007. Como se muestra en la igura 9, en 2008 la producción esperada era de 38 000 millo-nes de litros. Este volumen permite desplazar 3% de la gasolina consumida. Para la producción de bioetanol se requirieron 103 millones de toneladas de maíz, 29% de la producción total prevista para ese año. En la igura 10 se mues-tra cómo en 2008, por primera vez, el volumen de maíz destinado a la produc-ción de bioetanol rebasó el volumen destinado a la exportación.

9

8

7

6

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4

3

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Mile

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Porc

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je

1980-1981

1983-1984

1986-1987

1989-1990

1992-1993

1995-1996

1998-1999

2001-2002

2004-2005

2007-2008

(feb.)

Etanol Producción de maíz

Fuente: United Nations Conference on Trade and Development, 2008.

Figura 9. Comparativo de producción de etanol y maíz.

400

350

300

250

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Mill

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adas

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

ExportaciónProducción Para bioetanol


Figura 10. Producción de granos, exportación y uso para bioetanol en EUA.


Como se muestra en la igura 11, en 2007 se tenían 113 plantas de bioetanol en operación y 78 más se encontraban en construcción. De acuerdo con la infor-mación disponible en 2008, la capacidad instalada se duplicaría tan pronto como las plantas en construcción entren en operación; en ese momento, Estados Uni-dos tendría una capacidad instalada para producir 53 millones de litros de bioeta-nol al año. Ya que operen a su capacidad de diseño, estas plantas requerirán 145 millones de toneladas de granos, 53% de la producción actual de Estados Unidos y más de 2.5 veces el volumen total de exportaciones en 2007. Con ello se logrará reemplazar tan sólo 6% de la demanda total de gasolina.

El plan propuesto por EUA pretende producir 130 000 millones de litros en 2017 para desplazar 20% de la gasolina, lo que requerirá 330 millones de tone-ladas de granos, para lo cual se deberán destinar a este in 35 millones de hec-táreas de tierras cultivables. Esta meta no parece viable. Aun si no la logra, Es-tados Unidos pronto dejará de exportar maíz, lo que tendrá como consecuencia un desabasto generalizado en los mercados internacionales.

Por otra parte, es importante tener en cuenta que el bioetanol producido a partir de maíz no resulta económicamente competitivo con la gasolina que des-plaza, ni siquiera con los altos precios del petróleo que han prevalecido en los últimos meses. En Estados Unidos, la producción de bioetanol recibe un fuerte subsidio; los agricultores reciben más de 1 000 millones de dólares por año en

14

12

10

8

6

4

2

0

Mile

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illo

nes

de

gal

on

es

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

Capacidad instalada En construcción

Fuente: K. Collins, The Role of Biofuels and Other Factors in Increasing Farm and Food Prices, Krafts Food Global, Inc., 2008.

Figura 11. Producción de la capacidad instalada y proyección de producción de las plantas en construcción.


subsidios directos para la producción del maíz que se destina a la producción de bioetanol. El bioetanol producido en Estados Unidos recibe un crédito iscal de 0.51 /galón. El subsidio a los productores de bioetanol representó una ero-gación de 3 300 millones de dólares en 2007 y se incrementará a 4 900 millones en 2008. Incluso con este subsidio, el precio al mayoreo del bioetanol es superior al precio de la gasolina desplazada, como se muestra en las iguras 12 y 13. Con los precios de mayo de 2008, producir un litro de etanol costaba 10% más que el precio al que se vende en el mercado y 45% más que la gasolina que desplaza.

3.50

3.00

2.50

2.00

1.50

1.00

0.50

0.00

USD

/gal

ón

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

Gasolina desplazadaGasolina Etanol

Fuente: Nebraska Ethanol Board.

Figura 12. Precio de mayoreo de gasolina y etanol en Arkansas.

Insumos Etanol Gasolina

Maíz

Proceso0.31

0.48

0.72

0.54

Figura 13. Costo de producción de bioetanol a partir de maíz y precio de venta del etanol y la gasolina desplazada (USD/litro).

Datos de rendimiento de M. Grabosky y J. McClel land. Pre-cios vigentes de maíz ($5.00/bu), etanol ($2.73/gal) y gaso-lina sin impuesto ($3.22/gal) en EUA en mayo de 2008. Los costos de gasolina desplaza-da están ajustados por la dife-rencia en contenido energéti-co (0.67 litros de bioetanol = 1 litro de gasolina).


La obligación de incorporar bioetanol a la gasolina implica un sobreprecio adicional al consumidor. Este sobreprecio equivale a un subsidio adicional de más de 4 000 millones de dólares al año por el diferencial de precios entre ga-solina y etanol. El costo total de subsidios y sobreprecios pagados por el consu-midor representan un costo de alrededor de poco más de 1.00 /galón de etanol producido y de 1.60 /galón de gasolina desplazada.

PRODUCCIÓN MUNDIAL DE CAÑA DE AZÚCAR

En el mundo se producen alrededor de 155 millones de toneladas de azúcar. Los mayores productores de caña en el mundo son Brasil con 34% de la pro-ducción, India con 18%, China con 7%, México y Pakistán con 4% cada uno, Colombia y Tailandia con 3% cada uno (igura 14). Brasil tiene una producción de caña de azúcar 7.5 veces mayor que la de México. En cuanto al azúcar, los principales productores son Brasil, India, China, Estados Unidos y México; Brasil produce 32 000 millones de toneladas y EUA 7 600 millones, mientras que México produce tan solo 5 800 millones de toneladas (igura 15).

Otros 27

Colombia 3

Tailandia 3

México 4

Pakistán 4

China 7India 18

Brasil 34

Figura 14. Producción de caña de azúcar, 2005-2020 (porcentaje).

BrasilIndia

ChinaEUA

MéxicoTailandiaAustralia

32.0

24.011.3

7.6

5.8

6.94.9

Figura 15. Producción de azúcar, 2006-2007 (millones de toneladas).


La igura 16 muestra el crecimiento de la producción de azúcar molida en Brasil comparado con el de México. En 2005 la producción de azúcar en Brasil llegó a 386 millones de toneladas y en México tan solo a 52 millones. Como se muestra en la igura 17, en los últimos 10 años se mantiene creciente el porcen-taje de la caña procesada destinada a la producción de alcohol en Brasil. En 2008, 62% de la caña procesada se destinó a la producción de etanol y 38% a la producción de azúcar.

1996-1997 1997-1998 1998-1999 1999-2000 2000-2001 2001-2002 2002-2003 2003-2004 2004-2005

286

45

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47 45 43 46 46 47 49 52

316 310

258

292321

358386

Mill

on

es d

e to

nel

adas

Brasil México

Fuentes: F. Rosillo-Calle, El programa brasileño de bioetanol, 2007; Informe de gobierno, México.

Figura 16. Caña de azúcar molida en Brasil y en México.

100

90

80

70

60

50

40

30

20

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0

Porc

enta

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1975-1976

1977-1978

1979-1980

1981-1982

1983-1984

1985-1986

1987-1988

1989-1990

1991-1992

1993-1994

1995-1996

1997-1998

1999-2000

2001-2002

Producciónde azúcar

Producciónde etanol

Fuente: GTZ, Liquid fuels for transportation in Brazil, 2005.

Figura 17. Producción de azúcar y bioetanol en Brasil.


El rendimiento por hectárea en México es similar al de Brasil, pero inferior al que han alcanzado Colombia, Perú y Guatemala.

Los costos de producción de la caña de azúcar en Brasil y México no son muy diferentes. Sin embargo, mientras que el precio de venta al ingenio de la caña de azúcar en México es de 40 dólares/ton, el precio de la caña en Brasil es de 15 a 18 dólares/ton (igura 19). Mientras persistan estas diferencias en la estructura de precios (que no en la de costos) será muy dif ícil competir con el bioetanol brasileño. Por otra parte, y como se ve en la tabla 5, Brasil cuenta con una extensa disposición de tierras para cultivo que le permiten ampliar, sin problemas, la producción de caña de azúcar, mientras que México tiene recur-sos limitados de tierras cultivables.

Ton

elad

as d

e ca

ña

po

r h

ectá

rea

Hawai Colombia Perú Australia Guatemala Brasil México China Luisiana

180

110 110

9485

79 7870

61

Figura 18. Caña de azúcar: rendimientos por hectárea.

Brasil México

0.13

0.42

Figura 19. Costo de la caña de azúcar (USD por litro de etanol).


Finalmente, en este análisis comparativo es necesario tomar en cuenta que la eiciencia energética de los ingenios en México es sumamente baja, lo que impacta en sus costos de producción. En México hay 48 ingenios azucareros que emplean procesos de cogeneración, con una capacidad instalada de 425 MW, que generan 355 GW/h. Si estos 48 ingenios se modernizaran, podrían generar tres veces más electricidad con el mismo combustible.

Para que los ingenios mexicanos puedan ser competitivos con los brasile-ños en la producción de bioetanol, además de poder disponer de caña de azú-car a precios competitivos, deben mejorar signiicativamente su eiciencia energética y contar con sistemas eicientes de cogeneración de energía.

PRODUCCIÓN DE BIOETANOL A PARTIR DE CAÑA DE AZÚCAR

En 2007, Brasil produjo 19 000 millones de litros de etanol a partir de caña de azúcar; en 2008 incrementó su producción a 26 000 millones de litros. Se des-tinaban 1 500 millones de litros mensuales para abastecer el mercado interno y el resto para la exportación. Brasil se convirtió, desde hace varios años, en un importante exportador de bioetanol. Su mercado principal es Estados Unidos, donde el bioetanol brasileño resulta competitivo a pesar de los altos aranceles de importación. Como se muestra en la igura 20, el crecimiento de la exporta-ción de etanol en 2006 rebasó los 3 000 millones de litros. Asimismo, y como se ve en la igura 21, en los últimos 10 años la producción de etanol anhidro ha crecido signiicativamente, por lo que el precio del etanol producido en Brasil a partir de caña de azúcar es competitivo frenta al de la gasolina producida con petróleo, que está en 40 dólares por barril. El costo de producción del etanol anhidro se estima, como se muestra en la igura 22, en 0.35 a 0.37 dólares por litro y se comercializa en 0.39 dólares por litro.

La lota brasileña de vehículos “lex”, que trabajan indistintamente con eta-nol o gasolina, ha crecido signiicativamente: 90% de las nuevas unidades que salen al mercado son vehículos “lex” (igura 23).

Tabla 5. Cultivo de caña en México y Brasil(millones de hectáreas)

Brasil México

Supericie cultivada total 60.0 13.3 Cultivo de caña 5.8 0.7 Supericie disponible 120.0 22.0


4 000

3 000

2 000

1 000

0

1 000

2 000

3 000

Mill

on

es d

e lit

ros

de

etan

ol

1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006

Importación Exportación


Figura 20. Importación y exportación de etanol en Brasil.

16

14

12

10

8

6

4

2

01975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003

Hidratado Anhidro


Figura 21. Producción de etanol anhidro vs. etanol hidratado en Brasil.

Costo Precio

Materia prima

Proceso

Etanol

0.18

0.19

0.39

USD

/lit

ro e

tan

ol a

nh

idro

Figura 22. Costo de producción de bioetanol en Brasil.


COMPARACIÓN DE MODELOS DE PRODUCCIÓN DE BIOETANOL

Como muestra la igura 24, en términos de rendimiento, en la producción de biocombustibles por unidad de supericie de cultivo, la producción de etanol a partir de caña de azúcar es casi dos veces más eiciente que la producción de bioetanol a partir de maíz. A partir de la caña de azúcar se obtienen hasta 435

150 000

125 000

100 000

75 000

50 000

25 000

0

Ene.

200

3

Feb

. 200

3

Mar

. 200

3

Ab

r. 20

03

May

. 200

3

Jun

. 200

3

Jul.

2003

Ag

o. 2

003

Sep

. 200

3

Oct

. 200

3

No

v. 2

003

Dic

. 200

3

Ene.

200

4

Feb

. 200

4

Mar

. 200

4

Ab

r. 20

04

May

. 200

4

Jun

. 200

4

Jul.

2004

Ag

o. 2

004

Sep

. 200

4

Oct

. 200

4

No

v. 2

004

Dic

. 200

4

Ene.

200

5

Feb

. 200

5

Mar

. 200

5

Ab

r. 20

05

May

. 200

5

Intr

od

ucc

ión

de

VC

F

Combustible “�ex” Alcohol Gasolina


Figura 23. Venta de vehículos de combustible “lex” (VCF) en el mercado brasileño.

Trigo Maíz Remolacha Cañade azúcar

Soya Girasol Palma

Bioetanol Biodiesel

235260

400435

5590

530

Fuente: N. Peña, Pew Center, 2008.

Figura 24. Rendimiento de biocombustible (litros por hectárea cultivada).


litros por hectárea y a partir del maíz, tan sólo 260 litros por hectárea. En el caso del biodiesel su producción resulta más eiciente a partir del cultivo de palma.

Dado que el modelo seguido en Estados Unidos persigue como propósito estratégico fundamental la reducción de la dependencia energética, uno de los temas más debatidos en relación con el modelo de producción de bioetanol a partir del maíz ha sido el balance energético neto del proceso de producción del biocombustible.

Los diversos estudios que se han llevado a cabo coinciden en que el consumo neto de energía en la producción de etanol a partir de caña de azúcar es tres veces menor que a partir de maíz. Producir un litro de etanol requiere casi tanta ener-gía fósil como la que el etanol aporta durante su combustión. Uno de los estudios más recientes muestra que se requieren 0.3 unidades de energía fósil para produ-cir una unidad de energía renovable en la producción de bioetanol a partir de bagazo de caña, mientras que la producción de bioetanol a partir de maíz requie-re 0.90 unidades de energía fósil por unidad de energía renovable (igura 25).

Como vemos en la tabla 6, la producción de bioetanol a partir de caña de azúcar requiere 35% menos energía por hectárea de cultivo que la producción

25

20

15

10

5

0Insumos Productos

14.1

5.7

3.4

20.7

Maíz

Proceso

Etanol

Subproductos

Fuente: M. Grabosky y J. McClelland, A rebuttal to “Ethanol fuels: Energy, economics, and environmen-tal impacts”, by D. Pimentel, Colorado School of Mines-National Corn Growers Association.

Figura 25. Energía requerida para la producción de bioetanol a partir de maíz.

Tabla 6. Balance de energía por hectárea de cultivo

Energía requerida (GJ) Energía generada (GJ)

Caña de azúcar (Brasil) 42.4 155.6 Maíz (Estados Unidos) 65.0 71.4

Fuente: C. Mena, Centro Mario Molina [con datos de Dias de Oliveira et al., BioScience 55 (7), 2005], Foro de Biocombustibles, 2007.


a partir de maíz, mientras que la energía aprovechable por hectárea de cultivo es 2.2 veces mayor a partir de caña de azúcar que a partir de maíz.

Como se ve en la igura 27, en términos de emisiones totales de gases de efecto invernadero del bioetanol producido a partir del maíz no son signiicati-vamente inferiores a las de los combustibles fósiles que pretenden sustituir. Las emisiones de gases de efecto invernadero del bioetanol producido a partir de maíz son entre 2.75 y 3.0 veces superiores a las emisiones netas totales del bioe-tanol producido a partir de bagazo de caña (véase tabla 7).

Finalmente, como se muestra en la tabla 8, de acuerdo con el enfoque de la “huella ecológica” medida como el número de hectáreas de bosque necesarias para la asimilación del CO2 producido por un automóvil en un año, los impac-tos ambientales de un automóvil que funcione con bioetanol producido a partir de maíz —con las prácticas actuales— exceden por mucho a los impactos am-bientales de uno que opere con bioetanol producido a partir de caña de azúcar. Incluso, son superiores a los de un automóvil que funcione con gasolina.

3.00

3.50

2.56

1.841.66

1.51

0.65

Gasolin

a

Etanol (m

aíz/ca

rbón)

Etanol (m

aíz/pro

medio

)

Etanol (m

aíz/gas n

at.)

Biodiese

l

Etanol (m

aíz/bio

masa

)

Etanol (c

aña)

Fuente: N. Peña, Biofuels for transportation: a climate perspective, 2008.

Figura 27. Emisiones (en kg) de CO2 por litro de gasolina equivalente.

Tabla 7. Emisiones de gases de efecto invernadero

Emisiones de CO2 (kg/m3)

Caña de azúcar (Brasil) 1 435 - 1 545 Maíz (Estados Unidos) 4 185 - 4 230

Fuente: C. Mena, Centro Mario Molina [con datos de Dias de Oliveira et al., BioScience 55 (7), julio de 2005], Foro de Biocombustibles, 2007.


En la tabla 9 se resumen las principales diferencias entre los dos modelos alternativos para la producción de bioetanol que compiten actualmente en los mercados mundiales.

IMPLICACIONES PARA MÉXICO

En los próximos años el abasto de maíz al mercado internacional se verá seria-mente afectado si se reduce el nivel de exportaciones de maíz de Estados Uni-dos. El problema para México será aún mayor si parte de la producción mexi-cana de maíz se destina a la producción de bioetanol.

Hoy, México produce únicamente una tercera parte del etanol que deman-da el mercado, por lo que si se incrementa de manera súbita la demanda de etanol para integrarlo a la mezcla nacional de combustibles será necesario re-currir a importaciones. En caso que se decidiera sustituir por bioetanol 3% de la gasolina que hoy se consume, cifra similar a la alcanzada actualmente en

Tabla 8. Huella ecológica de un automóvil por año

Área para Huella la asimilación Área ecológica total de CO2 (ha) cultivada (ha) (ha)

Brasil (etanol) 0.19 0.37 0.56 Brasil (E24) 0.57 0.06 0.63 EUA (E85) 0.75 0.99 1.74 EUA (gasolina) 1.11 — 1.11

Fuente: C. Mena, Centro Mario Molina [con datos de Dias de Oliveira et al., BioScience 55 (7), julio de 2005], Foro de Biocombustibles, 2007.

Tabla 9. Comparación entre Brasil y EUA.Dos modelos alternativos

Brasil EUA

Producción 2007 (millones de litros) 19 000 25 000 Total tierras cultivables (millones de ha) 150 270 Área dedicada al bioetanol (millones de ha) 3.8 8.7 Productividad (litros/hectárea) 5 600 2 900 Gasolina reemplazada (porcentaje) 40 2 Balance energético (producto/insumos) 8-9 veces 1.3-1.6 veces Reducción gases efecto invernadero (porcentaje) 85-90 10-30 Costo de producción (USD/litro) 0.37 0.79 Subsidio al bioetanol (USD/litro) 0 0.13 Arancel a la importación (USD/litro) 0 0.14


Estados Unidos, sería necesario producir 2 000 millones de litros de bioetanol por año.

Si este volumen de bioetanol se produjera a partir de caña de azúcar, se requeriría producir 25 millones de toneladas de caña, incorporar 300 000 ha adicionales de cultivo y un subsidio de 570 millones de dólares por año.

CONCLUSIONES

La producción de etanol en México a partir de maíz no resulta conveniente, ni desde un punto de vista económico ni desde un punto de vista energético ni desde un punto de vista ambiental; mucho menos, desde un punto de vista de seguridad alimentaria.

Mientras no sea económicamente viable la producción a partir de celulosa, la vía más conveniente para producir bioetanol en México es a partir de caña de azúcar. Así se aprovecha integralmente la biomasa para la cogeneración de energía eléctrica y se optimiza el uso de fertilizantes y de agua.

1 2 3 4 5

Porcentaje de gasolina sustituida

Mill

on

es U

SD/a

ño

190

380

570

760

1 040

Figura 28. México: monto del subsidio requerido para la sustitución de gasolina, a precios de mayo de 2008.


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SECCIÓN III

IMPACTO AMBIENTALDE LOS DIVERSOS ENERGÉTICOS

179

INTRODUCCIÓN

¿Por qué resulta importante analizar con todo detenimiento, y desde diferen-tes perspectivas, el tema de la energía en el contexto de nuestras vidas y en el de nuestras sociedades, especialmente acerca de cómo y de dónde la obtene-mos, de cómo la procesamos, para qué ines la usamos y con qué eiciencia lo hacemos?

Debido al proceso por el cual se han desarrollado las sociedades, en espe-cial las que viven en las ciudades o en países con al menos un mediano grado de desarrollo industrial, la mayor parte de la gente ha perdido contacto con lo que un balance energético positivo signiica para la vida o la muerte de muchos de los organismos vivos (incluido el género humano hasta hace pocos siglos) o para el bienestar de los individuos de nuestra especie y el de sus sociedades. Los múltiples desarrollos tecnológicos, en especial de los últimos dos o tres si-glos, han aislado a la mayoría de la gente de los riesgos de un desbalance ener-gético en su quehacer diario.

La energía es el hilo conductor de la vida en el planeta y de las condiciones f ísicas que permiten su existencia. Es también, en lo que se reiere a la eicien-cia con que es usada por los organismos vivos, la moneda de cambio que deter-mina la subsistencia de los individuos y las especies y que, consecuentemente, deine las rutas de la evolución orgánica. Esa misma eiciencia en la captación y el uso de la energía ha sido la encauzadora del proceso de evolución cultural de nuestra especie. Los individuos, tribus o sociedades que gastaban más energía de la que obtenían como resultado de una acción (cacería, recolección, agricul-tura) para obtener alimento acababan por morir o desaparecer.

Toda la vida del planeta, incluida la nuestra como especie, depende de la captación de energía solar por organismos que a lo largo de cientos de millones de años se convirtieron en eicientísimos captadores de esa energía y en soste-nedores de la trama de la vida. Con todo y los notabilísimos avances tecnológi-cos que el ingenio humano ha desarrollado hasta ahora, seguimos dependiendo totalmente de esos maravillosos organismos fotosintetizadores, captadores de energía solar, que son la base de la vida en la Tierra.

180 IMPACTO AMBIENTAL DE LOS ENERGÉTICOS

Mientras no se invente otra forma de obtener energía para la producción de alimentos –y eso no se ve en el futuro mediato– dependemos de esos orga-nismos y de los ecosistemas en los que viven. Es más, virtualmente toda la tec-nología desarrollada hasta ahora y que es parte creciente de nuestra vida diaria, depende de la energía que obtenemos de los llamados combustibles fósiles, re-sultado de la actividad de los organismos y los ecosistemas que cumplieron con esas funciones vitales hace decenas de millones de años.

Solo quienes tienen una pobre percepción de lo que está ocurriendo en el presente o actúan atendiendo a intereses de tipo económico para que nada de lo que está ocurriendo en la atmósfera del planeta cambie o adoptan posiciones excéntricas en cuanto a la interpretación de lo que está ocurriendo, pueden no aceptar que la forma en que la humanidad ha usado la energía para su desarro-llo desde la época de la Revolución Industrial ha disparado un cambio ambien-tal de proporciones globales, de impacto enorme y consecuencias dif íciles de calcular para el futuro relativamente cercano. Las pruebas cientíicas de la se-veridad de las consecuencias que acarrea la acumulación de gases de efecto invernadero, producidos por el uso de combustibles fósiles y por la deforesta-ción, son incontrovertibles. No es necesario en esta introducción insistir con más datos sobre el tema.

Necesitamos en el presente, y de manera cada vez más urgente en el futuro, utilizar sistemas de energía limpia basados en la optimización de tres elemen-tos angulares: a] formas innovadoras de producción de electrones “limpios” y accesibles a la mayoría de las economías (es decir, no productoras de emisiones de bióxido de carbono u otros gases con efecto de invernadero); b] mecanismos eicientes y productivos de uso de esos electrones, y c] un manejo conservador de nuestra matriz ambiental de la cual dependen todas las actividades econó-micas, si pretendemos vivir en una economía sustentable en el futuro.

Por la importancia que la energía tiene en nuestra vida y en la del planeta mismo, el Consejo Consultivo de Ciencias de la Presidencia de la República quiso contribuir al análisis que, aunque de manera supericial, se realizó en México sobre ese tema. El propósito del simposio que organizó fue el de hacer una comparación entre los impactos ambientales que tienen las diferentes op-ciones de generación de energía, como las que están disponibles en la actuali-dad. Tuvimos la suerte de contar con ponentes que son expertos en las diferen-tes modalidades de generación energética y en las implicaciones ambientales de las mismas. Adrián Fernández trata el tema del impacto ecológico de las crecientes demandas (totales y per cápita); se reiere primero a los volúmenes de extracción y producción de hidrocarburos y a continuación hace una rela-

INTRODUCCIÓN 181

ción del uso en sus aplicaciones principales y los impactos ambientales de cada una de ellas, tanto locales como globales. Analiza los efectos que las emisiones resultantes de la quema de combustibles fósiles tienen tanto sobre la atmósfera local y global, como en la salud de los habitantes de las grandes ciudades. Expo-ne la contribución mexicana a las emisiones globales de gases de efecto inver-nadero, especialmente de CO2, y revisa algunos de los estudios sobre el costo económico que el cambio climático representa hoy día y el costo asociado a la inacción de los países en el futuro. Igualmente describe las acciones que en mitigación y reducción de emisiones se están llevando a cabo en el país, así como los esfuerzos en la medición y reporte de esas emisiones en diferentes sectores usuarios de combustibles fósiles en México, y los compromisos adqui-ridos por el país hacia su reducción en el futuro.

La geotermia, una de las fuentes alternativas de energía menos utilizadas y conocida por la sociedad es analizada por Pablo Mulás; por ello resulta útil la amplia explicación de los tipos de energía geotérmica que existen y su distribu-ción en el planeta. Los sistemas geotérmicos hidrotermales de alta temperatura (es decir, de más de 200 ºC) son los más importantes por su aplicación a la producción de electricidad. En la actualidad se generan cerca de 10 000 MW en todo el mundo, de los cuales aproximadamente 10% se producen en nuestro país. Quizá el tema más interesante en lo que se reiere a energía geotérmica es el uso de la tierra que rodea las ediicaciones, como intercambiador de calor en una bomba de calor para el acondicionamiento ambiental (tanto para calentar como para enfriar) en el interior de los ediicios. Varios sistemas de este tipo están en pleno desarrollo tecnológico y presentan ventajas importantes sobre otras energías: la primera es que las fuentes de energía no son intermitentes; la generación de contaminantes por los sistemas hídricos que están en contacto con la roca caliente y que calientan o enfrían el ambiente puede reducirse a un mínimo con tecnologías adecuadas.

La energía solar, origen de la vida en nuestro planeta y determinante del sistema climático, es sin duda la fuente de energía que al mismo tiempo es la más abundante, limpia y gratuita de todas las que tenemos al alcance e, irónica-mente, quizá la más desatendida en su desarrollo tecnológico. Este tema es abordado por Manuel Martínez y Julia Tagüeña, quienes establecen de entrada que “…el uso masivo de la energía solar es imprescindible para que nuestra so-ciedad alcance el desarrollo sustentable”. Las dos aplicaciones de la energía so-lar, sistemas fotovoltaicos y fototérmicos, son analizados ampliamente. El tema de la energía eólica está a cargo de Carlos F. Gottfried, quien menciona que en 2008 se rebasó la marca de los 100 000 MW de capacidad instalada en el mun-


do. El autor hace referencia a las ventajas y los impactos ambientales de esta fuente de energía renovable limpia, como la no emisión de ruido, la disrupción del escenario natural donde se instalan las torres, los efectos sobre aves o mur-ciélagos, etc. El hecho de que en México se encuentren regiones privilegiadas desde el punto de vista de circulación de vientos hace que las oportunidades de desarrollo de fuentes eólicas de generación de energía sean realmente extraor-dinarias y, consecuentemente, en su opinión, en los siguientes años “…se su-men más de 2 500 MW de capacidad eólica al sistema eléctrico nacional”.

Adicionalmente, en este simposio Juan Eibenschutz presentó una ponencia sobre energía nuclear, subrayando la virtud de este modo de generación de energía en cuanto a la ausencia de emisiones de bióxido de carbono en el pro-ceso de generación. Los costos de construcción y operación inicial, unidos a los riesgos inherentes al almacenamiento de residuos radiactivos quedan como te-mas no del todo resueltos.

El consenso de los ponentes y participantes en el simposio se puede resu-mir enunciando los beneicios del uso de las fuentes alternativas de energía y las limitaciones para su desarrollo en México:

Algunos beneicios… • no emisión de gases de efecto invernadero • seguridad en la oferta energética y escasa oscilación en sus precios…y limitaciones • falta de inanciamiento para su desarrollo • diicultad de incorporación a las redes actuales de distribución.

Jé Skhá

183

IMPACTO ECOLÓGICO DEL DESARROLLO ENERGÉTICO

Adrián Fernández Bremauntz*

Para formarnos una idea del impacto ecológico del sector energético, podemos dividir su análisis en dos grandes fases. La primera es la extracción y produc-ción de los hidrocarburos, y la segunda, su uso en sus aplicaciones principales. Entre éstas destacan la combustión para la producción de energía eléctrica y su consumo en el sector transporte previa transformación en diferentes tipos de combustibles.

Más adelante podemos analizar los impactos de cada una de estas fases en dos grandes aspectos: impactos locales e impactos globales. Finalmente, así sea en forma somera, conviene mencionar las estrategias y acciones para remediar las diferentes clases de impactos.

PRODUCCIÓN Y RESERVAS DE HIDROCARBUROS

De 1979 al 2004, la producción de crudo de Petróleos Mexicanos alcanzó un máximo, cuando pasó de 1.5 a 3.4 M.b/d (millones de barriles diarios). A partir de entonces, comenzó a descender rápidamente y en el año 2008 la producción sólo llegó a 2.8 M.b/d. Para 2012, la producción habrá disminuido en aproxima-damente 800 000 b/d, respecto al nivel máximo. En contraste, la producción de gas natural ha mostrado una tendencia al alza, al pasar de 4.679 G.p3/d (miles de millones de pies cúbicos por día) en el año 2000 a 6.919 G.p3/d en 2008.

A principios de 2009, las reservas probadas de hidrocarburos, al incluir crudo y gas, eran equivalentes a 9.9 años de producción a los ritmos actuales de extracción. Por otra parte, se estima que México cuenta con reservas totales del orden de 43.5 G.bpc (miles de millones de barriles de petróleo crudo equivalen-te). Si a esta cifra se añaden los recursos prospectivos, suman casi 100 G.bpc.

* Consultor independiente.


EFECTO DE LAS DISTORSIONES EN EL MERCADO DE HIDROCARBUROS

La demanda de derivados petrolíferos, incluyendo gas p (licuado de petróleo), ha crecido 103% en el último cuarto de siglo. Hoy día, el país consume alrede-dor de 1.815 M.b/d. Sin embargo, la carencia de infraestructura de reinación obliga a importar más de 40% de la gasolina que se consume. Por otro lado, según cifras del año 2007, se produjeron 6 300 M.p3/d de gas, mientras que el consumo de este combustible ascendió a 7 200 M.p3/d.

En los primeros meses de 2009, Pemex compró gasolina en el mercado inter-nacional a más de $10.50/litro. Los precios de venta en México son de $8.95/litro la tipo Premium y de $7.13/litro la Magna. Esta diferencia promedio de $1.82/li-tro ya ocasionó una importante migración de autos nuevos con tecnología TIER II hacia la utilización de gasolina Magna. Por otra parte, si consideramos la dife-rencia de precios de compra-venta, obtenemos una diferencia de $3.37/litro de gasolina Magna y de 1.55 para la Premium. Esto se puede considerar un tipo de subsidio a los consumidores mexicanos. Tomemos el caso de la gasolina Magna, al hacer cuentas para una camioneta con tanque de 80 litros, tenemos que el subsidio es de $270 por cada tanque lleno. Pero esta cifra asciende a $337 para las camionetas de seis u ocho cilindros y con tanque de 100 litros. Es importante destacar que estos subsidios beneician a usuarios de vehículos muy ineicientes. Por esta razón, entre otras, resulta indispensable cerrar paulatinamente el dife-rencial de precios entre las gasolinas. El costo total por subsidio a los automovi-listas, por el diferencial de precios, ascendió a $20 000 millones por arriba de lo presupuestado originalmente para el primer trimestre de 2009. Esta cifra debe descontarse de los $33 200 millones de ingresos por excedentes petroleros. Otros descuentos que deben aplicarse son $15 000 millones por reducción del volumen de las exportaciones. Recordemos que la producción bajó de 3.1 a 2.8 M.b/d, aunque se espera recuperar 150 000 barriles diarios en los próximos meses.

Si tomamos como referencia los precios internacionales de la gasolina, en pesos mexicanos serían de 10.50 a 11.50/litro en Estados Unidos, de 14.56/litro en Canadá y de 21.88 /litro en la Unión Europea. Es razonable concluir que éste es el mejor momento para promover un estándar paulatino de eiciencia ener-gética basado en el rendimiento de los vehículos, además de que, por ahora, no es posible modiicar de manera sustancial el subsidio al precio de los combus-tibles. También, con la aplicación de un estándar obligatorio de rendimiento energético se ahorraría por lo menos 20% del consumo de combustible en ve-hículos nuevos, ya que la diferencia de rendimiento entre los autos compactos y las camionetas es prácticamente de 2:1.

IMPACTO ECOLÓGICO DEL DESARROLLO ENERGÉTICO 185

IMPACTO DE LAS TERMOELÉCTRICAS

Un ejemplo de los impactos producidos por los hidrocarburos que se utilizan para generar energía eléctrica es la termoeléctrica Adolfo López Mateos en Tuxpan, Veracruz. Este gigantesco complejo de la Comisión Federal de Elec-tricidad cuenta con seis unidades generadoras de vapor con una capacidad instalada total de 2 100 MW y una producción anual de alrededor de 15 000 GW/h. Esto la convierte en la más importante del país, pero también en la que más contamina, ya que al año consume alrededor de 3.7 Mm3 de com-bustóleo, produce más de 10 millones de toneladas de CO2, alrededor de 256 000 toneladas de bióxido de azufre (SO2), así como 21 000 toneladas de óxidos de nitrógeno (NOx). De acuerdo con cifras de la Comisión de Coope-ración Ambiental de América del Norte (), esta termoeléctrica es la planta generadora de energía con mayores emisiones de SO2 en la región, con emisiones de PM2.5 hasta 10 veces mayores que el promedio estadouni-dense y aproximadamente 38% mayores que el promedio mexicano. Estas elevadas emisiones se deben, en gran medida, al alto contenido de azufre en los combustibles que utiliza, pero también a la falta de sistemas de control de emisiones (Miller y Van Atten, 2004).

Fuente: Instituto Nacional de Ecología.

Figura 1. Emisión de contaminantes por tipo de fuente antropogénica. International Network for Environmental Management, 1999.

PM10

CO

COV

SOX

NOX

Co

nta

min

ante

0 20 40 60 80 100Porcentaje

Fuentes

Fijas De área Móviles Móviles no carreteras


IMPACTOS SOBRE LA SALUD

Entre los impactos locales más relevantes del desarrollo energético, están los efectos sobre la salud que provoca la contaminación del aire originada por la utilización de combustibles fósiles. Un caso ilustrativo se da en la ciudad de Salamanca, Guanajuato. Esta localidad del centro del país cuenta con una de las reinerías de petróleo crudo más importantes del sistema Pemex y con una im-portante planta termoeléctrica. La conjunción de ambas instalaciones, así como la existencia de un gran parque industrial en la misma ciudad, da origen a una de las llamadas “zonas críticas” de contaminación del aire del país. En términos generales, la contaminación del aire en esta localidad es evidente, y las cifras que muestra la tabla 1 lo conirman.

Dado que las normas de calidad del aire incorporan, entre otras considera-ciones, los límites seguros para la protección de la salud, esta calidad insatisfac-toria no puede menos que redundar en importantes efectos adversos sobre la salud de la población.

Fuente: Secretaría de Salud.

Figura 2. Correlación de concentración de contaminates frente a efectos en la salud en Salamanca, Guanajato, 2003-2006.

Proporción de IRA

Concentración de SO2

Proporción de asmaConcentración de PM10

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120

110

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Concentración máxima de promedios diarios de SO2 (ppb)

por semana epidemiológica

Enfermedades respiratorias Asma


Lo anterior se hace más evidente cuando recordamos que existe una corre-lación importante entre la incidencia de las enfermedades respiratorias y los niveles de concentración de ciertos contaminantes atmosféricos. Un caso co-nocido es la asociación positiva entre la concentración de SO2 y las tasas de asma; de igual forma, al aumentar las concentraciones de partículas PM10 pue-de apreciarse un ligero aumento en la incidencia de infecciones respiratorias agudas.

Aunque a primera vista estos efectos pudieran caliicarse como poco im-portantes, debemos recordar que tienden a concentrarse en los grupos vulne-rables, es decir, niños y ancianos, así como en personas previamente debilitadas por otros padecimientos. Esto da lugar a un pronto agravamiento de sus condi-ciones, lo que a su vez incrementa el costo en los sistemas de salud, como pue-de verse a continuación en la tabla 2.

IMPACTOS SOBRE LOS ECOSISTEMAS

Un género diferente de impactos ambientales se origina del manejo inadecuado de los hidrocarburos y sus derivados. Esto puede ocurrir durante las fases de extracción, producción, transporte y almacenamiento. Los efectos originados

Tabla 1

Días por año Número de días en que en que se excede se rebasó la norma de PM10 la norma de calidad del aire durante 24 horas (120 μg/m3)

2004 51 2005 29 2005 92 2006 48 2006 45

Tabla 2. Valoración económica de los efectos negativos en la salud

Costo económico promedio Impactos (USD)

Mortalidad 11 066 610 Bronquitis crónica 2 757 470 Admisiones hospitalarias por causas respiratorias 4 456 Admisiones hospitalarias por causas cardiovasculares 65 851 Días de trabajo perdidos 46 908

Fuente: Instituto Nacional de Ecología.


por derrames, fugas e incluso incendios y explosiones, pueden redundar en contaminación de la atmósfera, de cuerpos de agua o suelos, o de todos ellos, por la incidencia de diferentes tipos de percances, entre otros:

• Manejo inapropiado de materiales y residuos peligrosos• Mantenimiento incorrecto, o falta de éste, en instalaciones petroleras• Explosiones o incendios en instalaciones de alto riesgo• Fugas y derrames en líneas de conducción• Derrames de crudo en el mar, debido al naufragio de buquetanques o por

averías mayores en plataformas marinas.

Como dato ilustrativo, durante el año 2001 en México hubo derrames por un total de 8 031 toneladas de hidrocarburos (crudo, diesel y gasolina), en su mayor parte en tierra (Pemex, 2001). La afectación ecológica, social y económi-ca es muy signiicativa, baste mencionar que el costo promedio de remediación de suelos contaminados es aproximadamente de 110 /ton de suelo tratado por la técnica de biorremediación, que es el método más común en México.

Los derrames de crudo debidos al naufragio de buquetanques, o por acci-dentes en otras instalaciones petroleras, son un caso infausto y recurrente de afectaciones a ecosistemas marinos o costeros. Por otra parte, estos casos afec-tan frecuentemente a terceros y suelen tener graves consecuencias ambientales y económicas para poblaciones que pueden quedar afectadas por muchos años. Para dar una idea de la magnitud de estos desastres ambientales, damos a con-tinuación algunas cifras sobre los mayores derrames de la historia. Un aspecto destacable es que no todos los grandes derrames reciben la misma publicidad y que la atención de los medios rara vez es proporcional a la magnitud del derra-me o de los daños causados.

• El mayor derrame de la historia ocurrió el 23 de junio de 1991, durante la primera Guerra del Golfo: cinco barcos petroleros kuwaitíes fueron arrojados al mar desde su terminal de almacenamiento, en la Isla del Mar de Kuwait. Se estima que se derramaron de 1 360 000 a 1 500 000 toneladas de crudo.

• Incendio del pozo Ixtoc, en la sonda de Campeche, México: el pozo ardió desde junio de 1979 hasta marzo de 1980. Hubo un impacto ecológico impor-tante debido al derrame de 454 000 a 480 000 toneladas de crudo.

• Colisión entre los buques Atlantic Empress y Aegean Captain, el 19 de julio de 1979, cerca de la costa de Trinidad y Tobago, en el Mar Caribe. El volu-men de crudo derramado fue de aproximadamente 287 000 toneladas.


TRANSPORTE

Una estrategia fundamental para reducir el impacto ambiental del consumo de combustibles fósiles, es mejorar su calidad. Esto signiica esencialmente redu-cir la cantidad de impurezas, sobre todo su contenido de azufre. Para México, ésta es una medida primordial, pues el contenido de azufre en el crudo mexica-no es relativamente alto. Aunque costosa en principio, esta estrategia tiene im-portantes beneicios, como puede verse a continuación.

Dado que la presencia de estos contaminantes, como se mencionó ante-riormente, tiene importantes efectos adversos, se estima que esta reducción de emisiones redundará a su vez en importantes beneicios en la salud de la pobla-ción. El estimó que la mejor calidad del aire atribuible a esta medida evita-rá, como se muestra en la tabla 3, 56 000 muertes por mortalidad prematura, 165 000 casos de bronquitis crónica y alrededor de 78 millones de días labora-bles que no se perderán por causa de enfermedades respiratorias, con datos basados en información del Instituto Nacional de Salud Pública.

Fuente: INE, 2005.

Figura 3. Reducción en las emisiones contaminantes, derivada de la reducción de azufre en gasolina y diesel, 2006-2020.

1.E + 06

8.E + 05

6.E + 05

4.E + 05

2.E + 05

0.E + 00

1.E + 06

8.E + 05

6.E + 05

4.E + 05

2.E + 05

0.E + 00

4.E + 04

3.E + 04

3.E + 04

2.E + 04

2.E + 04

1.E + 04

5.E + 03

0.E + 00

1.E + 04

8.E + 03

6.E + 03

4.E + 03

2.E + 03

0.E + 00

Ton/

año

Ton/

año

Ton/

año

Ton/

año

Hidrocarburos(HC)

Óxidos de nitrógeno(NOx)

Bióxido de azufre(SO

2)

Partículas menores a 2.5 µm(PM2.5)

2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020

2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 20202006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020

28%

50%

45%

91%


IMPACTOS GLOBALES, EMISIONES DE GEI Y CAMBIO CLIMÁTICO

El efecto invernadero es un fenómeno atmosférico natural que ocurre cuando el bióxido de carbono (CO2 ) y otros gases atrapan la energía radiante del Sol relejada por la supericie terrestre e impiden que escape al espacio. Este fenó-meno permite mantener templada la temperatura del planeta y es fundamental para la existencia de la vida tal como la conocemos. Se estima que sin el efecto invernadero la vida en la Tierra no sería posible, ya que la temperatura prome-dio sería de alrededor de –13 °C.

Sin embargo, a partir de la revolución industrial, y sobre todo durante el gigantesco despliegue económico del siglo xx, que condujo a la formación de las modernas sociedades industriales orientadas hacia la producción y el con-sumo, la concentración de CO2 en la atmósfera, así como la de otros gases con efectos semejantes, denominados por ello “gases de efecto invernadero” (g) comenzó a crecer en forma acelerada.

Dado que la presencia creciente de CO2 en la atmósfera es consecuencia directa del uso de combustibles fósiles, puede considerarse que la intensiica-ción del efecto invernadero y el aumento paulatino de la temperatura media en el planeta son relejo de un impacto global por el uso intensivo y creciente de energía en las sociedades modernas.

Aunque ha sido discutida durante algún tiempo, actualmente existe evi-dencia cientíica concluyente de que la quema de combustibles fósiles, así como el efecto equivalente ocasionado por otras actividades humanas como la defo-restación, constituyen la causa esencial del aumento de g en la atmósfera, y por ende la fuerza motriz del fenómeno global y complejo que se ha denomina-do cambio climático.

Tabla 3. Beneicios acumulados por la reducción de azufre en gasolina y diesel, 2006-2030

• Mortalidad prematura 56 000 • Morbilidad: bronquitis crónica 165 000 • Productividad: días laborables incompletos y días de trabajo perdidos 78 millones

Fuentes: Instituto Nacional de Salud Pública; INE, 2005.


CONTRIBUCIÓN RELATIVA DE MÉXICO A LAS EMISIONES DE GEI

De acuerdo con el Inventario Nacional de Emisiones g, 2006 (preliminar), nuestro país emite anualmente un total estimado de 711.6 millones de tonela-das de CO2 equivalente, es decir de CO2 y de los otros g, considerados en una misma unidad de cuenta.

Por otra parte, según el documento “CO2 Emissions from fuel combustion. Highlights”,1 las emisiones de México en el año 2007 fueron de 437.9 millones de toneladas de g (considerando sólo emisiones por combustibles fósiles). Además deben considerarse las emisiones equivalentes originadas por la deforestación.

Estas cifras, consideradas en el contexto mundial, indican que México aporta 1.51% del total mundial, ocupa el lugar 11 por el volumen total de emi-siones y la posición 72 por emisiones per cápita, con 4.14 ton de CO2-eq. De igual forma, cuando se considera el total de emisiones acumuladas durante el periodo 1950 a 2000, se concluye que México ocupa el lugar 15 por emisiones derivadas de la generación y el uso de energía, y el 16 por deforestación.

A continuación se muestra gráicamente el lugar que ocupa México en el contexto global de los principales países emisores de g, así como la magnitud relativa de estas emisiones.

1 International Energy Agency (), 2009.

Figura 4. Los 25 países o regiones con mayores emisiones de GEI.

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EL INFORME STERN SOBRE LA ECONOMÍA DEL CAMBIO CLIMÁTICO

Preparado bajo la dirección del economista Nicholas Stern, por encargo del gobierno del Reino Unido, el llamado Informe Stern sobre la economía del cambio climático (Stern Review on the Economics of Climate Change) consti-tuye un hito histórico al ser el primer trabajo de este tipo, encargado por un gobierno a un economista. Publicado en octubre de 2006, el informe se centra en la evaluación del impacto del cambio climático sobre el conjunto de la eco-nomía mundial.

En este contexto, las conclusiones del Informe Stern resultan fuertemente perturbadoras, por decir lo menos, y urgen a los líderes mundiales a la acción inmediata:

• El cambio climático es la mayor falla de mercado que el mundo haya conocido.

• Los riesgos de pérdidas económicas son equivalentes a los de las grandes guerras del siglo xx, o la Gran Depresión de los años treinta.

• Costo de inacción: de 5 a más de 20% del pb global• Costo de estabilización de concentraciones 450-550 ppm de CO2-eq: 1%

del pb global• A nivel global: el sector eléctrico debería descarbonizarse a 60% en 2050

para no rebasar 550 ppm CO2-eq

Un siglo de calentamiento global. Tres escenarios

En su prospección de los cursos de acción a futuro, el Informe Stern utiliza un modelo con tres contextos de referencia para realizar la evaluación de las estra-tegias posibles, así como la estimación de los impactos económicos. De acuer-do con el informe, las premisas de estos tres escenarios son las siguientes:

• Una amplia conciencia medioambiental y un compromiso de desarrollo sustentable.

• Un rápido y exitoso desarrollo económico mundial, y se reduce la brecha entre las naciones ricas y pobres.

• Cada nación actúa sin tener en cuenta a las otras, lo que da por resultado una separación muy marcada entre países ricos y pobres.


CUARTO INFORME DE EVALUACIÓN DEL IPCC

El Panel Internacional de Cambio Climático (p) fue creado en 1988 por la Organización Meteorológica Mundial (mm), y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (pm). Es un órgano de consulta constitui-do por centenares de expertos, abierto a todos los países miembros del pm y de la mm.

Conforme a su mandato, el p ha presentado, a partir del año 1990, in-formes técnicos de evaluación, los cuales reúnen en forma sistemática, ordena-da y crítica la mejor información cientíica disponible sobre cambio climático. Se han publicado evaluaciones posteriores en los años 1995, 2001 y 2007.

Tras la última reunión del p, celebrada en Bangkok en mayo de 2007, se presentó el Cuarto Informe de Evaluación del p, que incorpora las conclu-siones de los tres grupos temáticos de trabajo. En los recuadros 1, 2 y 3 se pre-sentan las aportaciones de los grupos de trabajo I, II y III.

Recuadro 1. Aportaciones del Grupo de Trabajo I-IPCC

La ciencia del cambio climático

• La concentración de CO2 se debe principalmente a la quema de combustibles fósiles y al cambio de uso del suelo.• A pesar de que las concentraciones de todos los GEI y aerosoles se mantuvieran a

niveles del año 2000, se esperaría un incremento de 0.1 °C por década.• Los ciclones tropicales serían más intensos, con mayor cantidad de lluvia y velo-

cidad del viento.• Es muy probable que las ondas de calor sean más frecuentes.• Once de los pasados doce años (1995-2006) se ubican entre los más cálidos

registrados desde 1850.• Las observaciones de la temperatura promedio del océano desde 1961 muestran

que se ha incrementado hasta profundidades de 3 000 m y el océano ha absorbi-do más de 80% del calor adicional.

Recuadro 2. Aportaciones del Grupo de Trabajo II-IPCC

Impactos, adaptación y vulnerabilidad

• Es muy probable que los recursos hídricos se vean disminuidos (entre 10 y 30%) en regiones de latitudes medias y en el trópico húmedo.• Los ecosistemas experimentarán pérdida de especies (entre 20 y 30% de las espe-

cies amenazadas).(continúa)


MITIGACIÓN EN EL SECTOR ENERGÍA

Las estrategias de mitigación tienden a reducir la generación de emisiones. Algu-nas de ellas implican cambios tecnológicos, mientras que otras se dirigen esen-cialmente al establecimiento de mejores prácticas de uso de la energía; por otra parte, existen opciones que involucran ambos aspectos a la vez, como el secues-tro de carbono. En conjunto representan una oportunidad importante para la reducción de emisiones globales. La igura 5 ilustra el potencial de mitigación para algunas estrategias aplicables a la sustitución de combustibles fósiles.

Recuadro 3. Aportación del Grupo de Trabajo III-IPCC

Mitigación del cambio climático

• Entre 1970 y 2004, las emisiones de los seis gases de efecto invernadero han au-mentado en 70% (24% desde 1990).• En 2004, los países desarrollados, con 20% de la población mundial, producían

46% de las emisiones globales de GEI.• Se asienta que para lograr una estabilización en las concentraciones de 445 a 535 ppm

de CO2-eq, el costo sería inferior a 3% del PIB global.• El aumento en las emisiones de GEI del sector transporte es de los más altos entre

los sectores consumidores inales de energía.• Se proyecta que el consumo de biocombustibles, como aditivos o sustitutos para

la gasolina y el diesel, crecerá en los próximos años para llegar a 3% del total de combustibles usados por el sector transporte en 2030.• Los sectores agrícola y forestal también tienen potencial para abatir emisiones. En el

forestal, más de 65% del potencial de mitigación está localizado en los trópicos, y 50% del total puede lograrse reduciendo la deforestación y la degradación de los bosques.

Recuadro 2. (Concluye)

• Si se presenta un aumento global menor de 3 °C, es probable que la productividad agrícola se incremente en latitudes altas. En latitudes bajas, los decrementos en esta productividad se pueden dar aun con cambios locales de temperatura me-nores (entre 1 y 2 °C).• En áreas de climas secos, el cambio climático puede conducir a la salinización y

desertiicación de las tierras agrícolas.• El aumento en las temperaturas de los océanos de la región tendrá efectos nega-

tivos en los arrecifes coralinos y en las pesquerías regionales. • Los cambios en los patrones proyectados de lluvia y la posible desaparición de los

glaciares afectarán la disponibilidad de agua para consumo humano, la agricultura y la generación de energía eléctrica.


OPORTUNIDADES DE PROYECTOS MDL

El Mecanismo de Desarrollo Limpio (m) es un instrumento del Protocolo de Kyoto para facilitar el inanciamiento de proyectos de mitigación de emisiones de g en los países en desarrollo. El procedimiento consiste en inanciar pro-yectos que reduzcan emisiones de g, dándoles la opción de transformar estas reducciones en certiicados de reducción de emisiones (, Certiied Emis-sion Reductions), mejor conocidos como bonos de carbono. Estos bonos son posteriormente adquiridos por los países desarrollados para cumplir sus pro-pias cuotas de reducción de emisiones.

México no ha aprovechado todo el potencial de generación de proyectos para el m y los esfuerzos institucionales en esta materia han sido modestos comparados con países como India, China, Brasil y Chile. Algunos ejemplos de iniciativas para proyectos m en México son los siguientes:

• Pemex ha irmado un acuerdo con las empresas Ecosecurities y Statoil para la compra venta de certiicados de reducción de emisiones asociados al m. La iniciativa incluye tres proyectos para reducir las emisiones de g, me-diante el aumento de la eiciencia térmica de las calderas y el cambio de trampas de vapor en las reinerías de Salina Cruz, Oaxaca, y de Salamanca, Guanajuato.

Figura 5. Tecnologías que pueden reducir las emisiones globales de CO2 por combustión.

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1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050

Ahorro de energía Cambio de combustibles fósiles

Caso de reducción de emisionesSecuestro de carbonoEnergía nuclear

Energías renovables

Emis

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• Asimismo, Pemex está considerando un proyecto para eliminar la quema de gas en el campo petrolero Tres Hermanos, en el estado de Veracruz. Statoil prepara las gestiones para registrar este proyecto, generador de bonos de car-bono, ante las instancias correspondientes.

• La f por otra parte, está preparando para el m la introducción de tres turbinas de ciclo combinado en Tula que reemplazarían a dos de las actua-les plantas termoeléctricas que queman combustóleo.

ESTRATEGIA NACIONAL DE CAMBIO CLIMÁTICO2

La Estrategia Nacional identiica las líneas prioritarias de investigación y gene-ración de conocimiento, entre las que destacan: potencial de ahorro y eiciencia energética a escalas nacional, estatal y local; potencial para la instrumentación de normas de eiciencia energética en sectores clave de la economía nacional; análisis económico de programas y medidas de eiciencia energética con perio-dos de amortización por disminución del consumo; oportunidades para la nor-malización energética en el sector vivienda; oportunidad para ampliar el alcan-ce de los programas de eiciencia energética del Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica (Fide), y viabilidad técnica y inanciera de la instrumentación de programas de eiciencia energética del Fide en otros sectores.

Si se da continuidad a las normas actuales de la Conae y se impulsa el desa-rrollo e instrumentación de nuevas normas de eiciencia energética, en un es-cenario prospectivo, el potencial de mitigación propone alcanzar gradualmente reducciones de hasta 24 millones de toneladas de CO2-eq por año en 2014.

El potencial de ahorro por la adopción de medidas de eiciencia en equipos y en el diseño de casas es muy alto ya que la gran demanda de vivienda en nues-tro país elevará el consumo de energía y las emisiones de g de este sector. El Consejo Nacional de Población (Conapo) señala que el número total de hoga-res en México en 2005 fue 26.1 millones y se espera que en 2030 esta cifra sea de 41.7 millones. En países desarrollados, entre 35 y 40% del uso de la energía primaria se consume en ediicios. Dicha cifra se aproxima a 50% cuando se consideran los consumos de energía para su construcción y la infraestructura para servicios.3

2 Comisión Intersecretarial de Cambio Climático (), Estrategia Nacional de Cambio Cli-mático, 2007.

3 Transición hacia un futuro basado en las fuentes renovables de energía. Sociedad Interna-cional de Energía Solar (), 2005.


Entre las acciones más relevantes en materia de eiciencia energética hace-mos referencia al programa nacional para la sustitución de refrigeradores y ai-res acondicionados con 10 o más años de uso por equipos nuevos ahorradores de energía y altamente eicientes, y al programa de alumbrado residencial que traza como meta para el año 2014 que no se puedan fabricar ni comercializar focos que no cumplan la norma de eiciencia energética. Se estima que al alcan-zar esta meta el país podría ahorrar alrededor de 17 millones de toneladas anuales de CO2-eq. La tabla 4 ilustra el escenario deseado con el uso exclusivo de focos luorescentes.

En México existen más de 200 millones de focos incandescentes, de los cuales cada año se sustituye aproximadamente una tercera parte. Si considera-mos que generar la energía eléctrica que consume cada uno de ellos supone la emisión a la atmósfera de cuatro veces más emisiones de g que la de un foco luorescente, encontramos que la iluminación doméstica es una excelente área de oportunidad para la reducción de estas emisiones.

Mediante el apoyo con instrumentos como el Proyecto Piloto de Sustitu-ción de Focos para el Ahorro de Energía en el sector residencial, operado por el Fide, así como con la actualización de la normatividad correspondiente en el área de eiciencia energética, se busca sustituir gradualmente la utilización de focos incandescentes por focos ahorradores.

Por otro lado, existe una gran oportunidad de mitigación de emisiones en México mediante varios proyectos de m. En el área de hidrocarburos se im-pulsan iniciativas para la cogeneración y cambios de combustibles. Pemex ha irmado acuerdos con las empresas Ecosecurities y Statoil para la compraventa de certiicados de reducción de emisiones () de bióxido de carbono, asocia-dos al m de acuerdo con el esquema del Protocolo de Kyoto. En este caso, como ya se dijo, Pemex ejecutaría tres proyectos para reducir las emisiones de

Tabla 4. Programa de alumbrado residencial

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Focos enfuncionamieto

(millones)

IncandescentesFluorescentes

206 11

212 13

204 27

183 55

148 97

85167

20239

0266

Venta de focos(millones)

IncandescentesFluorescentes

60 29

61 30

50 43

39 58

26 73

0102

0104

0107

Porcentaje de reducción en la venta de focos incandescentes 0 0 20 40 60 100 100 100


g, mediante el aumento de la eiciencia térmica de las calderas y el cambio de trampas de vapor en las reinerías de Salina Cruz y de Salamanca; habrá un proyecto más, para eliminar la quema de gas en el campo petrolero Tres Her-manos, en el estado de Veracruz. Se realizará la gestión requerida para registrar este proyecto, generador de bonos verdes, ante las instancias internacionales. En el caso de la f se preparan, para el m, la introducción de tres turbinas de ciclo combinado en Tula que reemplazarían a dos de las actuales plantas termoeléctricas que queman combustóleo.

CONCLUSIONES

Ya que México depende en gran medida de los combustibles fósiles, su consu-mo de hidrocarburos se encuentra por arriba del consumo promedio de los países miembros de la . La magnitud de emisiones de g en México constituye a la vez un reto y una variedad de oportunidades para el sector ener-gético. El reto consiste en conformar un sector más sustentable, por lo que es indispensable reducir el volumen de emisiones de g sin comprometer el cre-cimiento económico y la seguridad energética. Una oportunidad inmediata es la reducción de grandes volúmenes de emisiones con sólo eliminar los subsi-dios a las gasolinas y homologar su precio al de los combustibles de otros paí-ses. Otra oportunidad se encuentra en la promoción del uso de fuentes renova-bles de energía, donde México posee un gran potencial. Las fuentes renovables de energía, además de reducir las emisiones de g, impulsar la conservación de recursos fósiles y producir cobeneicios derivados de menores impactos am-bientales, se convertirían en un motor de desarrollo regional. La reducción del consumo de energía en ediicaciones, en particular en el sector vivienda de México, representa una de las áreas de mayor oportunidad de mitigación de emisiones de g.

En diversos foros internacionales, México ha manifestado su disposición para asumir compromisos voluntarios de reducción de emisiones de g, por lo que resulta fundamental evaluar medidas, programas y acciones de miti-gación, así como sus costos y los beneicios adicionales posibles. Como parte de ese esfuerzo, el lleva a cabo estudios de mitigación de emisiones de g y participa en grupos técnicos nacionales e internacionales sobre el tema, con el propósito de fortalecer la capacidad técnica del gobierno federal en la materia y aportar elementos técnicos a quienes toman decisiones relativas a nuestro país.


La información generada es útil tanto para la deinición de las posturas de México en las negociaciones internacionales como para los compromisos vo-luntarios de mitigación de emisiones de g, así como para el diseño de políti-cas nacionales. Por lo anterior, se debe fomentar la evaluación de opciones de mitigación en los sectores clave, identiicados por los Inventarios Nacionales de Emisión de g, así como sus cobeneicios y las opciones identiicadas en la Estrategia Nacional de Cambio Climático de nuestro país.

Sin duda, será fundamental desarrollar metodologías para calcular el coei-ciente de emisión adecuado y, así, determinar las reducciones de g atribuibles a proyectos de mitigación en el sector energético. Finalmente, resulta impres-cindible fortalecer la modelación del impacto económico de las medidas, los programas y las políticas de mitigación de emisiones de g en el sector ener-gético, en particular las relativas a los hidrocarburos, y así poder contar con un desarrollo energético sustentable.

201

IMPACTO AMBIENTAL DE LA GEOTERMIA

Pablo Mulás del Pozo*

INTRODUCCIÓN

Los sistemas geotérmicos tienen su origen en el calor interno de nuestro plane-ta. La corteza terrestre tiene un espesor del orden de 30 km, pero existen dis-continuidades y isuras en la misma que llevan el magma, que es roca fundida, a puntos más cercanos de la supericie. En general, el gradiente normal de tem-peratura en la corteza terrestre es del orden de 30 °C por cada kilómetro de profundidad; sin embargo, en algunos lugares donde el magma se acerca más a la supericie debido a las isuras u otros defectos, este gradiente aumenta; a esto se le denomina anomalía térmica.

Si además de este fenómeno existe un acuífero con una formación geológi-ca en su parte superior que actúe como sello, la temperatura del líquido será mucho mayor que la que se tendría si no hubiera anomalía térmica. Este siste-ma se denomina yacimiento geotérmico hidrotermal.

Existen dos tipos de yacimientos geotérmicos hidrotermales, los de vapor dominante y los de líquido dominante. En los primeros, al perforar el pozo, éste produce un luido de una sola fase, que es vapor. En el segundo, el líquido caliente que ingresa a la tubería del pozo y sube hacia la supericie se empieza a evaporar al reducirse la presión cuando se va acercando a la supericie, creando un lujo de dos fases, es decir una mezcla de salmuera y vapor, como se muestra en la igu-ra 1. Un ejemplo es nuestro campo geotérmico estrella, el de Cerro Prieto. En ciertos casos, la presión se mantiene en la tubería del pozo de manera que no exista este cambio de fase y el líquido caliente pasa por un intercambiador de ca-lor, calentando un luido de trabajo antes de ser reinyectado a través de otro pozo.

La mayor concentración de yacimientos geotérmicos se localiza en zonas volcánicas, las cuales, a su vez, se encuentran cerca de las zonas donde se hun-

* Instituto de Investigaciones Eléctricas y Consejo Mundial de Energía, Capítulo México, A.C.


den las placas tectónicas, una de las cuales se muestra esquemáticamente en la igura 2.

Como se observa en la igura 3, los volcanes se encuentran en las fronteras de las placas tectónicas. Además, en estas zonas se encuentran las regiones

Figura 1. Sistemas geotérmicos hidrotermales.

Figura 2. Diagrama del movimiento de las placas oceánicas y continentales.

Figura 3. Placas tectónicas.


geotérmicas de mayor temperatura, como se muestra en la igura 4. Las ano-malías térmicas también se presentan en el resto de la corteza terrestre aunque con menor densidad. Cabe aclarar que para que exista el yacimiento geotérmi-co hidrotermal es necesaria la coincidencia f ísica de un acuífero y una anoma-lía térmica, por lo que su probabilidad de ocurrencia no es muy alta. Las ano-malías térmicas se presentan con mayor frecuencia.

APLICACIONES

La energía geotérmica se aprovecha mayormente en la generación de energía eléctrica a partir de sistemas geotérmicos hidrotermales de alta temperatura, superior a 200 °C. En la actualidad existen 9 733 MW eléctricos instalados en el mundo.1 México ocupa el cuarto lugar en cuanto a capacidad instalada con 960 MW. En cuanto a las aplicaciones no eléctricas, se estima una utilización del orden de los 100 GW térmicos.2

1 Prospectiva del Sector Eléctrico, 2008-2017, México, Secretaría de Energía.2 he Future of Geothermal Energy, he MIT Press, 2006, pp. 1-9.

Figura 4. Regiones geotérmicas de mayor temperatura.

IMPACTO AMBIENTAL DE LA GEOTERMIA 205

La forma usual para aprovechar la energía geotérmica se muestra esque-máticamente en la igura 5. Se separa la mezcla vapor-salmuera en la boca del pozo y se reinyecta la salmuera o se utiliza parte de su energía, ya que todavía está caliente, en otras aplicaciones; el vapor se envía a un turbogenerador para producir electricidad. Los luidos hidrotermales de baja temperatura, menor a 200 °C, pueden utilizarse de muchas maneras.

En la igura 6 se ve un ejemplo de cómo aprovechar de forma integral un yacimiento geotérmico de baja temperatura, para el acondicionamiento am-biental, en invernaderos o en la industria procesadora de alimentos.

Un uso reciente de la energía geotérmica, que ha crecido mucho en los últimos tiempos, consiste en utilizar la tierra alrededor de una ediicación como intercam-biador de calor de una bomba de calor para el acondicionamiento ambiental en vi-viendas. En este caso, la tierra alrededor de la ediicación actúa como sumidero o fuente de calor dependiendo del modo de operación de la bomba. En verano, cuan-do hay que bajar la temperatura interna de la ediicación, la bomba extrae energía del interior y la desecha al exterior, la tierra donde se encuentra instalado el inter-cambiador de calor. En invierno, el proceso es inverso, con la bomba se extrae ener-gía de la tierra y se inyecta al interior de la ediicación. Si el intercambiador de calor se entierra a algunos metros de profundidad cerca de la ediicación, por ejemplo en el sótano o en el jardín, donde la temperatura es más o menos constante a lo largo del año, la eiciencia del sistema mejora mucho en comparación con la que se obtie-ne cuando se usa la atmósfera como sumidero o fuente de calor. Esto se debe a la

Figura 5. Diagrama esquemático de una planta de generación de energía eléctrica para un yacimiento geotérmico de alta temperatura.


temperatura más o menos constante de la tierra, mientras que, en el segundo caso, la atmósfera tiene temperaturas que tienden a reducir la eiciencia del sistema.

Hoy se invierte una gran cantidad de esfuerzo y de dinero en desarrollar comercialmente lo que se llama sistemas de geotermia avanzada, que en inglés se conocen como enhanced geothermal systems. Estos sistemas son sitios don-de se encuentra una anomalía térmica mas no se presenta el acuífero, por lo que no se tiene un sistema hidrotermal convencional. Lo que se propone es extraer el calor de la roca, perforando dos pozos cercanos uno del otro y frac-turando el espacio entre los dos, de manera que por uno se inyecta el luido frío y por el otro sale el luido caliente.

Recientemente, un panel de expertos estimó que para 2050 esta tecnología podría proveer del orden de 100 000 MW-e (megawatts eléctricos) en EUA,3 considerando que la energía térmica almacenada en la franja de entre 3 y 10 km de profundidad es de 14 millones de EJ (exajoules) y que el recurso recuperable estimado es del orden de 2.8 millones de EJ. En 2005, Estados Unidos consumió un total de 100 EJ.4

3 he Future of Geothermal Energy, he MIT Press, 2006, pp. 1-9.4 Ibid.

Figura 6. Diagrama esquemático de aprovechamiento integral de un yacimiento geotérmico de baja temperatura.


La igura 7 presenta un diagrama esquemático de las distintas formas de aplicación de las bombas de calor geotérmicas para acondicionar el ambiente en ediicios.

EMISIÓN DE CONTAMINANTES

La generación de productos contaminantes durante la explotación de yaci-mientos geotérmicos es muy variable, ya que depende del entorno geológico en el que se encuentren. Como ejemplo, en la tabla 1 se comparan los valores de los principales contaminantes en los luidos de dos yacimientos geotérmicos en México.5,6

Figura 7. Diagrama esquemático de bombas de calor geotérmicas en ediicaciones.

5 E.H. Tello et al., Chemical and isotopic study to deine the origin of acidity in the Los Hu-meros geothermal reservoir, en International Atomic Energy Agency, Use of Isotope Techniques to Trace the Origin of Acidic Fluids in Geotermal Systems, Viena, 2005 (, 1448), pp. 97-110.

6 E. González-Partida et al., Applied Geochemistry 20, 2005, pp. 23-39.

Tabla 1. Concentración de contaminantes en los luidos de los pozos geotérmicos

Fase líquida Los Humeros Los Azufres

Boro (mg/lt) 67 - 3 169 0.0 - 917.9 Arsénico (mg/lt) 0.5 - 73.6 0.4 - 58.0 Rubidio (mg/lt) — 0.0 - 10.4 Cesio (mg/lt) — 0.0 - 18.4

Fase gaseosa

H2S (porcentaje de peso, fase vapor) 0.036, 0.21 0.001, 0.021 CO2 (porcentaje de peso, fase vapor) 1.71, 4.24 0.24, 12.84


En la tabla 2 se compara el valor promedio de las emisiones de bióxido de carbono (CO2) para la generación eléctrica basada en la geotermia con el que se da en la generación eléctrica cuando se usan los tres combustibles fósiles más comu-nes (gas natural, petróleo y carbón).7 Como se observa, en el mejor de los casos, la geotermia produce una sexta parte del CO2 que genera el gas natural.

En la tabla 3 se presentan las emisiones de CO2 en las aplicaciones del uso de la geotermia de baja temperatura, las cuales son pequeñas.8 Dependiendo del contenido de carbonatos en el luido geotérmico, éstas varían entre 0 y 1 g de CO2/kW-t/h.

En cuanto a la generación eléctrica a partir de la geotermia, como muestra la tabla 4, su crecimiento será muy importante si se considera un entorno do-minado por el fenómeno del cambio climático.

En la igura 8 se presentan proyecciones estimadas de las aplicaciones tér-micas de la utilización de recursos geotérmicos. Puede observarse la importan-cia del uso de bombas de calor para acondicionamiento ambiental en compara-ción con otras aplicaciones.

La geotermia, una de las fuentes renovables de energía, presenta grandes ventajas sobre otras. La disponibilidad del recurso no es intermitente. Esto la

Tabla 3. Emisiones de CO2 en aplicaciones de sistemas geotérmicos de baja temperatura

Sistema de calentamiento distrital

Reykjavik, Islandia 0.05 mg CO2/kW-t/h Beijing, Tianjin y Xianyang, China < 1g CO2/kW-t/h

Tabla 2. Emisiones promedio de CO2 para la generación eléctrica (geotermia de alta temperatura) en EUA

g de CO2/kW/h

Geotermia 91 Gas natural 599 Petróleo 893 Carbón 955

7 8 I. Fridliefsson et al., he possible role and contribution of geothermal energy to the miti-gation of climate change, en O. Hohmeyer y T. Trittin (eds.), ipcc Scoping Meeting on Renewable

Energy Sources. Proceedings, Lübeck, Intergovernmental Panel on Climate Change, 2008.


hace muy coniable y por lo tanto fácilmente despachable en un sistema eléctri-co. La generación de contaminantes es manejable y empleando ciertas tecnolo-gías se reduce a casi cero. Estas consideraciones le dan ventajas signiicativas a su utilización, para asegurar una oferta energética adecuada en un entorno en el que la fuerza principal de cambio es el fenómeno del cambio climático.

Tabla 4. Proyecciones de crecimiento de la generación geotermoeléctrica

Capacidad instalada Producción elécrtica Capacidad plantasAño GW GW/h/año geotérmicas (porcentaje)

2010 11 74 669 772020 24 171 114 812030 46 343 685 852040 90 703 174 892050 140 1 103 760 90

Figura 8. Escenario del crecimiento del uso directo de bombas de calor geotérmicas.

6 000

5 000

4 000

3 000

2 000

1 000

0

PJ/a

ño

2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060

Bombas de calor geotérmicas

Total de aplicaciones no eléctricas

Usos directos no geotérmicos

211

ENERGÍA SOLAR PARA EL DESARROLLO SUSTENTABLE

Manuel Martínez y Julia Tagüeña*

INTRODUCCIÓN

Empecemos por deinir la sustentabilidad. Según Urquidi (1996), el desarro-llo sustentable es el que se lleva a cabo sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades, manteniendo la igualdad dentro de cada generación. Es importante resaltar, en esta deini-ción, que no sólo nos tenemos que preocupar por las generaciones futuras, también tenemos que buscar la equidad en la nuestra. La pregunta entonces sería ¿puede el sector energético mexicano apoyar el desarrollo sustentable del país?

Para lograr esta meta sin duda hay que cambiar las políticas de desarrollo nacionales. Tiene que haber nuevos paradigmas, que necesariamente deben contemplar una reducción en el uso de energía de origen fósil, como el petróleo y el gas natural, y reasignar estos recursos al uso de energías renovables poco contaminantes. Hace falta también desarrollar y emplear nuevas tecnologías para rescatar nuestros contaminados suelos, atmósfera y agua y proteger la bio-diversidad. Todo esto conducirá a nuevas normas para el consumo de energía de la población.

Entre estos cambios, y como lo mostraremos en este artículo, el uso ma-sivo de la energía solar es imprescindible para que nuestra sociedad alcance el desarrollo sustentable. La radiación solar es la fuente limpia de energía más importante de nuestro planeta. Un tercio de la energía total que se usa en el mundo es en procesos de calentamiento, por ejemplo para el confort en las viviendas. La energía solar produce calor de proceso y es por lo tanto un sustituto evidente del petróleo y del gas que se usa para calentar y enfriar. Es una energía renovable, es decir, su tasa de consumo es menor a su tasa de

* Centro de Investigación en Energía, Universidad Nacional Autónoma de México.


generación, y tiene un reducido impacto negativo en el ambiente. Según el proceso de conversión de la energía solar a energía útil, la primera se divide en sistemas fotovoltaicos, utilizados para producir electricidad directamen-te, y sistemas fototérmicos, que se usan para producir calor y electricidad. La radiación solar en México es muy abundante y eso lo hace un país ideal para su aprovechamiento. La gran mayoría de las aplicaciones de la energía solar poseen viabilidad técnico-económica y tienen efectos positivos en as-pectos sociales, como la creación de empleos por unidad de energía produ-cida. Además, la mayoría de las aplicaciones de la energía solar requieren un conocimiento tecnológico que está al alcance de nuestra industria en todas sus etapas.

Empezaremos por describir brevemente los diferentes sistemas solares, después haremos una comparación entre la producción nacional y la mundial de energía, discutiremos dos estudios de caso y concluiremos presentando los problemas y los beneicios del uso de la energía solar en nuestro país.

SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

La relación entre la luz y la producción de corriente eléctrica, llamada efecto fotovoltaico, fue descrita por Henri Becquerel en 1823; pero no fue sino hasta el descubrimiento del transistor en 1948 cuando fue posible construir una celda solar, ya que se requieren uniones de semiconductores. La tecnología de los módulos fotovoltaicos se desarrolló en los años cincuenta, cuando in-vestigadores de los laboratorios Bell patentaron la celda de silicio cristalino, en 1955. En 1958 se usaron exitosamente en aplicaciones espaciales. Sin em-bargo, las celdas solares se producen en gran escala sólo a partir de los años ochenta.

Un sistema fotovoltaico tiene además de módulos fotovoltaicos, también llamados paquetes adecuados de celdas solares, cableado, una batería y un con-trol de carga, de manera que almacenan la energía producida (véase la igura 1). Algunos tienen también un sistema de movimiento para que los módulos sigan al Sol. La tecnología fotovoltaica permite transformar luz solar directamente en corriente eléctrica sin dispositivos móviles. Los sistemas fotovoltaicos permiten llevar corriente eléctrica a un dispositivo o a la red.

Los sistemas fotovoltaicos son lexibles y modulares. La tecnología todavía puede mejorarse en escala y tamaño para conectarse a la red eléctrica, y com-plementarse con otros sistemas energéticos y de almacenamiento. La ventaja es

ENERGÍA SOLAR PARA EL DESARROLLO SUSTENTABLE 213

que las celdas solares, en su operación, no producen gases invernadero u otro tipo de emisiones y no hacen ruido. Se sigue usando como material principal, en alrededor de 90%, el silicio, tanto poli como mono cristalino. Asimismo, se ha avanzando mucho en la elaboración de celdas a base de películas delgadas, como las de teluro de cadmio o de cobre-indio-selenio, pero siguen sin despe-gar a gran escala las de silicio amorfo (, 2006).

Algunos autores han establecido un posible camino para el desarrollo de la eiciencia y reducir el costo de este tipo de celdas según el material del que se producen. Se espera que una de las aplicaciones de la nanotecnología sea la fabricación de celdas solares lexibles y de bajo costo. Se han usado políme-ros conductores y nanotubos de CdS y CdTe, pero aún es un desarrollo incipiente.

Una de las preguntas más frecuentes es si el costo de la electricidad gene-rada por sistemas fotovoltaicos será competitivo para la generación masiva de electricidad. Algunos estudios muestran que cada país de Europa tiene y tendrá diferentes precios de la electricidad entregada en los hogares, dependiendo de la diversiicación energética que posean (, 2008). Sin embargo, este estudio también indica que sí existirá un punto de equilibrio y a partir de cierto mo-mento esta forma de generar electricidad será competitiva, siempre antes del año 2018. Por ejemplo, Italia lo tendrá antes de 2010; Portugal, Suecia y Alema-nia antes de 2016 y España en 2018.

Foto: Archivo del Centro de Investigación en Energía, UNAM.

Figura 1. Panel de celdas solares.


SISTEMAS FOTOTÉRMICOS

El calentamiento solar abarca una gran variedad de tecnologías que van desde el calentamiento pasivo en la arquitectura solar y los colectores planos, hasta llegar a los grandes sistemas de concentración de energía solar. Vale la pena mencionar que un ejemplo de aprovechamiento solar pasivo es simplemente un reloj solar, como ilustra la igura 2, usado con frecuencia en la antigüedad.

Respecto a los sistemas solares convencionales de calentamiento y enfria-miento, la tabla 1 muestra el costo y el indicador de funcionamiento en los ru-bros más generales. El costo óptimo de sistemas que producen calor de proceso


Figura 2. Reloj solar.

Tabla 1. Costo de sistemas de calentamiento y enfriamiento solar

IndicadorTecnología Costo actual de funcionamiento

Calentamiento solar del agua 3 100-7 500 USD/sistema 60-70% fracción solar

Sistema solar combinado 17 300 USD/sistema 20-40% fracción solar

Enfriamiento solar 1.5 a 3 veces el precio de 30-50% ahorro de un sistema convencional energía primaria

Calentamiento pasivo No aumenta el costo 50% de la carga de calentamiento típica

Luz del día No se tiene No se tiene

Fuente: International Energy Agency, 2008.


se da cuando se combinan diversos energéticos secundarios, incluyendo la energía solar. El enfriamiento solar activo se desarrolló en los años ochenta pero nunca ha competido comercialmente con los refrigeradores convenciona-les. Sin embargo, hay un interés renovado en estos sistemas para localidades lejanas y centros agrícolas.

Los sistemas pasivos, incluyendo la iluminación natural, para calentar casas y ediicios pueden tener un costo adicional máximo de 5% del valor de la construc-ción, pero pueden proveer 50% de las necesidades de la carga térmica. En la cons-trucción de casas, los llamados sistemas fototérmicos pasivos han sido utilizados por la humanidad desde los inicios de las diferentes civilizaciones y con ellos se aprovechan correctamente los elementos climatológicos para integrarlos en el diseño arquitectónico. Por ejemplo, hace unos 2 500 años los griegos orientaban sus casas para tener más luz en el invierno y los romanos calentaban sus baños con energía solar. Muchos de los pueblos mesoamericanos tenían una arquitectu-ra que aseguraba el fresco en los tiempos de calor y el aislamiento cuando hacía frío. Así, una vivienda bien orientada y construida con materiales adecuados aprovecha la captación y distribución de la energía solar. Los sistemas activos, en contraposición a los anteriores, emplean en su operación partes móviles, como motores. También pueden incluir sistemas que siguen el movimiento del Sol.

El sistema de colectores planos de calentamiento del agua que se mues-tra en la igura 3, para uso doméstico, se puede comprar desde hace más de


Figura 3. Caracterización de colectores planos para calentamiento de agua.


40 años. Aunque podría mejorarse, se le considera ya una tecnología madu-ra. El funcionamiento del sistema de tubos evacuados es muy similar al de los colectores planos, sólo que operan con vacío, con lo que se reducen las pérdidas. El calentamiento activo del espacio ha estado en el mercado casi el mismo tiempo, pero con menos éxito por ser más caro, debido al sistema de almacenamiento.

Una tecnología también muy consolidada y accesible es la de las estufas solares. Hay básicamente de tres tipos: las parabólicas, en las que se coloca el recipiente que contiene los alimentos en el foco de una parábola; las de va-por, donde un colector plano calienta una pequeña cantidad de agua produ-ciendo vapor que transiere calor a los alimentos, se condensa y vuelve a eva-porarse, repitiendo el ciclo, y las de tipo caja y horno, en las que en una cámara aislada con una ventanilla de un lado penetra la radiación solar utili-zando relectores planos. Un ejemplo se ilustra en la igura 4. Las estufas so-lares permiten cocinar sin necesidad de electricidad, madera, petróleo u otro combustible.

Para lograr temperaturas altas se requieren concentradores solares, tan-to por lentes como por espejos. Estos últimos son los más utilizados y di-rigen la radiación solar a un sitio en particular, y pueden ser los llamados


Figura 4. Estufa solar.


sistemas de torre central. En la igura 5 se muestra un caso en el que la ra-diación es concentrada por medio de un espejo parabólico hacia un punto especíico.

En el caso que ilustra la igura 6, la radiación es desviada hacia un foco li-near por concentradores cilíndricos. Las temperaturas conseguidas sirven para calentar algún luido a 300 °C, que a su vez puede mover una turbina para pro-ducir electricidad.

Se considera que existe un potencial de reducción en los costos nivela-dos de la electricidad así generada (, 2008). En el caso de los concentra-dores parabólicos, 30% de esta reducción podría provenir de una innova-ción tecnológica en los componentes, 17% del escalamiento de las unidades a potencias mayores de 50 MW y 14% al incrementar el volumen de pro-ducción de las unidades. Va a ser competitiva en los hogares europeos antes de 2020.


Figura 5. Concentrador solar parabólico.


GENERACIÓN DE ENERGÍA EN MÉXICO Y EN EL RESTO DEL MUNDO

A continuación compararemos la generación bruta de electricidad producida en el mundo y en México, en GW.h por año. Como muestra la tabla 2, sólo en hidroelectricidad de gran tamaño, bagazo de caña y geotermia tenemos un es-


Figura 6. Concentrador solar cilíndrico.

Tabla 2. Comparativo de la generación bruta de electricidad

Fuente de generación Total mundial GW.h Total México GW.h

Basura municipal 50 961 0Basura industrial 13 386 0Biomasa sólida primaria 136 523 2 574Biogás 21 841 21Combustibles líquidos 2 985 0Geotérmica 57 579 7 299Térmica solar 1 107 0Hidroeléctrica 2 993 892 7 732Fotovoltaicos 1 636 35Marea, olas, océanos 565 0Viento 101 259 14



fuerzo signiicativo, es decir, en las energías renovables tradicionales, por lo que México continúa dependiendo totalmente de los hidrocarburos (, 2005).

En el caso de la generación bruta de calor de proceso, industrial y domésti-ca, en la tabla 3 la comparación es todavía peor, ya que México no ha realizado ningún esfuerzo signiicativo en esta dirección.

TRAYECTORIA TECNOLÓGICA RENOVABLE DEL SECTOR ELÉCTRICO MEXICANO HASTA EL AÑO 2025

A continuación presentamos un estudio de caso en el que se analiza una posi-ble trayectoria tecnológica renovable del sector eléctrico mexicano hasta el año 2025, a partir de una trayectoria tecnológica convencional publicada por la f (Islas et al., 2004). Se ha considerado que diversas fuentes renovables de ener-gía empiezan a abastecer el incremento necesario del consumo energético na-cional para el desarrollo económico de la sociedad, de tal forma que a partir de 2010 el volumen de electricidad generada por energéticos convencionales que-da constante. Para analizar la proyección de los costos incurridos y evitados por el sistema energético integral se utilizó el programa p (Long-Term En-ergy Analysis Programme) en su versión 1995. Se supuso un desarrollo econó-mico moderado con las siguientes tasas anuales de crecimiento: producto in-terno bruto, 4%; población, 1.2%; demanda de energía y de electricidad igual al pb, 4%, y capacidad eléctrica instalada, 3.4%. Se consideró el avance tecnológi-co previsible en las tecnologías renovables al reducir su costo de inversión, y se analizó el funcionamiento individual de cada una de las más de 100 plantas generadoras convencionales que operan en el país, así como el de cada una de las nuevas que entrarían en operación. Los valores considerados en los costos de operación fueron los promedios esperados en el año 2025.

Tabla 3. Comparativo de la generación bruta de calor de proceso

Fuente de producción de calor Total mundial TJ Total México TJ

Basura municipal 157 807 0Basura industrial 83 503 0Biomasa sólida primaria 2 807 0Biogás 12 673 0Combustibles líquidos 3 014 0Geotérmica 11 569 0Térmica solar 139 0



Al calcular así la capacidad total de generación eléctrica anual para México y la participación de cada uno de los energéticos utilizados, por los costos pre-vistos, se tiene un incremento en los primeros años de la hidroelectricidad y los generadores eólicos, aumentando la participación de otras tecnologías renova-bles sólo después de 2015.

En lo que se reiere al volumen de CO2 emitido en cada uno de los escena-rios tecnológicos, oicial/convencional y de transición/renovable, se observa lo siguiente: en el escenario oicial, utilizando masivamente los hidrocarburos, se emite cada vez mayor cantidad de CO2 a la atmósfera, aunque su tasa de creci-miento puede ser menor al cambiar del petróleo al gas natural. Sin embargo, al utilizar masivamente las tecnologías renovables se emite cada vez menos CO2 a la atmósfera e incluso para el año 2020 se puede revertir la tendencia.

En lo que se reiere a la razón beneicio/costo del valor presente neto de todo el sistema energético nacional en función de posibles precios del gas natu-ral, los precios de éste tendrían que ser mayores de 4 dólares de 1997/GJ para que el sistema integral tuviera un beneicio/costo mayor a uno, sin evolución en los costos de las tecnologías renovables. Sin embargo, al considerar reduc-ciones en estos costos publicados en la literatura es posible encontrar tasas beneicio/costo mayores a uno para precios actuales del gas natural. Con ello se hace factible técnica y económicamente la transición energética.

No hay duda de la importancia del uso de las energías renovables sobre las convencionales con relación al cuidado y la preservación del ambiente, pero ¿realmente se avanzará hacia un desarrollo sustentable de nuestra sociedad? La respuesta a esta pregunta es fundamental y se dará mediante el establecimiento de indicadores y un modelo que nos muestren el avance integral de nuestra sociedad.

JERARQUIZACIÓN DE PLANTAS GENERADORAS DE ELECTRICIDAD SEGÚN SU SUSTENTABILIDAD (Roldán y Martínez, 2006)

Para ilustrar la importancia del uso de las energías renovables, presentamos otro estudio de caso, en el que se aplican dos métodos de análisis. El primero es el análisis de ciclo de vida, en el que se analiza el comportamiento de cada planta desde la cuna hasta su sepultura, es decir, desde que se obtienen los materiales para su fabricación hasta que se desecha cuando ha llegado al in de su vida útil. El segundo es el método analítico de jerarquización (m), donde se encuentra un orden prioritario de las plantas con relación a un objetivo co-


mún, la sustentabilidad, en función de diversos criterios indicadores que dei-nen dicha sustentabilidad.

Se seleccionaron nueve tipos de plantas generadoras de electricidad y, como podemos apreciar en la tabla 4, cada una utiliza distinto combustible o energía primaria. Siete de ellas son plantas operadas en México por la f. Las unidades fototérmica y fotovoltaica representan el promedio de algunas que operan en España y en Estados Unidos.

En la igura 7 se muestran los indicadores seleccionados para describir la evolución de la sustentabilidad de una planta generadora de electricidad: cua-tro en el área económica, dos en el área social, dos en el área institucional y cuatro en el área ambiental. Dichas áreas son las que se deben considerar para cualquier evaluación de la sustentabilidad. Se establecieron 10 escenarios para seleccionar el valor de cada indicador, desde enfoques economicistas hasta sólo ambientalistas. En cada escenario, de acuerdo con el método de jerarquización analítica, se pueden obtener valores relativos de la sustentabilidad de las plan-tas para cada área o dimensión de la sustentabilidad. Se aprecia que los valores dependen del sesgo o visión con que se evalúe cada escenario, como se muestra en los dos ejemplos de la tabla 5.

Al integrar las áreas en cada escenario, según el m, se obtiene el orden je-rárquico de las unidades relativo a su sustentabilidad. La tabla 6 muestra el esce-nario donde se aprecia que las plantas más sustentables son las hidroeléctricas y fototérmicas, y las menos sustentables las operadas con gas natural y nucleares.

El resultado global sobre la sustentabilidad relativa de las diez plantas se obtiene al encontrar el valor de la mediana de todos los escenarios posibles. Se

Tabla 4. Plantas generadoras de electricidad seleccionadas

Planta Tipo de energético

Hidroeléctrica 100% hidroeléctrica Carboeléctrica 62% carbón, 38% combustóleo Termoeléctrica-gas natural 100% gas natural; diesel sólo por falla en el suministro (7 días al año en promedio) Eoloeléctrica 100% viento Termoeléctrica combustóleo Combustóleo 550 SSF Nucleoeléctrica Uranio Geotérmica Vapor geotérmico Fototérmica Solar Fotovoltaica Solar

Fuente: Roldán y Martínez, 2006.

Eiciencia energética (operación)

Consumo de energía (construcción y retiro)

Producción energética local (construcción, operación y retiro)

Fracción de la capacidad instalada versus reservas probadas del energético (operación, construcción y retiro)

Intensidad energética (construcción, operación y retiro)

Económico

Generación de empleo (construcción, operación y retiro)

Participación de personas locales en el empleo generado (construcción, operación y retiro)

Social

Dependencia neta de importaciones energéticas (construcción, operación y retiro)

Certiicación de la gestión de la planta (construcción, operación y retiro)

Institucional

Aire (construcción, operación y retiro)

Agua (construcción, operación y retiro)

Suelo (construcción, operación y retiro)

Biodiversidad (construcción, operación y retiro)

Ambiental

Sustentabilidad por tecnología de generación de electricidad

Método multicriterio

Figura 7. Índices seleccionados para el análisis de sustentabilidad de diferentes plantas generadores de electricidad.


considera que son valores aceptables aquellos que están por encima de dicha mediana y se registran los escenarios para cada planta donde esto sucede. Así, como se muestra en la tabla 7, se encuentra que en tres escenarios la energía eoloeléctrica es mejor y sólo en uno la nuclear. Por lo tanto, según el orden je-

Tabla 5. Indicadores de la sustentabilidad de una planta generadora de electricidad

Escenario 7 Escenario 8

Central E S I A E S I A

Hidroeléctrica 0.187 0.415 0.215 0.221 0.058 0.053 0.077 0.063Carboeléctrica 0.042 0.043 0.020 0.224 0.185 0.094 0.194 0.213Eólica 0.243 0.053 0.161 0.250 0.041 0.099 0.018 0.044Gas natural 0.047 0.049 0.021 0.040 0.110 0.075 0.137 0.130Combustóleo 0.047 0.043 0.045 0.036 0.113 0.095 0.1 0.143Geotérmica 0.072 0.042 0.118 0.038 0.068 0.208 0.018 0.070Nucleoeléctrica 0.034 0.039 0.025 0.026 0.316 0.232 0.205 0.218Fotovoltaica 0.139 0.104 0.158 0.157 0.058 0.075 0.067 0.061Fototérmica 0.139 0.212 0.247 0.158 0.052 0.069 0.065 0.059

E = económica; S = social; I = institucional, y A = ambiental.

Tabla 6. Resultado en un escenario posible

Central Sustentabilidad Central Sustentabilidad

Hidroeléctrica 0.28 Combustóleo 0.04Fototérmica 0.27 Carboeléctrica 0.04Eólica 0.18 Gas natural 0.03Fotovoltaica 0.13 Nucleoeléctrica 0.03Geotérmica 0.07

Tabla 7. Resultado de sustentabilidad de las plantas analizadas, de acuerdo con la mediana de los escenarios posibles

Planta Repeticiones

Energía del viento 3 Hidroeléctrica 2 Geotermia 2 Gas natural 2 Fotovoltaica 2 Fototérmica 2 Combustóleo 2 Nuclear 1 Carbón 1


rárquico de sustentabilidad de las unidades estudiadas, la mejor es la eoloeléc-trica y las peores son la nucleoeléctrica y la carboeléctrica.

BENEFICIOS Y BARRERAS DE LAS FUENTES RENOVABLES DE ENERGÍA

Las fuentes renovables de energía (f) tienen diferentes beneicios. En primer lugar, ofrecen seguridad en la oferta energética y no están sujetas a cambios bruscos de precio, como sucede en el caso del petróleo; otro beneicio impor-tante, es que no hace falta una inversión militar en su protección, como se re-quiere actualmente en los pozos petroleros y las nucleoeléctricas. Además, con estas fuentes se favorece el desarrollo rural, por el aprovechamiento de dese-chos agrícolas y porque se puede llevar energía a zonas muy aisladas. También, gracias a la diversiicación de actividades, se generan nuevos empleos. Asimis-mo, a largo plazo, asegura una balanza de pagos favorable. Pero seguramente lo más importante es que son fuentes que reducen la degradación del aire, el agua, la tierra y la biodiversidad, así como la emisión de gases de efecto invernadero que alteran el clima.

Veamos algunos datos sobre los beneicios para el medio ambiente gracias al uso de calentadores solares:

• Cada metro cuadrado de calentador solar puede producir anualmente una cantidad de energía equivalente a 135 kg de gas LP.

• El gas LP equivalente, que no se consumiera en 20 años, sería de 12.1 millones de toneladas, con lo que se evitaría lanzar a la atmósfera 23.8 millones de toneladas de CO2.

• Dos metros cuadrados de calentadores solares evitan emitir cada mes a la atmósfera la misma cantidad de CO2 que produce al mes un automóvil en marcha.

Es importante señalar que entre todas las fuentes renovables, el potencial técnicamente factible de la energía solar es aproximadamente 60 veces mayor que el de la energía hidráulica y la geotermia, 15 veces mayor que la energía eólica y 10 veces mayor que el de la biomasa (, 2004).

Por supuesto que hay barreras para implantar estas fuentes renovables de energía en México. El 35% de los ingresos federales provienen del petróleo y no es fácil evitar esa dependencia. Además, los costos de las f se han reducido


lo suiciente pero falta claridad sobre la problemática inanciera. Los problemas principales son la desconianza al cambio, la desconsideración por el medio ambiente y la falta de cultura por el desarrollo sustentable.

En resumen, los beneicios más importantes de las f para México son:

• Seguridad en la oferta energética• Eliminación de cambios bruscos en los precios de combustibles• Reducción de la degradación del aire, el agua, la tierra y la biodiversidad,

y en la emisión de gases de efecto invernadero que alteran el clima• Promoción del desarrollo rural• Seguridad de una balanza de pagos favorable a largo plazo• Disminución en los costos por protección del sistema energético

Las barreras que se plantean como las más importantes para el uso masivo de las de las fuentes renovables de energía en México son:

• Falta de inanciamiento a proyectos económicamente viables• Desinterés de la f por incorporar sistemas de generación distribuidos• Incapacidad de Sener para implantar políticas• Falta de consideración por el medio ambiente• Falta de cultura por el desarrollo sustentable

Estas barreras pueden ser superadas con la ayuda de una política cientíico-tecnológica adecuada. Como se desglosa en el recuadro 1, al deinir el rumbo de la política cientíica en México se tendrán líneas guía basadas en resultados de investigación y desarrollo. Pero además, el Estado deberá tener una función reguladora de los mercados en congruencia con el desarrollo sustentable.

Debemos aumentar la capacidad instalada de todas las fuentes renovables de energía al establecer y realizar cambios en las Normas Oiciales Mexicanas para la protección del medio ambiente. En abril de 2007 se aprobó en la Cáma-ra de Diputados la Ley de Promoción y Desarrollo de los Bioenergéticos. Esta ley busca impulsar el uso de combustibles alternativos, como el etanol y el bio-diesel, con el objeto de reemplazar los derivados del petróleo. También plantea conseguir mejores condiciones para el campo mexicano, especialmente para apoyar a los productores de caña de azúcar y de jatropha entre otras. Actual-mente se importa 35% del etanol y lo que se busca es poder sustituir 5% de las gasolinas. Si queremos llegar a un desarrollo sustentable, necesitamos una le-gislación que promueva las medidas necesarias para lograrlo. En este sentido,


se publicaron en 2008 la Ley de Aprovechamiento de Energías Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética y la Ley para el Aprovechamiento Sustentable de la Energía.

Así pues, las acciones públicas que se deben tomar son las siguientes: ela-borar y aprobar los reglamentos especíicos para cada una de las leyes aproba-das en 2008. Aplicar el marco operacional para evaluar y mejorar situaciones especíicas relacionadas con el desarrollo sustentable. Impulsar vigorosamente el uso de fuentes renovables de energía, en particular la energía solar, para for-talecer el desarrollo sustentable del país.

Recuadro 1. Política cientíico-tecnológica para las fuentes renovables de energía

Al deinir el rumbo de la política cientíica de un país hay que tomar decisiones de investigación, desarrollo y demostración. En el caso de las fuentes renovables estas decisiones podrían ser:

• El potencial físico y tecnológico de todas las fuentes de energía renovable es muy grande, pero hay consideraciones locales y geográicas para escoger la opción y la tecnología más adecuadas según, por ejemplo, la cercanía de la fuente, como puede ser el océano o la geotermia.• Las tecnologías de fuentes renovables han ido progresando en eiciencia, conia-

bilidad y bajo costo. Por ejemplo, el costo de generar energía eléctrica es com-parable al convencional en el caso de las hidroeléctricas, de muchas formas de bioenergía y geotermia, y en algunos nichos especíicos funcionan las otras tec-nologías. Sin embargo, la meta sigue siendo bajar los costos.• Varias tecnologías de fuentes renovables tienen luctuaciones entre el día y la no-

che y las estaciones. Es necesario integrarlas a redes de electricidad y calor.• El almacenamiento lexible, coniable y de bajo costo sigue siendo la barrera más

importante a las fuentes renovables de energía.• Hace falta mejorar la capacidad industrial y de manufactura, así como asegurar

capital para invertir en estas fuentes.• Es importante una campaña de aceptación del público a los cambios de actitud

que requiere la diversiicación energética.• Hace falta que los gobiernos establezcan planes y leyes que apoyen estos cam-

bios para la diversiicación energética.• Hace falta la comercialización de las fuentes renovables de energía (apoyo con

capital, incentivos de impuestos, etcétera).• Es necesario asesorar correctamente a la sociedad en el uso de las tecnologías de

fuentes renovables.• Es necesario hacer campañas de información para la sociedad en su conjunto.


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229

IMPACTOS MEDIOAMBIENTALES DE LA GENERACIÓN EOLOELÉCTRICA

Carlos F. Gottfried Joy*

INTRODUCCIÓN

La industria eólica ha mostrado un crecimiento acelerado en los últimos años. En 2007 instaló 20 000 MW de nueva capacidad de generación, con una inver-sión de 37 000 millones de dólares, que representan un crecimiento de 27% respecto al año anterior.1 A mediados de 2008, la industria rebasó la marca de 100 000 MW de capacidad instalada en todo el mundo. Es probable que esta expansión continúe en la medida que se incrementen las preocupaciones aso-ciadas con el cambio climático y se fortalezcan las estructuras del mercado para su participación en las canastas energéticas nacionales. El crecimiento de la industria eólica responde a una plétora de motivadores. Entre los más desta-cados se encuentran políticas de precio y despacho preferencial para la energía eléctrica de fuente renovable, metas nacionales de energía renovable en la mez-cla de generación, subsidios directos a la generación, mercados nacionales e internacionales de emisiones contaminantes y el consenso internacional sobre la amenaza que representan los niveles de emisiones antropogénicas de efecto invernadero para la viabilidad de nuestros ecosistemas. Adicionalmente, este crecimiento ha permitido la creación de cientos de miles de empleos y la aper-tura de decenas de industrias locales en países de adopción temprana de ener-gía eólica, lo cual aumenta la percepción del beneicio más allá de los atributos medioambientales.

Uno de los mensajes más importantes en el cuarto informe del Panel Inter-gubernamental sobre Cambio Climático (p) es que independientemente de las metas que se establezcan a largo plazo, se debe frenar el incremento en los niveles de emisiones de efecto invernadero: deben llegar a su pico y comenzar su

* Potencia Industrial, S.A.; Fuerza Eólica, S.A. de C.V.1 Global Wind Energy Council, Global Wind 2007 Report, 2a. ed., mayo de 2008.


declive global antes del in de la siguiente década. Para estabilizar los niveles de gases de efecto invernadero, es necesario este pico y la subsiguiente reducción de emisiones en todo el mundo. El nivel de estabilización se dará en función del tiempo que tome llegar al pico.2 El tiempo que esta meta tome en alcanzarse dependerá de la eicacia con la que las sociedades emprendan políticas de sus-tentabilidad que premien el uso de recursos renovables no contaminantes.

Aproximadamente 38% de las emisiones de dióxido de carbono y 25% de las emisiones de gases y partículas contaminantes antropogénicas provienen del sector de generación eléctrica, haciéndolo el contribuyente más grande al problema del calentamiento global. Las opciones principales para reducir de manera signiica las emisiones en este sector para el año 2020 son básicamente eiciencia y conservación energética, cambio de combustible de carbón a gas natural y nuclear, y fuentes renovables de energía, particularmente la eólica. A la luz de la aceptación generalizada de la energía eólica y de su esperado creci-miento, resulta necesaria una evaluación de los impactos medioambientales que conlleva su adopción. Las siguientes secciones presentan información re-copilada de fuentes especializadas para resumir efectos por emisión de sonido, impacto visual, sombras y relejos, balance energético, impactos sobre avifauna e impactos sobre ecosistemas terrestres. Finalmente, se presenta a manera de resumen una breve explicación de las externalidades y beneicios sociales de la generación eólica.

EMISIÓN DE SONIDO

El ruido, deinido como una emisión de sonido que causa incomodidad, es cuantiicable en varias categorías de magnitud. Existe la posibilidad de emi-sión de ruido en algunos componentes mecánicos de las turbinas eólicas. Las principales fuentes de sonido en una turbina eólica son el rotor, la caja de en-granes, los generadores y los motores auxiliares. Las turbinas modernas son diseñadas para operar con niveles controlados de sonido, por lo que es fre-cuente que la emisión de ruido represente un problema operativo de la maqui-naria que sin duda será resuelto dentro de poco tiempo. Es común que el mar-co de tiempo en que se resuelven los problemas mecánicos de las turbinas eólicas, se dé en función de lo señalado en los contratos de garantía, operación y mantenimiento.

2 Intergovernmental Panel on Climate Change, Climate change 2007: Synthesis report.

IMPACTOS MEDIOAMBIENTALES DE LA GENERACIÓN EOLOELÉCTRICA 231

En las cercanías de una central eólica, la percepción de ruido se presenta como la suma del sonido en el ambiente y aquel emitido por las turbinas eóli-cas. Su impacto se mide en función de la distancia entre las instalaciones y los centros de población y la reacción de especies animales que habitan zonas ale-dañas. Como resultado de la experiencia mundial sobre el desarrollo eólico, existe un amplio entendimiento acerca del ruido que puede llegar a emitir una turbina eólica, su origen, su comportamiento, los impactos y las acciones co-rrectivas para mitigarlo. Los factores más importantes para la propagación del sonido de una turbina eólica son el tipo de fuente, la distancia a la fuente, la velocidad del viento, la temperatura, la presión atmosférica, la precipitación, la rugosidad del terreno y las barreras f ísicas. La legislación en torno a criterios y metodologías para la determinación de niveles de ruido permitidos en países avanzados en materia de energía eólica es resultado del estado de la ciencia, la densidad poblacional y el inventario biológico presente en los sitios aledaños a los emplazamientos eólicos.

El sonido que emite una turbina eólica moderna a una distancia de 250 a 300 m es comparable al de un refrigerador o un cuarto callado, siendo el giro del rotor de la turbina la principal fuente de sonido. A estas distancias el nivel de sonido esperado para una turbina eólica moderna se encuentra entre los 45 y 50 dB. Sin embargo, resulta dif ícil escuchar el sonido emitido por las turbinas a esta distancia al ser éste ahogado por el sonido generado por el viento que las impulsa.

El contexto dentro del cual se desarrollan proyectos eoloeléctricos en Mé-xico es, en principio, rural. Se estima que el impacto sonoro de los emplaza-mientos eólicos no será de peso, ni provocará afectaciones en las poblaciones cercanas a las instalaciones, si se cumplen las normas oiciales mexicanas, la legislación y los reglamentos de impacto ambiental.

IMPACTO VISUAL, SOMBRAS Y REFLEJOS

Las percepciones y juicios de valor en relación con el impacto visual de una central eólica moderna varían en función de las preferencias estéticas de las comunidades aledañas. El valor que le asigna una comunidad al paisaje y la identiicación histórica de las comunidades con el mismo, dictan las preferen-cias sobre la manera en que se presenta su modiicación. Por otro lado, la in-dustria eoloeléctrica ha avanzado, a pasos agigantados, en su entendimiento sobre el comportamiento del viento y su interacción con la topograf ía de los


sitios idóneos de emplazamiento. En sus etapas incipientes, las instalaciones consistían en arreglos de turbinas más compactos, torres de celosía y giros de rotor a mayores revoluciones por minuto. Las características de los arreglos son función del estado del arte, tanto en la ingeniería de las turbinas como en la ingeniería del sitio. Hoy día, las centrales eólicas son diseñadas de tal manera que su impacto visual es mínimo. Esto se logra con turbinas de mayor capaci-dad que permite más distancia entre cada una de ellas, recolección eléctrica subterránea, diseño de casetas y ediicios que toman en cuenta los contextos regionales, uso de torres tubulares y uso de colores neutros. Además, se reco-mienda mantener una uniformidad visual del emplazamiento al conservar una misma dirección de rotación para todas las turbinas, utilizar un solo modelo de turbina, mantener la misma altura para todas, controlar la erosión, evitar el uso de bardas, minimizar el número de caminos y mantener el sitio y las turbinas limpias.

Otros impactos visuales que se han presentado en el desarrollo de la indus-tria son las sombras y los relejos. El giro del rotor puede provocar un efecto de estroboscopio con las sombras de las aspas. Asimismo, la supericie lisa de las aspas puede relejar la luz del sol, y producir destellos donde antes no se pre-sentaban. Tanto las sombras como los relejos se presentan en función de la latitud del emplazamiento, la cobertura de nubes, la distancia a los centros po-blacionales y la densidad de los mismos. En varios países europeos estos posi-bles efectos están regulados, mientras que en Estados Unidos no. Esto se expli-ca al comparar las supericies disponibles para los emplazamientos eólicos y las densidades poblacionales con las que tiene que interactuar la tecnología eolo-eléctrica. El uso de programas modernos de computación permite a los desa-rrolladores modelar, simular y analizar el impacto visual de un emplazamiento antes de su construcción. Así obtienen datos para predecir con exactitud el comportamiento de las sombras y relejos y su interacción directa con el entor-no. Los emplazamientos en México no tendrán un impacto negativo a causa de estos dos fenómenos, principalmente por la latitud de las zonas donde se en-cuentran y las bajas densidades poblacionales en su vecindad.

BALANCE ENERGÉTICO

En una central de generación eléctrica convencional de carbón, el ciclo del combustible consiste en la exploración, la minería, el procesamiento y trans-porte, la fabricación e instalación del equipo de generación de la central, su


operación y la disposición de los residuos. En el caso de una central que apro-vecha una fuente renovable de energía como el viento, el ciclo de combustible sólo incluye las actividades necesarias para fabricar, instalar, operar, mantener y desinstalar las turbinas eólicas y los equipos auxiliares. Estas actividades in-cluidas en el ciclo de combustible requieren un insumo energético para lograr que la turbina eólica produzca energía eléctrica. Entonces la pregunta es: ¿cuánto tiempo toma una turbina eólica en recuperar la energía que se utilizó en su ciclo de combustible? Esta pregunta tiene respuesta en el estudio realiza-do en 1997 por la Asociación de la Industria Eólica Danesa. Los resultados in-dican que una turbina eólica recupera en 4 meses, como promedio, toda la energía de insumo y entre 63 y 78 veces esa cantidad durante su vida útil. Dado el gran avance en la tecnología eólica y las suposiciones conservadoras en este estudio en cuanto a la eiciencia térmica de las centrales convencionales, es aceptable suponer que estas cifras han incrementado en valor, reduciendo dra-máticamente el impacto ambiental en el ciclo de combustibles para la fabrica-ción, transporte, instalación, operación, mantenimiento y desmantelamiento de una central eólica.

AVES Y QUIRÓPTEROS

En la progresión del desarrollo eólico se ha presentado la necesidad de analizar y entender en contexto las interacciones de avifauna y emplazamiento eoloeléc-trico. Algunos emplazamientos que se desarrollaron en las fases tempranas de la industria han presentado impactos negativos sobre especies de aves que uti-lizan los corredores eólicos desarrollados como rutas migratorias. Estas expe-riencias han propiciado una amplia movilización en investigación y desarrollo en todo el mundo para mitigar el posible impacto negativo de los emplaza-mientos sobre las especies de aves. Recientemente también se ha comenzado la investigación sobre la interacción de quirópteros y emplazamientos. Existe sig-niicativamente mayor avance en el entendimiento de las interacciones entre aves y turbinas eólicas, por lo que esta sección se enfocará en resumir precisa-mente este tema. Para quirópteros, es evidente que se necesita más investiga-ción para determinar los impactos de sus interacciones con las centrales eoloeléctricas.

Los principales impactos sobre la avifauna causados por emplazamientos eoloeléctricos e identiicados por diversos estudios en la materia incluyen:


• La muerte o herida de gravedad por colisión con el rotor de las turbinas• La electrocución en las líneas de transmisión eléctrica• La alteración de los hábitats de migración• La reducción y fragmentación del hábitat para especies endémicas• La alteración de los hábitos de forrajeo, reproducción y anidación

Las áreas más sensitivas a estos impactos son aquellas que conforman co-rredores migratorios. Los impactos son variables dependiendo de la especie, la temporada y el sitio especíico.

Existen pruebas que demuestran que la densidad de aves disminuye en un radio alrededor de una turbina eólica. Sin embargo, la adversidad del impacto debe determinarse en función de la calidad y dimensión de hábitats aledaños que pueden recibir a los individuos desplazados y el estatus de conservación de esas especies. La alteración de los hábitats también puede darse por el incre-mento en la actividad humana, como las maniobras de instalación y luego de mantenimiento en las centrales. En terrenos de siembra donde ya se ha dado una reducción en densidad, es improbable que el impacto provocado por turbi-nas eólicas sobre las poblaciones sea signiicativo para la avifauna silvestre y de hábitat agrícola.

Con respecto a la mortandad por impacto con las aspas de las turbinas, los ejemplos más dramáticos se han presentado en los emplazamientos de Alta-mont Pass, California y Tarifa, España. En el caso de Altamont Pass, el sitio es caracterizado por una alta densidad de turbinas y la coexistencia de varios tipos y tamaños de turbinas. Los principales afectados en este sitio han sido aves de rapiña, principalmente águilas y halcones, mientras que en Tarifa las especies especialmente afectadas fueron cigüeñas y buitres. Ambas áreas contienen al-tas concentraciones de aves y son ejemplos de malas prácticas en el diseño de emplazamientos, turbinas y tecnología de torres obsoletas que pueden tener un impacto adverso sobre la avifauna. Experiencias subsiguientes en Alemania y Dinamarca demuestran que estos efectos negativos pueden sustancialmente mitigarse con prácticas responsables de planeación y ejecución de proyectos eólicos.

Como ejemplo, un estudio fue encomendado por el Comité Coordinador Eólico Nacional de EUA (w) en 2001 para estudiar la colisión de aves con turbinas eólicas y otras estructuras. El estudio se enfocó en proporcionar un resumen detallado de estadísticas de mortandad por colisión con turbinas eóli-cas y dar perspectiva al peso relativo que tienen estas con otras instancias de mortandad por colisión con objetos antropogénicos. Para este estudio se utili-


zaron datos del año 2001, y arrojaron que 33 000 muertes de aves habían sido causadas por las 15 000 turbinas eólicas instaladas en ese entonces, con la gran mayoría de los eventos ocurridos en el estado de California. Esto resultó en un promedio de 2.19 muertes de todas las especies de aves observadas y 0.033 ra-paces por turbina por año. La gran mayoría de las turbinas instaladas en Cali-fornia antes de 2001 son más antiguas y pequeñas, con un rango de capacidad entre 100 y 250 kW. En España, un estudio realizado en 2003 en Navarra de-mostró que 683 turbinas instaladas en 18 emplazamientos no representaban un riesgo signiicativo para ninguna especie en particular por colisión. Se detecta-ron 88 muertes de aves medianas y grandes, que representó una mortandad de 0.13 aves por turbina por año.

La probabilidad de colisión se da en función de la velocidad del viento, la altitud y el tipo de vuelo, la especie, la edad y en qué momento de su ciclo de reproducción se encuentre el individuo. Aunque la tasa de mortandad por co-lisión con turbinas eólicas sea baja, siguen siendo necesarias más acciones para disminuirla aún más; una baja tasa de colisión en un área sensible puede repre-sentar un impacto signiicativo para algunas especies de avifauna.

En general, el impacto que pueden producir los emplazamientos eólicos sobre la avifauna debe colocarse en perspectiva. Virtualmente todas las amena-

De cada 10 000 muertes de aves por actividades humanas, menos de una es causada por una turbina eólica. Fuente: Dickinson et al., Summary of Anthropogenic Causes of Bird Mortality, 2002.

Figura 1. Principales causas de mortandad de aves.

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zas a la avifauna están relacionadas con la actividad humana. La mayor es la pérdida de hábitat como resultado de la industrialización, falta de planeación urbana que contemple corredores naturales, sobreexplotación de recursos na-turales y altas tasas de crecimiento poblacional. Otras incluyen la cacería, el comercio de mascotas, prácticas no sustentables de pesca, derrames de crudo y reinados, la exploración, extracción y transporte de petróleo y gas natural. Amenazas químicas y por contaminación tales como plaguicidas y plomo tam-bién son signiicativas; estructuras como altos ediicios, torres de comunica-ción y líneas de transmisión eléctrica también lo son. Finalmente, siguen acu-mulándose pruebas sobre la seriedad del impacto que tendrá el calentamiento global sobre las especies de avifauna al degradarse las redes de interacciones cíclicas en el medio ambiente. La igura 1 ilustra las principales causas antropo-génicas de mortandad de aves.

ECOSISTEMAS TERRESTRES

El desarrollo eoloeléctrico puede contribuir a la fractura de ecosistemas te-rrestres. Sin embargo, los proyectos eólicos usualmente son construidos en sitios rurales, con cercanía a infraestructura existente de transmisión eléctri-ca, donde el hábitat ya ha sido parcial o totalmente fragmentado. Además, la huella (espacio f ísico ocupado) que imponen las centrales eólicas es muy pe-queña, usualmente del orden de 1 a 3% del total del área que los emplaza-mientos reservan para proteger el lujo del viento. Esta huella es perceptible-mente mayor durante la fase de construcción, por la necesidad de contar con espacio para la realización de maniobras y almacenaje de los componentes de los equipos de generación y auxiliares. Sin embargo, una vez construidas y energizadas las centrales, el uso del suelo es mínimo, limitándose exclusiva-mente al espacio ocupado f ísicamente por cada turbina eólica, sus caminos de acceso (para un vehículo) y su subestación eléctrica. En zonas de cultivo, las experiencias han demostrado que las actividades agrícolas regresan sin alteraciones a la normalidad una vez construidas las centrales. Para las zonas no agrícolas, en México la ley establece obligaciones de restauración de sitios y las acciones de revegetación necesarias con el uso de especies endémicas para la recuperación de áreas afectadas por la construcción de las centrales eólicas.


EXTERNALIDADES

La estructura económica de la energía eólica demuestra que el costo de capi-tal, los costos de operación y mantenimiento, los impuestos, los seguros y de-más costos, así como la tasa de retorno esperada de los proyectos, establecen el costo de la unidad energética kW/h que produce. Dependiendo de la situa-ción del mercado, y en algunos casos de los incentivos y medidas de promo-ción presentes, puede o no ser competitiva. Es generalmente entendido que aunque la energía eólica y otros medios de generación con fuentes de energía renovable conllevan beneicios ambientales comparados con fuentes conven-cionales, estos beneicios no se relejan en los precios del mercado eléctrico. Inversamente, aunque las fuentes convencionales conllevan daños ambienta-les, el costo de estos daños por lo común no inluyen en los precios del merca-do eléctrico. La pregunta es: ¿son los precios de electricidad representativos de todos los costos en que incurre la sociedad para la generación y uso de electricidad?

Las externalidades de la generación de electricidad contemplan esta pre-gunta para tratar de estimar los beneicios o daños que resultan en el sistema de producción eléctrica y que no están contabilizados en el sistema de precios, pero que la sociedad tiene que absorber. Los costos son externos precisamente porque son pagados por terceros y generaciones futuras. Cualquier modelo que trate de presentar una comparación equitativa de las diferentes modalidades de generación eléctrica debe tomar en cuenta todos los costos para la sociedad, tanto internos como externos.

La deinición adoptada por la Comisión Europea para externalidades es la siguiente: “Los beneicios y costos que surgen cuando las actividades sociales o económicas de un grupo de personas impacta a otro grupo, y cuando el primer grupo falla en contabilizar completamente sus impactos”. Las externalidades pueden ser clasiicadas en dos grandes categorías: ambientales y no ambienta-les. Al no estar estas contabilizadas en los cálculos de precios, es probable que los cálculos privados de beneicios o costos diieran sustancialmente de una valuación social, especialmente cuando una actividad genera grandes costos externos. “Al no incluir el costo de externalidades en los cálculos de precios, se les asigna implícitamente un valor de cero, lo que es demostrablemente equivo-cado”. Algunos ejemplos de las externalidades presentes en la generación de energía eléctrica incluyen:


AmbientalesSalud humana (accidentes, enfermedades)Salud ocupacional (accidentes, ruido, estrés)Impactos sobre amenidades (ruido, visual, olor)Seguridad y coniabilidad de suministroImpactos ecológicos (acidiicación, eutroia)Cambio climático (incremento en temperatura, nivel de mar, cambios de

precipitación, tormentas, sequías, entre otros.)

No ambientalesSubsidiosCostos de investigación y desarrolloEmpleoEfectos sobre el pb

Un aspecto importante en el análisis de externalidades ambientales aporta-das por la generación de electricidad es la deinición de las actividades que tienen un impacto. Los impactos de la generación eléctrica no se relejan exclusivamen-te en la operación de las centrales generadoras, sino en toda la cadena de activi-dades necesaria para la producción y distribución de la misma, como extracción, procesamiento y transformación del combustible, construcción e instalación de los equipos y el desecho de los desperdicios; en breve, su ciclo de combustible.

Distintos estudios y metodologías demuestran que el costo de externalida-des generadas por la generación eólica es signiicativamente inferior al de fuen-tes convencionales. Una metodología reconocida es la utilizada por la Unión Europea para el cálculo de externalidades y su costo social es “ExternE”. En re-sumen, incorpora los impactos generados en las diferentes fases de los ciclos de combustibles para su uso en distintas tecnologías de generación, desde la ex-tracción hasta su desecho postcombustión. Incorpora también la cadena de im-pactos y determina un valor económico dependiendo del rango, la dispersión y la gravedad de los impactos sobre la salud y el medio ambiente. La igura 2 ilustra esta metodología:

Utilizando esta metodología se ha llegado a la conclusión que el costo so-cial de generación con fuentes convencionales es superior al costo social de generación eólica. El costo social de la generación con carbón llega a ser más del doble que el eólico. Si se toma en consideración esta realidad, el costo de generación eólica para la sociedad es claramente competitivo con el de fuentes convencionales.


BENEFICIOS DE LA GENERACIÓN EÓLICA

Desde los puntos de vista económico y ambiental, la generación eoloeléctrica conlleva varios beneicios. Éstos se derivan del hecho de que el viento es una fuente abundante y sin el costo variable y volátil de un combustible. Asimismo, la generación eoloeléctrica no genera emisiones contaminantes ni de efecto invernadero (CO2, SO2, NOx, PM 10); la industria eólica ya ahorra millones de toneladas de gases de efecto invernadero al año y según progrese su expansión continuará contribuyendo signiicativamente a la estabilización de los niveles de emisiones antropogénicas de efecto invernadero. Tampoco requiere minar, extraer y transportar combustible; no genera desechos tóxicos, contaminantes o radiactivos. Para un entendimiento integral de los beneicios es importante considerar aspectos que enriquecen el concepto de externalidades como, por ejemplo, la sustentabilidad, la seguridad y coniabilidad de suministro energé-tico. Respecto a la sustentabilidad, la deinición neoclásica de externalidades supone que la valuación monetaria de capital fabricado y natural puede com-pensar el deterioro medioambiental; esta valuación puede ser considerada como indicador de sustentabilidad débil. En contraste, los principios de sus-tentabilidad robusta demandan un sistema económico que no exceda la capa-cidad de carga del sistema ecológico global, buscando la satisfacción de necesi-dades presentes sin comprometer la posibilidad de generaciones futuras de satisfacer las suyas.

Fuente (especiicación de sitio y tecnología)

Emisión (ej. kg/año partículas)

Función dosis-respuesta (o función concentración-respuesta)

Impacto (ej. casos de asma por concentración ambiental de partículas)

Dispersión (ej. modelo de dispersión atmosférica)

Incremento en la concentración en sitios receptores (ej. µg/m3 de partículas en regiones afectadas)

Valuación monetaria

Costo (ej. costo al sistema de salud por tratar casos de asma)

Figura 2. Metodología para el cálculo de externalidades.


La seguridad y coniabilidad de suministro, y sus consecuencias con res-pecto al riesgo de mercado son aspectos que pueden también enriquecer el concepto de externalidades que emanan de la generación eléctrica. La contabi-lización del riesgo de mercado derivado de las interrupciones en el suministro y especialmente la volatilidad de precios de los hidrocarburos representa un tema de seguridad. Estos factores tienen un efecto sobre la economía de com-bustibles fósiles que no es reconocida en el análisis tradicional. En contraste, la energía eólica no está sujeta a la volatilidad de precios. La inclusión de un fac-tor de volatilidad en el cálculo de costos para combustibles fósiles puede pro-mover un cambio de percepción sobre los costos de la energía eólica.

Para México, el desarrollo eólico conlleva una variedad importante de be-neicios. La alta demanda de equipos de generación eólica para los mercados en países desarrollados abre oportunidades para la fabricación nacional de bie-nes para las cadenas de suministro. Esto abre oportunidades de empleo en una variedad importante de especialidades de carácter técnico a distintos niveles de preparación académica. Asimismo, esta oportunidad crea en turno cadenas in-ternas de suministro que implican un efecto multiplicador para las economías locales. Para los habitantes en lugares de alto potencial eólico, el desarrollo eoloeléctrico representa una oportunidad para incrementar el valor de su patri-monio a largo plazo, en general vía arrendamiento, en zonas donde usualmente el recurso eólico es responsable de la baja productividad del suelo. La construc-ción y operación de proyectos eólicos conlleva posibilidades de empleo tempo-ral y permanente en estas poblaciones, al igual que la creación de oportunida-des en actividades auxiliares a la operación y mantenimiento de los mismos. El desarrollo eoloeléctrico interactúa también con los centros de enseñanza loca-les, permitiendo una mayor transferencia y oportunidad de especialización tec-nológica en zonas que no eran receptoras de tecnología avanzada. Como cual-quier actividad económica, la generación eólica amplía la base tributaria en zonas caracterizadas como de baja producción, ampliando las oportunidades de inversión de los municipios en obras de infraestructura y desarrollo comunitario.

CONCLUSIONES

México se encuentra en el umbral del desarrollo eoloeléctrico. En los siguientes años se estima se sumen más de 2 500 MW de capacidad eólica al sistema eléc-trico nacional. La gran mayoría de esta capacidad se instalará en la zona sur del


Istmo de Tehuantepec. Conforme vaya mejorando el contexto para su partici-pación en la canasta energética del país, la energía eólica será también desarro-llada en otras regiones como Baja California y Zacatecas. Las tendencias mun-diales de crecimiento y avance tecnológico observadas en la industria eólica durante los últimos 10 años y su crecimiento esperado a futuro son indicadores del potencial benéico que esta representa para México. Se debe abordar la ela-boración o el mejoramiento de los modelos de cálculo y monetización de exter-nalidades del sistema eléctrico nacional para inluir en las políticas y reglamen-tos en la Ley de Adquisiciones, las normas de eiciencia energética, licitaciones del sector gobierno y la planeación del sistema eléctrico nacional.

Como se ha resumido, los impactos ambientales y costos para la sociedad asociados a esta tecnología son signiicativamente menores a los producidos con tecnologías convencionales de generación eléctrica. Es altamente probable que se de una disminución adicional en impactos ambientales negativos según vaya avanzando el desarrollo de la industria y la tecnología a nivel mundial. Asimismo, es altamente probable que se dé un incremento en beneicios para aquellos países que adopten esta tecnología, en función de un componente es-tabilizador en sus canastas energéticas, la reducción de emisiones contaminan-tes y de efecto invernadero, la disminución de externalidades y sus costos para las sociedades, la creación de empleos y la transferencia tecnológica, que en su conjunto ofrecen componentes robustos para el desarrollo sustentable.

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243

IMPACTO ECOLÓGICO DE LA ENERGÍA NUCLEAR

Juan Eibenschutz Hartman*

Si bien la energía nuclear es la fuente más noble con relación al medio ambien-te, también es la única que nació con un pecado original. Su primera aplicación a gran escala fue la bomba atómica; este hecho ha obstaculizado las posibilida-des de aprovecharla y es muy probable que siga entorpeciendo su desarrollo.

Trataré primero el tema del impacto ambiental de la energía nuclear. Las plantas nucleoeléctricas —y el ciclo completo de combustible— constituyen el único sistema energético que trabaja en condiciones de absoluto coninamien-to. Tanto la minería, como el reprocesamiento y hasta la disposición inal de los residuos radiactivos producidos se mantienen coninados. Durante la opera-ción de las centrales nucleares se emiten cantidades muy reducidas de gases radiactivos, resultantes del proceso de isión, cuyo nivel de radiactividad es in-ferior al de los materiales radiactivos emitidos por las chimeneas de la mayoría de las carboeléctricas. Para ines prácticos, no hay ningún impacto ambiental. Sin embargo, como cualquier sistema energético que utiliza un proceso térmi-co, el nuclear emite calor para cerrar el ciclo termodinámico.

A pesar de que las centrales nucleares son aliadas del medio ambiente, la preocupación por temas como la proliferación o el manejo y gestión de resi-duos radiactivos provocó que, hasta hace poco tiempo, la energía nuclear estu-viera prácticamente descartada. Actualmente hay un renacimiento y se prevé un incremento notable para las próximas décadas. Es posible que, en un futuro próximo, gracias al uso de hidrógeno como energético secundario, los sistemas nucleares desplacen a los sistemas de generación basados en combustibles fósi-les. Al día de hoy, en todo el mundo, la electricidad producida por las centrales nucleares equivale a la generada por las centrales hidroeléctricas.

Un punto importante, dicho sea de paso, es que las reacciones ante los ac-cidentes en centrales nucleares han sido exageradas, más allá de toda propor-

* Comisión Nacional de Seguridad Nuclear y Salvaguardias.


ción sensata, fundamentalmente por el pecado capital, debido a la satanización de las centrales nucleares. En la central de hree Mile Island, en Estados Uni-dos, en marzo de 1979, ocurrió un accidente que fue considerado gravísimo y que en realidad no provocó ningún daño personal, ni siquiera a los trabajadores de la planta; más allá de los daños psicológicos, no hubo ninguna persona irra-diada como resultado del accidente. El caso de Chernobyl es de otro estilo; para empezar se trata de una tecnología que no es licenciable en el mundo occiden-tal. Un incidente de incremento súbito de potencia, provocado por errores de los operadores, originó un incendio del graito empleado como moderador y ocasionó un número pequeño, del orden de 25, pero muy impactante de dece-sos. Con motivo de este accidente, en las distintas presentaciones de los exper-tos se manejaron estadísticas y se produjeron muchas confusiones gracias a la participación de los medios. El asunto es relativamente sencillo. El cálculo rea-lizado estimó que la población afectada fue del orden de 100 millones de habi-tantes, quienes recibieron dosis de radiación superiores a las naturales debido a la emisión de material radiactivo por el accidente. Por lo anterior, habría que esperar 5 millones de muertes por cáncer y, debido al efecto de la radiación sobre esos 100 millones de personas, el excedente de decesos atribuible a Cher-nobyl sería del orden de 25 000. Estas cifras están dentro del rango de exactitud estadística para ese tipo de análisis. El sesgo radica en la forma como se inter-pretaron las cifras. Hasta en la prensa mexicana salieron titulares que decían: “Chernobyl, 25 000 muertos”. Este tipo de interpretaciones no ocurre con otros sistemas energéticos. En 1984, después del accidente de Chernobyl, ocurrió el accidente de Bhopal, en una fábrica de fertilizantes de Union Carbide en India. En ese accidente hubo más de 5 000 muertos instantáneamente. Además, se estimó una población —si recuerdo bien las cifras— entre 250 000 y algo así como 400 000 afectados severamente de las vías respiratorias por la inhalación de gas mostaza, que formó una nube tóxica en el aire. Sin embargo, si hacemos una encuesta, la mayoría ha oído hablar de Chernobyl y de hree Mile Island, pero nadie de Bhopal.

Respecto a las preocupaciones válidas sobre la proliferación de armas nu-cleares, es importante aclarar que el camino para la producción de armamento nuclear no pasa por la vía de la producción de energía eléctrica. Es decir, para hacer armamento se utilizan reactores especíicos, que están diseñados para la producción de material isionable. Los sistemas de enriquecimiento de uranio necesarios para el combustible de las nucleoeléctricas utilizan uranio ligera-mente enriquecido. Estos sistemas pueden conigurarse para producir material de muy alto enriquecimiento, más de 70%, en el isótopo 235 del uranio. Sin

IMPACTO ECOLÓGICO DE LA ENERGÍA NUCLEAR 245

embargo, la coniguración y la operación de las plantas de enriquecimiento son muy fáciles de controlar; por lo que la solución para evitar el uso indebido de instalaciones de enriquecimiento de uranio está en los compromisos interna-cionales de no proliferación y en el sistema de salvaguardias implementado por el Organismo Internacional de Energía Atómica que vigilan y garantizan que no haya desvíos de material altamente enriquecido, ni alteración en la conigu-ración de las instalaciones de enriquecimiento. Por otro lado, preocupa la posi-bilidad de que un grupo terrorista logre fabricar una bomba atómica. No obs-tante, los recursos económicos y tecnológicos necesarios son de tal magnitud que sólo sería posible obtenerlos para un país, por lo que resulta casi imposible que un grupo terrorista por su cuenta lo lograse. También existe la inquietud por la llamada bomba sucia, que es una posibilidad de tipo psicológico ya que cuenta con el poder derivado del miedo a la radiactividad que de inmediato nos remite a la imagen de destrucción total producida por la bomba atómica.

Aunque las posibilidades de la proliferación de armamento nuclear son muy pequeñas, estas obligan a la comunidad internacional a evitarlas. Ejemplos que ilustran las diversas inquietudes son la probabilidad de que Irán utilice la tecnología de enriquecimiento de uranio para la producción de material bélico y la actitud de Corea del Norte, que ya cuenta con armamento nuclear. Por una parte, el programa de enriquecimiento de uranio iraní para aplicaciones ener-géticas, genera sospechas y preocupación. Parece evidente que Irán tiene inten-ciones de hacer la bomba, ya que una sola nucleoeléctrica de ninguna manera justiica la inversión en instalaciones de enriquecimiento que ese país ha reali-zado. Por otra parte, que los cinco países con derecho a veto en el Consejo de Seguridad de la cuenten con armas nucleares e impidan a otros países te-nerlas, resulta paradójico desde el punto de vista de justicia global. Yo encua-draría la preocupación por la proliferación en el marco de una problemática mucho más seria para el mundo. Buscar una solución real para que exista paz sin la necesidad de armas del poder que tienen las bombas atómicas. Es decir, o se resuelve el problema de la existencia de armamento atómico en el mundo o el equilibrio seguirá siendo precario.

Es imprescindible que todos los países actúen conjuntamente para evitar las emisiones de gases de combustión a la atmósfera que provocan el cambio climático y dañan el ambiente. De lo contrario, en un par de centurias, la des-trucción del mundo no provendrá de las armas nucleares. Es muy probable que la Tierra se vuelva inhabitable.

Lo más importante en cuanto a los residuos radiactivos, a diferencia de otros provenientes de las actividades del ser humano, es que aun en pequeñísi-


mas cantidades son muy fáciles de detectar. Existen soluciones técnicas para el coninamiento de residuos radiactivos y los volúmenes de material radiactivo que se producen son muy pequeños. Subsiste una preocupación respecto a los orígenes de la energía nuclear; la radiación hace daño y de manera común se percibe como un fenómeno cualitativo, no como uno cuantitativo. La mayoría de las personas supone que los residuos radiactivos son muy peligrosos. Sin embargo, se pueden coninar con relativa facilidad. La radiación es absorbida por la materia. Por lo que, con tener suiciente material entre la fuente de radia-ción y el ambiente se evita que la radiación tenga efectos dañinos. Lo impor-tante es coninar los materiales nucleares y vigilar, con detectores de alta sensi-bilidad, si ocurre algún escape. Por ejemplo, el yodo radiactivo que se utiliza para diagnóstico o con ines terapéuticos, se guarda en un contenedor de plo-mo. En caso de existir un derrame es muy fácil ubicar la fuga con un detector de radiación.

Existen muchísimos residuos tóxicos con los que la humanidad convive y que tiene que guardar para evitar que ingresen al ciclo ambiental. Mientras que las sustancias radiactivas al cabo de cierto tiempo se vuelven inocuas, los resi-duos tóxicos tienen una vida media ininita y su detección no es tan sencilla. El tratamiento desigual que se da a las fuentes radiactivas y a las fuentes “estables” es un asunto con el que el desarrollo nuclear ha tenido que luchar prácticamen-te desde sus orígenes.

Otro punto importante es que no es sencillo determinar la mezcla óptima de sistemas para atender las demandas de energía. El reto es encontrar la mejor combinación de soluciones.

La fuente que está en posibilidad de resolver la sustitución de los combus-tibles fósiles —que son los que satisfacen 90% de las necesidades de energía del mundo— es la energía nuclear. Es una energía irme, está disponible cuando se requiere, es competitiva en términos económicos y tiene ya incorporadas las externalidades.

En resumen, la energía nuclear ofrece una alternativa real que tendrá im-pactos ambientales positivos de mucha consideración.

SECCIÓN IV

REPERCUSIONES SOCIALES Y ECONÓMICAS DEL DESARROLLO ENERGÉTICO

249

INTRODUCCIÓN

Algunos aspectos que deben incluirse en el análisis sobre la crisis actual de energía en México se reieren a situaciones o problemas de índole sociopolítica. Los graves problemas económicos acumulados a lo largo de varias décadas ten-drán consecuencias económicas y sociales graves, y presentarán diicultades para el acceso a servicios energéticos que condicionan el desarrollo social de México. El problema del aprovisionamiento de energéticos indispensable para el desarrollo económico y social requiere desaiar nuevos retos; en particular, cómo enfrentar los riesgos crecientes de desabastecimiento e inseguridad ener-gética y geopolítica. La búsqueda de la solución a dicho problema atañe, en parte, al sector de la investigación cientíica y tecnológica, para lo cual sería necesaria una mayor y cuidadosa planeación de programas de formación de expertos, así como el desarrollo de una tecnología propia que permita la crea-ción de un sistema energético innovador.

En esta sección interesan los efectos que los aspectos sociales han tenido en el desarrollo energético del país; un ejemplo de ello es la diicultad que re-presentan para los encargados de tomar decisiones y de supervisar y solucionar los problemas técnicos que impiden la satisfacción efectiva de las necesidades de la población. Otro ejemplo planteado en esta sección es la importancia de la cooperación ciudadana mediante el uso adecuado de las fuentes de energía. Los ciudadanos también deben participar activamente en ese esfuerzo para lo cual es necesario educar a una población acostumbrada a malgastar estos recursos.

Se considera que en México la prioridad para alcanzar el desarrollo social deseable depende de la erradicación de la pobreza y la desigualdad social, que están estrechamente relacionadas con el consumo de energía de las familias. Esto no solo afecta los niveles de vida, sino también el desarrollo del capital humano indispensable para que el país participe en la era del conocimiento del siglo xx. Como ejemplo, la situación de desigualdad entre los estratos más pobres de la población es cinco veces menor que la de los más altos. Las solu-ciones, según los autores, dependerán de la generación de empleos dentro del sector formal, en el que los ingresos ijos y la pertenencia a sistemas de seguri-

250 INTRODUCCIÓN

dad social harán posible que los hogares de los sectores más vulnerables sos-tengan un estilo de vida que les permita el acceso a una energía limpia y otros insumos monetizados.

Frente a estas soluciones de nivel macro, que requieren reformas estructu-rales y no de solución rápida, aparecen otros problemas dif íciles de resolver. Lograr el mejoramiento del nivel de vida de los pobres signiicaría concretamen-te elevar en varias veces el consumo y gasto de energía de ese sector, que repre-senta más de 40% de la población nacional. Esto produciría una contradicción entre la necesidad de ahorrar en el gasto de energía y a la vez resolver el proble-ma que el aumento del uso de energía tiene para el desarrollo social.

Se apunta la necesidad de diseñar políticas públicas orientadas a obtener una mayor eiciencia y así mejorar la seguridad energética del país. Se sugiere dar impulso a la pequeña y mediana empresas y utilizar una variedad de fuen-tes de energía sostenible y renovable como la energía solar, la eólica y otras, en las diferentes regiones del país donde abundan. Esto propiciaría el desarrollo de empresas regionales y beneiciaría también al sector rural, actualmente el más pobre y que menos energía consume.

Otro problema social importante es el que se trata en el artículo sobre el Sindicato de Trabajadores Petroleros de la República Mexicana, fundado en 1935, cuando fueron creadas las instituciones que serían la base de la construc-ción del Estado mexicano. Entonces se consideró necesaria para la reconstruc-ción del país una colaboración estrecha entre el gobierno y los sindicatos, sobre todo los de las ramas consideradas estratégicas, como el de Pemex, única com-pañía petrolera de México. Dicha empresa es, hasta hoy, manejada y controlada por su poderoso sindicato organizado verticalmente con líderes que controlan sus relaciones laborales, lo que les da la fuerza para negociar con las estructuras políticas del país. Sin embargo, la necesidad actual de introducir cambios tec-nológicos, formas de organización y nuevas políticas relacionales con diferen-tes actores no pueden basarse en organizaciones que si bien en su época fueron necesarias y eicientes, hoy día carecen de la lexibilidad organizacional que les permitan introducir tecnologías, tanto de exploración de nuevas reservas, como de su explotación.

En conclusión, es importante llamar la atención no solo sobre los problemas tecnológicos relacionados con el desarrollo y la actual crisis energética en la que se encuentra México, sino también sobre los problemas de orden social, que pueden llegar a ser tan importantes y dif íciles de resolver como los de tipo tecnológico.

L A Lmz

251

ENERGÍA Y DESARROLLO EN MÉXICO.NECESIDAD DE UNA NUEVA REFLEXIÓN EN EL CONTEXTO DE LA CRISIS ACTUAL

Ángel de la Vega Navarro*

INTRODUCCIÓN

Temas y desafíos estratégicos para el sistema energético

desde una perspectiva de desarrollo

El tema “energía y desarrollo”, así como las investigaciones y los debates que lo rodean, tienen numerosas implicaciones y se han vuelto más complejos, de ma-nera particular en el contexto de la actual crisis global, un marco indispensable para el análisis. En este artículo se intentará proponer una relexión que con-duzca a una integración de nuevos temas o a una renovación del tratamiento que se ha dado a algunos de ellos. Serán necesarios trabajos adicionales en pro-fundidad para desarrollar un marco más elaborado y análisis más detallados, así como para delinear los arreglos institucionales que conduzcan a nuevas políti-cas, acciones y comportamientos. Éstos requieren cada vez más enfoques cola-borativos con la participación de diversos actores y la articulación de intereses públicos y privados.

Desde esa perspectiva es preciso tener presente una particularidad del sector energético: las decisiones se traducen en infraestructuras duraderas que condicionan durante largos periodos otras opciones económicas, políticas y sociales. Esas decisiones se ven constreñidas por los recursos naturales dispo-nibles, por la infraestructura ya instalada, por el grado de dominio de las tec-nologías y por las políticas energéticas pasadas. Como hemos sostenido en trabajos anteriores, en el caso de México eso es particularmente importante: las opciones energéticas que se siguen en un momento dado constriñen y a veces determinan, de manera duradera y desde sus bases mismas, el futuro energético de un país. Esto es así, sobre todo por la naturaleza de las inversio-

* Facultad de Economía, Universidad Nacional Autónoma de México.

252 REPERCUSIONES SOCIALES Y ECONÓMICAS DEL DESARROLLO ENERGÉTICO

nes y de sus largos periodos de maduración, pero también por el peso que en este sector tienen históricamente los arreglos institucionales, formales e informales.1

Entre las relexiones acumuladas en diferentes planos sobre el tema “ener-gía y desarrollo”2 se encuentran los siguientes: industrias de la energía y desa-rrollo económico (¿se puede dar éste sin un fuerte crecimiento de las industrias energéticas?); estado y mercado en el desarrollo energético (¿sigue siendo deci-siva la intervención del Estado?); el papel de las instituciones y organizaciones (el mercado cuenta, pero no sólo él); desarrollo energético y modernización tecnológica; la energía frente a los nuevos factores del crecimiento (conoci-miento, información) —“from natural resources to the knowledge economy”?—; recursos energéticos y desarrollo (curse or blessing, dutch desease); la renta, el mercado petrolero y formas particulares del desarrollo (rentismo, Estados rentistas…); desarrollo e integración energética (¿qué tipo de integración, en qué marco?).

A los temas anteriores, las características actuales del aprovisionamiento energético, indispensable para el desarrollo económico y social, han agregado nuevos retos que se han convertido en nuevos temas. Dos ejemplos: los ries-gos crecientes de interrupciones en el abastecimiento, que han puesto en el centro de atención cuestiones relacionadas con la seguridad energética y la geopolítica; las características del acceso a los servicios energéticos, relaciona-do con la pobreza y la desigualdad, que se traduce, por ejemplo, en disparida-des en el consumo energético, con consecuencias no solo sobre los niveles de vida sino también sobre el potencial de desarrollo relacionado con el capital humano.

Por último, sin agotar la lista, preocupaciones más claras acerca del cambio climático y de nuevas formas de desarrollo, así como el lugar central que ocupa la energía en esos temas, han planteado nuevos cuestionamientos acerca de la manera como se produce, consume y distribuye la energía, y de la necesidad de orientarse hacia un desarrollo con una base energética en la que energías lim-pias y renovables ocupen un mejor lugar. Estrategias de desarrollo sustentable

1 Sobre la evolución de la organización de la industria petrolera mexicana en una perspectiva histórico-institucionalista, véase A. de la Vega Navarro, La evolución del componente petrolero en el desarrollo y la transición de México, 1999.

2 Véanse los trabajos del Coloquio Internacional Energía, Reformas Institucionales y Desa-rrollo en América Latina, en particular J.-M Martin-Amouroux, Energía y desarrollo, 2004. Los trabajos de ese coloquio se encuentran en: <http://www.depfe.unam.mx/p-cientiica/delavega.

htm>. También se publicaron en una Special Feature con el título “Energy, Institutional Reforms, and Development in Latin America”: OGEL, 2(3), julio de 2004 <www.gasandoil.com/ogel/>.

ENERGÍA Y DESARROLLO EN MÉXICO 253

en general, y de desarrollo energético sustentable en particular, atraen ahora una mayor atención de los especialistas. Así, un nuevo tema con sus respecti-vos desaf íos se ha conformado progresivamente: energía, ambiente y desarrollo sustentable.3 La contribución a la degradación del ambiente (daños ambienta-les por producción y uso de energía), el agotamiento de determinados recursos energéticos (los trabajos en torno al peak oil) y la responsabilidad por las emi-siones causantes del cambio climático han modiicado los enfoques y énfasis de las políticas energéticas.

En el caso de la Unión Europea el ambiente es el tema central de un cambio de enfoque en las políticas energéticas. Hasta hace muy poco parecía que el aspecto importante eran los logros de esa zona en el plano de la integración energética como componente central de la construcción de un mercado único. Ahora, sobre todo desde 2007, la ha ampliado y transformado su agenda energética y se propone mostrarlo al mundo en la reunión de Copenhague, en diciembre de 2009.

Los desaf íos parecen claros, no así las prioridades, que varían según los países y regiones: en países desarrollados los riesgos en las interrupciones del abastecimiento hacen que inmediatamente se piense en la seguridad energéti-ca, sobre todo ahora, pero para otros de ese mismo nivel los daños ambientales por la producción y uso de energía colocan al ambiente y la sustentabilidad en primer lugar. En un país como México parecería que la prioridad número uno debería ser la pobreza y la desigualdad, convirtiendo así el acceso a la energía en un aspecto esencial de la erradicación de la pobreza.

Este trabajo no pretende ser exhaustivo en un proyecto tan amplio como el de revisar y actualizar a fondo las problemáticas que se vinculan al tema “ener-gía y desarrollo”. Sólo se abordarán, en primer lugar, algunos puntos relaciona-dos con el crecimiento, una preocupación en ascenso en el marco de la crisis actual, y enseguida se examinará el del consumo energético, destacando el tema de la pobreza y de la desigualdad.

3 Existen, en la literatura en español, polémicas y discusiones sobre el término más adecua-do: ¿desarrollo sustentable o sostenible? Seguramente tienen la misma importancia que las que se han dado sobre ¿planeación o planiicación? y otras de ese mismo tipo en la retórica de nuestra América Latina. Aquí no entraremos en ellas: se usará “desarrollo sustentable” tomando ese tér-mino en el mismo sentido que tiene en inglés sustainable development o en francés développe-ment soutenable (aunque algunos preieren en esta lengua “développement durable”). Para no entrar tampoco en nuevas deiniciones, se tomará ese término tal como lo estableció la Comisión Brundtland, en 1987: “development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs”.


CRECIMIENTO Y CRISIS

¿Hacia qué sistema energético se dirige México en los próximos años?

¿Cuál será la organización de las industrias que lo compondrán?

¿En qué marco de integración?

Tomando en cuenta el desempeño reciente de la economía mexicana, y los im-pactos de la actual recesión, se presenta el siguiente dilema: ¿Cómo aumentar la satisfacción de las necesidades energéticas y mejorar el ambiente, al mismo tiempo que reinicia el crecimiento, que todavía está basado ampliamente en energías no renovables?

El crecimiento económico, por lo menos en un país como México, es una condición del desarrollo. La crisis inanciera iniciada en Estados Unidos ha desembocado en una crisis económica global, descarrilando los procesos eco-nómicos de la producción, el crecimiento y el empleo en la mayoría de los países. Según el Fondo Monetario Internacional, el crecimiento de la econo-mía mundial puede ser de —1% en 2009, su peor caída en 60 años, y la de Es-tados Unidos de –2.6%. Ese año decrecerán también a tasas importantes las del área Euro (–4.2%) y Japón (–5.8%). Según esa misma fuente, el pb de los países desarrollados pueden caer en conjunto casi 4% en 2009. Esa situación de la economía global es un dato para la economía mexicana cuyo pb puede decrecer en más de 8%, es decir un crecimiento negativo aun más fuerte que el de 1995 (–6.2%), sin que ahora existan las condiciones para una recupera-ción rápida.

Si tomamos en cuenta los graves problemas acumulados a lo largo de un cuarto de siglo, con un crecimiento a tasas muy bajas, la recesión traerá conse-cuencias económicas y sociales negativas de manera duradera. Como otros países en desarrollo, además de un decrecimiento de la actividad económica interna, México sufrirá caídas de los ingresos por exportaciones, de las remesas de los emigrados y de las inversiones extranjeras directas. Todo esto actuará sobre los niveles de pobreza en México y, en consecuencia, sobre el acceso4 a servicios energéticos, cuando ya ha sido establecido con claridad que “el acceso

4 Se entiende un acceso a recursos y servicios energéticos coniable, abordable, viable econó-micamente, aceptable socialmente y ambientalmente sano, tomando en cuenta especiicidades y circunstancias nacionales. Proporcionar el acceso a la energía (“provision of afordable, reliable, and socially acceptable energy services”) ha sido identiicado como un desaf ío de primera impor-tancia y existe un consenso en que es un prerrequisito para el logro de los Objetivos del Milenio para el Desarrollo (whb, Framework for Action on Energy, 2002).


a la energía facilita la erradicación de la pobreza”5 y es un prerrequisito para el logro de los Objetivos del Milenio para el Desarrollo.

En algún momento, ciertamente, por las lecciones de la historia y por la na-turaleza misma de las economías capitalistas, se reanudará el crecimiento del producto y del ingreso. En esas circunstancias, es necesario tener presente cues-tiones como las siguientes: aunque de manera diferente según los países, una relación entre las tasas de crecimiento económico y las del consumo energético existe todavía, como se ha demostrado desde el inicio de la crisis, con la caída del consumo de energía en la economía global y en varios países, tanto desarrollados como en desarrollo. Según los patrones de consumo que acompañen ese creci-miento, el volumen de energía utilizada puede multiplicarse de manera signiica-tiva. A pesar de una ligera declinación en años recientes, la economía mexicana se caracteriza todavía por una intensidad energética importante, a causa de su estructura industrial y tecnológica, sus sistemas urbanos y de transporte, etc. Por ello y por el aumento de las necesidades de servicios energéticos de su población (educación, elevación de los niveles de vida, transporte, entre otros) deberá hacer frente a impactos cuantitativos de esas necesidades sobre el sector energético.

¿Cómo se prepara México para satisfacer las necesidades energéticas del crecimiento económico y poblacional? ¿Qué tecnologías se utilizarán para la producción y distribución de los energéticos necesarios? ¿Qué organización de las industrias energéticas será la más adecuada? ¿Cuáles marcos institucionales y regulatorios serán los más favorables para que surja la mejor organización, con actores que con su desempeño contribuyan a un desarrollo energético equitativo, eiciente y ecológicamente sustentable? Este tipo de preguntas de-ben ser claramente formuladas y resueltas, en particular cuando un país se en-cuentra ante la necesidad de una profunda reforma de su sector energético en relación con nuevos patrones de crecimiento y desarrollo que deberán surgir de la actual crisis global.

Salidas a la crisis y nuevas formas de crecimiento

¿Se aprovechará la crisis para promover una economía “baja en carbono”, tran-sitando hacia fuentes renovables de energía e innovaciones tecnológicas favo-rables al ambiente? Esto no es seguro si se impone la necesidad de crecer y

5 Johannesburg Plan of Implementation, del United Nations Department for Economic and Social Afairs, Division for Sustainable Development.


crear empleos a toda costa, así sea en detrimento del ambiente y de un consu-mo energético más limpio y sustentable. En la actualidad, las restricciones del crédito y la caída de la demanda no son factores favorables para inversiones innovadoras, favorables al ambiente, por parte de las empresas. La crisis, sin embargo, puede también ser una oportunidad para alcanzar logros, tanto en el plano económico como en el ambiental. En lo que respecta a las políticas, y tomando en cuenta experiencias internacionales,6 la crisis puede ser una opor-tunidad para revisar algunas de ellas, desfavorables al ambiente, y promover otras que sí lo favorezcan. Entre las que lo desfavorecen, se encuentran:

• Proporcionar subsidios de manera generalizada a la producción y consu-mo de combustibles basados en energías fósiles.

• Establecer barreras al comercio de bienes favorables al ambiente.• Medidas que evitan mejorar la eiciencia energética en la construcción y

en los sistemas de transporte.

Entre las que pueden favorecerlo, está la necesidad de ofrecer señales claras y creíbles a los inversionistas para invertir en tecnologías favorables al ambiente y establecer estímulos a la innovación tecnológica. Independientemente de se-ñales claras e incentivos, las inversiones gubernamentales son indispensables, compartiendo riesgos con el sector privado: coinanciamientos, créditos a la investigación y desarrollo (I&D), políticas relacionadas con las compras guber-namentales para estimular la inversión privada, colaboración pública-privada en proyectos de I&D con la participación de instituciones académicas; medidas para apoyar la innovación en pequeñas y medianas empresas. Las políticas pú-blicas en I&D son ahora más importantes, a causa de las insuiciencias y restric-ciones del sector privado en la crisis actual, sin olvidar que en casi todas las economías, la I&D pública ha venido cayendo desde principios de los ochenta.

La crisis también puede ofrecer oportunidades e incentivos para mejorar la eiciencia en el uso de la energía y de diversos materiales, así como para desa-rrollar nuevas industrias, en la perspectiva de alcanzar un crecimiento de largo plazo con nuevas modalidades.7 Nuevas inversiones apoyadas o promovidas por el Estado pueden ser un elemento importante de los paquetes de estímulo orientados a reactivar la economía por nuevos senderos. No solamente los paí-

6 Sobre este punto, véase , Green growth: Overcoming the crisis and beyond, 2009.7 , Policy responses to the economic crisis: Investing in innovation for long-term

growth, 2009; Sameer Khatiwada, Stimulus Packages to Counter Global Economic Crisis: A review, Ginebra, International Institute for Labour Studies, 2009.


ses más avanzados lo están haciendo: Corea del Sur ha centrado su paquete de estímulos económicos (11 000 millones de dólares) casi totalmente en torno a las “tecnologías verdes” orientadas hacia una economía “baja en carbono” y a la creación de nuevos “motores del crecimiento”. El “Green New Deal Package” de ese país se enfoca en la conservación de la energía, reciclaje y desarrollo ener-gético limpio para construir una economía ahorradora de energía, nuevas redes de transporte, reducciones de carbono, todo ello orientado hacia un “creci-miento verde” que incluya a los más importantes sectores de la economía.

El estímulo al crecimiento en México

y las urgencias del corto plazo

En México predominan muchas veces las preocupaciones de corto plazo: el interés se centra sobre todo en asuntos como el impacto de los precios interna-cionales del petróleo, por razones macroeconómicas y por la fuerte presencia de los ingresos petroleros en los ingresos iscales. En un contexto de crisis como el que vive el país, no hay claridad acerca de un plan coherente de largo plazo, aunque se han anunciado algunos programas. Por ejemplo, el 8 de octu-bre de 2008 el gobierno anunció un programa para promover el crecimiento y el empleo, el cual permitía a Pemex usar recursos del fondo de estabilización para inversiones en infraestructura. El presidente Calderón también anunció que Pemex usaría 850 millones de dólares para empezar la construcción de una nueva reinería y, más recientemente, un 10% de reducción en los precios del gas natural y el congelamiento de los precios para la gasolina. Si bien esos anuncios muestran el papel clave que Pemex puede desempeñar en las necesa-rias políticas contracíclicas, se trata de medidas aisladas que tendrán efectos limitados, sobre todo tomando en cuenta las manifestaciones particularmente graves de la recesión en 2009.

Estados Unidos, países europeos y asiáticos, incluso algunos latinoameri-canos, han elaborado paquetes de estímulos, importantes por su monto, pero también por la búsqueda de coherencia y de innovación en las medidas pro-puestas. En México se anunció un paquete de estímulos de 54 000 millones de pesos, aunque en un primer momento se asignaron solamente 22 720 millones. De esta última cifra, entre las medidas que tienen que ver con la energía, co-rrespondía 15.4% al congelamiento del precio de la gasolina y a la reducción del precio del gas LP, y 0.25% al inanciamiento a las familias pobres para comprar artículos eléctricos eicientes energéticamente. Se trata de un paquete muy in-


suiciente, tanto en términos de los recursos comprometidos como conceptua-les, en relación con la magnitud de la actual crisis.

Pemex, además, tiene sus propios problemas y restricciones para que su actividad tenga un impacto más importante en la economía. De hecho ha sufri-do un deterioro en sus indicadores más importantes. Bastan dos cifras para ilustrar ese punto: contrastando las de marzo de 2009 respecto al promedio de 2004, la producción de crudo disminuyó 731 000 barriles diarios y las exporta-ciones 591 000 barriles diarios.8 No solamente las exportaciones de crudo han disminuido, sino que el promedio de la mezcla mexicana de exportación, en enero-marzo de 2009, fue de 38.9 , cuando había sido de 83.9 en enero-marzo de 2008. Pemex tuvo, hasta agosto de 2008 un largo periodo de precios elevados para sus exportaciones, pero no fue capaz de traducirlos en una recu-peración de sus reservas y de su producción, a pesar de un esfuerzo importante de inversiones que promediaron 16 000 millones de entre 2005 y 2008 y llegarán a 20 000 millones en 2009.

¿Nuevas modalidades del desarrollo

en un marco de integración renovado?

El país cuenta con un sector energético de larga historia y realizaciones, pero en el momento presente no se puede decir que tenga el control sobre su apro-visionamiento energético: reservas, producción y exportaciones de petróleo en declinación; una integración energética que hasta ahora ha respondido más a las necesidades de Estados Unidos que a posibles complementariedades, de manera particular en el plano tecnológico relacionado con un desarrollo ener-gético más diversiicado y limpio.

En la búsqueda de un desarrollo energético sustentable, como un compo-nente importante de una estrategia para salir de la crisis, Estados Unidos puede encontrar en Canadá un socio interesante, tomando en cuenta el grado de de-sarrollo e integración que existe entre los dos países.9 ¿Se extenderá ese diálogo

8 Pemex, Monthly Petroleum Statistics, XXI (3), marzo de 2009.9 La importancia de la relación Canadá-Estados Unidos, de manera particular en sus compo-

nentes energéticos y ambientales, quedó ilustrada con el primer viaje que hizo Barack Obama al extranjero, ya como presidente. En ese viaje a Canadá anunció, conjuntamente con el primer mi-nistro canadiense, el lanzamiento del U.S.-Canada Clean Energy Dialogue, un esfuerzo de colabo-ración cientíica para desarrollar nuevas tecnologías dirigidas a la reducción de emisiones de g y a combatir el cambio climático.


energético-ambiental a México, o entre nuestro país y Estados Unidos la rela-ción continuará marcada por los temas relacionados con la seguridad, el narco-tráico y la migración?

En las condiciones actuales (caída de la producción, situación de las reser-vas, …) se cuestiona si México podrá alcanzar el nivel de exportaciones de pe-tróleo que ha mantenido desde hace décadas hacia Estados Unidos. Se conside-ra que tampoco tiene el potencial para transitar de manera autónoma hacia una base energética más diversiicada y limpia. Se debe entonces plantear ahora con toda claridad el tema de las estrategias y políticas públicas que debe adoptar como país productor de petróleo10 —y tal vez exportador— para transitar hacia el desarrollo de energías alternativas, sin ignorar las posibilidades de la integra-ción regional. Los países más desarrollados deben asumir un liderazgo en la transición hacia “economías bajas en carbono” y en sus requerimientos cientíi-cos y tecnológicos, pero ese liderazgo no debe dejar fuera a economías con un menor nivel de desarrollo como México.

En lo que respecta a sus propias posibilidades, la pregunta es si las reformas recientes podrán hacer frente a la necesidad de articular e instrumentar una política energética de largo plazo con una clara dirección estratégica. Cierto es que dirigirán más recursos inancieros a la investigación y desarrollo tecnológi-co, un paso sin duda importante pero que no es suiciente: se requiere además un nuevo marco institucional, adecuado a un desarrollo energético, tecnológico y ambiental de largo plazo. El despliegue de nuevas fuentes de energía y tecno-logías, como todo lo concerniente a la investigación y al impulso a la innova-ción, depende de la disponibilidad de nuevas o renovadas infraestructuras que faciliten la transición a una base energética más limpia y diversiicada.

En México, como en Estados Unidos y Canadá, el Estado deberá asumir responsabilidades estratégicas; no bastarán el mercado y los actores privados. Sobre este punto parece haber consenso: se ha generalizado la idea de que nue-vamente el Estado debe intervenir ante la gravedad de la crisis, pero hay un debate en torno a la naturaleza de esa intervención. Para algunos solamente es

10 Aunque se reconoce cada vez más que las tecnologías relacionadas con las energías reno-vables serán una contribución vital para un futuro energético sustentable, existe todavía poca in-vestigación desde la perspectiva de los países en desarrollo productores/exportadores de petróleo. En ese sentido es útil el artículo de Yasser Al-Saleh, Renewable energy scenarios for major oil-producing nations: he case of Saudi Arabia, 2009. Países desarrollados que habían alcanzado cierta importancia en la escena petrolera, como el Reino Unido, ahora, ante la declinación de sus recursos energéticos, elaboran nuevas estrategias para transitar hacia una economía baja en car-bono, fortaleciendo al mismo tiempo su seguridad energética. Véase, por ejemplo, Malcolm Wicks, Energy Security: A National Challenge in a Changing World, 2009.


útil para componer mecanismos que han fallado, no porque sus inversiones puedan conducir al crecimiento, ya que este proceso es el resultado de la inno-vación tecnológica y de avances en la productividad, los cuales provendrían solamente de la acción del sector privado.

En el caso de México, en lo que se reiere a las energías renovables, existen diversas carencias institucionales, organizacionales y tecnológicas para su de-sarrollo que no han sido plenamente enfrentadas por la reforma energética reciente. No puede decirse que haya abierto perspectivas claras para un apro-visionamiento energético seguro, equitativo y sustentable en los próximos años.11 Para orientarse hacia un futuro energético sustentable en una perspec-tiva de diversiicación, México cuenta con un potencial humano, tecnológico y de integración industrial. Enfrenta también carencias: de información, tecno-lógicas, en investigación y desarrollo, en recursos inancieros, en el plano de la vinculación entre centros de investigación y aparato productivo. Carencias im-portantes existen también en lo que respecta a una adecuada estructura insti-tucional y regulatoria; en muchos casos, los dispositivos existentes se convier-ten más bien en frenos. La transición energética no tiene que ver solamente con el conocimiento relacionado con nuevas fuentes o tecnologías; tiene que ver también con marcos institucionales y regulatorios renovados, favora-bles para nuevos desarrollos y oportunidades. Se ha carecido, por ejemplo, de regímenes especiales con tarifas garantizadas para la generación eléctrica a partir de energías renovables, que en otros países aseguran un acceso garanti-zado, contratos de interconexión y porteo de largo plazo e incentivos iscales. El marco legal no es propicio tampoco para esquemas de producción distribui-da o de cogeneración con base en fuentes renovables que puedan conectarse con los sistemas de la Comisión Federal de Electricidad. Es indispensable, en-tre otras medidas, perfeccionar contratos de largo plazo y condiciones de por-teo que privilegien la generación, transmisión y distribución de energía eléctri-ca con fuentes renovables.

11 La Secretaría de Energía presentó, el 7 de julio de 2009, la Estrategia Nacional para la Transición Energética y el Aprovechamiento Sustentable de la Energía, la cual se propone que en México se genere, hacia 2012, 26% de la energía del país con recursos renovables. Independiente-mente de que sea posible alcanzar en tres años ese objetivo, este documento requiere un análisis detallado en cuanto a las políticas, programas, acciones y proyectos dirigidos a una mejor utiliza-ción y aprovechamiento de las fuentes de energía renovables y de tecnologías limpias, a la promo-ción de la eiciencia y sustentabilidad energética, así como la reducción de la dependencia de los hidrocarburos como fuente primaria de energía. Las primeras opiniones de especialistas sobre ese documento, como Odón de Buen Rodríguez y de organismos como Greenpeace, son más bien críticas y han señalado diversas carencias e incluso contradicciones.


A pesar de cierto consenso de la clase política, el debate no se ha cerrado en torno a la necesidad de una reforma de fondo, sobre todo en lo que trata a fórmulas para atraer capital y tecnología para la expansión de la industria, to-mando en cuenta que, a pesar de las reformas a su régimen iscal, Pemex tiene aún posibilidades inancieras limitadas a causa del monto de sus contribucio-nes a las arcas gubernamentales. Una reforma petrolera debe erigirse con clari-dad frente a las realidades de la industria, tomando en cuenta a sus principales actores, al papel que desempeña cada uno y al tipo de relaciones que se estable-cen entre ellos. Entre esos actores destacan las compañías energéticas privadas y públicas, así como las nuevas relaciones que establecen con determinados actores, las cuales tienen un papel decisivo en el cambio tecnológico. En el caso de México, en parte por razones históricas referidas a los procedimientos y acciones de las compañías petroleras internacionales hasta el momento de la nacionalización, no se ha logrado enfrentar con claridad su presencia y papel, y menos aún articular un nuevo tipo de relaciones con ellas.12 En el caso del pe-tróleo y del gas, Pemex no puede relacionarse siquiera con otras compañías petroleras nacionales en el marco del funcionamiento de la industria petrolera internacional, de sus procedimientos y de sus reglas.

El cambio tecnológico en las industrias energéticas ha estado relacionado estrechamente con las transformaciones e innovaciones organizacionales que se han efectuado en forma paralela en esa industria. Esas transformaciones han in-cidido en una reorganización de sus relaciones con otros actores que desempe-ñan ahora un papel importante en la creación y desarrollo de nuevas tecnologías. Algunos de ellos son los proveedores de equipos, las compañías de servicios y las irmas de ingeniería, en el marco de un nuevo modelo en el que la investigación y otras actividades de innovación se desarrollan preponderantemente en el mar-co de redes tecnoeconómicas integradas. Esas relaciones ya no se llevan a cabo solamente con base en empresas energéticas integradas con el auxilio de un bra-zo tecnológico, según el modelo Pemex-Instituto Mexicano del Petróleo (mp).

Las reformas recientes, ciertamente, harán que se dirijan más recursos i-nancieros a la investigación y desarrollo tecnológico:13 se trata de un paso im-

12 En el marco de los debates que tuvieron lugar durante 2008, algunos especialistas hicieron planteamientos claros al respecto, pero sin lograr despertar ecos signiicativos. Adrián Lajous, por ejemplo, planteó lo siguiente: “resulta indispensable buscar alternativas transparentes y eicaces que permitan movilizar los recursos de Pemex, de las empresas de servicios y de las empresas petroleras internacionales”, en La incursión de Pemex en aguas profundas, La Jornada, 15 de marzo de 2008.

13 La reforma y adiciones a la Ley Federal de Derechos en Materia de Hidrocarburos establece que se destinará progresivamente 0.65% de las ventas de Pemex —a partir de 0.15% en 2008— a


portante pero no suiciente; se requiere además un nuevo marco institucional, adecuado a un desarrollo tecnológico de largo plazo.

CONSUMO ENERGÉTICO: DESIGUALDAD ENERGÉTICA PERSISTENTE

Los subsidios

Hasta ahora, muchos de los análisis sobre el consumo energético en México se limitan a datos globales, relacionados sobre todo con los sectores modernos o con el medio urbano. Como en otros ámbitos, sin embargo, las grandes dispa-ridades y desigualdades que caracterizan al país se relejan en el consumo ener-gético y esta situación puede agravarse en la actual recesión económica, con la baja del crecimiento, del empleo y los ingresos.

Elaborada cuando aún no se veía con claridad la gravedad y la globalidad de la crisis, una publicación de la concluía que, a pesar de logros signiicati-vos en los dos últimos lustros, “la desigualdad del ingreso y los niveles de pobre-za en México siguen siendo los más altos del área de la : una vez y media más altos que en un país representativo de la y dos veces más altos que en países de baja desigualdad, como Dinamarca […] El ingreso promedio del 10% más pobre se encuentra por debajo de 1 000 , en paridad de poder de com-pra, más bajo que el de cualquier otro país. La distancia entre los ingresos de la clase media y los de los más ricos es más grande que en cualquier otro”.14

Por su parte, el más reciente informe elaborado por el Coneval (Consejo Nacional de Evaluación de la Política de Desarrollo Social, 2008), señala que la pobreza sigue siendo alta en el país: 42.6% de pobreza patrimonial; 20.7% de pobreza de capacidades15 y 13.8% de pobreza alimenticia, a pesar de que el gas-

fondos y programas del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología. Desde este año podrán así empezarse proyectos que conduzcan a innovaciones en materia de exploración y explotación, reinación de hidrocarburos pesados y desarrollo de tecnologías energéticas sustentables. Por otro lado, con los cambios en el Consejo de Administración de Pemex se espera que se promueva una mejor vinculación con instituciones de investigación y desarrollo tecnológico, así como con pro-veedores y empresas de base tecnológica.

14 , Growing Unequal? Income Distribution and Poverty in oecd Countries, 2008.15 La pobreza de capacidades: “Insuiciencia del ingreso disponible para adquirir el valor de

la canasta alimentaria y efectuar los gastos necesarios en salud y en educación, aun dedicando el ingreso total de los hogares nada más para estos ines”, Coneval, Informe de evaluación de la polí-

tica de desarrollo social en México, 2008.


to social ha crecido en los últimos 15 años. De acuerdo con las estimaciones de ese organismo, basadas en la Encuesta Nacional de Ingreso y Gasto de los Hoga-res (gh) para el periodo 1992-2006, algunos avances se registran en cuanto a la cobertura de servicios básicos. Por ejemplo, para el 20% más pobre de la po-blación el porcentaje de viviendas sin energía eléctrica disminuyó de 19.9 a 3.1%. Sin embargo, el Consejo Nacional de Población (2007) registra 27 365 localida-des con marginación “muy alta”; en ellas residen 3.2 millones de personas (3.2% de la población nacional), 76% de los cuales tiene pisos de tierra, 35% no tiene energía eléctrica, 71% no dispone de agua dentro de la vivienda o terreno, 41% de la población de 15 años o más es analfabeta y 66% no concluyó la primaria.

En un estudio del Programa de Energía de la m, el consumo de energía por hogar por año para los estratos más pobres fue de 40 GJ (gigajoules) y para los estratos más altos alcanza una cifra de 210 GJ, es decir una relación de cinco veces más de consumo de energía que una familia pobre.16

Algunas de las estrategias para mejorar el acceso a los servicios energéticos y contribuir, así, a la erradicación de la pobreza, se relacionan con apoyos gu-bernamentales directos y con programas de tipo asistencial. Ante el fracaso de varios de esos programas, se han propuesto estrategias alternativas17 sobre las cuales vale la pena relexionar, aunque hayan sido elaboradas en contextos dife-rentes. En el caso de la propuesta referida, se ubica el tema del acceso a la ener-gía en un contexto de generación de ingresos, de monetización de los mismos y de provisión de una oferta energética abordable en términos económicos. Des-de esta perspectiva, soluciones sustentables y de largo plazo al acceso energéti-co no pueden descansar ni en ofertas subsidiadas de energías renovables de manera indiscriminada y generalizada, ni en soluciones parciales y aisladas unas de otras. Una solución duradera y de largo plazo sólo puede ser garantizada por políticas que provean a los hogares con suiciente lujo de efectivo para sostener estilos de vida basados en energía limpia y otros insumos monetizados.18

Desde esa perspectiva, el énfasis debe ponerse en los obstáculos y barreras que bloquean las oportunidades para elevar el ingreso de los más pobres. Entre

16 G. Bazán Navarrete, Energía y pobreza en la Zona Metropolitana de la Ciudad de México, 2005.17 Véase, por ejemplo, V.S. Ailawadi y S.C. Bhattacharyya, Access to energy services by the

poor in India: Current situation and need for alternative strategies, Natural Resources Forum, 30

(1): 2-4, 2006.18 Este planteamiento coincide con otros que, de manera más general, exponen, como el

profesor Alain de Janvry, lo siguiente: “To be efective in reducing poverty, social programs need to be complemented by an income generation strategy for the poor”, en la Presentación: Can Mexico’s Social Programs Help Reduce Poverty?, Center for Latin American Studies, Berkeley, University of California, 31 de enero de 2005.


ellos se encuentran: carencias en la infraestructura, tales como carreteras, tele-comunicaciones; restricciones para el acceso a los mercados, a la circulación y comercialización de productos agrícolas; distorsiones en los mercados debidas a intervenciones en los precios o las cantidades; falta de información.

Una idea central de la propuesta citada es que mejores oportunidades de ingreso para los pobres mejorarán un acceso solvente en términos económicos a la energía. Diversos obstáculos y carencias, sin embargo, limitan la obtención de ingresos monetarios por parte de los pobres. En ese sentido, el problema del acceso a la energía está estrechamente relacionado con el desarrollo económico de conjunto, el cual a su vez exige un enfoque integrado que combine todos los esfuerzos en un nivel descentralizado. En ese marco, cada unidad descentrali-zada debe identiicar sus propias soluciones: a] creando oportunidades para que los hogares pobres incrementen su ingreso monetario; b] desarrollando mercados energéticos locales basados en recursos energéticos disponibles; de-terminando las capacidades, fortalezas y restricciones y adoptando mecanis-mos apropiados de oferta y estructuras organizacionales adecuadas a las nece-sidades locales; c] aplicando intervenciones selectivas y juiciosas para volver abordable económicamente la energía, al mismo tiempo que se asegura la via-bilidad inanciera, ya que la oferta no puede ser sostenida si no es inanciera-mente viable; d] asegurando que la comunidad local participa en la toma de las decisiones y en la implementación de las políticas.

En esa propuesta, si bien los precios relacionados con los costos pueden hacer que la oferta energética sea comercialmente atractiva, puede provocar también que no haya una demanda para ellos. Los subsidios estratégicos deben ser entonces un instrumento clave de política para promover el acceso energé-tico entre los pobres. En cuanto a las energías renovables, nuevas tecnologías están ya disponibles, con la ventaja de ser respetuosas del ambiente, aunque su gama de servicios disponibles es aún limitado, tanto en el consumo doméstico como en actividades productivas.

Subsidios: en lugar de generalizados y uniformes para todo el país,

subsidios basados en necesidades energéticas locales o en programas de apoyo

A pesar de diversos esfuerzos de I&D y de comercialización, las energías renovables no son aún competitivas sin alguna forma de subsidio. Un me-canismo de subsidios con claridad en cuanto a sus destinatarios puede ser más fácil de implementar en el nivel local que en el centralizado. En lugar


de subsidios generalizados y uniformes para todo el país, deberían ser adop-tados subsidios basados en necesidades energéticas locales o en programas de apoyo.

Este último punto es muy importante en el caso de México. Las disparida-des del consumo energético tienen diferentes factores explicativos, pero uno de ellos tiene que ver precisamente con los subsidios. En 2008 alcanzaron una ci-fra cercana a 19 000 millones , cuatro veces más que en 2007. Los precios de los combustibles para vehículos eran, en ese año, los más bajos de la y de la mayoría de países en desarrollo, salvo países como Arabia Saudita, Irán y Venezuela. En ese mismo año las brechas de precios con respecto a los vigentes en Estados Unidos era considerable; las consecuencias eran un parque inei-ciente, crecimiento de las importaciones de gasolina e impactos ambientales. La justiicación de esos subsidios ha sido la protección de los consumidores, y preocupaciones de redistribución, pero al no ser dirigidos a grupos especíicos, su carácter resulta altamente regresivo. En este sentido, una de las propuestas es que los subsidios deberían estar enfocados a las personas que realmente los necesitan, no de manera generalizada.

El tema de los precios de la gasolina es siempre sensible, sobre todo en una coyuntura como la actual en la que una buena parte de la población se ve muy afectada por la crisis. Incluso la gente que no dispone de automóvil (una gran mayoría), y que por lo tanto no consume gasolina, teme que un aumento en los precios de ese combustible tenga inmediatamente un impacto inlacionario. Para un gobierno como el mexicano, con muy poca capacidad de captación iscal, la gasolina es un blanco tentador porque entre gasolina y diesel puede recaudar, según los años, hasta 20% de los ingresos de la federación. Desde la caída de los precios internacionales puede recaudar más porque el precio de la gasolina está determinado en buena medida por el precio internacional. Como desde enero 2009 el precio de la gasolina quedó congelado en México, el ajuste se hace para el consumidor inal mediante un aumento en el Impuesto Especial sobre Productos y Servicios (p).

Los precios de la gasolina en México no son elevados, comparativamente y si los vemos con cierta perspectiva, aunque se deben tener presentes los niveles de ingreso y su distribución. En el presente año, 2009, según cifras de Pemex, el litro de Magna cuesta 7.72 pesos, mientras que la Premium tiene un precio de 9.57 pesos. En Estados Unidos, en 2008, el precio de la regular promedió 3.25 dólares el galón (3.8 litros). Los precios en México son regularmente los más bajos de la y de la mayoría de países en desarrollo, salvo algunos como Arabia Saudita, Irán y Venezuela.


A unos meses de terminar 2009, se habla de un posible aumento de los precios de la gasolina (los precios estarán congelados solamente ese año). El tema puede parecer meramente coyuntural, pero se seguirá presentando de manera recurrente en los próximos años. El aumento se haría vía eliminación del subsidio, lo cual tendría indudablemente un impacto inlacionario y, ade-más, implicaciones de fondo. Actualmente, desde variadas posiciones, se discu-te la bondad de proporcionar subsidios al consumo de combustibles basados en energías fósiles, sobre todo cuando son generalizados y uniformes para todo el país, lo cual beneicia a los consumidores de más altos ingresos. Las encuestas y estimaciones muestran que el consumo de gasolina de los hogares con los niveles más bajos de ingresos es de menos de 1.0% del total.19

CONSIDERACIONES FINALES

De los puntos que se han abordado en este trabajo, resultan algunas líneas de relexión que será necesario profundizar:

• En las nuevas trayectorias que tendrá el crecimiento se verá concreta-mente el lugar que tomarán el Estado y los actores privados, de manera particular en torno a las industrias vinculadas a las nuevas tecnologías y a las energías renovables.

• El desarrollo energético relacionado con la satisfacción de las necesidades de los más pobres conduce a repensar el desarrollo integrando la dimen-sión local, el cual puede centrarse en la energía y estar basado en recursos locales para su producción —biomasa, energía solar o minihidráulica—, la promoción del empleo y la generación de ingresos, de manera directa pero sobre todo mediante diferentes canales y mecanismos indirectos.

• El papel de los mercados, como mecanismos de coordinación y promo-ción de la actividad económica, volverá a replantearse en la actual crisis. Compartirán esa tarea de coordinación con los Estados, con tipos diver-sos de redes y determinadas instancias supranacionales, pero ahí segui-rán. Están surgiendo, incluso, nuevos mercados, particularmente ambien-

19 Un estudio comparativo de la distribución del consumo de energía en el sector residencial en México, Argentina y Paraguay, para el periodo de 1994 a 2004, con un anexo enfocado al con-sumo de gasolina, se encuentra en: J.A. Rosas Flores y D. Morillón Gálvez, Equidad energética en el sector residencial: tendencias de la distribución del consumo de energía, 1994-2004. Caso Mé-xico, Argentina y Paraguay, 2006.


tales, relacionados con energías renovables y nuevas tecnologías en el nivel local. Los mercados ya no solamente constituyen un mecanismo reconocido para la producción y distribución de bienes privados, sino que ahora están presentes también en el campo de los bienes públicos, como es el caso del mercado de bonos-carbono.

Lo anterior no signiica que se hayan ya encontrado respuestas deinitivas a preguntas como las siguientes: ¿pueden los mercados (y los precios que sur-gen de ellos) asegurar la oferta de energética en las cantidades requeridas por la demanda? ¿Pueden integrar el carácter inito de los recursos energéticos fósi-les? ¿Pueden dirigir las inversiones hacia el desarrollo de energías renovables?

Esas preguntas hacen referencia a un tema central: ¿el comercio, el merca-do, es bueno o malo para un desarrollo energético más limpio para el ambien-te? Los ambientalistas piensan que el discurso relacionado con los mercados es sólo una excusa para promover un crecimiento que deja de lado objetivos am-bientales. Ciertamente, un tema que se deja habitualmente de lado es: ¿cuáles son los efectos de mercados abiertos sobre la calidad ambiental? Si se considera que el comercio es un factor de crecimiento y desarrollo, éstos pueden ir acom-pañados de cambios hacia técnicas más limpias, hacia una composición del producto menos intensivo en energía, con consumidores más ilustrados, con innovaciones tecnológicas ahorradoras de energía. Sin embargo, a pesar de las simpliicaciones que se han derivado de la “curva ambiental Kuznets”, el creci-miento a lo largo del tiempo no produce automáticamente ni mejor distribu-ción del ingreso, ni menor degradación ambiental. Es preciso, entonces, exami-nar con cuidado, por lo menos, la relación mercados/crecimiento/mejor ambiente, en particular en el contexto de la actual crisis.

Los tiempos no parecen ser los más indicados para hablar de mercados. Precisamente, sin embargo, la crisis actual, cuyos efectos estarán presentes du-rante varios años, exige visiones de largo alcance que no lleven a rechazos su-periciales o a retrocesos en los análisis o las políticas. Otra cosa es la crítica de las políticas gubernamentales o de las prácticas empresariales, particularmente de tipo inanciero que, entre otros factores, contribuyeron a la exacerbación de la crisis inanciera y a su propagación a la economía real, particularmente en el sector energético.


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269

SUSTENTABILIDAD ENERGÉTICA: RETOS Y OPORTUNIDADES

Jorge Wolpert Kuri*

PANORAMA GENERAL DE LA ENERGÍA

Energía primaria

La energía primaria es aquella que proviene de las distintas fuentes, tal como se obtienen en la naturaleza, ya sea en forma directa o después de un proceso de extracción. Este tipo de energía es la que se utiliza como insumo en los centros de transformación para obtener la energía secundaria, como por ejemplo la energía eléctrica, producida a base de combustibles en las termoeléctricas, y las gasolinas que se producen a partir de la reinación del petróleo crudo; también se puede consumir en forma directa, como en el caso de la leña, el bagazo de caña y una parte del gas natural no asociado.

En nuestro Balance Nacional de Energía (b) se reportan las contribucio-nes de 10 fuentes de energía primaria: el carbón mineral, que aporta 1.9%, el petróleo crudo 71.2%, el gas natural 19.2%, la energía nuclear 1.1%, la energía hidráulica 2.9%, la biomasa (bagazo de caña y leña) 3.2% y la geotermia 0.6%. Cabe destacar que de éstas, la contribución de las fuentes de energías conside-radas limpias, integradas por la geotermia, la biomasa, la hidráulica y la nuclear, es de sólo 7.8 por ciento.

Consumo inal total

El consumo inal total de energía en el año 2006 fue de 4 525 PJ, 3.09% más que el registrado en el año anterior. Se integra por el consumo inal no energético, en el que se incluyen los productos utilizados como materias primas para la

* Comisión Nacional para el Ahorro de Energía.


elaboración de plásticos, aceites y grasas, y el consumo inal energético, en el que se registra el consumo de los energéticos, primarios o secundarios, de los sectores productivos del país.

Como se muestra en la igura 1, el b 2006 indica que el consumo inal se distribuyó así: 44% para el transporte, 28% para la industria, 19% se consumió en los sectores residencial, comercial y público, 3% en el agropecuario y, inal-mente, 6% como consumo no energético.

ENERGÍAS RENOVABLES: POTENCIAL

En México existe un gran potencial para el aprovechamiento de las energías renovables. Esto se debe considerar en la política energética, dados los benei-cios económicos y de rentabilidad que acarrean. Especialmente conviene inver-tir en proyectos pequeños que puedan aprovechar las Pymes para obtener una energía más barata que les permita un mejor desarrollo, con la consecuente generación de empleos.

En este renglón, la Comisión Reguladora de Energía considera una capaci-dad de generación de energía eléctrica con base en el aprovechamiento de energías renovables de 12 921 MW. De éstos, 12 332 se consideran aprovecha-bles por la f en forma de energía hidráulica, minihidráulica y geotérmica; 569 MW como autoabastecimento de empresas particulares y sólo 20 MW se consideran aprovechables dentro del esquema de instalaciones “Fuera de red” (véase la tabla 1).

Fuente: Balance Nacional de Energía 2006, Sener.

Figura 1. Panorama general de la energía (porcentajes).

ProducciónConsumo �nal

total: 4 525 PJ

Transporte

44

Industrial

28

Residencial,

comercial

y público

19

Consumo

no energértico6

Agropecuario

3

Petróleo

71.1

Gas natural

19.2

Biomasa

3.2

Hidráulica

2.9

Carbón

1.9

Geotermia

0.6

Nuclear

1.1

Energías limpias

SUSTENTABILIDAD ENERGÉTICA 271

Sin embargo, con una adecuada promoción y una política pública orienta-da a un mayor aprovechamiento de las energías renovables, este potencial pue-de incrementarse signiicativamente.

Como se muestra en la tabla 2, el potencial de energía obtenible por un mejor aprovechamiento de la energía minihidráulica se estima en 3 500 MW, lo que equivale a la energía que producirían dos plantas similares a la nucleoeléc-trica de Laguna Verde. Si se aprovechara la alta radiación solar recibida en Mé-xico (5 kW/h/m2/día) se obtendría 3.5 veces la energía producida por Laguna Verde. La producción de energía mediante bagazo de caña y biomasa puede llegar a producir lo que una planta similar a la de Laguna Verde. Por su parte, la geotermia equivale a 1.8 veces Laguna Verde y la energía eólica a 10 plantas iguales a la de Laguna Verde.

Tabla 1. Capacidad de generación eléctrica con energías renovables

Energías renovables CFE-LFC Autoabastecimiento Fuera de red

Hidráulica 10 920 MW

Minihidráulica 365 MW 84 MW

Geotérmica 960 MW

Biomasa 465 MW

Biogás 20 MW

Solar 20 MW

Eólica 87 MW

Total 12 332 MW 569 MW 20 MW

Fuente: Comisión Reguladora de Energía, 2007.

Tabla 2. Potencial de las energías renovables

Fuente Potencial Impactos potenciales

Minihidráulica 3 500 MW 2.5 plantas de Laguna Verde

Solar Alra radiación: 5 kWh/m2/día 3.5 plantas de Laguna Verde por km2/día

Biomasa Bagazo de caña: 500 MW Aprox. una planta de Laguna Biogás (rellenos sanitarios): 1 000 MW Verde

Geotermia 2 400 MW 1.8 plantas de Laguna Verde

Eólica 15 000 MW 10 plantas de Laguna Verde

Nota: capacidad efectiva de Laguna Verde: 1 365 MW.


ENERGÍA SOSTENIBLE COMO POLÍTICA PÚBLICA

Se debe diseñar una política pública orientada al desarrollo de una energía soste-nible para obtener una eiciencia más favorable en la generación de energía, me-jor calidad ambiental de la energía, e incrementar la seguridad energética del país. Al mismo tiempo, se impulsaría el desarrollo económico, especialmente el de las pequeñas y medianas empresas, lo que conlleva un desarrollo social, al fa-vorecer la creación de más y mejores empleos para la población y mayor ingreso per cápita. Por otra parte, se favorece el desarrollo de las instituciones y se genera una mayor sensibilidad de la población en general sobre los problemas ambien-tales. En este proceso participan el gobierno, la industria de energías renovables, la banca de desarrollo y la comercial, universidades e institutos tecnológicos, or-ganismos y comunidad internacionales, la industria de combustibles tradiciona-les y, inalmente, los usuarios industriales, comerciales y residenciales (igura 2).

BARRERAS PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE

El aprovechamiento de las energías renovables para un desarrollo sostenible no se podrá lograr en tanto no se eliminen o reduzcan las barreras que diicultan su

Industria de energías renovables

Usuarios industriales,

comerciales y residenciales

Banca de desarrollo y comercial

Organismos internacionales

Gobierno Comunidad internacional

Academia, desarrollo

tecnológicoIndustria de

combustibles

Eiciencia, calidad

ambiental y seguridad energéticaSensibilización

ambiental

Desarrollo institucional

Desarrollo social

Desarrollo económico

Figura 2. Energía sostenible como política pública.


promoción e implementación. Éstas se pueden dividir en tres grandes categorías: políticas sectoriales, mercados energéticos y desarrollo tecnológico (igura 3).

En la primera categoría destaca la falta de articulación en el proceso de im-plementación de las políticas energéticas, ambientales, regulatorias, de precios y la propia difusión de éstas. Por otra parte, los mercados energéticos no presentan una adecuada estructura, los precios no relejan la internalización de los costos ambientales y de seguridad energética, por lo que no se da la señal correcta a los usuarios para que preieran el uso de energías ambientalmente más amables.

El desarrollo tecnológico para el aprovechamiento generalizado de las energías renovables no alcanza aún la madurez tecnológica necesaria, por lo que el costo inicial de la implementación de estas tecnologías es alto, lo que le resta competitividad frente a la utilización de los energéticos tradicionales, aun con los bajos costos de operación debidos al menor costo de la energía, como es el caso de las tecnologías de calentamiento de luidos con energía solar, en las que el costo de la energía es nulo. Además, es notoria la falta de capacita-ción de los técnicos encargados de la instalación y mantenimiento de estos sis-temas; ello ha generado una desconianza entre los usuarios al no obtener los resultados esperados o prometidos por la utilización de estas tecnologías. Fi-nalmente, hace falta establecer un vínculo más estrecho entre la academia y la industria, de tal forma que los nuevos avances tecnológicos lleguen más fácil y oportunamente a los sectores productivos.

Políticas sectoriales

Falta de articulación en la implementación

de las políticas energéticas,ambientales,regulatorias,de precios,de difusión

Estructura de mercados.Precios (no

internalización de costos ambientales

y de seguridad energética).

Vacíos legales

Mercados energéticos

Madurez tecnológica.Costo inicial (aun

con bajos costos de operación).

Falta de capacitación.Vínculo

academia-industria

Desarrollo tecnológico

Barreras

Figura 3. Barreras para el desarrollo sostenible.


ESTRATEGIAS Y ACCIONES

Para eliminar las barreras que actualmente impiden la adopción e implementa-ción de las energías renovables será necesario el diseño e implementación de estrategias y acciones orientadas a eliminar su efecto. Entre éstas se encuen-tran, como se ilustra en la igura 4, el acceso a una asistencia técnica para su implementación; la capacitación de técnicos especializados en la instalación y el mantenimiento de los equipos y sistemas; el diseño de esquemas inancieros que hagan económicamente más atractiva a los usuarios la adopción de tecno-logías que aprovechen las energías renovables, y el establecimiento de políticas de fomento. Lo anterior tendrá como resultado un mejor desarrollo tecnológi-co de equipos, sistemas y procesos más adecuados a la necesidad del país, im-pulsará un desarrollo social más adecuado y mejorará la presencia internacio-nal de México.

ENERGÍA SOSTENIBLE

Oportunidades para México

El panorama energético de México, así como las condiciones actuales de la energía y la economía mundiales, aunado a la preocupación de los gobiernos de la mayoría de los países por la reducción de los impactos negativos al medio ambiente derivados del consumo de combustibles fósiles, crean un marco de oportunidades para el aprovechamiento de la energía sostenible.

La utilización de energías renovables se debe orientar a propiciar un mayor desarrollo industrial y a la creación de empleos, especialmente en las Pymes.

Asistencia técnica y

capacitación

Desarrollo tecnológico

Esquemas inancieros

Desarrollo social

Políticas de fomento

Presencia internacional

Figura 4. Estrategias y acciones.


Como se ve en la igura 5, la generación de energía eléctrica en México tiene una capacidad efectiva instalada de 56 337 MW, con suiciente margen de reserva, lo que hace suponer que es en las Pymes donde el aprovechamiento de las energías renovables podrá tener un mejor desarrollo, siempre y cuando se eliminen las barreras actuales de precios y tarifas que no hacen atractiva su implementación. Esto traerá como consecuencia una mayor competitividad re-gional ya que se aprovecharán las energías renovables regionales como agua, viento y sol, que en mayor abundancia existan o más fácilmente se puedan de-sarrollar en cada una de las regiones del país.

La producción y aprovechamiento de estas energías in situ propiciará el desarrollo y la creación de empresas regionales que suministren equipos, man-tenimiento y asesoría en esta materia y se podrán desarrollar capacidades téc-nicas especializadas en las instituciones de enseñanza técnica superior regionales.

Figura 5. Energía eléctrica.

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

27

6

Porc

enta

je

Histórico Prospectivo48.0

18.721.0

1.2

23.2

4.2

31.8

7.5

28.0

7.0

41.3

15.5

40.0

10.8

38.0

14.0

45.8

24.5

40.9

18.5

33.4

12.1

27.4

7.5

25.6

6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0

24.9 23.6 23.4 22.4 21.0

1995 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Sistema interconectado:margen de reserva y margen de reserva operativo

Capacidad efectiva instalada nacional,2006, 56 337 MW (porcentajes)

Distribución de las ventas internaspor sector, 2006 (porcentajes)

Margen de reserva Margen de reserva operativo

CFE66.5

Usos propios1.0

Autoabastecimiento7.3

Cogeneración2.8

Exportación2.4

Industrial58.8

Bombeo agrícola4.5

Residencial25.3

Comercial7.5

Servicios3.8

PIE18.4

LFC1.6


Figura 6. Ejemplos de petrolíferos.

Producción de petrolíferos en el SNR, 2006

Distribución de los combustiblesen el sector industrial, 1996 y 2006

80.3 78.3 67.9 54.9 34.8 50.4

63.6

102.5

14.822.2

4.7

11.712.8

7.011.8

83.621.1

45.3 71.8

1.2

26.556.6 75.1

44.542.1

45.9

GasolinasDieselCombustóleoTurbosinaCoque de petróleo

Salina Cruz Tula Cadereyta Salamanca Minatitlán Madero

Mile

s d

e b

arri

les

dia

rio

sd

e p

etró

leo

cru

do

eq

uiv

alen

te

60

50

40

30

20

10

0

Porc

enta

je

Coquede petróleo

Combustóleo Diesel Gas natural Gas LP

1996 2006

Figura 7. Gas LP.

Composición de la demanda regionalde gas LP por sector, 2006

Ventas internas de gas LP,1996-2006

3

15

9

16

57

2

17

10

16

55

3

10510

72

1

7

11

15

66

2

15

7

13

63

100

50

0

Porc

enta

je

Noroeste Noreste Centro-Occidente

Centro Sur-Sureste

Residencial Servicios Industrial

Autotransporte Agropecuario

Mile

s d

e b

arri

les

dia

rio

s

266279

288

312

330 325

tmca1.4%

333 327 328314

306

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006


Figura 8. Demanda de gas natural.

Crecimiento de la demanda de gas naturaly del PIB en México, 1996-2006

Mile

s d

e m

illo

nes

de

pes

os

de

1993

1 800

1 700

1 600

1 500

1 400

1 300

1 200

1 100

1 000

7 500

7 000

6 500

6 000

5 500

5 000

4 500

4 000

3 500

Mill

on

es d

e p

ies

cúb

ico

s d

iari

os

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

5.1%

6.8%4.9%

3.9%

6.6% 0.2% 0.8% 1.4%4.2%

2.8%

4.8%

7.8%4.6%

8.0% 1.6%8.3% 0.7%

11.3%9.0%

8.2%2.9%

10.9%

Importaciones de gas natural licuado,2006-2016

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

79

340

680

965 1 000

1 3751 500 1 500 1 500 1 500 1 500

Mill

on

es d

e p

ies

cúb

ico

s d

iari

os

Ensenada Manzanillo Altamira

Estructura de la demanda por grupode ramas del sector industrial, 2006 (porcentaje)

Alimentos, bebidasy tabaco

9.1 Papel y cartón,imprentas

y editoriales6.3

Cemento hidráulico1.8

Cerveza y malta1.9

Industrias básicasde metales

29.0

Productosde mineralesno metálicos

6.7

Productos metálicos,

maquinaria y equipo10.5

Química12.5

Resto de las ramasindustriales

6.1

Textiles, prendasde vestir e industria

del cuero3.3

Vidrio y productosde vidrio

10.4

Minería2.3

PIBConsumo nacional de gas natural


Además, se diversiicará el portafolio energético del país, que es uno de los pilares de la política energética necesario para el aseguramiento del abasteci-miento adecuado de energía para los sectores productivos y el residencial. Esto repercutirá también en la calidad de la energía recibida por los diferentes usua-rios, ya que quitará presión sobre el suministro proporcionado por las empre-sas estatales.

El campo mexicano, que actualmente es el sector que menos energía con-sume debido a la diicultad para llevar energía a las regiones alejadas de la red nacional o de las vías de comunicación, tendrá la posibilidad de tecniicarse más rápidamente y podrá aplicar métodos de producción, riego, etc., para au-mentar su productividad con un costo de los energéticos más accesible.

De la misma manera, se podrá electriicar más rápida y económicamente el campo mexicano mediante programas integrales de electriicación rural; las poblaciones rurales podrán contar con muchos beneicios que actualmente es-tán reservados a la población de las ciudades y los pueblos electriicados.

La utilización de energías renovables tendrá también un impacto conside-rable en la reducción de las emisiones contaminantes al medio ambiente.

Retos para México

Para obtener un aprovechamiento óptimo de nuestros recursos es fundamental que se vincule la política energética nacional con la política agrícola, la ambien-tal y la de desarrollo rural. Para que se pueda establecer un desarrollo sustenta-ble es necesario el diseño y establecimiento de un esquema de incentivos, así como un marco regulatorio adecuado.

Por lo anterior, es necesario que se establezcan mecanismos de fomento e incentivos en los que se valore la reducción de riesgos en el proceso de planea-ción energética, se incorporen las externalidades ambientales y las relativas a la salud de los habitantes que conlleva el uso de fuentes de energía fósiles y, inal-mente, se reconozca el valor de la diversiicación del portafolio energético.


Figura 9. Energías sostenibles: oportunidades para México.

• Mayor desarrollo industrial y creación de empleos

• Competitividad regional

• Diversiicación del portafolio energético

• Energía para el campo

• Electriicación rural

• Reducción en el impacto al medio ambiente y a la salud

281

EL SINDICATO DE TRABAJADORES PETROLEROS DE LA REPÚBLICA MEXICANA.

ENTRE EL CORPORATIVISMO Y LA DEMOCRACIA POLÍTICA

Judith Herrera Montelongo*

ANTECEDENTES HISTÓRICOS

EL Sindicato de Trabajadores Petroleros de la República Mexicana (pm) fue constituido el 15 de agosto de 1935, cuando se construían las instituciones mo-dernas de México. El sindicalismo, y especíicamente el sindicato petrolero, tu-vieron un papel colaboracionista durante la construcción y el desarrollo del Estado social. El sindicato, al estar enclavado en una industria estratégica, pro-dujo una doble tensión. Una entre el sindicalismo y el gobierno, cuando las políticas nacionalistas de acumulación fueron cuestionadas. La segunda se dio entre los propios sindicatos cuando se discutía el sistema de distribución relati-va de la renta entre las organizaciones obreras. Este fenómeno de doble tensión ocasionó una dicotomía en la relación Estado-movimiento obrero: colabora-ción y conlicto.

En la historia del sindicato, dos problemas lo han acompañado: la creciente burocratización y la corrupción de la dirigencia petrolera. Sus dirigentes osten-tan lujo y privilegios frente a una desigualdad económica cada vez más profun-da. La burocracia sindical está cada vez más alejada de sus bases, pero con mecanismos de control muy eicaces: otorgan becas, préstamos o puestos a sus allegados. Desatan la guerra entre los trabajadores para conseguir esas preben-das, sin considerar que son su legítimo derecho.

Como muchos otros sindicatos en México, por su forma de organización y proceder político, tanto dentro como fuera de la organización, al pm lo po-demos caliicar como corporativo. Las formas corporativas modernas se aplican especialmente en aquellas sociedades donde se ha dado un acuerdo tripartito en el cual sindicatos, empresarios y gobierno negocian sus distintas demandas e intereses de acuerdo con reglas formales e informales. Además, esta negocia-

* Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Xochimilco.


ción rebasa el ámbito estricto de lo laboral para contribuir también al manteni-miento de la paz social. En este sistema corporativista generalmente el Estado coordina, encauza y promueve directamente la acción de los grupos de interés. En el caso del sindicalismo mexicano, y en particular del pm, establece un relación funcional. Si bien el corporativismo es un hecho presente y de impor-tancia capital para entender la sociedad moderna, sus formas, manifestaciones y consecuencias varían mucho según el lugar y el momento de que se trate.

La construcción del corporativismo sindical petrolero —en uno de sus pun-tos centrales— se remonta al sexenio de Lázaro Cárdenas del Río. Cuando llegó a la Presidencia de la República se prohibía la participación de los sindicatos en la política. Sin embargo, durante su gobierno se modiicó el artículo 378 de la Ley Federal del Trabajo para permitir la participación política de los sindicatos. Con esto se conirmó la teoría de que los sindicatos, en tanto personas morales de derecho social, tienen la facultad de realizar toda clase de actividades políti-cas, ya que la política está íntimamente relacionada con la vida sindical.1 Así, a lo largo de la historia política de México, el sindicato petrolero ha participado en la política nacional mediante la Confederación de Trabajadores de México (m), que forma parte de la estructura sectorial del Partido Revolucionario Institucional (p). De esta manera, el sindicalismo oicial negociaba cuotas de poder para tener acceso a puestos de elección popular, traslapando con ello la acción sindical-laboral con la política.

Es decir, durante la hegemonía priista (1929-2000), los sindicatos fungie-ron como gestores que buscaban garantizar el incremento de los derechos so-ciales, desde los estrictamente laborales hasta otros como créditos para obte-ner vivienda, educación gratuita para sus hijos, hospitales y clínicas para proteger su salud. La acción política y la sindical se traslapaban; sin embargo, esta última estaba en el centro de su acción y la eiciencia de la misma era con-dición para la primera. Conseguían, para sus agremiados, estabilidad en el em-pleo y salarios bien remunerados. Este traslape de las funciones de las organi-zaciones sindicales terminó configurando organizaciones corporativas vinculadas al partido ex hegemónico, el Partido Revolucionario Institucional, durante los 71 años que duró en el poder.

Como parte del partido hegemónico, la representación obrera obtuvo cuotas de poder y, desde esa posición y con esas prebendas, el movimiento sindical se constituyó como parte del régimen político. Cumplía una triple función: 1] en el nivel macro, conformándose como parte del régimen político

1 Ley Federal del Trabajo, 2008, título séptimo, artículo 378, México, Sista, p. 88.

EL SINDICATO DE TRABAJADORES PETROLEROS DE LA REPÚBLICA MEXICANA 283

mediante el partido hegemónico; 2] en el nivel meso, formando parte de la intermediación sociedad-Estado, al vincularse las organizaciones sindicales entre sí para crear el movimiento sindical, y 3] en el nivel micro, el sindicato representa y gestiona los intereses de los trabajadores.

El corporativismo sindical en México, como es el caso del sindicato petro-lero, se presenta de manera dual. Por una parte, tiene cierto apoyo jurídico tanto en la Constitución como en la Ley Federal del Trabajo, lo que le da la ca-racterística de una organización que podríamos denominar semipública. Exis-te, además, una manera informal, ya que no conocemos cómo el gobierno fede-ral y la dirigencia sindical llevan a cabo las negociaciones en las que se afectan intereses nacionales y de las cuales la cúpula sindical sale bien librada. Este ca-rácter semipúblico del sindicato petrolero se ha ido desmontando poco a poco a partir de la democracia reciente. Si bien en la Ley Federal del Trabajo (f) lo relativo a la participación política de los sindicatos no se ha modiicado, en otras disposiciones legales, sobre todo en materia electoral, se ha restringido la participación gremial en la política para proteger los derechos ciudadanos.

EL CORPORATIVISMO DEL SINDICATO PETROLERO

La permanencia de una corriente hegemónica con un liderazgo fuerte a lo largo de la historia del sindicato ha sido producto de lo que he denominado la lógica corporativa y cuyos componentes son una serie de factores que hicieron del sindicato una estructura cuyas funciones dentro y fuera de la organización lo convirtieron en uno de los más poderosos de la escena político-laboral nacio-nal. Esta lógica corporativa se ha caracterizado por:

• Una identidad petrolera nacionalista: la lealtad al líder sindical y idelidad de los dirigentes sindicales al p; además, los trabajadores petroleros fue-ron los primeros en enfrentarse a empresas extranjeras.

• Un liderazgo centralizado, es decir, no existen estructuras de gobierno intermedias. Para crear contrapesos entre el comité ejecutivo general y los comités ejecutivos seccionales y asegurar la lealtad de los trabajadores al sindicato, en los años sesenta Joaquín Hernández Galicia constituyó la igura de los coordinadores políticos, que funcionaron como intermedia-rios entre los líderes seccionales y los dirigentes del comité ejecutivo ge-neral; al mismo tiempo fueron intermediarios con los poderes estatales, presidentes municipales, gobernadores y diputados locales. Algunas ve-


ces, trabajadores petroleros fungieron como dirigentes del p en los di-versos ámbitos: nacional, estatal y municipal. Fueron también dirigentes de la Central de Trabajadores de México en los estados de mayor raigam-bre petrolera, como Tamaulipas, Veracruz, Tabasco y Oaxaca.

• La autoridad que negocia la contratación, los movimientos escalafona-rios, las permutas de centro laboral y las permutas entre las categorías es el secretario general del Comité Ejecutivo General (g), quien se auxilia de cada uno de los secretarios generales de sección.

• Los dirigentes petroleros son elegidos por medio de un procedimiento rudimentario denominado a “mano alzada” o por escrutinio abierto. Los candidatos a ocupar los cargos pueden asegurar sus votos, ya que obser-van de manera directa a quienes levantan la mano para otorgarlos. De esta manera controlan a los trabajadores y evitan con este mecanismo las posibilidades de que un grupo opositor se desarrolle, eliminando en los procesos electorales la competencia entre planillas y los procedimientos democráticos para elegir a sus dirigentes. En algunas secciones se utiliza la fórmula del escrutinio, mediante el uso de cédulas que deberán llenarse con los datos laborales del trabajador: nombre completo, el departamento donde trabaja, el número de icha y su irma. En cualquier sistema de vo-tación que decida el comité electoral, los candidatos conocen la identidad de los votantes.

• Otra característica del corporativismo petrolero es la cláusula de exclusi-vidad que propicia el monopolio de la contratación y, por tanto, el control de los trabajadores por los líderes sindicales. El sindicato y no la empresa contrata a los trabajadores. Esto se da porque la Ley Federal del Trabajo, con la ambigüedad de dos de sus artículos (358 y 395), permite el mono-polio de la contratación y la obligatoriedad de la ailiación y, por lo mis-mo, el monopolio de la representación y la contratación laboral.

En la f, título séptimo (Relaciones Colectivas de Trabajo), capítulo II, artículo 358 se establece: “A nadie se puede obligar a formar parte de un sindi-cato o a no formar parte de él… Cualquier estipulación que establezca multa convencional en caso de separación del sindicato o que desvirtúe de algún modo la disposición contenida en el párrafo anterior, se tendrá por no puesta”. Y en el Artículo 395 se establece: “En el contrato colectivo podrá establecerse que el patrón admitirá exclusivamente como trabajadores a quienes sean miembros del sindicato contratante. Esta cláusula y cualesquiera otras que es-tablezcan privilegios en su favor, no podrán aplicarse en perjuicio de los traba-


jadores que no formen parte del sindicato y que ya presten sus servicios en la empresa o establecimiento con anterioridad a la fecha en que el sindicato soli-cite la celebración o revisión del contrato colectivo y la inclusión en él de la cláusula de exclusión… Podrá también establecerse que el patrón separará del trabajo a los miembros que renuncien o sean expulsados del sindicato contratante”.2

• Además de la experiencia acumulada en las negociaciones, los líderes na-cionales tienen un conocimiento profundo del Contrato Colectivo de Trabajo () y de la historia del mismo. Por lo tanto, conocen a fondo las razones detrás de cada cláusula, así como de las diversas normas que se han elaborado para la operación de Pemex, de la Ley Federal del Traba-jo y de las instancias que regulan las leyes laborales. Además, han desa-rrollado un conjunto de habilidades para negociar y han profundizado en el conocimiento de la operación de la empresa, lo que signiica la profe-sionalización del aparato sindical. No es de extrañar que en cada negocia-ción salarial o contractual la representación sindical supere en el conoci-miento de la materia a los representantes de la empresa.

• Otro rasgo del corporativismo sindical petrolero es el que permite a los líderes negociar sobre la base de una amplia consulta en todo el sistema petrolero, lo que se opera tanto por medio del aparato central como de las diversas secciones. Esta consulta resulta a su vez en un levantamiento de demandas que se presentarán en la mesa de negociaciones como un me-canismo de legitimación y reairmación de lealtades. Este recuento nacio-nal identiica riesgos, proporciona información privilegiada para la toma de decisiones, reparte cuotas de poder y facilita mantener la estabilidad y el statu quo en el sistema. Con todos estos factores se ha construido la hegemonía de una corriente mayoritaria dentro del pm que ha forta-lecido las relaciones de poder entre los dirigentes y las bases sindicales.

La formación de las estructuras corporativas en los sindicatos, y particu-larmente en el petrolero, tiene que ver con la obligatoriedad sindical y el mono-polio de la contratación. Especíicamente, la obligatoriedad sindical es un pun-to polémico, ya que se trata de un mecanismo de dirigentes y líderes para mantener la densidad sindical en sus organizaciones. Los dirigentes sindicales se valen de mecanismos legales y extralegales para conseguir ailiar al mayor

2 Idem., pp. 84 y 90.


número de trabajadores de la empresa, taller o fábrica, y lograr mayoría en la organización sindical que dirigen. El punto a discutir es que la obligatoriedad de pertenecer al sindicato como vía segura para conseguir empleo lleva al mo-nopolio de la contratación y ésta recae en el sindicato y no en la empresa. Por ello, la ailiación al sindicato es un recurso que utilizan los dirigentes para man-tener un número de ailiados que les permita negociar con el patrón y, inal-mente, es el trabajador quien acepta o rechaza la ailiación obligada a una orga-nización sindical.

La cláusula cuarta del , desde el primero elaborado en 1936 hasta el vigente (2009-2010), establece la contratación de los trabajadores por conducto del sindicato. Ello permite a éste el monopolio de la contratación. “Los puestos de nueva creación deinitivos, y las vacantes deinitivas siempre que no se de-ban a reajuste de personal, el patrón las cubrirá en los términos de esta cláusula [de exclusividad] por conducto del sindicato, a través de las secciones o delega-ciones respectivas”.

El sindicato es la entidad que contrata y hace la propuesta a la empresa, de modo que conseguir un puesto de trabajo por medio de esta organización es lo que articula a los trabajadores en el sindicato y lo que construye la lógica corpo-rativa. Los trabajadores se identiican con el sindicato construyéndose la identi-dad corporativa y la organización se consolida al proteger los derechos laborales de los trabajadores. Además del Contrato Colectivo de Trabajo, en los estatutos del sindicato se refuerza el monopolio de la contratación por parte de éste.

La fracción XVI establece que el sindicato

Ejercerá estricta vigilancia sobre la aplicación de la cláusula de exclusión a efecto de que esta medida sindical se aplique con toda justicia observando las disposiciones de estos estatutos y en todo caso en beneicio de la integridad y decoro del sindicato.3

Sin duda, poco a poco la situación del monopolio de la contratación está cambiando. Los dirigentes cada vez más colocan a trabajadores recomendados que no pertenecen a la familia petrolera. Por otro lado, las empresas contratis-tas también colocan a sus trabajadores en todas las instalaciones de Pemex. Además, la crisis económica presiona a los líderes sindicales para colocar a re-comendados que vienen del p, de otros espacios laborales y que encuentran acomodo en Pemex mediante el sindicato. Esta situación, que se ha agudizado,

3 Estatutos del pm, México, 1994, p. 20.


ha provocado conlictos entre el sindicato y la familia petrolera que deiende su posición. Sin embargo, los dirigentes petroleros tienen todavía la fuerza sui-ciente para lidiar con las herencias de las plantas y de introducir trabajadores que no tienen herencia petrolera.

EL SINDICATO PETROLERO Y SU RELACIÓN CON EL GOBIERNO FEDERAL

En la historia del sindicato petrolero la cúpula sindical ha desarrollado dos es-trategias en su relación con el gobierno federal. Por un lado, de colaboración y como aliado cuando el gobierno federal impulsa políticas que afectan los ingre-sos de los trabajadores. Y por otro, de conlicto (chantaje). En diferentes mo-mentos de su historia se han presentado crisis en la relación sindicato-gobierno federal. Por mencionar las más signiicativas, se recuerda que en 1939 el presi-dente de la República, Lázaro Cárdenas, enfrentó una huelga de los trabajado-res al no poder satisfacer las peticiones del primer contrato colectivo de traba-jo. En 1949, el presidente Miguel Alemán Valdés envió al ejército a resguardar las instalaciones petroleras. Este hecho se conoce como “el charrazo”, ya que la dirigencia del sindicato hizo una huelga con peticiones salariales muy altas que el gobierno no podía solventar. Además, integraban la dirigencia, en tres de las carteras más importantes, trabajadores ailiados al Partido Comunista Mexica-no. Estaban por terminar su gestión sindical, de modo que un grupo de traba-jadores aceleró las elecciones para asegurar que el Comité Ejecutivo General (g) se integrara con trabajadores dispuestos a colaborar con el gobierno federal.

En 1964, el presidente Adolfo López Mateos tuvo que intervenir en una pugna entre el director de Pemex, Jesús Reyes Heroles, y Joaquín Hernández Galicia. El director pretendía reducir las plazas a los trabajadores transitorios, lo que no fue posible. Los conlictos se resolvieron y la colaboración continuó bajo la hegemonía de Joaquín Hernández Galicia. En 1989, la caída de éste llevó a que el g sustituto, por medio de la m, solicitara al presidente de la Repú-blica que no se disolviera el sindicato; a cambio garantizaban la colaboración con el gobierno federal.

Hubo una crisis reciente en 2001-2002, denominada por la prensa como el caso Pemexgate. Los dirigentes sindicales no pudieron ser sancionados por el des-vío de fondos que el sindicato hizo a favor de la campaña electoral del p para la presidencia de la República en el año 2000. De acuerdo con lo publicado por los


diarios de circulación nacional, el director de Pemex (1999-2000) estaba impli-cado. El sindicato, al iniciar la negociación laboral de 2002, emplazó a huelga y estuvieron a punto de estallarla. La forma en que se resolvió el conlicto no se dio a conocer, pero meses después los presuntos implicados estaban libres de toda sospecha y de la prisión.

En abril de 2008, el presidente de la República envió la iniciativa de reforma energética al Congreso de la Unión, implicando una reforma a la Constitución para permitir la inversión privada nacional y extranjera en Pemex, así como una reforma administrativa al gobierno de la empresa. Esta iniciativa provocó un movimiento social que obligó a que en el Congreso de la Unión se presenta-ra un debate sobre la propuesta de reforma petrolera. El debate de la Iniciativa sobre la Reforma Energética ha puesto sobre la mesa una vez más el papel del sindicato y su futuro. Es un tema polémico por la posición de hermetismo que ha tenido la dirigencia del sindicato durante el desarrollo de este debate. El tema sindical prácticamente estuvo ausente.

LA TRANSICIÓN POLÍTICA EN MÉXICO Y LAS TRANSFORMACIONES DEL STPRM

Durante los últimos 30 años se ha llevado a cabo un proceso largo y complejo, denominado transición a la democracia, el cual ha fracturado la estructura tra-dicional de representación corporativa, el presidencialismo y el régimen de partido único.

Entiendo por transición

El intervalo que se extiende entre un régimen político y otro […] delimita-do, de un lado, por el inicio del proceso de disolución del régimen autoritario y, del otro, por el establecimiento de alguna forma de democracia, el retorno a algún tipo de régimen autoritario o el surgimiento de alguna alternativa revo-lucionaria. Lo característico de la transición es que en su transcurso las reglas del juego político no están deinidas.4

El proceso de transición de un régimen autoritario a una democrático de manera formal dio inicio con la reforma electoral de 1977. A partir de ese año

4 P. Schmitter y G. O’Donnell, 1994, Transiciones desde un gobierno autoritario, vol. 4, Barce-lona, Paidós, p. 19.


se incorporó al artículo 41 constitucional la noción de los partidos políticos como entidades de interés público.5 En las décadas de los años ochenta y no-venta se dieron otras reformas importantes. En la de 1996 se consideró al pro-ceso electoral como una cuestión de Estado y, por tanto, que el gobierno per-diera el control sobre las mismas elecciones. Esto abrió la posibilidad de que todas las fuerzas políticas tuvieran el mismo trato, es decir, que se regularan mediante leyes, normas y consenso, y no a discrecionalidad. Si bien el Código Federal de Instituciones y Procedimientos Electorales (Coipe, creado en 1990) conservó el sistema de autocaliicación, otorgó mayores facultades al Tribunal Federal Electoral (Trife) para acotar las de los colegios electorales. Con ello se reglamentó la acción del Instituto Federal Electoral (f, creado en 1990) y ese mismo año se transforma el Trife en Tribunal Electoral del Poder Judicial de la Federación. Asimismo, se establecieron mecanismos imparciales para seleccio-nar a los funcionarios electorales, un nuevo padrón electoral y una credencial para votar con fotograf ía. Con estos cambios, dirigidos a dar mayor transpa-rencia, institucionalización y eiciencia al sistema electoral, poco a poco el voto adquirió un nuevo signiicado para la población. Al aumentar paulatinamente los niveles de participación de la población en los procesos políticos, se llegó a mayor certidumbre sobre la legitimidad de los resultados y, paralelamente, a un sistema de partidos más sólido, ya que, como airma Sartori, “la estructuración de sistemas de partidos de la comunidad política no surge hasta que el derecho al voto y otras condiciones llegan a una masa crítica e implican a un sector considerable de la comunidad”.6

Aun cuando el proceso de transición estaba andando, en un acto excesivo de prepotencia y autoritarismo, el sindicato petrolero modiicó los estatutos en 1994 e hizo explícita su adhesión al p, cuestión que los líderes anteriores ha-bían cuidado. Carlos Romero Deschamps lo hizo evidente. Sólo que este acto de autoritarismo gremial encontró un freno en la reforma electoral de 1996 que cambió la Constitución en los artículos 35 y 41. En el primero se había estable-

5 “Ello implicaba que los partidos […] adquirían un variado abanico de mecanismos de protec-ción, fomento y, en adelante, una serie de derechos: acceso a los medios de comunicación, ‘elemen-tos’ para desplegar sus campañas electorales y un lugar asegurado para participar en las elecciones estatales y municipales […] la norma los reconocía como intermediarios necesarios de la vida de-mocrática, y los refrendaba como agentes privilegiados para competir por los puestos de elección popular”. R. Becerra, La mecánica del cambio político, México, Cal y Arena, 2000, pp. 107 y 109.

6 Véase G. Sartori, Partidos y sistemas de partidos, Madrid, Alianza Editorial, 2000, p. 49. Podemos hablar de un sistema de partidos cuando se cumplen tres acontecimientos principales: “i] el gobierno responsable, ii] la “realidad” de las elecciones, y iii] el establecimiento de los parti-dos como subsistema”.


cido (en 1977) que los partidos son organismos de interés público. Y en el artí-culo 41, el derecho de los ciudadanos a la ailiación individual y libre a los parti-dos políticos, prohibiéndose la afiliación colectiva característica del corporativismo sindical. Esto se reforzó con el artículo 5 del Coipe, que señala el derecho de los ciudadanos mexicanos a constituir partidos políticos naciona-les y ailiarse a ellos individual y libremente, y con el artículo 27 del Coipe, don-de se establece que las organizaciones gremiales no pueden asistir a las asam-bleas para establecer los requisitos de formación de partidos políticos y que los ailiados asistirán libremente a las asambleas para constituir institutos políticos.

Es decir, con la reforma electoral de 1996 se modiica la Constitución y la Ley Electoral (Coipe). Se limitan las ailiaciones colectivas, lo cual había sido una base fundamental del sistema de sectores en el p y del sistema de partido hegemónico y del corporativismo. En resumen, los artículos 35 y 41 constitu-cionales establecieron que “los ciudadanos podrán ailiarse libre e individual-mente a los partidos políticos”; mientras el Coipe en sus artículos 27 y 38 obli-gó a que los procedimientos estatutarios de ailiación tengan lugar de manera individual, libre y pacíica, y demanda a los partidos abstenerse de realizar ai-liaciones colectivas de ciudadanos. Por ello, en el año 2000 se volvieron a mo-diicar los estatutos del sindicato petrolero para permitir la ailiación individual de los trabajadores al partido político de su elección. Sin embargo, entre 1996 y 2000 el sindicato no recibió ninguna sanción por no cumplir con el Coipe ni con la Constitución.

Por lo menos en los últimos años (1979-2006), primero en los municipios, luego en los gobiernos estatales, posteriormente en el Congreso de la Unión y por último en el Poder Ejecutivo, la alternancia en el poder ha sido un dato que ilustra y comprueba los cambios en el régimen político.7 Y el sindicato petrole-ro ha formado parte de este proceso al romperse el voto corporativo. Para ejempliicar la inluencia petrolera en el resultado de las elecciones, anotamos lo sucedido en Ciudad Madero, sede de la sección 1 del sindicato y hasta 1989 bastión de Joaquín Hernández Galicia. Los trabajadores petroleros directos su-man aproximadamente 12 000 (7 000 activos y 5 000 jubilados) y unos 1 000 transitorios. Calculamos que si cada uno de los trabajadores inluye en cuatro ciudadanos, ello da como resultado 52 000 votantes en un padrón que en 1998

7 Existen todavía muchas dudas sobre los resultados de las elecciones presidenciales de 1988, pero lo que resulta cierto es que a partir de ese año la alternancia en el poder empieza a dejar de ser la rarísima excepción. Aunque también en 2006 se presentó una disputa electoral protagoni-zada por el p y la Coalición por el Bien de Todos, resuelta hasta que el Tribunal Electoral del Poder Judicial de la Federación presentó el dictamen reconociendo el triunfo del p.


ascendía a 117 142 electores, de los cuales votaron casi 68 000. De esta manera, la inluencia de los petroleros en el padrón electoral puede calcularse como cercana a 50% en este municipio. El p lo perdió tras la caída de Joaquín Her-nández Galicia; en las elecciones de 2004, regresó el p al gobierno municipal.

En el municipio de Minatitlán, sede de la sección 10, con aproximadamente 10 000 trabajadores activos, 5 000 trabajadores jubilados y 2 000 transitorios, se encuentra el complejo petroquímico Cosoleacaque, el más grande e importante de América Latina. Cuenta con siete plantas de amoniaco, una de etileno, una de paraileno y se produce acrilo-vitrilo, derivados indispensables para la pro-ducción de fertilizantes. Cuenta además con una planta de oxígeno y con plan-tas de generación de vapor. Cosoleacaque constituye el distrito local XXVII. Además, forma parte del distrito federal electoral 23. En esta sección se encuen-tra la reinería Lázaro Cárdenas, una de las mayores de la industria petrolera nacional. La jurisdicción de esta sección también se extiende hasta incluir dele-gaciones ubicadas en Salina Cruz, Oaxaca, Guaymas, Sonora, Tampico, Tamau-lipas y Pajaritos, Veracruz. Por ello, tanto su número de ailiados como las insta-laciones estratégicas que comprende hacen de esta sección una de las más poderosas. Minatitlán es también sede de la sección 23, con 164 trabajadores activos; su jurisdicción es de las más extensas del sistema petrolero, pues abarca los estados de Veracruz, Tabasco, Campeche, Yucatán y Quintana Roo. Tiene numerosas delegaciones y centros de trabajo, pero sus bases principales están en Minatitlán y Pajaritos. Aquí el trabajo de los petroleros está relacionado con la rama de extracción marina. Este municipio lo ganó el p en 1997. En 2000 lo recuperó el p, pues el presidente municipal resultó ser el líder sindical Pablo Pavón Vinales, petrolero, quien no termina su gestión ya que renuncia para competir por una diputación federal en los comicios de 2003, la cual gana, y al mismo tiempo es integrante del Comité Ejecutivo General. En este municipio la aplanadora priista se ha conservado; sólo en un trienio obtuvo el triunfo el p.

La representación sindical y la política sufren de mimetismo, de manera que para los trabajadores petroleros su líder sindical es también su líder políti-co. Se mezclan las soluciones de los problemas laborales con los de la ciudada-nía. Se presenta un anexo donde pueden observarse las posiciones políticas de los representantes sindicales en el Congreso de la Unión. Se presentan tres cua-dros con respecto al vínculo político del pm con el p, aunque también existe esta tendencia en el p.

Lo interesante para el desarrollo de la democracia en México es que empie-za a resquebrajarse el voto cautivo de los petroleros, en el entendido de que los procesos sociales en ocasiones avanzan, se estancan y hasta parecen retroceder.


Lo signiicativo es que se inicie la competencia partidaria para consolidar la incipiente ciudadanía. La democracia política tiene que consolidarse primero para que los trabajadores petroleros empiecen a presionar a sus representantes políticos por mejoras y cambios políticos, y que dejen en manos del sindicato el ámbito laboral.

En resumen, a inales de la década de los ochenta se empieza a observar una diversiicación del voto petrolero, particularmente en algunos municipios de los estados de Tamaulipas y Veracruz, donde el sindicato petrolero tiene sus bastiones históricos. La alternancia en el poder municipal, diputaciones locales y diputados federales se ha presentado desde 1986. El comportamiento electo-ral de los trabajadores petroleros ha cambiado y aun cuando una mayoría de ellos continúa ailiada al Partido Revolucionario Institucional, las preferencias electorales se han diversiicado con opciones electorales diferentes y ejerciendo el voto por diversos partidos políticos. Existe un “debilitamiento” del control corporativo del voto. Sin embargo, el sindicato petrolero, a pesar de su división interna en 2006, empieza a recuperar a sus trabajadores realineándolos al p.

El corporativismo sindical sí se mueve, pero en direcciones opuestas. La par-te mayoritaria y reconocida por el gobierno sigue anclada en el pasado. La segun-da parece aún muy débil, pero sigue avanzando, sobre todo en la ciudadaniza-ción de los trabajadores petroleros.

De acuerdo con lo expuesto en este apartado, el sindicato petrolero, en su relación con el régimen político, ha cambiado el comportamiento electoral. Las preferencias electorales se han diversiicado, los trabajadores petroleros han ejercido el voto por diferentes opciones partidarias, lo cual ha abierto la estruc-tura del sistema tradicional de representación de intereses, aunque sin elimi-narlo ni sustituirlo por otro.

Los arreglos corporativos han contribuido a mantener la gobernabilidad en el contexto de la transición política. Las corporaciones han perdido centralidad en el campo de la política y se ha debilitado el corporativismo sindical, pero no su función de representación laboral ni como interlocutor del gobierno federal.

LA LUCHA POR DEMOCRATIZAR LAS ELECCIONES EN EL SINDICATO PETROLERO

En el sindicato petrolero, un punto sigue empantanado: la democracia sindical. Este déicit democrático se traduce en la permanencia de las élites en los puestos del gobierno sindical, en la exclusión de los opositores y en un sistema de vota-


ciones controlado. Las minorías que conforman la oposición no han tenido un marco legal ni institucional que les permita contender contra la corriente mayo-ritaria de manera transparente, equitativa y, por lo tanto, realmente competitiva.

Esto tiene una explicación analítica. Considero que entre los trabajadores petroleros coexisten dos formas de pensar y actuar que corresponden a dos ámbitos diferenciables: la lógica corporativa y la lógica ciudadana. La lógica corporativa permite explicar la manera en que se cohesionan los trabajadores petroleros en su organización para la defensa de sus intereses gremiales e indi-viduales. Esto explica, entre otras cosas, la ausencia de un procedimiento de-mocrático que permita la competencia entre planillas y la rotación de dirigen-tes en el sindicato. La lógica ciudadana explica la refuncionalización del corporativismo sindical petrolero, mismo que, contrario a la lógica corporativa, debilita su control sobre el proceder político externo de sus agremiados.

Los conceptos de lógica corporativa y lógica ciudadana ofrecen una pers-pectiva más amplia para explicar el fenómeno del sindicalismo mexicano que aquellos que lo reducen a perspectivas estatistas. La primera permite describir y analizar las prácticas formales e informales que han hecho del sindicato una organización laboral permanente y estable en el contexto nacional. Esta lógica corporativa explica el comportamiento de la mayoría, es decir, de la corriente hegemónica de los sindicalizados petroleros en su vida laboral.

Así, está en manos de los trabajadores buscar la democratización de su organización sindical y al mismo tiempo promover cambios en la f para in-troducir mecanismos democráticos, ya que, en dicha ley no se estableció la elección de los dirigentes por medio del sufragio universal por voto directo y secreto, argumentando ante las autoridades federales la existencia de dicho sis-tema con el derecho de autonomía de las organizaciones sindicales: ijar esos esquemas corresponde a los propios sindicalizados.

MODERNIZACIÓN DE PEMEX

En 2009, Petróleos Mexicanos ha sido clasiicada como la mayor empresa de México y América Latina, y el mayor contribuyente iscal del país. En 2007 pa-garon por impuestos al gobierno federal 677 000 millones de pesos. Pemex de-sarrolla toda la cadena productiva de la industria: exploración, explotación, transformación, distribución y comercialización de productos inales. En 2006 producía 3 275 600 barriles diarios de petróleo, cantidad que ha disminuido ante la declinación de Cantarell, el yacimiento más importante con que cuenta


el país. Esta cuestión también se ha relejado en la posición relativa de la em-presa frente a otras petroleras en el mundo, ya que en 2007 ocupaba el lugar 17 en reservas probadas de petróleo crudo y pasó a ocupar el lugar 13 entre las productoras, cuando pocos años antes estuvo entre las principales cinco.

Las estructuras corporativas del sindicato petrolero, que en mucho tienen antecedentes de décadas atrás, contrastan con algunos cambios promovidos desde el Estado para modernizar a Petróleos Mexicanos. Ejemplo de lo anterior es la reciente reforma energética aprobada por el Congreso de la Unión. A pesar de lo prolongado del proceso resolutivo —casi siete meses contados desde el 8 de abril de 2008, cuando el presidente de la República envió una iniciativa de refor-ma energética al Congreso— y la diversidad ideológica y política de los actores que intervinieron en las ponencias —el calendario incluyó 20 foros, 14 temas sobre el petróleo y 71 días de debates—, la organización sindical nunca apareció como parte del problema, parecía una entidad ajena, un proveedor neutro.

La discusión de envergadura nacional abrió espacios inéditos en el Senado sobre los temas que tienen que ver con el petróleo, desde la exploración hasta la renta que genera la cadena productiva de este energético. Sin embargo, el tema del sindicato quedó fuera de la discusión, parece “blindado”, ya que al ser una organización severamente cuestionada, tanto la empresa como el gobierno federal, políticos y gobernantes de todos los signos parecen protegerla. Atrás quedaron las críticas a su corporativismo, el hecho de operar una empresa con el doble de los trabajadores requeridos, la evidencia de enriquecimiento de sus líderes, el recuerdo del “Pemexgate”, etcétera. Aparentemente, el pragmatismo del pm es un buen blindaje que a todos conviene; sin embargo, las tenden-cias parecen apuntar en su contra en el mediano plazo.

De acuerdo con los problemas presentados en el II Congreso Anual de Re-cursos Humanos (2004) y que no se han solucionado, se identiicaron servicios críticos que de no resolverse otorgan poder de negociación al sindicato contra la empresa. Por ejemplo, entre los trámites y servicios de alto impacto que la empresa no ha mejorado están problemas en la contratación; pagos de viáticos a enfermos y acompañantes; comisiones; alta de derechohabientes; creación de plazas; control de ausencias; préstamos administrativos; comprobación de gas-tos; pagos contractuales; vigencia de derechos; transferencias interorganismos; cobertura de plazas de conianza; contratación temporal extemporánea; pago de tiempo extra; anticipo de viáticos; contratación de personal de conianza de alto nivel; jubilaciones; vacaciones; prestaciones en primas de antigüedad; re-novación de plazas; asignación de ichas; reactivación de ichas. La moderniza-ción de Pemex queda pendiente.


CARACTERIZACIÓN DE LA RELACIÓN LABORAL

El sindicato tiene una doble relación con el Estado; éste es patrón y a la vez su aliado. El Estado como patrón impone los criterios de producción y re-gula las relaciones laborales, lo que lleva a negociaciones de colaboración y de conflicto. El Estado como aliado, en el campo de la política, tuvo en el p al operador para negociar puestos de elección popular. Antes del año 2000, el sindicato formaba parte de la maquinaria priista, de modo que el gobierno federal y el sindicato participaban como aliados en los procesos electorales. A partir de 2000, con la alternancia en el Poder Ejecutivo, el sindicato continúa alineado al p, pero es interlocutor del gobierno panis-ta; además es aliado y mantiene la paz laboral dentro de la empresa. Lo que queda claro después de la aprobación de la reforma es que estos mecanis-mos políticos no son del todo cosa del pasado, aunque los términos de in-tercambio sean otros.

El corporativismo sindical petrolero se corresponde con un modelo labo-ral que ofrece protección a los derechos de los trabajadores, estabilidad en el empleo, incrementos salariales, prestaciones y seguridad social, acceso a prés-tamos personales y para adquirir viviendas, así como hospitales y clínicas ex-clusivas para atención médica. Los trabajadores tienen además oferta educati-va con algunas escuelas “Artículo 123”, aunque éstas se encuentran en franca decadencia. Este conjunto de prestaciones, más otras que desbordan el alcan-ce de este ensayo, conforman el marco de una negociación laboral en Pemex en la que siguen existiendo las formas clientelares y corporativas de décadas pasadas.

Sin embargo, en los últimos 20 años, el sindicato ha lexibilizado su contra-to colectivo de trabajo a in de facilitar que Pemex contrate empresas, naciona-les o extranjeras, que operen sus instalaciones. Ejemplo de ello lo encontramos en todas las subsidiarias: Pemex Exploración y Producción, Pemex Reinación, Pemex Gas y Petroquímica Básica, y Pemex Petroquímica.

Es cierto también que en algunos rubros se han eliminado ciertos concep-tos de este corporativismo estatal que facilitaban la relación. Por ejemplo, la eliminación en 1992 de la cláusula 34 del , según la cual la empresa propor-cionaba al sindicato 2% del monto total de los contratos de obra de construc-ciones que Pemex suscribía con otras empresas, mecanismo mediante el cual los representantes del gremio aceptaban la intervención de terceros en la em-presa nacionalizada. Se otorgaban estos recursos económicos al Comité Ejecu-tivo General del sindicato, dando lugar al llamado “contratismo”. En la cláusula


se establecía que se pueden otorgar los contratos por medio de dos vías: por adjudicación directa o por contrato libre para obras y servicios de exploración y reinación. Cuando los trabajos de construcción o mantenimiento por contra-to libre se efectúan en el interior de las instalaciones de la empresa, contratan trabajadores propuestos por el sindicato y otro porcentaje lo dejan a la empresa contratista. De esta manera, el sindicato puede recomendar trabajadores que no necesariamente son petroleros, es decir, que no forman parte de la “familia petrolera” sino que son “compromisos” que adquieren en otros espacios y que cumplen de esta manera.

En 1996, una negociación exitosa para la Secretaría de Hacienda y Crédito Público y que cada vez aumenta más los impuestos sobre los salarios y prestacio-nes, previsión social y viáticos de los trabajadores es la referida al impuesto sobre la renta (). Se regularizó el régimen iscal de la mano de obra en los términos de la Ley del Impuesto Sobre la Renta. A partir de las negociaciones de 2005 se gravan también con el los beneicios del Programa de Vivienda, la boniica-ción por venta de productos Pemex (gas, gasolina y lubricante), la canasta básica de alimentos para trabajadores y jubilados, las cuotas de transporte cuando no se proporcione el vehículo. Esta negociación no ha causado tal malestar que lleve a los trabajadores a exigir una explicación a los dirigentes. Por el contrario, se consolida la relación del sindicato con las secretarías de Energía y de Hacien-da, y con Pemex. Este acuerdo está contenido en la cláusula 255 del .

Por otro lado, es importante señalar la falta de cuadros entrenados y capa-citados por parte de la empresa para negociar con el sindicato. La empresa ha reconocido que su personal carece de conocimiento acerca de la normatividad entre el sindicato y Pemex, que el personal no se compromete a tener buenas relaciones con el sindicato y que algunos de los funcionarios no conocen los procedimientos institucionales de la negociación contractual.

Otro problema es que Pemex tiene excesiva rotación de personal de con-ianza y por ello de conocimiento de la relación con el sindicato. Cuando el personal ya conoce y maneja el proceso de la negociación contractual, lo cam-bian. Esto ocasiona confusión y retrasos en el conocimiento de la relación con el sindicato. Por ejemplo, para asignar los recursos que se otorgan al sindicato para deportes, los integrantes por parte de la empresa, en la comisión mixta de cultura y deportes, no consideran importante este rubro y no asisten a las ne-gociaciones con regularidad. Además, no tienen actualizado el inventario real de las instalaciones deportivas, de las que el sindicato solicita mantenimiento, y tampoco tienen los documentos para comprobar la acreditación de la propie-dad de las instalaciones deportivas por parte del sindicato. Esto a pesar de que


para iniciar las negociaciones se requiere que el sindicato entregue la docu-mentación con tiempo suiciente para que la representación de la empresa la revise y la acepte legal y jurídicamente.

Otro ejemplo de la falta de compromiso de la empresa para capacitar a su gente y negociar con el sindicato es el punto sobre la construcción de viviendas. Pemex no ha cumplido con los procedimientos inancieros, jurídicos y legales oportunos de construcción de viviendas para los trabajadores, exigidos en la fracción 1 de la cláusula 154. Esta obligación contractual tiene un rezago de 12 años; lo que se establece son convenios administrativos sindicales y acuerdos del consejo de administración, sin bases inancieras, jurídicas, legales ni labora-les sólidas. Lo anterior es sólo para enumerar algunos de los problemas en la relación laboral sindicato-empresa.

En el sexenio de Vicente Fox se le respetaron al sindicato las propuestas del Contrato Colectivo de Trabajo. Así, siguen obteniendo recursos para deportes (aunque no los practiquen los trabajadores) y para las inexistentes escuelas “Ar-tículo 123” (los hijos de los trabajadores no asisten a estas escuelas y la mayoría de ellas están derrumbándose). En la revisión contractual de 2001-2003 se con-siguió la retabulación de puestos de trabajo, se les otorgaron a todos los sindi-calizados dos categorías más del nivel en que se encontraban y un aumento salarial de 8.5%, cuando el incremento a los salarios mínimos fue de 5.78%. Los recortes de personal en los últimos 10 años han recaído en el personal de con-ianza y no se ha afectado al sindicato; además, continúa el contratismo con la cláusula 34. Se estima que la empresa opera con alrededor de 132 295 trabaja-dores activos sindicalizados, alrededor de 18 638 trabajadores transitorios, 50 000 jubilados, 19 750 del corporativo (mandos medios y superiores) y 50 000 trabajadores de los contratistas.

Desde la caída de Joaquín Hernández Galicia, el número de trabajadores se ha mantenido, salvo en 1999 que no llegaron a 100 000. Ello signiica que Car-los Romero Deschamps no está dispuesto a sacriicar su plantilla laboral; el sindicato es un gran negocio para el líder.

Tabla 1. Trabajadores reportados por el STPRM

Año Cantidad

1989 164 744 1990 167 952 1993 106 676 1999 80 000 2007 132 595


El costo aproximado de la nómina es de 47 811 millones, más 13 262 millo-nes de pesos que se destinan al pago de pensiones y jubilaciones.

En este sexenio, con el presidente Felipe Calderón, el trato es el mismo. Además, el líder Carlos Romero Deschamps consiguió en la revisión contrac-tual 2007-2009 mantener grandes ventajas para sus agremiados: bonos de pro-ductividad, pago de asesorías, construcción de viviendas, servicio médico, primas de antigüedad, becas, viáticos, gastos del desile obrero, festejo de la expropiación petrolera. Una vez más quedó intacta la cláusula 34 que permite al sindicato competir en la licitación de diversas obras de la empresa.

El incremento directo al salario de 2008 fue de 4.25% y otro 1.6% en presta-ciones, mientras que el incremento a los salarios mínimos fue de 4%. Además, el bono de productividad pasó de 14.4 a 15.6% para el nuevo bienio.8 En esta negociación, Pemex aceptó también incorporar un nuevo convenio que ante-riormente se negociaba por separado. Éste compromete a la empresa a entregar al sindicato 270 millones por concepto de festejos y revisiones anuales del con-trato. Este acuerdo negocia los montos por dos años.

En resumen, el cambio de modelo contractual consiste en la consolidación de los sistemas de bonos e incentivos por productividad y recortes de personal, sobre todo de trabajadores “transitorios”, eventuales y de conianza.

En su estructura interna, las prácticas corporativas continúan, aunque se ha lexibilizado el . Algunas cláusulas se van reduciendo, como efecto de una negociación entre la cúpula dirigente y el Estado, y para garantizar la exis-tencia del sindicato y acotar algunas cláusulas del contrato colectivo de trabajo a in de modernizar la relación laboral.

¿UN NUEVO MODELO LABORAL?

Desde 1982, el gobierno federal impulsó una nueva relación sindicalismo-Esta-do centrada en las siguientes estrategias:

• Limitar la acción del Estado como árbitro de los conlictos entre capital y trabajo, y disminuir de manera importante su papel de patrón al vender, liquidar o privatizar las empresas del Estado.

• Reformar la Ley Federal del Trabajo.• Impulsar el nuevo sindicalismo.

8 Contrato Colectivo de Trabajo 2007-2009, México, pm, 2007.


El primer punto no se ha logrado, el Estado sigue funcionando como mediador en los conlictos entre patrón y empleado, como fue el caso del sindicato minero.

La reforma a la f no se ha logrado y un nuevo sindicalismo no se ha construido. El corporativismo sindical petrolero ya no es tan funcional fuera del sindicato, pero dentro sigue siendo muy eicaz para negociar la paz y la es-tabilidad de la empresa, a cambio de otorgar concesiones de privilegio en las negociaciones contractuales. Todavía los dirigentes petroleros tienen inluencia para lograr posiciones políticas por medio del p y postularse para puestos de elección popular.

La permanencia de la organización se ha mantenido, aun en medio de las crisis políticas que se han presentado a lo largo de su historia. Entre las más recientes podemos mencionar la aprehensión de Joaquín Hernández Galicia en 1989 y la amenaza de huelga en 2001. El actual debate sobre la reforma energé-tica vuelve a llamar la atención sobre el pm; sin embargo, el sindicato ha cerrado ilas contra las eventuales amenazas que supone la reforma petrolera. Ésta fue aprobada en octubre de 2008 por la vía del consenso. Se privilegiaron los acuerdos tanto en la Cámara de Senadores como en la de Diputados. De los puntos signiicativos para la transición de Pemex a una empresa eicaz y ei-ciente destacaremos los siguientes:

• Se prohíbe la participación de la iniciativa privada en la reinación, alma-cenamiento, transporte y distribución de hidrocarburos por medio de ductos. Se integra un nuevo Consejo de Administración en Pemex: seis consejeros gubernamentales, cinco representantes sindicales, que no ten-drán derecho a votar el presupuesto de la empresa, y cuatro consejeros profesionales propuestos por el presidente de la República y aprobados por el Senado. La Ley Orgánica de Pemex le otorga autonomía presu-puestaria y de gestión para manejar su deuda y celebrar contratos con particulares en las áreas no exclusivas. El plazo para alcanzar la autono-mía de gestión es de siete años.

• En los contratos con la iniciativa privada las remuneraciones deberán ser en efectivo y no se pueden conceder derechos de propiedad sobre los hi-drocarburos, ni se acepta el pago en especie. Los contratos pueden cele-brarse bajo licitación, invitaciones restringidas o adjudicaciones directas. No se crearán empresas iliales.

• La Auditoria Superior de la Federación podrá revisar los contratos que realice Pemex en cualquier momento. Se crea el Consejo Nacional de Energía y dos nuevas comisiones: Nacional de Hidrocarburos y Nacional


para el Uso Eiciente de la Energía. Se abren los bonos ciudadanos, pero se prohíbe que las casas de bolsa puedan comprarlos. Pemex no se podrá someter a la jurisdicción de tribunales foráneos tratándose de contratos de obras y servicios.

• Por otro lado, al no existir el Instituto Federal de Acceso a la Información Pública sino hasta 2002, ni su Ley Federal de Transparencia y Acceso a la Información Pública, la cual fue enviada para su implementación en los estados en julio de 2008, los líderes sindicales no informaban ni se les pedía que informaran sobre los recursos recibidos y el uso que se les daba.

En resumen, con los cambios en la Constitución, en el Coipe y con la Ley de Transparencia y Acceso a la Información Pública, poco a poco se está des-montando el corporativismo sindical como instrumento semipúblico y se avan-za en la democratización del sistema político.

TENDENCIAS COMO CONSECUENCIA DE LA REFORMA PETROLERA

Escenario 1

Al aprobarse la reforma se construye una tendencia en la que el sindicato ten-drá que cooperar con los nuevos lineamientos de la empresa. Para empezar, tendrá que eliminar la cláusula que permite la herencia de plantas, eliminar la corrupción con la venta de plantas, regularizar la situación de los trabajadores transitorios y hacer más transparente el uso de los recursos económicos. Por otro lado, a la empresa también se le pedirá rendición de cuentas de su presu-puesto y del uso del mismo.

Si las diicultades económicas no se agudizan ni son prolongadas, si el sis-tema político garantiza la gobernabilidad, poco a poco se desmontará el siste-ma neocorporativo-clientelar del pm, siempre y cuando Pemex impulse un nuevo modelo de relaciones laborales con el sindicato.

Escenario 2

Si la crisis económica se agudiza y se prolongan conlictos sociales y políticos, se pondría en riesgo la consolidación de la democracia y, ante la eventualidad de presentarse una involución política, el gobierno federal se vería presionado


y necesitaría anclas de estabilidad que lo llevarían a hacer alianzas con gran-des sindicatos como el pm y el Sindicato Nacional de Trabajadores de la Educación (), con lo que la modernización de estas organizaciones se postergaría.

El entorno nacional ha cambiado en cuanto a las reglas y los procedimien-tos electorales, pero en el sindicato las elecciones de sus dirigentes permanecen sin cambio. La sociedad mexicana observa el desarrollo de las instituciones y su inluencia en la sociedad. El sindicato petrolero se aleja cada vez más de la ac-ción social que lo vinculó en décadas anteriores a la labor social en localidades, municipios y regiones donde se asentaban las secciones más fuertes de la orga-nización sindical.

Está pendiente la construcción de un sindicato petrolero, abierto y plural, sin que ello obste para que se consolide la capacidad de los trabajadores de ele-gir libremente a sus gobernantes, independientemente de los deseos e intere-ses, legítimos o no, de las élites sindicales que los representan.

En los últimos años, el sindicato petrolero ha sido socialmente cuestiona-do, acusado de corrupción, de venta de plantas. Sin embargo, los trabajadores en su gran mayoría siguen leales a su organización y no necesariamente a con-secuencia de la coerción. Sin duda, y aun cuando el sistema político ha cam-biado, el sindicalismo es todavía un tema histórico de envergadura en el país y en el mundo.

Por otro lado, los trabajadores petroleros conf ían en que sus dirigentes protegerán sus derechos ante la aprobación de la reforma petrolera. La consti-tución del sindicato y su trayectoria se han mantenido por la acción de los tra-bajadores enclavados en las reinerías y en las plantas petroquímicas. Es en es-tos sitios donde la interacción entre los trabajadores podría conseguir articular propuestas de rotación de puestos entre otros miembros del sindicato, lo cual es dif ícil ya que estos centros de trabajo son seis y agrupan alrededor de 46 000 trabajadores. El grueso de los trabajadores está disperso en campos petroleros, centros de distribución y las plataformas petroleras, donde las alternativas no cuentan con las condiciones para interactuar y conseguir organizar a los traba-jadores para hacer democrática la elección de los dirigentes. Aún más, para defender sus derechos si éstos se ven amenazados por la reforma petrolera, las posibilidades de protestas serán mediadas por los trabajadores cercanos a Car-los Romero Deschamps.


ANEXO

Integrantes de la dirigencia del STPRM

electos para cargos en el H. Congreso de la Unión

Tabla I. Integrantes de la dirigencia del STPRM electos para la LIV Legislatura (1988-1991) del H. Congreso de la Unión

(Siete diputados y un senador)

NombreSección sindical de procedencia Cargo político

Jorge Barba Islas Sección 1, Cd. Madero, Tamps.

Diputado federal por Tamaulipas, integrante de la Comisión de Energéticos. Colaborador cercano de “La Quina”.

Adolfo Barrientos Parra Sección 43, Distrito Federal.

Diputado federal por un Distrito del Distrito Federal, secretario de la Comisión de Energéticos.

Ricardo Camero Cardiel Sección 1, Cd. Madero, Tamps.,

Senador por Tamaulipas. A la caída de Joaquín Hernández Galicia, continúo en su cargo y se alineó con Sebastián Guzmán Cabrera.

Jorge Camacho Cabrera Sección 38, Salina Cruz, Oax.

Diputado federal por Oaxaca, integrante de la Comisión de Energéticos.

Julián Murillo Navarro Sección 1, Cd. Madero, Tamps.

Diputado federal por Tamaulipas, integrante de la Comisión de Energéticos.

Alfredo Pliego Aldana Sección 43, Distrito Federal

Diputado federal por el Distrito Federal, integrante de la Comisión de Energéticos. A la caída de “La Quina” continuó en el cargo y al terminar su gestión regresó a Cd. Madero, en donde encabezó la oposición contra el PRI. Fue presidente municipal por la coalición PRD-PAN, de 1992 a 1995.

Joaquín Ruiz Becerra Sección 44, Villa Hermosa, Tab.

Diputado federal por Tabasco.

Vicente Torres Ruiz Sección 10, Minatitlán, Ver. Diputado federal por Veracruz.


Tabla 2. Integrantes de la dirigencia del STPRM electos para la LV Legislatura (1991-1994) del H. Congreso de la Unión

(Seis diputados y un senador)

NombreSección sindicalde procedencia Cargo político

Botello Martínez Sección 24, Salamanca, Gto. Diputado federal por Guanajuato e integrante de la Comisión de Energía de la Cámara.

Sebastián Guzmán Cabrera Sección 10, Minatitlán, Ver.; secretario general del CEN del STPRM.

Diputado federal por Veracruz.

Pablo Pavón Vinales Sección 10, Minatitlán, Ver. Diputado federal por Veracruz.

Mario Ross García Sección 44, Villahermosa, Tab.

Diputado federal por Tabasco, integrante de la Comisión de Energía.

Jesús Suárez Mata Sección 1, Cd. Madero, Tamps.

Diputado federal por Tamaulipas, integrante de la Comisión de Energéticos.

Carlos Romero Deschamps Sección 35, Tula, Hgo. Diputado federal por Hidalgo de la Quinta Circunscripción y además presidente de la Comisión de Energéticos.

Ricardo Camero Cardiel Sección 1, Cd. Madero, Tamps.

Senador por Tamaulipas (ex colaborador de Joaquín Hernández Galicia).


Tabla 3. Dirigentes sindicales con posiciones partidistas (1988-2000)9

Nombre Sección de procedencia Partido

Aldana Prieto, Ricardo* Sección 40 PRI

Barba Islas, Jorge Sección 1 PRI

Barragán Camacho, Salvador Sección 1 PRI

Camero Cardiel, Ricardo Sección 1 PRI

Hernández Toledo, Ramón Sección 11 PRI

González B., Gustavo Sección 1 PRI y luego PAN

Guzmán Cabrera, Sebastián Sección 10 PRI

Martínez Aldana, Mario* Sección 34 PRI

Meléndez V., Luis Sección 38 PRI

Mendoza Olivares, Leocadio Sección 35 PRI

Olvera Méndez, Jesús Sección 1 PRI

Ortiz Aldana, Fernando* Sección 39 PRI

Pavón Vinales, José Luis Sección 10 PRI

Pavón Vinales, Pablo Sección 10 PRI

Posadas Lara, Sergio Arturo Sección 1 PRI

Pacheco Martínez, Fernando Sección 24 PRI

Pulido Avendaño, Jorge Sección 36 Pliego Aldana, Alfredo* Sección 43 PRI y luego PRD

Romero Deschamps, Carlos Sección 35 PRI

Sosa Martínez, José Sección 1 PRI

Suárez Mata, Jesús Sección 1 PRI

* El apellido Aldana está presente en cuatro casos.

9 Los dirigentes y trabajadores petroleros que han ocupado puestos de elección popular son muchos más; la tabla es sólo una pequeña muestra de la alineación entre el sindicato petrolero y el p.

SECCIÓN V

INVESTIGACIÓN EN ENERGÉTICOS

307

INTRODUCCIÓN

Para establecer el nuevo paradigma de producción y uso de la energía en Méxi-co es indispensable impulsar, dentro del conjunto de las políticas públicas, la investigación y el desarrollo de tecnologías e innovación propias. Asimismo, es necesario incluir los mecanismos de desarrollo económico, social e institucio-nal, la calidad ambiental y la eiciencia y seguridad energéticas.

El impulso a la investigación en energéticos es necesario para propiciar el desarrollo de tecnologías integrales que incluyen no sólo la energía, sino tam-bién el manejo del agua, la producción de alimentos, la construcción de edii-cios autosuicientes o de mínimo consumo. También favorecería la generación de tecnologías industriales de alta eiciencia energética y el mejoramiento de los servicios urbanos mediante el empleo de tecnologías innovadoras. Paralela-mente, es fundamental conocer las capacidades en ciencia básica, en innova-ción y en el desarrollo de nuevos materiales. Asimismo, revisar la racionalidad inanciera del modelo de energía actual y blindar la renta petrolera, como lo hicieron ya otros países, en tanto se cubren las etapas de un nuevo modelo.

La investigación sobre hidrocarburos en México cuenta con una larga y sólida experiencia. Los programas de investigación, desarrollo e innovación están deinidos, principalmente, por las actividades sustantivas de la industria petrolera nacional. En el capítulo “La investigación e innovación en el Instituto Mexicano del Petróleo” se ilustra, con varios ejemplos, cómo la investigación da apoyo y solución a las principales necesidades de la industria petrolera, pe-troquímica y química del país mediante los trabajos de destacados cientíicos, que laboran en instalaciones de vanguardia con metodologías actualizadas. La generación de soluciones tecnológicas propias del mp, directamente aplicadas en la industria, ha favorecido a Pemex al inluir positivamente en su cadena de valor. Asimismo, se apunta que el esquema de comercialización de los servi-cios y productos establecido en el mp le permite hoy día ser una institución autoinanciable.

En el caso de la energía nuclear, hoy están en auge nuevas tendencias. Se han desarrollado reactores nucleares de diseño más simple, lo que los hace fá-

308 INVESTIGACIÓN EN ENERGÉTICOS

ciles de operar y menos vulnerables a fallas. Estos reactores tienen capacidad para un mayor quemado, lo que reduce el uso de combustible y la cantidad de desechos. En nuestro país han disminuido drásticamente los escasos apoyos a la investigación sobre reactores nucleares y poco se sabe de las nuevas genera-ciones. Por ello, es necesario impulsar grupos de investigación en esta área. Se requiere dotarlos de recursos e infraestructura para fortalecer su quehacer cientíico, así como impulsar su participación en los diversos foros internacio-nales sobre energía nuclear.

La inversión mundial en energías renovables se incrementa año con año. Es preciso resaltar que durante periodos de crisis energética varios países au-mentaron considerablemente sus inversiones en investigación y desarrollo en energías renovables. En México, el crecimiento es aún muy lento debido a la alta dependencia de los hidrocarburos. Como resultado de años de investiga-ción se han reducidos los costos de las tecnologías que aprovechan las energías renovables, por lo que podrían ser utilizadas masivamente por los sectores re-sidencial, comercial y público, así como por la industria y las actividades agro-pecuarias. Sin duda, es necesario que México invierta en investigación, desa-rrollo e innovación de tecnologías para el aprovechamiento de las energías renovables, pero esa inversión deberá ir acompañada de políticas públicas ade-cuadas que promuevan su producción, venta y uso, apoyadas además por estí-mulos iscales.

Son diversas las tecnologías que aprovechan la energía solar y sus aplica-ciones conirman su alto potencial para satisfacer la creciente demanda de energéticos. Las políticas energéticas de varios países han fomentado la fabri-cación de paneles fotovoltaicos y la investigación ha logrado aumentar la ei-ciencia y reducir los costos de producción. Otra tecnología solar en desarrollo constante y con una producción mundial ya establecida es la de los calentado-res de agua, particularmente para uso residencial. Son diversos los esfuerzos en investigación y desarrollo para impulsar la construcción de ediicaciones de energía cero o de mínimo consumo de energía. Nos falta mucho camino por recorrer. Es necesario invertir en investigación, desarrollo e innovación para contar con tecnologías propias que permitan un impulso directo al sector de la construcción enfocado a desarrollos que incluyan sistemas de ahorro, uso eficiente de energía y normas de construcción de bajo impacto al medio ambiente.

Jg F Vé

309

LA INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN EN EL INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO

Francisco Guzmán y Sergio M. Galina Hidalgo*

INTRODUCCIÓN

En los 45 años desde la creación del Instituto Mexicano del Petróleo (mp), su operación ha sido moldeada por factores internos como las estrategias de la alta dirección, los recursos disponibles y las capacidades de su personal. Pero también, y quizá de manera principal, ha estado inluida por factores externos como son los vaivenes de las políticas nacionales y la economía del país, así como por las propias estrategias de Pemex que son función de su papel como empresa nacional inmersa en una industria internacional altamente dinámica y competitiva.

Intentar presentar en unas cuantas páginas la evolución que las actividades de investigación y de innovación han tenido dentro del mp por más de 40 años es tarea dif ícil que sólo permite un rápido esbozo, condensado, de los grandes cambios y tendencias de la política institucional.

Por lo tanto, aunque se trate de una visión retrospectiva y subjetiva basada en información documental o en presentaciones públicas, que los autores hemos asimilado durante nuestra trayectoria en el mp, estamos convencidos de que es-tas páginas ofrecen al lector la oportunidad de conocer algunos de los esfuerzos y resultados del quehacer cientíico y tecnológico del Instituto a lo largo de su exis-tencia. Esta información pretende identiicar, a muy grandes rasgos, las áreas es-tratégicas que han orientado la actividad institucional y las que hoy la impulsan.

Además, se intenta dar a conocer la actitud con la que se enfrentan en el Instituto los desaf íos tecnológicos actuales, en un entorno caracterizado por: un acceso cada vez más complejo a la producción mexicana, sujeta a presiones internacionales para reducir el uso de combustibles fósiles, una aparentemente irreversible reducción de reservas petroleras mundiales y una economía nacio-nal fuertemente correlacionada con la demanda de petróleo y gas.

* Instituto Mexicano del Petróleo.


Según el criterio de los autores, el periodo de 45 años del mp se divide, desde su creación hasta la fecha de elaboración de este ensayo, en cinco gran-des etapas. Como muestra la igura 1, se toman como referencia los ingresos y egresos históricos del Instituto y se analizan algunas de las principales estrate-gias emprendidas por la institución, lo que permite describir y analizar sus principales actividades de manera agrupada. En las siguientes secciones se pre-senta el resultado de cada etapa de este ejercicio.

1965-1976: CREACIÓN DEL IMP Y FORTALECIMIENTO DE LA INDUSTRIA PETROLERA

Un cuarto de siglo después de la exitosa nacionalización de la industria petro-lera realizada por el general Lázaro Cárdenas, Petróleos Mexicanos era una empresa consolidada; sin embargo dependía en gran medida de la importación de insumos, refacciones y tecnología; además requería más y mejor prepara-ción de sus recursos humanos. La empresa necesitaba asimilar conocimiento y adaptarlo a problemas propios pero no tenía la capacidad de hacerlo por sí misma y en el medio nacional tampoco existía grupo alguno con capacidad probada en investigación aplicada y transferencia de tecnología.

En este contexto, y gracias al esfuerzo de hombres visionarios, se sentaron los cimientos, en términos de recursos humanos, infraestructura y de fomento al trabajo interdisciplinario, para la creación del Instituto Mexicano del Petróleo

Figura 1. Evolución histórica de ingresos y egresos.

5 000

4 500

4 000

3 500

3 000

2 500

2 000

1 500

1 000

500

0

1968-1976 1977-1987 1988-1995 1996-2004 2005-2009

CreaciónExpansiónpetrolera

Cambiode modelo

Impulsoa IDT Alineación

Ingresos Costos

Mill

on

es d

e p

eso

s d

e 20

08

INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN EN EL INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO 311

como organismo descentralizado de interés público y de carácter preponderan-temente técnico. El objeto de la creación del mp se establece en el decreto publi-cado en el Diario Oicial el 23 de agosto de 1965: la investigación y el desarrollo tecnológicos requeridos por las industrias petrolera, petroquímica y química.

Siete meses después, el 17 de marzo de 1966, un día antes del aniversario 27 de la expropiación petrolera, el mp inauguró sus tres primeros ediicios en los que se encontraban los laboratorios de Geología y Geof ísica; los equipos sismológicos; los de medición y transporte de luidos, y los de eléctrica y corro-sión, así como las diversas plantas piloto y las primeras aulas.

La capacitación del personal de Pemex fue una de las primeras funciones a las que se enfocó el mp y los primeros cursos correspondieron a instrucción elemental y práctica en diversas actividades como electricidad, mecánica de piso, instrumentos, combustión interna, tubería, soldadura, mantenimiento y operación de compresoras, equipos diesel y eléctricos de perforación y radio-técnica, así como técnicas y procedimientos de laboratorio, operación de plan-tas y perforación y mantenimiento de pozos productores. Durante esta primera etapa se pusieron en funcionamiento 23 centros de capacitación que atendie-ron a más de 7 000 trabajadores de Pemex.

Los servicios técnicos ofrecidos se enfocaron a atender problemas de pro-ducción, como la recuperación secundaria y el aumento del rendimiento en las reinerías, ya que por esos años en Pemex se había iniciado un declive en el volumen de exportaciones de crudo y petrolíferos, como producto de la expan-sión económica del país y el consecuente aumento en la demanda nacional.

Otra contribución importante del mp fue a la ingeniería de proyecto de varias plantas en reinerías y petroquímicas y en la valoración de catalizadores. Asimismo, Pemex comienza a utilizar un aditivo mp en la gasolina Extra sin plomo, que contribuyó a disminuir la contaminación.

En 1971 se emprendió un proyecto sobresaliente: el desarrollo del proceso Demex, que se centraba en el aprovechamiento de residuales en la reinería de Ciudad Madero. El proceso se basa en utilizar un solvente que separa residuos pesados en dos partes, una con proporción baja de metales que se aprovechan como insumo en otros procesos, y otra parte constituida por metales y una alta proporción de asfaltenos que pueden utilizarse como combustible. El proceso Demex permitió obtener hidrocarburos con bajo contenido de metales a partir de residuos de la destilación al vacío, los cuales se utilizaron para incrementar el volumen de carga a las plantas de desintegración catalítica. Unos años des-pués, esta tecnología se utilizó en Estados Unidos, Arabia Saudita y Japón, en-tre otros países, en donde se construyeron plantas Demex.


La lista de proyectos desarrollados por el mp en esta etapa y que contribu-yeron al desarrollo de Pemex es amplia. En la tabla 1 se muestran, a manera de ejemplo, algunos de los más representativos. La etapa de creación del mp pue-de sintetizarse en las palabras de Leopoldo García-Colín:

Durante la primera década de existencia el mp contó con uno de los me-jores grupos de investigación interdisciplinaria en química, isicoquímica e in-geniería que se hayan integrado en una institución nacional. En áreas de la química como la catálisis, cinética química, termodinámica, síntesis de catali-zadores y en la síntesis orgánica, espectroscopía de rayos X, resonancia para-magnética electrónica, se produjeron trabajos relevantes y varias patentes que aún capitaliza la institución para su prestigio y beneicio.

1977-1987: EXPANSIÓN DEL IMP Y CONSOLIDACIÓN DE LA SUSTITUCIÓN DE IMPORTACIONES

Al cumplir más de una década en operación, el mp se estableció como un im-portante proveedor de servicios y de capacitación para Pemex. Ya que la indus-tria petrolera nacional se encontraba en pleno auge derivado de los descubri-mientos en la Sonda de Campeche y la construcción de plantas para reinerías y complejos petroquímicos, el Instituto empezó a coordinar proyectos de ma-yor envergadura y a generar más desarrollos tecnológicos.

Tabla 1. Proyectos más representativos del periodo 1965-1976

Año Proyectos

1967 Estudios de estimulación mediante tratamientos químicos.

1968 Diseño y construcción de lector y codiicador digital de registros geofísicos.

1970 Desarrollo del proceso a cargas de desintegración catalítica en Azcapotzalco (remoción de organometálicos con arcillas).

1971 Diseño de la planta de etileno en Pajaritos (180 000 toneladas anuales).

1971 Diseño de unidades de hidrodesulfuración catalítica en Tula (gasolinas).

1973 Isomerizadora de xilenos en Cosoleacaque (poliéster).

1973 Destilación al vacío en Salamanca (40% más crudo).

1974 Desarrollo de obturantes, espumantes, inhibidores, desemulsiicantes, aditivos, tensoactivos, lodos de perforación y lubricantes.

1975 Proyecto de ingeniería para la reinería de Luana, Jamaica.


Durante esta etapa, el mp se posiciona como la institución de mayor capa-cidad de ingeniería de América Latina y se consolida como el soporte que sus-tituye las importaciones de Pemex, incluida la ingeniería de proyecto. Algunos ejemplos que destacan son los proyectos de ingeniería básica y de detalle de los complejos petroquímicos de Cangrejera y Pajaritos, el desarrollo de ductos y gasoductos, y la ingeniería de proyecto y el diseño de plataformas de perfora-ción, explotación y habitacionales, como en el Complejo Pech.

Otras contribuciones que destacan son los productos para luidos de per-foración de pozos y tratamientos de hidrofracturas, así como el diseño de he-rramientas para modelos, simulación y control. Se desarrollaron, por ejemplo, los simuladores de control de brotes y los simuladores Simproc (Procesos), Simper (Reinerías) y Simpcq (Química).

Un resultado tecnológico notable fue el Impetron, un prototipo de micro-computadora que permitió la automatización y captura de datos en procesos petroquímicos, a partir del cual se desarrollaron y fabricaron diversas versio-nes. Este prototipo permitió reducir los componentes de importación e incluso reducir el costo respecto a controladores importados.

Para apoyar la transformación industrial de Pemex se generaron los proce-sos de hidrodesparainación catalítica a base de zeolitas y el hidrodesaromati-zado de aceites lubricantes. Estos procesos generaron importantes ahorros, como la disminución en el pago de divisas por importación. Asimismo, el mp apoyó la política nacional de independencia tecnológica colaborando con Altos Hornos de México e Industrias Peñoles en proyectos de tuberías para platafor-mas marinas y piezas para maquinarias de alta complejidad y detalle técnico.

En el ámbito internacional, y de particular relevancia en esta etapa, la em-presa española Petronor irmó un contrato con el Instituto para el desarrollo de un paquete de ingeniería básica con tecnología del mp que atendió la conver-sión de productos pesados. Este paquete incluyó el diseño de tres plantas, una de destilación al vacío, otra reductora de viscosidad y la última para el trata-miento de gases de la unidad de hidrodesulfuración.

Por otra parte, durante este periodo el mp comienza trabajos especíicos en materia de protección e ingeniería ambiental, particularmente en zonas costeras, en la Sonda de Campeche y en zonas metropolitanas. En particular, destacan los aditivos para mejorar el uso de combustibles en los motores de combustión interna, el desarrollo de un convertidor catalítico de gases de es-cape de autos y el diseño de una caldera para el quemado de asfaltenos resul-tantes del proceso Impex para crudos pesados mediante tecnología de lechos luidizados.


La creciente capacidad del mp para desarrollar proyectos más ambiciosos y herramientas propias, tuvo como consecuencia el fortalecimiento de la in-fraestructura de laboratorios y plantas piloto y semiindustriales. De igual for-ma, el aumento de actividades petroleras en diferentes regiones del país propi-ció que el Instituto comenzara la descentralización de personal y desarrollara infraestructura propia, como oicinas, centros de capacitación y laboratorios, en instalaciones cercanas a las operaciones de Pemex.

En materia de formación de recursos humanos se consolida la actualiza-ción del personal de Pemex mediante casi 30 centros de capacitación en todo el país. La capacitación y actualización se da en distintos niveles y en temas diver-sos como seguridad industrial, reparación y terminación de pozos, manteni-miento de plantas y terminales terrestres, y administración y control de sumi-nistros. Estos programas contaban con el apoyo de simuladores en diferentes especialidades, todos desarrollados por el mp. Asimismo, el Instituto colaboró y suscribió convenios con diversas instituciones de educación superior, como la m, para la creación de programas de posgrado especíicos para formación del personal de Pemex y del propio mp.

Tabla 2. Proyectos representativos del periodo 1977-1987

Año Proyectos

1977 Desarrollo del proceso (Snamprogetti-IMP) para elaborar dimetiléter.

1977-1981 Servicios de bioestratigrafía, petrografía, geoquímica y geofísica para descubrimiento de yacimientos y determinación de reservas.

1978 Desarrollo de catalizadores bimetálicos, reformación de naftas (Engelhard-IMP).

1979-1980 Ingeniería básica para la planta reductora de viscosidad (Petronor, España).

1980 Proyecto para la terminal de crudo de Cayo Arcas.

1980 Criogénica Cactus (recuperación de condensados, etano y gas LP).

1980 Diseño de la red de ductos (75%) en la Sonda de Campeche.

1980-1985 Estudios geofísicos y geotécnicos costa afuera.

1981 Tecnología básica e ingeniería para planta de reformación catalítica (IMP).

1982-1983 Impacto ambiental en Cayo Arcas (monoboya) y Salina Cruz (descargas).

1986 Desarrollo de gasoducto y estaciones de compresión (Argentina) (PetroPerú).


A inales de este periodo, el mp obtiene el “V Trofeo Internacional de la Tecnología” en Frankfurt, Alemania, que reconoce la proyección del Instituto en los mercados internacionales por su capacidad industrial y de investigación en el campo de la tecnología.

Sólo en estas dos décadas de existencia, se estima que las distintas contri-buciones del mp ahorraron a Pemex cerca de 2 000 millones de dólares, espe-cíicamente en la sustitución de tecnología importada para el manejo de luidos en pozo y más de una docena de catalizadores. El mp alcanza más de 200 pa-tentes, 27 de ellas internacionales. Las contribuciones más representativas para el periodo 1977-1987 se muestran en la tabla 2.

1988-1995: REESTRUCTURACIÓN Y CAMBIO DEL MODELO DE NEGOCIO

En el plano nacional, la década de los ochenta marcó una severa crisis econó-mica provocada por la enorme deuda del gobierno federal y por el contrashock petrolero que provocó un desplome en los precios del petróleo. En consecuen-cia, México tuvo una gran disminución en la entrada de divisas. En el plano internacional, la globalización y la apertura comercial comenzaron a marcar el rumbo de las economías de la mayoría de los países.

La industria petrolera nacional no fue ajena a las tendencias políticas y económicas, por lo que el mp, al igual que Pemex, adoptó un modelo de nego-cio diferente y se reestructuró en concordancia. En particular, se crea una Sub-dirección de Investigación Aplicada y se deinen otras áreas como unidades de negocio. Asimismo, el mp abre su oferta de servicios en los ámbitos nacional e internacional a empresas como PDVSA, PetroEcuador, la costarricense Recope, y colabora en proyectos en Argentina, Perú, Bolivia, Francia, Estados Unidos y Egipto, entre otros países. Además, participa en la creación de la empresa Mex-petrol, para exportar servicios y proyectos en exploración, desarrollo de cam-pos, reinación, petroquímica y sistemas de transporte y distribución.

La actividad de investigación y desarrollo tecnológico () se impulsa cla-ramente separada de proyectos de servicios técnicos o de ingeniería. Entre la comunidad del mp se hace explícito el concepto de remanentes por servicios técnicos que permita impulsar el autoinanciamiento de actividades de investi-gación y desarrollo, mejorar la infraestructura y el establecimiento de metas de negocio. Se difunde el concepto del pago por la contraprestación del servicio, sea técnico o de .


La nueva estructura incluye el fortalecimiento de las unidades de negocio descentralizadas, lo que consolida la presencia del mp en las regiones petrole-ras, tanto por el número de colaboradores como por la jerarquía de sus funcio-narios. Se crean las unidades en Exploración y Producción, en Transformación Industrial, en Ingeniería de Proyectos y en Capacitación y Servicios Técnicos.

En este periodo los problemas ambientales cobran importancia y la comu-nidad internacional y diversas organizaciones trabajan para entender mejor y controlar efectivamente la contaminación ambiental, así como para remediar los efectos causados por ella.

Pemex y el mp no se sustraen de esta tendencia internacional. Interna-mente, se coordinan con autoridades federales y locales y con diversos sectores industriales para deinir y llevar a cabo las acciones que permitan enfrentar los problemas ambientales. Un caso de particular relevancia es el de los altos índi-ces de contaminación atmosférica de la Zona Metropolitana de la Ciudad de México. Para éste, el mp acompaña a Pemex en varios proyectos de investiga-ción aplicada sobre generación y dispersión de contaminantes, desarrollo y evaluación de combustibles mejorados y su compatibilidad con tecnologías de control de emisiones. Asimismo, el mp inició una exitosa alianza, que prevale-ce hasta la fecha, con el Battelle Memorial Institute mediante el proyecto p.


Año Proyectos

1988 Implantación de un modelo computacional para la reinería de Salamanca.

1989-1992 Evaluación y deinición de las especiicaciones de gasolinas reformuladas.

1990-1994 Estudio global de la calidad del aire en la ciudad de México.

1990-1994 Impacto ecológico del “Paquete ecológico” de gasolinas de Pemex.

1991-1994 Desarrollo de 13 dispersantes para PEP.

1991 Ingeniería básica y de detalle para plataformas de perforación.

1991 Diseño y construcción de unidades semiportátiles de diagnóstico de pozos.

1992 Simulador y optimizador Sicoper (Perforación).

1992 Elaboración del inventario de emisiones de gases de efecto invernadero del sector transporte y petrolero.

1995 Normas de diseño y evaluación de plataformas (riesgo y coniabilidad).


Este proyecto determina la extensión de la contaminación sobre la calidad del aire y los sistemas acuáticos, terrestres y biológicos en Tabasco y en el norte de Chiapas. Por otro lado, el Instituto participa en el Estudio global de la calidad del aire (g) en la Zona Metropolitana de la Ciudad de México, en colabora-ción con el Laboratorio Nacional de Los Álamos, EUA.

Cerca del inal de este periodo el mp había registrado más de 750 patentes, 389 de la cuales se encontraban vigentes y de ellas 64 registradas en el extranje-ro. Del total de patentes, 30% son de procesos, 25% de aditivos y productos químicos y 14% de catálisis y manufacturas. Esta producción en propiedad in-dustrial le permitió al mp contar con el índice de patentes por institución más alto del país. Los proyectos más importantes de este periodo se presentan en la tabla 3.

1996-2004: IMPULSO A LA INVESTIGACIÓN ESTRATÉGICA Y AL PROCESO DE INNOVACIÓN

La relevancia de este periodo se centra en el nombramiento del mp como Cen-tro Público de Investigación, lo cual da un mayor impulso a la del Instituto. Asimismo, se crea un Fideicomiso para el inanciamiento de la , se instala un Comité de Innovación, Investigación y Soluciones (), se establecen pro-gramas de investigación enfocados a problemas tecnológicos, se consolida la planta de investigadores, se crea el posgrado institucional y se establece un pro-ceso propio de innovación.

Este nombramiento se logra en 2001 dentro del marco de la Ley para el Fomento de la Investigación Cientíica y Tecnológica, que tiene como propósi-to fortalecer la autonomía técnica, operativa y administrativa de las entidades paraestatales dedicadas a la investigación cientíica y al desarrollo tecnológico. Se considera que los centros públicos de investigación deben contar con el so-porte legal necesario para tener mayor lexibilidad administrativa y inanciera, lo que les permite gozar de una autonomía de gestión efectiva y regulada por medio de convenios de desempeño con otras dependencias de la administra-ción pública federal.

El Comité de Innovación, Investigación y Soluciones del mp, constituido por el Consejo Directivo en 2002, tiene como objetivo sancionar el portafolio de proyectos de investigación vinculados al proceso de innovación del Institu-to. La sanción del se reiere a la aprobación, condicionamiento o rechazo de los proyectos, así como a la toma de decisiones relativa al seguimiento y


evaluación de los mismos. El procura asegurar, por medio de la vincula-ción con Pemex, el impacto tecnológico de los resultados de investigación y desarrollo tecnológico susceptibles de transferirse. Este comité es una instancia reguladora, orientadora y promotora de resultados de investigación y desarro-llos tecnológicos útiles y rentables. Mediante las sanciones del se ha podi-do armar y coordinar una cartera de proyectos para atender necesidades de de interés para cada subsidiaria de Pemex.

Tomando en cuenta que la capacidad instalada del sistema de educación superior se ha rebasado, en noviembre de 2002 se crea el posgrado institucio-nal, especíicamente para atender los requerimientos de la industria petrolera. Con las capacidades en que desarrolla el mp, éste se encuentra en posibili-dad de ofrecer grados académicos mediante posgrados. El modelo considera la formación de estudiantes en la frontera del conocimiento, la adquisición de experiencia en proyectos de investigación, desarrollo de productos y aplicación industrial y, como aspecto singular, la perspectiva de todas las etapas del proce-so de innovación.

A siete años de operación, el posgrado institucional se ha consolidado como la mejor y mayor fuente de egresados para la industria petrolera en el país y forma parte del Padrón Nacional de Posgrados de Calidad del Conacyt. La eiciencia terminal ha sido exitosa: se han graduado 49 estudiantes de maes-tría y la mayoría de ellos laboran en la industria. Además, se graduaron más de 20 doctores que han producido numerosas publicaciones, derechos de autor y solicitudes de patente en apoyo a la productividad del propio mp.

A ines de los noventa, las unidades de negocio se reorganizan en cuatro representaciones: Zona Centro, Zona Marina, Zona Norte y Zona Sur, que de-penden directamente de la Dirección General. También se deine junto con Pemex un catálogo de productos, así como de las metodologías y criterios que dieron origen al Sistema de Precios, cuyo propósito ha sido fomentar una rela-ción productiva y de conianza entre Pemex y el mp.

En esta etapa se adquiere la supercomputadora Cray Origin 2000, la más poderosa de América Latina, útil para la visualización de yacimientos de petró-leo. También destaca la implantación del Sistema Institucional de Calidad para impulsar la competitividad que logró la certiicación de los procesos para pro-porcionar soluciones de ingeniería, tecnologías de información y capacitación. Asimismo, se estableció un grupo de Administración del Conocimiento e Inte-ligencia Tecnológica (ACeITe®) cuyo propósito es impactar en la cadena de valor del mp apalancando o compartiendo el conocimiento y para apoyar en la toma de decisiones en los procesos relevantes de la Institución. Además, con el


Trofeo de la Organización Mundial de la Propiedad Intelectual (mp), se obtu-vo la distinción como una de las cinco empresas e instituciones mexicanas más innovadoras.

En materia de medio ambiente destacan los proyectos de monitoreo de fuentes ijas, el análisis del inventario de emisiones del Valle de México, la inte-gración de indicadores de desarrollo sustentable para reinerías nacionales, los estudios de daños ambientales y muestreo de residuos contaminantes para su tratamiento.

En 1998 se emprendió un análisis estratégico de la a mediano y largo plazos. Los resultados concluyeron que para aumentar la competitividad del Instituto era necesario desarrollar nuevos productos y servicios, así como me-jorar tecnológicamente los ya existentes. Por ello se estableció y promovió un proceso de innovación denominado Proceso de Desarrollo de Nuevos Produc-tos Pemex-mp. Los proyectos de este periodo, 1996-2004, se muestran en la tabla 4.

UN PARÉNTESIS: EL MODELO DE INNOVACIÓN DEL IMP

Es frecuente escuchar que las instituciones que realizan investigación y desa-rrollo tecnológico en México enfrentan diicultades para completar el ciclo de innovación. Esto es, lograr que una idea o un concepto transite a lo largo de la investigación básica, encuentre los resultados de investigación aplicada que jus-tiiquen el desarrollo de prototipos o soporten las pruebas de escalamiento has-

Tabla 4. Ejemplos de proyectos representativos del periodo 1996-2004

Año Proyectos

1995-1996 Efecto de los componentes del gas LP en el ozono de la ciudad de México.

1995-1998 Estudios para la reconiguración del Sistema Nacional de Reinación.

1996-1998 Ordenamiento ecológico de la cuenca baja del río Coatzacoalcos.

1996-1999 Efectos ambientales de la industria petrolera en la Región Sur de PEP.

2000 Inyección de nitrógeno en yacimientos naturalmente fracturados.

2004 Diseño de plataformas ijas para profundidades intermedias (400 m).

2004 Evaluación y administración de riesgos del sistema de ductos de PR.


ta el nivel industrial y, por último, que ese concepto avance hasta introducir la tecnología en el mercado y obtener resultados positivos de comercialización.

A ines de los noventa, se decidió conformar un grupo para analizar y comparar diferentes métodos considerados como las mejores prácticas en otros centros de exitosos. Se encontró que algunas podrían ser más efec-tivas o adecuadas cuando el resultado de es un producto manufacturado; otras estaban enfocadas a estimular el esfuerzo creativo y producir ideas ger-minales, mientras que algunas procuraban dirigir la innovación a los procesos internos y de calidad para reducir el costo institucional anterior al acceso al mercado inal. El grupo de análisis concluyó que la metodología más adecuada para el mp debería estar basada en el llamado proceso de etapas y compuer-tas. Un ejemplo de este proceso es el desarrollado por Cooper que, por un lado, reduce el tiempo para llevar el resultado al mercado y, por otro, detecta rápidamente desarrollos que no tendrán éxito, evitando así inversiones cuan-tiosas fallidas.

La secuencia de etapas y compuertas permite evaluar cuándo los resulta-dos encontrados en las actividades realizadas en cada etapa refuerzan la expec-tativa de éxito del proyecto de innovación; esto, sin importar el estado de avan-ce de la investigación o desarrollo tecnológico. Mediante una calificación sencilla y rigurosa de atributos y criterios, tanto cuantitativos como cualita-tivos, un grupo de evaluación recomienda o no la continuación, modiicación o suspensión del proyecto: ésta es la compuerta. Sin embargo, este método con-sidera principalmente el proceso de innovación radical o disruptiva; esto es, el proceso que genera tecnologías totalmente nuevas que sustituyen a otras o sa-tisfacen necesidades no atendidas o detectadas previamente. En menor medi-da, este método se aplica en la llamada innovación incremental, que permite mejorar los productos y servicios mediante incorporación de pequeños pero diferenciados avances que robustecen el resultado y extienden la vida de la tec-nología. Por otro lado, en Petróleos Mexicanos, y como consecuencia en el Instituto Mexicano del Petróleo, es común la incorporación en la industria pe-trolera de tecnologías adaptadas o mejoradas a partir de desarrollos que han tenido éxito en otras latitudes; ésta es una ruta de innovación af ín a la llamada asimilación tecnológica. Por todo esto se recomendó el proceso de etapas y compuertas de Cooper como el más efectivo para ser implementado en el mp. El resultado es el Proceso de Desarrollo de Nuevos Productos Pemex-mp (pp), representado esquemáticamente en la igura 2. El proceso se puede explicar como la conjunción de tres subprocesos o rutas, con sus respectivas etapas y compuertas:

Fuente: Proceso de desarrollo de nuevos productos Pemex-IMP, 2003.

Figura 2. Proceso de desarrollo de nuevos productos.

Incubación proyecto IBO

Investigaciónbásica orientada

Idea

Lanzamiento

Seguimientodel lanzamiento

Asimilación

Acceso a latecnología

Casode negocio

Seleccióny evaluación

de proveedores

Construcción deespeciicaciones

I1

D1

I3

I2

Determinaciónde alcances

D2 A1

A2

A3

A4

A5

Construccióndel caso de negocio

D3

Desarrollo D4

Validación D5


1] La investigación básica orientada. Este subproceso guía el desarrollo de una idea que todavía no cuenta con un sustento cientíico sólido y que requiere investigación básica para demostrar que el principio que se pretende aplicar no ha sido investigado en este contexto o con esta apli-cación en perspectiva. Consta de dos etapas, la de incubación del pro-yecto y la de investigación propiamente. Sus tres compuertas son: la pri-mera para aceptar y arrancar el proyecto; la segunda, intermedia entre el diseño y la puesta en marcha de la investigación y, por último, la com-puerta que conecta un resultado favorable de la prueba de principio con el inicio del desarrollo tecnológico.

2] El desarrollo del producto. Corresponde a la adaptación de las etapas y compuertas tradicionalmente usadas para el desarrollo tecnológico. Las seis etapas acompañan el proceso a partir del planteamiento del proyec-to, su maduración, la investigación aplicada y el desarrollo a diferentes escalas, laboratorio, piloto e industrial, así como la validación, además del lanzamiento de la tecnología y la retroalimentación para su manteni-miento. Las compuertas permiten detener oportunamente el proyecto al detectarse: a] que las especiicaciones concretas o realizables en el pro-ducto inal se desvían signiicativamente de las expectativas que el usua-rio inal requiere; o bien, b] la inversión faltante para escalar, probar y lanzar el resultado supera las estimaciones de retorno del mercado. Es oportuno mencionar que las etapas de desarrollo con escalamiento, va-lidación y lanzamiento, así como la inversión asociada a ellas, integran el llamado valle de la muerte, ya que es en ellas donde un buen número de proyectos de innovación no logran superar las compuertas.

3] La asimilación tecnológica. En muchas áreas de la ingeniería y de la in-dustria es común la adquisición de tecnología de proveedores externos. En las industrias de proceso complejo no es suiciente adquirir la tecno-logía y saber operarla: es conveniente conocerla y asimilarla para poder tomar decisiones de control y operación ante posibles desviaciones en las especiicaciones de suministros o corrientes de entrada, así como varia-ciones o luctuaciones en las variables de control del proceso. Asimismo, la adquisición y asimilación de tecnología requieren un proceso robusto de análisis y selección para incrementar su grado de aprovechamiento. La compuerta de entrada es compartida con el proceso de desarrollo y se activa cuando se decide que la ruta de asimilación es preferible a la del


desarrollo. A partir de este punto de control cinco etapas y compuertas estructuran y facilitan el proceso de asimilación incorporado en el pp. La última compuerta de este subproceso permite proseguir el proceso de desarrollo con sus etapas de validación y lanzamiento.

En forma análoga a otras industrias, el desarrollo e incorporación de nuevas tecnologías es sin duda un factor de éxito en la industria petrolera actual. Sin embargo, no es suiciente fomentar el interés por la ya que es intensiva en capital intelectual y económico. Los esquemas de innovación son inanciados con capital de riesgo incentivado por la expectativa de nuevos productos orientados al mercado, no por la nueva tecnología per se, y que prometen negocios exitosos. Desafortunadamente en México las instituciones públicas tienen poco o nulo, acceso a capital de riesgo y nuestra comunidad cientíica tiene una opinión nega-tiva sobre proyectos encaminados hacia negocios y mercados, por lo que es muy común encontrar barreras que impiden completar el ciclo de la innovación.

El proceso de análisis, decisión, desarrollo e implantación del pp se sumó a la práctica de la protección de la propiedad intelectual existente en el mp y con ello se fomentó un renovado interés por la innovación.

2005-2010: ALINEACIÓN CON PEMEX Y SUS ÁREAS ESTRATÉGICAS

La del mp se ha enfocado a la generación y asimilación de nuevos pro-ductos, técnicas, conocimientos y metodologías que sean aplicables a las ac-tividades sustantivas de la industria petrolera. Como muestra la tabla 5, el mp cuenta con diversos programas de investigación, en las tres fases de la cadena del petróleo, que conducen cerca de 200 doctores y más de 100 maes-tros en ciencias, los cuales forman la mayoría de los posgraduados con los que cuenta el mp; alrededor de 170 de ellos pertenecen al Sistema Nacional de Investigadores.

Consideramos importante señalar que se ha creado un nuevo programa en Perforación, Terminación y Reparación de Pozos para asimilar, adaptar y desa-rrollar nuevas tecnologías que fortalezcan la planeación, diseño, construcción y terminación de pozos desde un enfoque multidisciplinario, aumentando la seguridad y disminuyendo el riesgo. Este programa estará enfocado al diseño de pozos, geomecánica, perforación no convencional, terminación de pozos, luidos de control y monitoreo de la perforación.


Tabla 5. Programas de investigación actuales

Cadena del petróleo Programa Objetivo Enfoque

Upstream

Geología de exploración y explotación

Obtener modelos geológicos más precisos que permitan disminuir el riesgo exploratorio y explotar mejor los yacimientos descubiertos.

Sedimentología y diagénesis, geología estructural, geoquímica, modelado geológico y tectónica salina.

Geofísica de exploración y explotación

Obtener mejores imágenes del subsuelo, desarrollar nuevos indicadores de hidrocarburos, caracterizar los yacimientos y aplicar la sísmica para la detección de aceite residual y el monitoreo de yacimientos.

Registros geofísicos de pozo, atributos sísmicos, mejora de la imagen sísmica, integración de métodos geofísicos y caracterización de yacimientos.

Recuperación de hidrocarburos

Desarrollar las capacidades institucionales enfocadas al establecimiento e implantación de estrategias de explotación y recuperación de yacimientos de aceite pesado y de baja productividad, tipo Chicontepec.

Caracterización dinámica de yacimientos, modelado y simulación numérica de yacimientos, y recuperación secundaria y mejorada de hidrocarburos.

Aseguramiento de la producción

Realizar investigación y desarrollar tecnología para prevenir y resolver problemas en el sistema yacimiento-pozo-instalaciones, que obstaculizan la producción de hidrocarburos.

Productividad de pozos, sistemas e instalaciones de producción, perforación de pozos y corrosión.

Explotación de campos en aguas profundas

Asimilar y desarrollar la tecnología para la explotación de los hidrocarburos en aguas profundas, para la planeación del desarrollo de campos y la administración del proceso integral de explotación.

Construcción de pozos, equipos y sistemas de producción, operación y mantenimiento, riesgo y coniabilidad, y administración integral de proyectos.

Dowstream

Procesos de transformación industrial

Investigar y desarrollar tecnologías para el aprovechamiento de los hidrocarburos, mediante su conversión a combustibles de alta calidad técnica y ecológica, y a productos petroquímicos de alto valor agregado.

Procesamiento de crudos pesados, producción de combustibles limpios y producción de combustibles renovables.

Ingeniería molecular

Diseñar, sintetizar y caracterizar nuevas moléculas para el desarrollo de materiales, que impacten en tecnologías para el mantenimiento de lujo, recuperación secundaria y mejorada, reinación y medio ambiente, y seguridad.

Diseño y síntesis de nuevas moléculas para el desarrollo de productos químicos, diseño y síntesis de nuevos materiales, isicoquímica de dispersiones coloidales, biomateriales y membranas.

TransporteIntegridad de ductos

Desarrollar y asimilar tecnologías para ofrecer nuevos productos para la integridad y seguridad de los sistemas de ductos.

Comportamiento mecánico, peligros y riesgos, e inspección y mantenimiento.


Del total de los programas en operación, el de Procesos de transformación industrial y el de Ingeniería molecular abarcaron más de 40% de los proyectos de en 2009. Del total de proyectos, cerca de 80% están enfocados a atender necesidades de Pemex Exploración y Producción y Pemex Reinación. La tabla 6 muestra algunos de los proyectos de que han concluido en esta última etapa y que han generado resultados importantes.

En 2005 se reformó la Ley Federal de Derechos en el ramo de hidrocarbu-ros, que permitió que el mp recibiera recursos iscales del orden de 0.05% del valor de la producción de petróleo y gas de Pemex. Si se considera el acumula-do hasta el año iscal 2009, este monto ascendió a alrededor de 1 600 millones de pesos con los que el Instituto ha podido inanciar parte de sus actividades de . Asimismo, a partir de 2009, el mp también ha podido concursar por los recursos del Fondo Sectorial Sener-Conacyt y hasta la segunda convocato-ria de principios de 2010, a las propuestas del mp, algunas de ellas en conjunto


Año Proyectos

2005 Tecnología de hidrotratamiento de crudo Maya.

2005 Sistema de información bioestratigráica (Sibio).

2006 Estructuras adosadas, cantilivers y ampliación de cabezales de prueba para perforación de pozos con equipos autoelevables en plataforma.

2006 Evaluación petrofísica en sistemas de doble porosidad.

2006 Desarrollo metaoceánico en el Golfo de México para aplicación a proyectos costa afuera.

2006-2007 Sistema experto para el diagnóstico de producción de agua.

2007 Visualización de plays subsalinos mediante la integración de gravimetría 3D con migración sísmica.

2006-2009 Enfatización de imágenes sísmicas.

2007-2008 Adecuación de una unidad hidrodesintegradora de residuales para operar como hidrodesulfuradora de gasóleos.

2006-2008 Productos químicos para mejorar la producción de hidrocarburos.

2006-2008 Sistemas de administración integral de información ambiental.

2008-2009 Asistencia técnica en la planeación y desarrollo de campos de Holok-Temoa.

2008-2009 Tecnología electromagnética para la evaluación del revestimiento de ductos.


con otras instituciones, se han adjudicado otros 370 millones adicionales. En un escenario de producción y precios similares a los de 2008 y 2009, el mp podrá contar con un muy importante sustento mediante estos fondos en los años por venir.

Los principales servicios que actualmente ofrece el mp son en explora-ción. Particularmente, estudios de yacimientos y de optimización de la pro-ducción, diseño de plantas industriales, ductos, plataformas e instalaciones marinas, tecnologías y estudios de proceso para instalaciones industriales, su-ministro de catalizadores y productos químicos, inspección preventiva y estu-dios de integridad mecánica en instalaciones y equipos, sistemas de gestión ambiental, manejo de residuos y administración de riesgos e higiene indus-trial, entre otros.

En materia de capacitación y formación de recursos humanos el mp traba-ja con Pemex en la implantación del sistema integral de mapas de talento y tecnología. El posgrado institucional sigue arrojando excelentes resultados de productividad asociados a los doctorantes y en los próximos años se espera una graduación de 10 a 15 doctores anualmente, que se integrarán a Pemex o al mp para apoyar las actividades de formación y para reemplazo de personal alta-mente caliicado.

Para dar apoyo y solución a las principales necesidades de Pemex, el mp cuenta con una planta importante de investigadores especializados, labora-torios de vanguardia con pruebas acreditadas, plantas piloto y metodologías actualizadas para investigación y prestación de servicios, un proceso de ges-tión de investigación desarrollado conjuntamente con Pemex para asegurar alineación a la estrategia tecnológica y la aceptación de resultados, y nume-rosos especialistas con conocimiento de la industria petrolera en diversas áreas.

Durante 2009 el mp y Pemex negociaron un nuevo Convenio de Colabora-ción, mismo que el Comité de Desarrollo e Investigación Tecnológica del Con-sejo de Administración de Pemex recomendó se irmara en 2010 y que permitirá principalmente: desarrollar proyectos de investigación y desarrollo tecnológico estratégicos que puedan incorporarse a las operaciones y procesos de Pemex y sus subsidiarias; complementar las capacidades de gestión y asesoría de tecnolo-gía de Pemex; ofrecer tecnologías, servicios y productos alineados a la estrategia de Pemex y a los programas de negocio de sus subsidiarias, así como apoyar a Pemex en la formación de recursos humanos especializados, en congruencia con sus necesidades.


CONCLUSIONES

El Instituto Mexicano del Petróleo ha logrado cumplir con el objetivo para el cual fue creado, en particular respecto a la investigación y el desarrollo tecno-lógicos requeridos por las industrias petrolera, petroquímica y química, la prestación de servicios técnicos a las mismas, así como la comercialización de productos y servicios tecnológicos resultantes de la investigación.

El esquema de comercialización de sus servicios técnicos y productos, principalmente a Pemex, le ha permitido obtener ingresos que indican que el mp es una institución autoinanciable. Inicialmente, la investigación y el desa-rrollo tecnológico en el mp se sustentaron principalmente por los remanentes de los servicios técnicos y algunos proyectos inanciados directamente por Pe-mex y, aunque desde 2006 recibe recursos iscales directos, éstos no han reba-sado 20% de sus ingresos totales.

A lo largo de más de cuatro décadas de trayectoria, las actividades y organi-zación en el mp han evolucionado en estrecha correlación con las políticas y necesidades de Pemex, resintiendo las consecuencias de las épocas de crisis eco-nómica y procurando adaptarse al también cambiante entorno internacional.

La intensidad de la actividad cientíica y del desarrollo tecnológico dentro del mp también ha tenido variaciones. A partir de mediados de los noventa, el esfuerzo institucional para establecer e impulsar un proceso de innovación y de entrada al mercado de los resultados internos de ha sido sostenido y es-tructurado.

El mp ha producido de manera continua resultados tecnológicos directa-mente aplicables en nuestra industria petrolera o mediante los servicios técni-cos que le presta. Es posible que la mayoría de estos resultados no se conozcan bien o se esté al tanto de ellos sólo en los círculos petroleros. Quizá esto se deba a una difusión discreta de resultados y al hecho irrefutable de que muchos de ellos son propiedad de Pemex. Por haber sido obtenidos bajo contrato y con el propósito de aplicarlos en la solución de problemas su difusión no es posible.

Es conveniente recalcar que desde los últimos años el mp impulsa el desa-rrollo de proyectos y actividades de vinculados estrechamente con Pemex. En particular, se trabajan los proyectos identiicados con los problemas que la propia empresa considera estratégicos para conservar su rol como palanca en el desarrollo de México.

Independientemente del éxito logrado en comunicar en estas páginas la evolución y las aportaciones de la del Instituto en sus primeros 45 años, estamos convencidos que el mp es un apoyo fundamental para Pemex porque:


• Cuenta con capacidades, conocimientos e infraestructura para apoyar los desaf íos que la industria petrolera nacional enfrenta.

• Dispone de la red de servicios más extensa y cercana a Pemex.• Apoya con tecnologías, asesoría tecnológica, servicios y capacitación a

Pemex, contribuyendo a incrementar su desempeño.• Un número signiicativo de especialistas del mp ha migrado a Pemex y a

otras instituciones, convirtiéndose en un semillero de investigadores y especialistas.

• Genera sinergia entre la investigación aplicada y la prestación de servi-cios, que ha permitido inanciar la investigación y la innovación, así como transferir tecnología.

En síntesis, el mp ha contribuido de forma continua a generar soluciones tecnológicas que impactan técnica y inancieramente la cadena de valor de Pe-mex, además de mantener la capacidad de evaluar, desarrollar y asimilar las tecnologías apropiadas para los retos tecnológicos especíicos de Pemex.

Para inalizar, consideramos relevante recordar las palabras que pronunció don Jesús Reyes Heroles, cuando era director general de Pemex, unos meses antes de la creación del Instituto Mexicano del Petróleo, y que hacen referencia a la importancia de la investigación en el sector petrolero:

…hay una inversión intangible que es imperioso realizar: destinar a la in-

vestigación cientíica, de ciencia pura y aplicada y a la formación de técnicos un

adecuado porcentaje de recursos inancieros. Hay que fomentar la investigación petrolera, el estudio de la asimilación de procesos tecnológicos a nuestra reali-dad y el examen cabal de nuestros peculiares crudos. Químicamente, aún no conocemos la composición de nuestros crudos y su estudio es fundamental, al igual que la formación de personal teórico, práctico, técnico, para el desarrollo petroquímico. Lo necesitamos, incluso para aprovechar el saber técnico del ex-

terior. La información cientíica en esta materia es decisiva, y por ello, la inver-

sión que se realice, siendo intangible, es altamente productiva. Nos coordina-mos con el p y con la m, así como con todos los centros de investigación públicos y privados para emprender esta tarea, que es de gran envergadura, dado que la acumulación de saber técnico no es menor en rango a la formación

de capital.

Jesús Reyes Heroles, Informe del 18 de marzo de 1965, en Obras completas. Política, vol. 2, pp. 281-282.


BIBLIOGRAFÍA

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mp, Aportaciones del Instituto Mexicano del Petróleo a la industria petrolera nacional: 1965-2008, México, Instituto Mexicano del Petróleo, 2008.

mp, La investigación en el Instituto Mexicano del Petróleo, México, Instituto Mexicano del Petróleo, 2000.

mp, Proceso de Desarrollo de Nuevos Productos Pemex-mp. Versión Cero, México, Institu-to Mexicano del Petróleo, 2003.

Reyes Heroles, J., Obras completas. Política, v. 2., México, Fondo de Cultura Económica, 1999.

331

EL HORIZONTE DE LA ENERGÍA NUCLEAR

José Julio Herrera Velázquez*

INTRODUCCIÓN

La necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, respon-sables del calentamiento global, es un hecho generalmente reconocido. Esto implica que durante los próximos años es imperativo reemplazar las fuentes de energía basadas en combustibles fósiles por fuentes de energía ecológicamente aceptables.

Entre las alternativas energéticas que existen es necesario distinguir tres categorías, de acuerdo con su grado de accesibilidad tecnológica. Algunas, como la energía hidráulica, la geotérmica, la eólica y la solar, en algunas de sus variantes, son fuentes de energía cuya tecnología está bien desarrollada, pero no es muy avanzada. En la mayoría de los casos más bien se requiere más inver-sión para ponerlas en práctica. El problema principal es que estas fuentes o son escasas en ciertas regiones o en algunos casos son demasiado caras en compa-ración con otras formas de generación de energía. El principal problema, sin embargo, es si son suicientes para sostener el desarrollo que requiere una so-ciedad industrializada. Éste es el quid del problema; la cantidad de energía que requiere una sociedad depende del nivel de desarrollo que desee.

Aquí es donde entra en juego la energía nuclear, que permite generar mayores cantidades de energía, de manera más o menos independiente de la ubicación geográica. Sin embargo, cae en una segunda categoría debido a que, aunque está basada en tecnología madura, requiere un desarrollo tecno-lógico más avanzado y personal mejor capacitado. En cierta forma, la indus-tria nuclear se asemeja a la aeronáutica en cuanto a la preparación y el senti-do de responsabilidad que deben tener quienes realizan los diseños y quienes la operan.

* Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México.


En tercer lugar están aquellas fuentes de energía cuya tecnología está en proceso de investigación, y se puede decir que están más allá del desarrollo. Esto signiica que actualmente están fuera del alcance incluso de los países de-sarrollados. En esta categoría entran los reactores de isión de cuarta genera-ción y la fusión nuclear controlada, que promete ser una alternativa más limpia que la isión, y para la cual el combustible (deuterio del agua de mar y litio de la corteza terrestre) sería virtualmente inagotable. Mientras en la isión nuclear se transforma la masa de núcleos pesados como el uranio-235 en energía, al frag-mentarlos en núcleos más ligeros, en la fusión se unen núcleos ligeros para formar núcleos más pesados. Esta última es la fuente de energía del Sol y las estrellas. El propósito de este capítulo es exponer la situación de dichas alterna-tivas energéticas, con énfasis especial en la fusión nuclear controlada.

Los reactores de isión de tercera y cuarta generaciones serían los más im-portantes a corto y mediano plazos. Se pide, desde su diseño, que sean más seguros, que consuman con mayor eiciencia el combustible, y que sus proce-sos de licenciamiento y construcción sean más expeditos y menos costosos. Los reactores de fusión pensados como una fuente de energía autónoma, por otra parte, no serán una realidad en varias décadas. Sin embargo, es muy pro-bable que a mediano plazo puedan contribuir en el escenario de la energía, al transmutar desechos radiactivos de vida media larga provenientes de los reac-tores de isión, facilitando de este modo su almacenamiento, así como al gene-rar combustible para los reactores de isión, permitiendo así prolongar la vida de las reservas de combustible.

Al día de hoy, se tienen más de 60 años de experiencia en la generación de electricidad mediante reactores de isión nuclear. Según datos del Organismo Internacional de Energía Atómica (),1 existen 440 reactores nucleares de po-tencia en 31 países. Además, otros 65 en construcción en 13 países, 19 de ellos en China. Si bien proporcionan cerca de 17% del total de la electricidad en el mun-do, en algunos países la proporción es mayor. Por ejemplo, en el caso de Francia, que es probablemente el país que mejor ha dominado la energía nuclear, 76% de sus 549 TW/hora (1 TW = 1012 watts/hora) es producido mediante energía nu-clear. En el caso de Estados Unidos, en contraste, la energía nuclear contribuye con tan sólo 20%, pero su total es de 809 TW/hora, es decir, mayor que el total de la energía generada en Francia. Estos datos permiten ver que la energía nuclear es una fuente bien dominada en países industrializados. En el caso de México la energía nuclear contribuye con 4% de los 231 TW/hora que se producen.

1 En <www.iaea.org/programmes/a2/index.html>.

EL HORIZONTE DE LA ENERGÍA NUCLEAR 333

En general, la experiencia en cuanto a seguridad ha sido buena. A raíz del accidente de hree Mile Island, que no ocasionó pérdidas humanas, se fundó la Asociación Mundial de Operadores de Reactores Nucleares (w, World Association of Nuclear Operators), que en un ambiente de auditorías por pa-res vigila el buen desempeño de los reactores en el mundo, tanto en eiciencia como en seguridad.

En contraste, está el accidente de Chernobyl como un ejemplo de lo que puede ocurrir cuando un reactor nuclear está mal diseñado, y cuando el personal que lo opera carece de los conocimientos necesarios y se conduce de manera irresponsable. Cabe aclarar que los reactores tipo bmk, como los de Chernobyl, si bien tienen el récord de generación de energía, son de un diseño muy diferente a los empleados para este propósito en occidente. Existe una recomendación del para que se cierren los reactores de este tipo existentes.

El accidente de Fukushima, ocurrido a raíz del terremoto y el tsunami del 11 de marzo de 2011, por otra parte, ha llevado a una revisión a fondo de los posibles escenarios de accidentes en los diseños occidentales.

Así pues, el problema por resolver consiste en encontrar la manera de ge-nerar energía nuclear de la manera más segura y eiciente en el futuro, para lo cual se está en busca de mejores diseños.

REACTORES DE FISIÓN DE TERCERA Y CUARTA GENERACIÓN

Los elementos básicos de un reactor de isión son el combustible, que por lo general consiste en bióxido de uranio; un moderador que frene los neutrones producidos en la isión, de modo que la probabilidad de que produzcan nuevas reacciones de isión sea mayor; un refrigerante que absorba la energía y man-tenga el combustible a una temperatura adecuada, y las barras de control, que absorban neutrones y de este modo permitan reducir, de ser necesario, las reacciones. Además, los reactores pueden tener un elemento que releje los neutrones, de modo que éstos sean empleados con mayor eiciencia. Puesto que el uranio natural está constituido primordialmente por el isótopo 238, que no es isionable, y sólo contiene 0.7% de uranio-235 que sí es isionable, en ge-neral es necesario incrementar la proporción de este último, proceso que se conoce como enriquecimiento. Las variantes en los diseños dependen de los materiales que se empleen para los diversos elementos del reactor, así como de la proporción de enriquecimiento del uranio.

Figura 1. Cuatro generaciones de reactores nucleares de isión.


Como se muestra en la igura 1, los reactores de isión se pueden clasiicar en generaciones de acuerdo con su evolución, partiendo de los reactores proto-tipo construidos durante la década de los cincuenta. La mayoría de los reacto-res en operación hoy día son de agua ligera, ya sea de agua presurizada (pressu-rized water reactors o pw), o de agua hirviente (boiling water reactors o bw) o de agua pesada presurizada como los (Canada deuterium uranium).

Las dos objeciones principales que se han planteado a la energía nuclear son los problemas de seguridad y la producción de desechos radiactivos. En los reactores de tercera generación, actualmente en desarrollo, se busca que no necesiten intervención externa para su control, es decir, que tengan caracterís-ticas de seguridad pasivas o inherentes. También se les diseña de modo que se aumente el quemado, reduciendo el uso de combustible y la cantidad de dese-chos. Al mismo tiempo, se intenta que sean más fáciles de operar y menos vulnerables a fallas operacionales. Otro problema de los reactores es su alto costo de capital, por lo que se ha reconocido la necesidad de estandarizar los diseños para cada tipo de reactor, facilitando así la expedición de las licencias, reduciendo costos (hasta de 1 000 /kW) y tiempo de construcción hasta tres o cuatro años.

Varios de estos reactores han sido ya desarrollados, como el bw, diseñado en el marco de una colaboración entre compañías de EUA y Japón (GE-Hitachi-Toshiba), el p de Francia y Alemania (Framatome-ANP), el p de Corea del Sur y el de la de Canadá. Todos ellos producen de 1 000 a 1 500 MW-e. También está el AP 600 de Westinghouse, diseñado para producir 600 MW-e. Los reactores de generación III+ son aun más avanzados, y se planea iniciar su operación hacia 2015.

Más allá está la llamada generación IV; se trata de diseños futuristas, que tienen como premisa el ideal de contar con reactores más seguros, que aprove-chen mejor el combustible y que permitan reducir el costo de la generación de energía. Con el propósito de seleccionar un conjunto de diseños y concentrar esfuerzos en ellos se han establecido dos colaboraciones. En gf (Generation IV International Forum), organizado por el Departamento de Energía de EUA, participan 10 países (Argentina, Brasil, Canadá, EUA, Francia, Japón, Reino Unido, República de Corea, Sudáfrica, Suiza), mientras que en Inpro (Interna-tional Projection of Innovative Nuclear Reactors and Fuel Cycles), coordinado por el , participan 15 países (Argentina, Armenia, Brasil, Bulgaria, Canadá, China, Federación Rusa, Francia, India, Japón, Polonia, República Checa, Re-pública de Corea, República de Eslovaquia y Ucrania). Entre los diseños selec-cionados por la colaboración gf, se están considerando tanto reactores con


a

b


neutrones térmicos (igura 2) como con neutrones rápidos (igura 3), y se espe-ra que algunos de ellos puedan entrar en operación comercial hacia 2030.

INVESTIGACIÓN EN FUSIÓN NUCLEAR CONTROLADA

Por más de 50 años se ha presentado a la fusión nuclear controlada como una posible fuente de energía alternativa segura, limpia y ambientalmente aceptable para el futuro. El descubrimiento de la fusión nuclear antecede al de la isión. Fue estudiada en los primeros aceleradores de partículas; cuando la fusión nu-clear fue descubierta ya se habían desarrollado teorías acerca de cómo la fusión es la fuente de energía de las estrellas, incluyendo nuestro Sol, y cómo las estre-llas son fábricas de elementos en el universo.2 Sin embargo, después de varias décadas de investigaciones en muchos países, el poder producir de manera controlada más energía que la que se invierte en los dispositivos de fusión sigue

Figura 2. Diseños de reactores térmicos de generación IV: a] Very High Temperature Reactor; b] Supercritical Water Reactor; c] Molten Salt Reactor.

c

2 H. Bethe, Energy production in stars, Phys. Rev. 55: 434-456, 1939.


a

b


siendo una meta inalcanzada. Esto ha provocado la conocida broma de que la fecha en que se podrá contar con reactores de fusión nuclear es una nueva cons-tante en la f ísica: siempre dentro de 30 años. En realidad, el programa de fusión nuclear controlada está sano y en plena actividad, y ha conseguido avances muy signiicativos.3 El camino hacia el diseño de un reactor comercial competitivo, sin embargo, es mucho más dif ícil que lo que se previó en un inicio. En este proceso ha inluido el desarrollo de la ciencia del plasma como una empresa interdisciplinaria que conjunta la colaboración de f ísicos e ingenieros. Esta rama de la ciencia ha obtenido resultados interesantes tanto en ciencia básica como en los estudios espaciales, la astrof ísica y diversas aplicaciones industriales. Las limitaciones de los reactores de fusión dependerán tanto de problemas de f ísica como de diseño de ingeniería y de materiales. Su competitividad está sujeta a los resultados que se obtengan en estas áreas en investigaciones futuras.

Se ha reconocido que la reacción más apropiada para una primera genera-ción de reactores de fusión es

Figura 3. Diseños de reactores con neutrones rápidos: a] Gas-Cooled Fast Reactor; b] Lead-Cooled Fast Reactor; c] Sodium-Cooled Fast Reactor.

3 International Fusion Research Council, Status report on fusion research, Nuclear Fusion 45: A1-A28, 2005.

c


2H + 3H → 4He (3.52 MeV) + n (14.06 MeV).

El deuterio (2H) se obtendría del agua de mar, mientras que el tritio (3H), por ser un isótopo radiactivo de vida media corta, se produciría en el mismo reactor empleando los neutrones de la fusión (n) en reacciones con litio (Li) en un cobertor que rodearía al plasma:

n + 6Li → 4He + 3H + 4.3 MeV.

La energía de las partículas alfa (4He) contribuye al calentamiento del plas-ma, manteniéndole en combustión, y una vez depositada su energía, pueden ser removidas.

Ha sido un gran éxito de los pasados 50 años de investigación en fusión el dominar en el laboratorio una amplia variedad de inestabilidades. Compren-der tales problemas y la naturaleza de las diicultades, como el transporte de energía en el plasma, ha llevado en el proceso al desarrollo de la f ísica de plasmas como una rama sumamente activa. En términos del criterio de Law-son, el avance en el desempeño de los tokamaks en particular, es comparable con la ley de Moore para la capacidad de cómputo.4 Sin embargo, el poder controlar un aparato de fusión nuclear ha resultado ser considerablemente más dif ícil de lo que se previó en un principio. En términos de f ísica e inge-niería, el tokamak es el aparato más avanzado y mejor comprendido.5 Las contribuciones del Joint European Torus ()6 (igura 4), junto con las de un enorme conjunto de aparatos, principalmente en Estados Unidos, Europa, Ja-pón y Rusia, han sido cruciales para reunir una amplia base de datos que re-sume una comprensión profunda de la f ísica y de los escenarios de operación para los experimentos construidos hasta la fecha. Hoy día es posible producir descargas de varios segundos de duración en tokamaks, con valores de Q del orden de 0.6. El parámetro Q se deine como el cociente entre la energía pro-ducida por las reacciones de fusión y la energía necesaria para calentarlo. El equilibrio y la estabilidad del plasma son controlados de manera satisfactoria, y aunque el transporte de energía aún no es completamente comprendido, simulaciones numéricas recientes permiten una descripción bastante ade-cuada de éste.

4 W. Manheimer, he fusion hybrid as a key to sustainable development, J. Fusion Energy 23: 223-235, 2004.

5 W. Wesson, Tokamaks, 3a. ed., Oxford, Oxford University Press, 2004.6 J. Pamela et al., Overview of results, Nuclear Fusion 45: 63-85, 2005.


El 21 de noviembre de 2006 marcó un hito importante, cuando ministros de los siete socios del International hermonuclear Experimental Reactor (),7 Corea del Sur, China, Estados Unidos, la Federación Rusa, India, Japón y la Unión Europea, irmaron el acuerdo para establecer la Organización , y proceder con la construcción de este proyecto largamente esperado, en Cadarache, Fran-cia. Éstas son ciertamente buenas noticias, ya que será el primer experimen-to que opere con un plasma en combustión, es decir, en el que la mayor parte de la energía provenga de las reacciones de fusión. Por ello dará información nueva, necesaria para el futuro del programa. También proporcionará los medios nece-sarios para probar componentes de ingeniería esenciales. Desafortunadamente, el tiempo tomado para diseñar dicha máquina y decidir su construcción ha retra-sado considerablemente el programa de fusión. Después de habérsele concebido inicialmente en 1985, no producirá su primer plasma sino hasta 2020. Su costo de construcción se estima en 15 000 millones de euros, mientras que su costo de operación en los siguientes 20 años será cercano a esa cantidad. Otras máquinas de plasmas en combustión han sido propuestas en años anteriores, como el g en Estados Unidos y en Italia, el Compact Ignition Torus () y el f,

Este es el tokamak más avanzado, con un radio mayor de 3 m y un radio menor de 1 m. Es uno de los dos únicos que han operado con deuterio y tritio.

Figura 4. Interior del Joint European Torus (JET).

7 , 2006, en <http://www.iter.org>.


ambos en Estados Unidos. Los primeros dos podrían ya encontrarse en opera-ción, si la decisión para construirlos se hubiera tomado cuando fueron pro-puestos originalmente, a inales de los años ochenta. Sólo g se mantiene en progreso en Italia, a un paso lento marcado por el inanciamiento disponi-ble. Esto es consecuencia de partir de la premisa de que es preferible invertir en un solo diseño, más ambicioso y lexible, pero ha llevado a perder un eslabón entre dos generaciones de experimentos de tokamaks, que hubiera producido información importante sobre el comportamiento de plasmas en combustión.

Desde el punto de vista de la f ísica, la próxima generación de experimentos de fusión debe resolver la incógnita respecto a cómo se comportan los plasmas en combustión. Habrá una población signiicativa de partículas alfa energéticas de 3.5 MeV, como producto de las reacciones de fusión, que al permanecer coninadas calentarán el plasma. Para que la fracción de calentamiento por las reacciones de fusión sea mayor que la del calentamiento externo, se requiere que Q sea mayor de 5.

La naturaleza del problema se puede apreciar si nos percatamos de que en los experimentos realizados hasta la fecha no se ha alcanzado aún el régimen de balance de energía (Q = 1) (Aunque en algunos experimentos se ha alcanza-do el producto triple necesario para tener Q = 1 en un plasma de deuterio-tri-tio, esto ha ocurrido en descargas con deuterio puro, lo que no es equivalente por carecer del calentamiento de las partículas alfa). En , por otra parte, se esperan alcanzar valores de Q = 5, y posiblemente de Q = 10. El único aparato diseñado para alcanzar la ignición (Q = ∞) es g,8 pero aunque se ha rea-lizado un esfuerzo considerable en la construcción de componentes y sistemas para él, aún es incierto cuando entrará en operación, debido a la falta de inan-ciamiento suiciente. Actualmente se tienen planes de construirlo en Rusia me-diante una colaboración entre dicho paíse e Italia. Debe enfatizarse, sin embar-go, que las metas y misiones de ambas máquinas son bastante diferentes, y no son mutuamente exclusivas. Por el contrario, puesto que ambas proporciona-rían información importante precisamente por dichas diferencias, son comple-mentarias. Mientras que se espera que sea suicientemente lexible para probar los componentes de ingeniería necesarios en un reactor de fusión, en pulsos prolongados, se espera que g proporcione información sobre el plasma en combustión en la trayectoria hacia la ignición, en pulsos más cortos. En la igura 5 se contrastan las dimensiones de con las de g.

8 F. Bombarda et al., Ignitor: Physics and progress towards ignition, Brazilian Journal of Phy-sics 34 (4B): 1786-1791, 2004.


Cuando Q> 5 se espera observar efectos de las partículas alfa sobre la esta-bilidad y turbulencia. Con Q> 10, puede ocurrir un acoplamiento no lineal en-tre las partículas alfa, la corriente originada por gradientes de presión, el trans-porte turbulento y la estabilidad magnetohidrodinámica se vería afectada. Hasta ahí llegaría la investigación de , cuando alcance su operación com-pleta hacia 2023. En un aparato con Q> 20, sería necesario controlar la alimen-tación del combustible, al propagarse la combustión y aparecer transitorios de ignición. Únicamente g sería capaz de explorar este régimen. En pocas palabras, se abre un nuevo territorio inexplorado para la investigación en fu-sión, al realizar experimentos sobre plasmas en combustión, y como frecuente-mente ocurre en tierra ignota, es dif ícil predecir qué sorpresas, tanto en la forma de obstáculos como de soluciones, puedan surgir. Es importante obser-var que rara vez la teoría ha sido capaz de predecir los principales descubri-mientos en la investigación de fusión, y éstos se han logrado sólo realizando los experimentos necesarios.

Figura 5. Comparación entre el tamaño del International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) (izquierda) y el del IGNITOR (derecha).


PROBLEMAS DE INGENIERÍA DE LA FUSIÓN NUCLEAR CONTROLADA

Existe una serie de objeciones de ingeniería a los reactores de fusión, que pue-den resumirse de la siguiente forma:

Demasiada complejidad cuando se les compara con otras fuentes alternativas de energíaUn reactor de fusión es en realidad un ejemplo auténtico de ingeniería extrema. Mientras que el núcleo conina un plasma con temperaturas récord en la Tierra, mayores que las del interior del Sol, aunque a densidades mucho menores, el coninamiento se consigue mediante campos magnéticos producidos por bobi-nas superconductoras a temperaturas del orden de 4 K. La energía de los neutro-nes es absorbida por un cobertor de litio que rodea al aparato, el cual se emplea para generar tritio y es calentado. Este cobertor, del cual se absorbe la energía mediante un intercambiador de calor, también debe proteger de radiación de neutrones al equipo más costoso, incluyendo las bobinas. El sistema debe ser diseñado de tal modo que nunca ocurran fugas o incendios de litio. Además, puesto que la primera pared en la cámara de vacío es activada por la radiación de neutrones, cualquier reparación se deberá hacer de manera remota, por lo que la robótica de precisión, actualmente desarrollada en , es muy necesaria.

Todo esto signiica que se requiere una ingeniería muy precisa, bien pla-neada y disciplinada para operar un reactor de fusión de manera coniable. Existen buenos ejemplos en los que esto puede conseguirse, no sólo en la in-dustria nuclear, sino también en las líneas aéreas, las cuales pueden mantener en vuelo de manera coniable complejos aviones durante periodos largos, cum-pliendo con itinerarios precisos y en condiciones económicamente rentables, en la mayoría de los casos.

Por otra parte, debe reconocerse que la tecnología mejorará con el tiempo. Aprovechando nuevamente como ejemplo los logros de la industria aeroespa-cial, cabe señalar que las aeronaves actuales, con toda su complejidad y como-didad, hubieran sido inimaginables con costos accesibles hace apenas unas cuantas décadas.

Altos lujos de energía sobre la primera pared

Puesto que la primera pared será sujeta a altos lujos de radiación, su capacidad de transferencia de calor desempeña un papel muy importante en la determi-nación del tamaño del reactor. Los materiales que se encuentran en desarrollo


podrán soportar seis veces más calor que los empleados actualmente, lo que signiica que el tamaño será determinado por la f ísica, y no por la ingeniería.9 En la mayoría de los tokamaks actuales, la primera pared está recubierta de compuestos de carbono. Puesto que éste tiene un número atómico bajo, reduce las pérdidas por radiación si se introduce como una impureza al plasma. Sin embargo, como tiende a reaccionar con los isótopos del hidrógeno, también absorbería enormes cantidades de tritio en un reactor, de modo que éste podría remontar el inventario de tritio permitido por el licenciamiento de la planta. Por ello, es importante reemplazar el carbono por otros materiales. El tungste-no y el molibdeno se consideran como opciones posibles, y algunos aparatos como el -m en el Instituto Tecnológico de Massachusetts y el f de la de Italia, han operado con paredes de molibdeno.

Daños por radiación en los componentes del reactorDebido a la activación de la primera pared por el lujo de neutrones, la frecuen-cia con la que éste deberá ser reemplazada y la razón de producción de desechos radiactivos dependerá del material que se emplee. Esto, junto con los problemas mencionados en la sección anterior, hace de la investigación de materiales una actividad crucial para un diseño exitoso de los reactores de fusión.

Se estima que empleando acero ferrítico de activación reducida, la radiac-tividad producida 10 años después del cierre del reactor estará sobre los 10–2 curies por watt de energía térmica generada durante la vida del reactor. Aun-que esta cifra sería sólo ligeramente menor a la de un reactor convencional de agua ligera de isión, los desechos serían de vida media corta, de modo que 100 años después del cierre decaería a 10–6 curies/watt, mientras que para un reac-tor de isión decaería tan solo un orden de magnitud. Si en cambio se emplea-ran aleaciones de vanadio, la radiación sería de 10–6 y 10–8 curies/watt a los 10 y 100 años del cierre, respectivamente. Aun cuando la primera pared deba ser reemplazada frecuentemente, será capaz de blindar el equipo más costoso, tal como la cámara de vacío y las bobinas superconductoras, las cuales serían dise-ñadas para durar la vida entera del reactor.

Competitividad económicaCon las incertidumbres que se tienen actualmente, puesto que queda mucha investigación por realizar, aún es dif ícil estimar de manera coniable el costo de la electricidad para los rectores de fusión. Sin embargo, existe una gran canti-

9 F. Bombarda et al., op. cit.


dad de trabajo sobre el tema, que permite tener una buena idea en primera aproximación.10,11 Conforme avancen las investigaciones, es probable que los costos disminuyan. De acuerdo con las proyecciones actuales, el costo de la electricidad de un reactor de fusión sería 25% mayor que para una termoeléc-trica de carbón, 50% mayor que para un reactor de isión de agua hirviente y 100% mayor que para una planta de gas natural. Sin embargo, estas estimacio-nes no toman en cuenta el impacto producido por el CO2, en el caso de los combustibles fósiles, o los costos de disposición de desechos radiactivos en el caso de los reactores de isión.

Diseño del desviadorHasta el momento éste se reconoce como el mayor problema que queda por resolver,12 puesto que no se tiene un material ideal. El desviador poloidal es considerado el componente esencial en un tokamak convencional. Su papel principal es crear un campo magnético abierto que permita la recolección de partículas alfa, una vez que hayan depositado su energía en el plasma, así como desviar impurezas de número atómico mayor, que se originan por sputtering de plasma de baja temperatura con la supericie de las paredes. Éste reside en una cámara separada pero conectada con la cámara principal del plasma. En el caso de , operando con Q = 10, una supericie de 4 m2 de la cámara del desvia-dor estarán sujetas a descargas de 30 MW, cuando se presentan cierto tipo de fenómenos denominados modos localizados en el borde (m por su nombre en inglés edge localized modes). Esto será suiciente para derretir o evaporar pequeñas gotas de la placa, si ésta es de cobre o tungsteno, por ejemplo. Dichas gotas capturarán el tritio y se redepositarán como polvo sobre las placas, crean-do un problema de inventario de material radiactivo. La solución actual consis-te en reemplazar a menudo las placas.

Para resolver este problema se proponen soluciones interesantes, como di-señar limitadores de litio líquido, con un desviador fuera de la cámara del plas-ma. En este caso, se tiene el plasma coninado en supericies de campo magné-tico cerrado, limitado por una separatriz, de modo que el punto X de la separatriz recae sobre una supericie recubierta por litio. En los últimos años se han realizado experimentos de prueba de principio en esta línea con un simu-lador en el Laboratorio Nacional de Argonne (mp) y en el tokamak x-

10 F. Najmabadi et al., Overview of the ARIES-RS reversed-shear tokamak power plant study, Fusion Engineering and Design 38: 3-25, 1997.

11 ARIES Program, 2007, en <http://aries.ucsd.edu>.12 P. Rebut, From to the reactor. Plasma Physics and Controlled Fusion 48: B1-B13, 2006.


de Princeton13 (renombrado x por lithium tokamak experiment). En el toka-mak T-11 del Instituto de Investigaciones e Innovaciones Termonucleares en Troitsk, Rusia, se ha llegado más lejos, probando un limitador activo en el que el tritio líquido es recirculado a través de poros en una placa.14 Más reciente-mente se ha iniciado trabajo en esta dirección en el tokamak f de la en Frascatti, Italia. Aunque se han obtenido resultados interesantes, queda por ver si los responsables de e g estarán dispuestos a incorporar estos conceptos en experimentos de plasmas en ignición.

LA OPCIÓN DE LA SIMBIOSIS FISIÓN-FUSIÓN

Como se mencionó anteriormente, se espera que opere en la región de Q = 10, y aun si g llega a operar con éxito, sus resultados son insuicien-tes para pasar a construir un reactor de fusión, ya que su misión es investigar y comprender los procesos de un plasma en combustión, así como su camino hacia la ignición, pero aún quedarían importantes problemas de ingeniería por resolver. Por otra parte, como también se mencionó, el terreno de los plasmas en combustión es aún territorio inexplorado, por lo que pueden aparecer cues-tiones que sólo se pueden conocer al realizar los experimentos. Para un reactor basado en fusión pura, que trabaje con deuterio y tritio, se requiere al menos Q = 50, tomando en cuenta que parte de la energía se perderá al convertir la energía de los neutrones en energía térmica, y también en convertir la energía térmica en eléctrica.15 Bajo tales circunstancias, es incierto si será posible tener reactores de fusión pura en un futuro previsible.

Sin embargo, si se analizan escenarios en los que se empleen la isión y la fusión de manera simbiótica, éstos parecen promisorios, aunque se les debe enfocar con gran cuidado.14-16 Bajo este esquema, la fusión contribuiría de dos

13 M. Nieto et al., Plasma material interaction studies on lithium and lithiated substrates during compact tokamak operation, en Plasma and Fusion Science: Proc. of the 16th IAEA Tech-nical Meeting on Research using Small Fusion Devices, AIP Conference Proceedings, Series 875: 78-82, 2006.

14 S.V. Mirnov et al., Perspectives of the lithium capillary-pore system application to fusion: Experiments with lithium limiter on T-11M tokamak, en Plasma and Fusion Science: Proc. of the 16th IAEA Technical Meeting on Research using Small Fusion Devices, AIP Conference Procee-dings, Series 875: 83-88, 2006.

15 W. Manheimer, An alternate development path for magnetic fusion, J. Fusion Energy 20: 131-134, 2001.

16 W. Manheimer, Can fusion and ission breeding help civilization survive?, J. Fusion Energy 25: 121-139, 2006.


maneras: como un elemento de cría para producir combustible isionable, y como una fuente de neutrones rápidos para transmutar desechos radiactivos de vida media larga.

Para crianza, los neutrones de un reactor de fusión con Q menor o ligera-mente mayor a 1 se pueden multiplicar en un cobertor, con objeto de convertir material no isionable en isionable, ya sea empleando 238U en las reacciones

n + 238U → 239U → 239Np + e-

239Np → 239Pu + e- ,

o, mejor aún, 232h mediante las reacciones

n + 232h → 233h → 233Pa + e-

233Pa → 233U + e- .

Mientras que hay serias objeciones respecto a producir 239Pu, debido a su posible empleo en la proliferación de armas nucleares, la segunda reacción, en la que el isótopo isionable es 233U, podría ser más aceptable.

En la transmutación, los neutrones se emplean para degradar desechos ra-diactivos de vida media larga (~104 años) en desechos de vida media más corta (~100 años). Se pueden emplear cuatro posibles fuentes de neutrones para este propósito: neutrones térmicos de reactores de agua ligera (light water reactors (w) 6 ~ 10–3 neutrones/MeV), neutrones rápidos de reactores avanzados de metal líquido (advanced liquid metal reactors, m), 7.5 ~ 10–3 neutrones/MeV), aceleración de protones sobre blancos de plomo (spallation, 1.5 ~ 10–2

neutrones/MeV), y reactores de fusión (4.5 ~ 10–2 neutrones/MeV). Más aún, los neutrones de un reactor de fusión se pueden moderar de modo que pueden generarse tanto neutrones rápidos como térmicos, según sea la necesidad. Sin embargo, cabe aclarar que los reactores de fusión no deben emplearse para quemar material isionable, lo que podría ser catastróico en la eventualidad de una disrupción del plasma. La idea más bien sería quemar el material isionable en reactores convencionales, posiblemente con litio, de modo que los neutro-nes contribuyan a la cría de tritio para los reactores de fusión.

Se tiene un amplio espectro de escenarios de isión-fusión, que van desde un reactor híbrido, cuyo diseño sería sumamente complejo y poco recomenda-ble por la razón señalada en el párrafo anterior, hasta los que permitirían em-plear la tecnología disponible en , en la que los reactores de isión y fusión operarían separadamente de manera simbiótica. Pueden imaginarse “parques


nucleares” en los que no sería necesario ingresar combustible enriquecido, y en donde los desechos radiactivos serían transmutados y tratados en el interior del mismo parque.

ESTRATEGIA PARA UN PROGRAMA MEXICANO DE FUSIÓN

Hasta la fecha no ha habido una participación de México en el programa mun-dial de fusión, dado que una investigación seria en el área requiere inversiones que van más allá de la escala de gasto en ciencia y tecnología del país. Por otro lado, la incertidumbre en la disponibilidad de reactores comerciales de fusión en el futuro hace dif ícil justiicar el gasto en fusión en un país que requiere po-nerse al día en tecnologías más apremiantes, incluyendo la de los reactores de isión de cuarta generación. Sin embargo, es necesario que México reconozca la importancia de esta fuente alterna de energía, como lo han hecho otros países con economías emergentes como Corea del Sur, China e India, todos los cuales cuentan con tokamaks superconductores recién construidos y con tecnología de punta, aun si esto es tan solo para aprovechar los beneicios que ésta conlle-va. En menor grado, el único país latinoamericano que tiene contribuciones signiicativas en el campo es Brasil.

La comunidad mexicana de f ísica en altas energías ha demostrado que es posible involucrarse en proyectos grandes con la escala de inanciamiento de la ciencia mexicana. Un buen ejemplo es la colaboración en procesamiento de datos. Al igual que el large hadron collider (h), producirá una can-tidad considerable de datos que requerirán procesamiento inmediato. Esta comunidad está marcando el camino y construyendo la infraestructura para este tipo de colaboración con el h. Puesto que el primer plasma de no se espera sino hasta 2020, y el primer plasma en combustión varios años más tarde, se tiene el tiempo necesario para construir una comunidad en aspectos de fusión que aprenda a colaborar con los investigadores de los laboratorios principales. Un buen ejemplo de este tipo de investigación es el que han sen-tado los investigadores portugueses, quienes han elaborado diagnósticos para , y participan en el desarrollo de los experimentos a control remoto en tiempo real. Esto ha sido importante para marcar la pauta de colaboraciones futuras de este tipo.17

17 C. Varandas et al., Real-time plasma control tools for advanced tokamak operation, en Plasma and Fusion Science: Proc. of the XI Latin American Workshop on Plasma Physics, AIP Conference Proceedings, Series 875: 385-390, 2006.


Desde el punto de vista de la teoría, el plasma magnéticamente coninado es visto como un sistema complejo en el cual es necesario tomar en cuenta fe-nómenos acoplados en diferentes escalas espaciales y temporales. Por ello es importante desarrollar una nueva infraestructura y técnicas computacionales.18 México ciertamente está en condiciones de contribuir en dichas líneas con su infraestructura computacional, y debe hacerlo tan pronto como sea posible.

Finalmente, aunque es dif ícil realizar investigación en fusión signiicativa con experimentos pequeños, si se desea contar con un grupo que sea capaz de colaborar con grupos de experimentos mayores, es imprescindible contar con un programa experimental en México, ya sea en investigación relevante en fusión o en f ísica de plasmas básica, que sea suicientemente innovativo para producir resultados publicables y aplicables. En todo caso, tal esfuerzo experimental será necesario para adiestrar los cuadros que deberán incorporarse a las campañas experimentales en los principales laboratorios. El Organismo Internacional de Energía Atómica ha mostrado una gran disponibilidad para establecer este tipo de lazos entre grupos de laboratorios pequeños y grandes, pero es una condición necesaria que los participantes cuenten con experiencia experimental mínima.

Independientemente de que se trate de interpretación de datos, de trabajo teórico-computacional o experimental, es claro que para que un programa mexicano de fusión sea relevante, deberá realizarse en el contexto de una cola-boración internacional en la que los participantes mexicanos tengan algo que ofrecer de modo que su contribución pueda ser bienvenida.

CONCLUSIONES

El producto interno bruto y el consumo de energía per cápita están relaciona-dos. Es decir que el desarrollo de cada país depende tanto de su capacidad para estimular la economía, como de poder proporcionar la energía necesaria para sostenerla. Es de esperar que las fuentes de energía en el siglo xx se diversii-quen, y que cada país adopte las más adecuadas de acuerdo con sus recursos naturales, su capacidad tecnológica y su ubicación geográica. En este contexto, la energía nuclear seguramente desempeñará un papel importante en aquellos países que cuenten con mentalidad de desarrollo y que dominen apropiada-mente su tecnología. Esto signiica que tengan la preparación necesaria para explotarla con responsabilidad, eicacia y seguridad. El caso de la energía nu-

18 D.B. Batchelor, Integrated simulation of fusion plasmas, Physics Today: 35-40, febrero, 2005.


clear es muy particular en el sentido de que requiere cuadros con un alto nivel de especialización y responsabilidad, debido a su complejidad y potenciales problemas de seguridad. Por lo anterior, el papel que desempeñe la energía nu-clear dependerá de la actitud que tome cada país y cada región, tanto en lo que se reiere a inversión en desarrollo tecnológico como en educación relacionada con ciencia y tecnología.

Un reactor nuclear es más limpio que otras fuentes de energía durante su operación, en cuanto a la emisión de gases y materiales contaminantes. Puesto que el volumen del combustible es mucho menor, aun los desechos radiactivos ocupan menor espacio que los producidos por otras fuentes de energía. El principal problema, sin embargo, es que varios de los isótopos en dichos dese-chos son de vida media larga —miles de años—, lo que hace necesario su alma-cenamiento en depósitos geológicamente estables para evitar fugas. Para ello hay varias soluciones que se están estudiando. La más ambiciosa consiste en reemplazar los reactores de isión por reactores de fusión que generarían una cantidad substancialmente menor de desechos, y que no producirían isótopos de vida media larga. Sin embargo, después de más de 50 años de investigación, aún no se puede precisar cuándo se podrán tener reactores de fusión. Por otra parte, puesto que los reactores de fusión producirán una gran cantidad de neu-trones rápidos, aun cuando no sean capaces de generar energía de manera au-tónoma, con tecnología muy cercana a la actual, serán una excelente opción para transmutar los isótopos de vida media larga de los desechos radiactivos.

La fusión puede contribuir a satisfacer las necesidades energéticas para el desarrollo de la civilización de manera sustentable a mediano plazo si se le em-plea en simbiosis con los reactores de isión, proporcionando combustible y transmutando desechos radiactivos. En todo caso, este enfoque debe desarro-llarse teniendo primordialmente la seguridad en mente y de modo que los pro-cesos sean económicamente competitivos.

Tal como se ha podido apreciar en las secciones anteriores, la investigación en fusión requiere determinación y disciplina. Mientras que otras fuentes de energía, particularmente las renovables, deben aprovecharse en México, la fu-sión es la más demandante y requiere recursos cientíicos y tecnológicos de punta. En cierta forma, junto con la tecnología de isión, determina la encruci-jada que separa a los países desarrollados de los que se encuentran en vías de desarrollo. Brasil, Corea del Sur, China e India, conscientes de la necesidad de fuentes de energía suicientes para sostener su desarrollo, han tomado ya la iniciativa para aceptar el reto. Corresponde a México seguir el ejemplo, o man-tenerse en el status de “país en vías de desarrollo.”

353

ENERGÍAS RENOVABLES.LA ENERGÍA SOLAR Y SUS APLICACIONES

Claudio A. Estrada Gasca*

El objetivo de este trabajo es relexionar sobre el problema actual de la energía en el mundo y en México y considerar las energías renovables (), en particu-lar la solar, como una alternativa para enfrentar el agotamiento de los yaci-mientos de combustibles fósiles y garantizar la conservación del medio am-biente con un desarrollo sustentable. Se plantea el problema de la energía en el mundo y en México, los mercados de las , la estructura energética mundial y en México, las inversiones en ciencia y tecnología en , los escenarios futuros de la energía y las tecnologías de energía solar y sus aplicaciones.

EL PROBLEMA DE LA ENERGÍA

La energía es una de las problemáticas que deinirán el destino de México y el mundo en el siglo que comienza. Lo que hagamos o dejemos de hacer a partir de ahora determinará nuestra capacidad para satisfacer los requerimientos energé-ticos del país en el futuro. Como se sabe, las fuentes primarias de energía que dominan en el mundo son los hidrocarburos, y en la actualidad corresponden a 80.8% de toda la energía primaria producida y consumida. En México, la depen-dencia es aún mayor, en el año 2007, 92% de la producción de energía primaria correspondió a combustibles fósiles (67% petróleo, 23% gas y 2% carbón).1

Los países emergentes, como China, India, Brasil, México y los países me-nos desarrollados necesitan tener acceso pleno a las fuentes de energía moder-nas, entendidas éstas como electricidad y carburantes. De ahí que la demanda energética mundial está en continuo aumento a un ritmo de crecimiento anual de 2%. A medida que crecen la población y las economías, millones de personas

* Centro de Investigación en Energía, Universidad Nacional Autónoma de México.1 , 2008. Renewables Information 2008.


en todo el mundo disfrutan de los beneicios de un estilo de vida que requiere cantidades de energía cada vez mayores. Según la Agencia Internacional de Energía (), en su escenario de referencia, la demanda mundial de petróleo evolucionará de 84 millones de barriles al día en 2005 a 116 millones de barriles diarios en 2030, es decir, se incrementará 38% más en ese periodo. Esto es un reto colosal en términos de inversiones, en particular en un contexto de decli-nación de las reservas y las plataformas de producción de petróleo.

• La población mundial va en aumento: 6 600 M (ahora) ~ 8 000 M (en 2030).• La demanda y los consumos mundiales de energía van en aumento.• El pico de la producción de hidrocarburos convencionales en todo el

mundo ya se alcanzó o se alcanzará en los próximos años.• El uso de hidrocarburos genera gases de efecto invernadero que contribu-

yen al cambio climático.

Este contexto de declinación de las reservas es ya evidente. Muchos de los campos de petróleo y gas del mundo están llegando a su madurez. La produc-ción de crudo tocó techo en los Estados Unidos en 1970, en Alaska en 1988, en el Mar del Norte en 1999 y en Cantarell en 2005, no obstante que los grandes descubrimientos más recientes fueron precisamente en esos lugares (en Alaska y en el Mar del Norte en 1967 y en Cantarell en 1971). Los descubrimientos de nuevos yacimientos de fuentes energéticas se dan principalmente en lugares donde los recursos son dif íciles de extraer, ya sea por motivos f ísicos, econó-micos o incluso políticos.

¿Cuándo tocará techo la producción mundial? Algunos sugieren que hacia 2012, otros más que en 2020 y algunos otros que en 2050. A partir de ese mo-mento la producción disminuirá. Cualquiera que sea la fecha, para los expertos petroleros del mundo es claro que este recurso está declinando rápidamente en relación con la escala temporal humana. Lo más probable es que mucho antes de alcanzar este límite, que eventualmente podría extenderse por los avances tecnológicos, el juego de la oferta y la demanda petrolera y su efecto en la evo-lución de los precios del petróleo constituirán los factores determinantes de la era del petróleo.

Además, ya es un lugar común decir que la producción de gases de efecto invernadero, principalmente el bióxido de carbono debido al uso intensivo de los hidrocarburos, es la precursora del incremento de la temperatura media global y, por tanto, del llamado cambió climático, con todas las consecuencias que para los seres humanos implica.

LA ENERGÍA SOLAR Y SUS APLICACIONES 355

Por lo anterior, es urgente utilizar más racionalmente la energía y sustituir los combustibles fósiles por otros tipos de energía.

Ante esta situación energética mundial y nacional, México requiere un cambio de paradigma energético. Es inevitable preguntarse ¿con cuáles fuentes energéticas se puede enfrentar el agotamiento de los yacimientos de combusti-bles fósiles que permitan la conservación del medio ambiente para un desarro-llo sustentable? Esto se debe lograr sin tensiones geopolíticas dramáticas por el control de los yacimientos de los hidrocarburos y sin la degradación irreversi-ble del medio ambiente natural, particularmente debida a las emisiones de gas de efecto invernadero.

Para comprender mejor el reto energético de las futuras generaciones con-sideremos que la brecha energética que se producirá debido a los hidrocarbu-ros es enorme. Efectivamente, en el año 2008, la energía total que se consumió correspondió a la producción continua de una capacidad instalada mundial equivalente a 15 TW,2 y se estima que para el año 2050 se requerirán 30 TW. Esto es, en solo 42 años deberemos duplicar la actual capacidad de generar energía para satisfacer la demanda creciente de la misma.

¿Con qué fuentes energéticas se puede enfrentar el agotamiento de los ya-cimientos de combustibles fósiles que permitan la conservación del medio am-biente para un desarrollo sustentable? Volvemos a preguntarnos: ¿existen las fuentes energéticas que puedan satisfacer esta necesidad?

La tabla 1 muestra el potencial aproximado de las energías renovables en el mundo. Las fuentes renovables de energía (f) son aquellas que por su cantidad en relación con los consumos que los seres humanos pueden hacer de ellas son inagotables y su propio consumo no afecta el medio ambiente: la energía solar, la eólica, la biomasa, la geotérmica, las mini, micro y pequeñas

2 1 TW = 1012 W: 1 000 complejos gp de 1 000 MW cada uno.

Tabla 1. Potencial aproximado de las energías renovables en el mundo (en TW)

Potencia global Técnicamente Capacidad teórica factible instalada (2008)

Hidráulica 4.6 1.1 0.9 Biomasa 7 a 10 5 1.4 Geotermia 12 0.6 0.054 Eólica 50 2 a 4 0.121 Solar 600 60 0.0135 Total Aprox. 676 Aprox. 70 Aprox. 2.53

Nuclear 17.5 10 0.845


centrales hidroeléctricas y la energía oceánica. En la tabla destacan las energías proveniente de la biomasa, el viento y el sol con 5, 4 y 60 TW técnicamente factibles y sólo 1.4, 0.121 y 0.0135 TW de capacidad instalada hasta 2008, respectivamente.

Todos los potenciales técnicamente factibles de las fuentes renovables de energía suman aproximadamente 70 TW. Con estas condiciones, es claro que las energías renovables podrían satisfacer la demanda y que la única fuente ener-gética que por sí sola podría con todo el requerimiento de 15 TW es la solar.3

La respuesta a la pregunta antes formulada es afortunadamente positiva. Creemos que el uso racional y eiciente de las actuales fuentes energéticas y las energías alternativas, energías renovables () y energía nuclear, son la solución al problema energético planteado.

MERCADO MUNDIAL DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES

Las tecnologías que aprovechan las fuentes renovables de energía, en diversos estados de desarrollo, han estado siempre presentes en la historia de los seres humanos. Sin embargo, con el advenimiento de la revolución industrial, cuya pieza fundamental fue la máquina de vapor desarrollada por James Watt en 1774 y que requería para su funcionamiento un combustible de alta densidad energética como el carbón, las energías renovables empezaron a ser sustituidas por los hidrocarburos. En las últimas décadas y debido a las crisis petroleras, la investigación y en el desarrollo de las tecnologías que aprovechan las f se ha intensiicado al punto de generar tecnologías actualmente en estado comercial. Pero más aún, estos mercados han tenido en los últimos años un crecimiento realmente explosivo.

Se pueden mencionar, entre los factores que han permitido el desarrollo actual de los mercados de las f, los siguientes: el alza de los precios de los hidrocarburos que llegó a 139 en junio de 2008 y que podrían llegar a los 150 dólares por barril o más en los años venideros; el mercado mundial de emisiones de CO2 que está en 13 por tonelada de CO2 y en el futuro po-dría llegar hasta 40 o 60 dólares por tonelada; las políticas voluntarias de los varios estados (Unión Europea y sus miembros, Estados Unidos, China, India, Brasil) más las iniciativas locales que crean incentivos especiales para usar tec-nologías de f; el progreso acelerado que han tenido las tecnologías de ener-

3 F. de Winter y R.B. Swenson, A wake-up call, Solar Today, marzo-abril de 2006.


gías renovables, y la deinición de metas de consumo de por 73 países, esta-dos o provincias.

Es claro que estas políticas han ejercido una inluencia fundamental en el crecimiento de los mercados actuales de las energías renovables. En el año pa-sado, la inversión anual para el aprovechamiento de energías renovables se in-crementó cuatro veces, llegando a alcanzar 120 000 millones de . En los cuatro años anteriores, de diciembre de 2004 a diciembre de 2008, la capacidad instalada para generar energía solar fotovoltaica se incrementó seis veces, a más de 16 GW, la capacidad de generación eoloeléctrica aumentó 250%, lle-gando a 121 GW y la capacidad total de generación de potencia eléctrica de todas la nuevas energías renovables creció 75% hasta alcanzar los 280 GW ins-talados. Este número incluye los aumentos signiicativos de las pequeñas cen-trales hidroeléctricas, geotérmicas y la generación eléctrica con biomasa. Du-rante el mismo periodo de cuatro años, la capacidad instalada de calentamiento solar se duplicó llegando a los 145 gigawatts-térmicos (GW-t), mientras que la producción de biodiesel se sextuplicó hasta llegar a 12 000 millones de litros por año y la producción de etanol se duplicó a 67 000 millones de litros por año.4 En la tabla 2 se presentan algunos indicadores del impresionante creci-

4 REN21, Renewables Global Status Report: 2009 Update, París, REN21 Secretariat, 2009.

Tabla 2. Indicadores seleccionados sobre el desarrollo de las energías renovables en el mundo

Indicadores seleccionados 2006 2007 2008

Inversión de capacidad instalada en nuevas ER (millones de dólares/año) 63 000 104 000 120 000Capacidad de potencia de ER en GW (existentes, excluyendo hidroa) 207 240 280Capacidad de potencia de ER en GW (existentes, incluyendo hidroa) 1 020 1 070 1 140Capacidad de potencia eólica en GW (existente) 74 94 121Capacidad fotovoltaica celdas solares en GW (existente) 5.1 7.5 13Producción anual de celdas fotovoltaicas en GW 2.5 3.7 6.9Capacidad de calentadores solares de agua en GW-t (existente) 105 126 145Producción anual de etanol (millones de litros) 39 000 50 000 67 000Producción anual de biodiesel (millones de litros) 6 000 9 000 12 000Países con planes y metas por alcanzar 66 73Estados/provincias/países con políticas de subsidio 49 63Estados/provincias/países con políticas sobre estándares ER 44 49Estados/provincias/países con metas en biocombustibles 53 55a Hidroeléctricas de gran tamaño.Fuente: REN21 Secretariat. 2009. Renewables Global Status Report: 2009 Update, París.


miento de los mercados de las f y en la igura 1 se presenta la inversión anual mundial en (1995-2007) y el dato del año 2008. Como puede verse en la gráica, la mayor parte de la inversión en los últimos años ha sido en sistemas eoloeléctricos, seguidos por los fotovoltaicos. Todo indica que la tendencia se-guirá en aumento.

En la tabla 3 se presentan los países líderes de algunos indicadores del de-sarrollo de las en el mundo. Por ejemplo, en inversión en nueva capacidad instalada para producción de potencia eléctrica están Estados Unidos y España en primero y segundo lugar, seguidos de China, Alemania y Brasil. Para el caso del incremento en la capacidad instalada para el calentamiento de agua con energía solar, en primer lugar está China, seguido de Turquía, Alemania, Brasil y Francia. Es notable que los franceses, con su apuesta a la energía nuclear, ya ocupen un quinto lugar en la instalación de nuevos colectores solares para ca-lentamiento de agua. Los países líderes en capacidad instalada para sistemas eoloeléctricos son Estados Unidos, seguidos por Alemania, España, China e India. Resaltamos la potencia instalada geotérmica donde el primer lugar lo ocupa Estados Unidos seguido por Filipinas, Indonesia, México e Italia. Es im-portante notar que de todas las fuentes renovables de energía, sólo en la geotér-mica aparece México ocupando un lugar de liderazgo. Creemos que ello se debe a que desde hace más de 30 años, la Comisión Federal de Electricidad y el

Nota: excluye hidroeléctricas de gran tamaño.Fuente: REN21 Secretariat, Renewables Global Status Report 2007, en <www.ren21.net>.

Figura 1. Inversión mundial anual en ER (1995-2007).

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Mile

s de

mill

ones

de

dóla

res

1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 (est.)

Otras

Celdassolares

fotovoltaicas

Eólica

70 000 millones en 2007

120 000 millones en 2008


Instituto de Investigaciones Eléctricas realizaron investigación y desarrollo de la tecnología hasta construir plantas, primero demostrativas y después de ope-ración. Todavía el año antepasado, México ocupaba el tercer lugar en geoter-mia mundial, pero el año pasado fuimos superados por Indonesia, país que tiene un programa avanzado de desarrollo geotérmico.

La tabla 4 muestra la capacidad existente de las energías renovables en el mundo en el año 2008, así como la que se incrementó en el mismo año.6 Res-pecto a la generación de potencia eléctrica, la potencia total instalada de ener-gías renovables, sin considerar a la gran hidráulica, fue de 281.8 GW, con in-cremento en el año de 42.86 GW, esto es, 18% de aumento. En particular, es notable ver cómo la energía del viento (121 GW) ocupa el segundo lugar des-pués de la gran hidráulica (860 GW) y que el aumento en la capacidad instala-

Tabla 3. Indicadores seleccionados sobre el desarrollo de las energías renovables en el mundo, en 20085

Cinco países principales 1 2 3 4 5

Monto anual 2008

Capacidad de nueva inversiónEólica (incrementada)Celdas solares fotovoltaicas (incrementada)

EUAEUAEspaña

EspañaChinaAlemania

ChinaIndiaEUACorea del SurJapónItalia

AlemaniaAlemania

BrasilEspaña

Calentadores de agua solares (incrementada)Producción de etanolProducción de biodiesel

China

EUAAlemania

Turquía

BrasilEUA

Alemania

ChinaFrancia

Brasil

FranciaArgentina

Francia

CanadáBrasil

Capacidad existente a ines de 2008

Capacidad de potencia en ER

Hidroeléctricas pequeñasEólicaBiomasa

ChinaChinaEUAEUA

EUAJapónAlemaniaBrasil

AlemaniaEUAEspañaFilipinas

EspañaItaliaChinaAlemaniaSueciaFinlandia

IndiaBrasilIndia

GeotermiaCeldas solares fotovoltaicasCalentadores de agua solares

EUAAlemaniaChina

FilipinasEspañaTurquía

IndonesiaJapónAlemania

MéxicoEUAJapón

ItaliaCorea del SurIsrael

5 W. Manheimer, he fusion hybrid as a key to sustainable development, Journal of Fusion Energy 23: 223-235, 2004.

6 Idem.


da fue similar para ambas tecnologías, pero con un incremento para los aero-generadores de 29% comparado con el 3.6% que tuvo la gran hidráulica. También es notable mostrar que la potencia fotovoltaica se incrementó en 2008 en 71% y la potencia solar con sistemas de concentración (p) aumentó 13.6%. Respecto al calentamiento de agua y espacios es notable ver el creci-miento de los captadores solares que tuvieron un incremento de 15.1% en sólo un año. Con relación a los biocombustibles para el transporte, el incremento de 34% fue notable.

Todos estos porcentajes muestran que los mercados mundiales de las ener-gías renovables están creciendo aceleradamente. Sin embargo, y a pesar de este crecimiento, el uso de las f sigue siendo pequeño comparado con el uso de los hidrocarburos. En el siguiente apartado se muestra la estructura actual de la energía total y de la producción de electricidad en el mundo y en México y las contribuciones de las .

Tabla 4. Capacidad incrementada y existente de energías renovables en el mundo en el año 2008 (estimaciones)7

Incremento Existente durante 2008 a ines de 2008

Generación de energía (GW)

Grandes hidroeléctricas 25-30 860Eólica 27 121Pequeñas hidroeléctricas 6-8 85Biomasa 2 52Celdas solares fotovoltaicas 5.4 13Geotermia 0.4 10Solar térmica de concentración 0.06 0.5Mareas (océano) ~ 0 0.3

Calentadores/agua (GW-t)

Biomasa n/d ~ 250Colectores solares para agua 19 145Geotermia n/d ~ 50

Combustibles para transporte (miles de millones de litros/año)

Producción de etanol 17 67Producción de biodiesel 3 12

Comparativo: grandes hidoeléctricas, 860 GW; capacidad de generación total, 4 700 GW.Fuente: REN21 Secretariat, Renewables Global Status Report: 2009 Update.

7 Idem.


ESTRUCTURA ENERGÉTICA EN EL MUNDO Y EN MÉXICO

La igura 2 muestra los consumos de energía mundiales en el año 2008.8 El total de consumo de energía que corresponde a los hidrocarburos es de 80.8%, indi-cando que son éstos el motor del mundo industrializado. A las energías reno-vables les corresponde 12.7%; sin embargo, las renovables tradicionales, y aquí se habla principalmente de leña y de la gran hidráulica, sumadas dan 12.1%, dejando sólo para las nuevas energías renovables 0.6%. Estas últimas incluyen la geotermia, el viento, la solar y la oceánica.

En la igura 3 se presenta la producción mundial de electricidad a partir de las diferentes fuentes energéticas para el año 2008. La capacidad instalada mundial es de 4 700 GW de los cuales dos terceras partes corresponden a sis-temas que operan con hidrocarburos. En el año 2008 se generaron 19 771 TW/h de los cuales 66.6% correspondió a hidrocarburos, 14.7% a energía nu-clear, 15% a gran hidráulica y sólo 3.7 correspondió a las nuevas energías renovables.

La igura 4 muestra la estructura de la producción de energía primaria en México para el año 2007, que correspondió a un total de 10 523 PJ (2 923 TW/h). La dependencia del país de los hidrocarburos es de 92%, mayor al pro-medio mundial. La contribución de las nuevas energías renovables excluyendo

8 <www.iaea.org/programmes/a2/index.html>.

Figura 2. Consumo mundial de energía en 2008 (porcentajes).

Desechosno renovables

0.2Nuclear

6.2Otras

0.6Solar/mareas

0.064

Hidro2.2

Renovablestradicionalesy desechosrenovables

9.9

Geotermia0.394

Viento0.089

Renovables12.7

Carbón26

Gas20.5

Petróleo34.3

Fósiles: 80.8


a la gran hidráulica y a la biomasa convencional (leña) es pequeña, un poco arriba de 1%, debiéndose fundamentalmente a la geotermia.10

La igura 5 muestra información registrada en el año 2008 sobre la capaci-dad instalada para la generación de energía eléctrica por tecnología de genera-ción en México. Esta capacidad fue de 49 930 megawatts eléctricos (MW-e).11 En la igura se muestra que 73% corresponde a generación con hidrocarburos, 22% a gran hidráulica, 3% a nuclear y el restante 2.2% a la generación de nuevas energías renovables (geotermia y eólica).12 Las diferencias se deben a errores de

Figura 3. Producción mundial de potencia eléctrica en 2008 (porcentajes).

Combustiblesfósiles66.6

Solar/eólica/mareas/geotermia/

pequeñas hidroeléctricas2.4

Grandeshidroeléctricas

15.0

Nuclear14.7

Biomasa/combustible líquido/

desecho1.3

Figura 4. Producción de energía primaria en México, 2007: 10 523 PJ9 (porcentajes).

Petróleocrudo

67

Gasnatural

23

Nucleoenergía1

Hidroenergía3

Geoenergía1

Energía eólica0.02

Biomasa3

Carbón2

9 , 2006, en <http://www.iter.org>.10 Balance Nacional de Energía 2008, Secretaría de Energía, México. 11 f, 2009, en <www.cfe.gob.mx>.12 <http://www.iea.org/rdd/eng>.


redondeo. Claramente, como en la producción primaria de energía, la contri-bución para la generación de electricidad con nuevas fuentes renovables de energía es limitada comparada con otros países similares a México.

¿En qué se consume parte de la energía que se produce en México, sumada a la que se importa? La tabla 5 presenta el consumo inal total de energía en el país en los años 2007 y 2008 y su comparativo. Del consumo energético total, en 2008, aproximadamente 18% se fue al sector residencial, comercial y públi-co; 48% al sector transporte; 26% al industrial y sólo 3% al sector agropecuario.

Figura 5. Capacidad instalada de generación eléctrica por tecnología en 2008: 49 930 MW-e, CFE (porcentajes).

Ciclo combinado35

Eoloeléctrica0.2

Combustión interna0.4

Geotermoeléctrica2

Nucleoeléctrica3

Turbogás4

Dual4

Carboeléctrica5

Hidroeléctrica22

Vapor25

13 , 2006, en <http://www.iter.org>.

Tabla 5. Consumo inal total de energía en México (petajoules) 2008.13

Variación Estructura

porcentual porcentual

2007 2008 2008/2007 2007 2008

Consumo inal total 4 830.59 5 101.23 5.6 100.0 100.0 Consumo no energético total 275.08 286.31 4.1 5.7 5.6 Petroquímica de Pemex 167.76 175.03 4.3 3.5 3.4 Otras ramas 107.32 111.28 3.7 2.2 2.2

Consumo energético total 4 555.51 4 814.92 5.7 94.3 94.4 Residencial, comercial y público 893.03 900.84 0.9 18.5 17.7 Transporte 2 158.90 2 427.54 12.4 44.7 47.6 Agropecuario 134.05 144.75 8.0 2.8 2.8 Industrial 1 369.53 1 341.79 –2.0 28.4 26.3

Nota: la suma de los parciales puede no coincidir con los totales debido al redondeo de las cifras.Fuente: Sistema de Información Energética, Sener.


Es claro que el sector que más energéticos consume, sobre todo combustibles, es el del transporte. En 2008 hubo un incremento del consumo de energía total de 5.7% comparado con el año anterior, siendo el consumo en el sector trans-porte el que más aumentó.

Las tecnologías actuales que aprovechan las f pueden ser utilizadas masivamente en estos sectores. Sin embargo, su penetración en la mayoría de los países, y en México en particular, no se ha dado debido a varios factores, entre ellos a dos: al precio/costo relativamente elevado de las tecnologías y a la ausencia, hasta hace poco, de políticas de Estado que las promueva y las incentive.

Durante décadas, la introducción de estas tecnologías en el país estuvo condicionada por los precios de competencia del libre mercado mundial. Pero, actualmente ¿son competitivas las tecnologías de ?

INVERSIONES EN I + D + I EN ER Y PRECIOS DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES

Para contestar la pregunta del párrafo anterior, hay que empezar diciendo que en los últimos 25 años ha habido un esfuerzo considerable de investigación cientíica y tecnológica para reducir los costos de estas tecnologías. La igura 6 muestra la historia de la inversión pública de varios países en investigación y

Figura 6. Inversión pública en investigación y desarrollo de varios países o grupos de países.

18 000

16 000

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1996

1998

2000

Otros

Japón

Estados Unidos

Unión Europea-15


desarrollo de tecnologías que aprovechan las f para el periodo 1974-2001. Es interesante ver que, debido a la crisis energética de 1973, las inversiones en I+D se incrementaron a valores históricos en el sector de las energías renovables, alcanzando los 16 000 millones de (constantes de 2003). Estados Unidos fue el país que más invirtió en los primeros años, seguido por los países de la Unión Europea y Japón. En años posteriores, y debido al decremento de la in-versión de Estados Unidos y de la Unión Europea, los japoneses ocupan el pri-mer lugar, incluso ellos han seguido incrementando sus montos de inversión. Después de que se estabilizó el suministro de petróleo, la inversión bajó un poco arriba de los 8 000 millones de dólares. Actualmente, el gasto guberna-mental global en I+D+i va hacia arriba.

En la igura 7 se muestra la inversión pública en investigación y desarrollo por tecnologías renovables para el periodo 1974-2002. Es interesante ver el comportamiento del gasto por tecnología. Así, por ejemplo, las tecnologías fo-tovoltaicas al igual que las de biomasa, han tenido un gasto más o menos cons-tante desde los años ochenta en adelante. En cambio, las tecnologías de calen-tamiento y enfriamiento solar tuvieron un apoyo importante entre 1977 y 1982; después se redujo signiicativamente. Algo similar pasó con las tecnologías ter-mosolares de potencia y la geotermia.

Los costos de producción de las diferentes tecnologías de son reducidos por factores como el escalamiento de la tecnología, la producción en serie, los mercados y la investigación, el desarrollo y la innovación. La igura 8 muestra como en un lapso de 20 años la I + D + i puede reducir hasta 60% el costo de las tecnologías; en tanto que el escalamiento, la producción en serie y los merca-dos pueden reducir los costos hasta 40 por ciento.

Lo anterior ha tenido un impacto notable en la reducción de los costos de las diferentes tecnologías de energías renovables. Como ejemplo, la igura 9 muestra la evolución de los costos nivelados de producción de electricidad, de las tecnologías de viento, solar fotovoltaica, solar fototérmica de potencia, geo-termia y biomasa para etanol, desde el año 1980 hasta el año 2005 y, después, su proyección al año 2025. En todos los casos se ve una disminución considerable de los costos nivelados, tendiendo a un límite que parece constante en 2025.

Ahora contestemos a la pregunta: ¿son competitivas o no las tecnologías de ? Se puede decir que gracias al esfuerzo de estos últimos 25 años en I + D + i y a la implementación de políticas públicas visionarias adecuadas para la promoción y utilización de las en algunos países, se ha logrado reducir los costos de estas tecnologías al punto de hacerlas competitivas en los mercados energéticos internacionales. Se espera que en el futuro cercano se incremente

Figura 7. Inversión pública en investigación y desarrollo por grupos de tecnologías renovables, para el periodo 1974-2002.

2 500

2 000

1 500

1 000

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1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000

Pequeñas hidroeléctricas (<10 MW)

Grandes hidroeléctricas (>10 MW)

Geotermia

Biomasa

Mareas

Eólica

Termoeléctrica solar

Fotoeléctrica solar

Calefacción y enfriamiento solar


Figura 8. Efecto de la innovación en la reducción de costos.

100

90

80

70

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Co

sto

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Escalado15%

I + D + i60%

Seriesy mercado

25%

2005 2010 2015 2020 2025

Figura 9. Evolución de los costos de las energías renovables:costos nivelados de energía en dólares constantes de 2005.14

55504540353025201510

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1980 1995 2010 2025 1980 1995 2010 2025

1980 1995 2010 2025

1980 1995 2010 2025 2000 2005 2010 2015 2020 2025

Eólica Fotovoltaica

Concentración de energía solar

Geotermia

Tecnologíasprobadas

Tecnologíasde avanzada

Bioetanol

Cen

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/h

Cen

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kW/h

Notas: las grá�cas son re�ejo

de las tendencias históricas

de los costos, no de los datos

históricos anuales precisos.

14 , Energy Analysis Oice, 2005, en <www.nrel.gov/analysis/docs/cost_curves_2005.ppt>.


sustancialmente dicha competitividad. La tabla 6 presenta los costos estimados para nuevas plantas de generación de electricidad. Aparecen las tecnologías fósiles, nucleares y renovables. La tecnología con costo de capital más barata es la de combustión en turbinas de gas, seguidas por las de ciclo combinado con gas y al último está la solar fotovoltaica. Nótese que la eólica está a la mitad de la nuclear y por debajo de la de carbón pulverizado, aunque su factor de planta es 3 veces menor.

La tabla 7 presenta los costos nivelados de producción de electricidad por kW/h generado en 2003. Se observa que la tecnología más barata, a los costos actuales de los hidrocarburos, es la de ciclo combinado. Sin embargo, la eólica, la minihidroeléctrica y la biomasa de gasiicación son competitivas con las de hidrocarburos y la nuclear. La termosolar de potencia es competitiva en merca-dos minoristas y la solar fotovoltaica empieza a serlo.

Tabla 6. Costos estimados para nuevas plantas de generación de electricidad(en dólares de 2003)

Operación Costos Factor Capital y mantenimiento variables Combustible de capacidad ($/kW) ($/kW) (cents./kW/h) (cents./kW/h) (porcentaje)

Nuclear 1 821 60.84 0.045 0.15 90Carbón pulverizado 1 122 25.51 0.319 0.43 85Gas, ciclo combinado 586 10.63 0.00212 1.16 85Combustión en turbina de gas 457 8.50 0.00319 1.16 30Solar fotovoltaica 3 526 10.47 0 0 24.6Solar termoeléctrica 2 293 50.88 0 0 24.6Eólica 976 27.15 0 0 28.9

Fuente: DOE e International Association for Energy Economics NewsLetter, 2003.

Tabla 7. Costo nivelado de producción de electricidad por kW/h generado (centavos de dólar)

Fuente de energía Costo

Nuclear 4-6 Carbón 3-5 Ciclo combiado de gas 2-4 Solar fotovoltaica 20-80 Solar termoeléctrica 12-18 Eólica 2-5 Biomasa gasiicación 5-15 Hidroeléctrica (mini) 4-10


Para que en los mercados eléctricos, cuyos costos hemos presentado, se ex-tienda el uso de las f, se requiere que éstas den garantía de despacho y se adap-ten a las curvas de demanda. Eso les dará un valor agregado en el “mix energético” que vendrá. Las energías renovables deben usarse eicientemente. Asimismo, la capacidad de hibridación, de almacenamiento de energía y de producción de com-bustibles renovables deben ser las herramientas que le den valor agregado a las nuevas tecnologías. Cada país deberá adaptarse a sus propios recursos naturales.

En un ejercicio responsable de planiicación energética del país en el que se decidirá qué tecnologías deberán impulsarse, se deben tomar en consideración puntos como: i] la seguridad en el suministro energético, ii] las reservas energé-ticas con las que se cuenta, iii] los precios por cada millón de toneladas de petró-leo equivalente (M.tpe) o por kilowatt generado y los costos de las tecnologías, y iv] la minimización del impacto ambiental del uso de los sistemas energéticos.

La igura 10 presenta un escenario para la transformación sustentable del sistema mundial de energía que satisface las condiciones de planiicación del párrafo anterior.15 Este escenario particular supone un crecimiento muy pro-

15 World in Transition. Towards Sustainable Energy Systems, Londres, Earthscan, en <http://www.wbgu.de/wbgu_jg2003_engl.pdf>.

16 European Photovoltaic Industry Association (p), 2013 Global market outlook for pho-tovoltaics until 2013 [s.a.].

Figura 10. Escenario para la transformación sustentable del sistema de energía mundial.16

Geotermia

Otras renovables

Solar térmica(calefacción)

Energía solar(FV, solar térmica)

Eólica

Biomasa (avanzada)

Biomasa (tradicional)

Hidroeléctrica

Energía solar

Gas

Carbón

Petróleo

Exajoules/año

1 400

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2000 2020 2040 2100


nunciado de la economía mundial. En él se consideró un incremento signiica-tivo en la eiciencia energética y, sin embargo, el pronóstico para 2050 resulta en una demanda de energía aproximadamente del triple que la actual. Asimis-mo, como se puede ver en la igura, en este escenario, al inal del siglo, el sumi-nistro de energía estará sustentado principalmente en fuentes renovables de energía. En la construcción de dicho escenario también se supuso el secuestro geológico de CO2 y se encontró que las concentraciones de CO2 en la atmósfe-ra no serían mayores a 450 ppm. Esto conduce a que el calentamiento global probablemente no exceda los 2 oC.

Un ejercicio de planiicación energética responsable de un país debe incluir aspectos como:

• Seguridad en el suministro energético• Reservas energéticas con las que se cuenta• Precios (/M.tpe, /kW) y costos (cents. /kW/h) de las tecnologías• Minimización del impacto ambiental del uso de los sistemas energéticos.

Con todo lo dicho hasta ahora, la pregunta es: ¿cuál es el estado actual que guardan las tecnologías de energías renovables que pueden hacer posible el futuro presentado en la igura 10? Debido a que son varias las tecnologías de energías renovables, el espacio del presente escrito no alcanzaría a presentarlas todas. Por ello, sólo se presentará el caso más emblemático de las energías re-novables: la energía solar.

TECNOLOGÍAS DEL APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA SOLAR

Los recursos energéticos renovables, como ya se comentó, afortunadamente son muy abundantes en el planeta. Sólo como un ejemplo de la abundancia de las fuentes de , baste decir que la energía solar recibida cada 10 días sobre la Tierra equivale a todas las reservas conocidas de petróleo, carbón y gas. La i-gura 11 muestra la distribución de energía solar incidente en la Tierra dada en términos de la insolación diaria promedio en el año, medida en kW/h por m2 por año. Los paralelos 40oN y 35oS deinen la llamada “franja solar”, que tiene la peculiaridad de albergar 70% de la población mundial y recibir la mayor canti-dad de energía solar del planeta. Como se observa en esta igura, México queda dentro de esta franja y su potencial de aprovechamiento de energía solar es uno de los más altos del mundo. Alrededor de tres cuartas partes del territorio na-


cional son zonas con una insolación media del orden de los 5 kW/h/m2/día, el doble del promedio que en EUA. Particularmente, la zona del noroeste del país (los estados de Chihuahua, Sonora y Baja California) posee el recurso solar más abundante, con insolaciones que llegan a los 6 kW/h/m2/día.

¿Cómo se aprovecha la energía solar? Empecemos diciendo que la energía solar es energía electromagnética emitida por nuestra estrella más cercana, el Sol; al interaccionar con la materia dicha energía es transformada en otras for-mas de energía. Existen varios mecanismos naturales que transforman la ener-gía solar en alguna otra forma de energía útil para el ser humano. Entre esos mecanismos se encuentran los f ísicos, los químicos y los biológicos. A conti-nuación se presentarán las principales tecnologías que aprovechan estos meca-nismos para satisfacer necesidades energéticas humans.

Tecnologías fotovoltaicas

De las tecnologías solares, la fotovoltaica es en la actualidad la que tiene el más rápido crecimiento. Esta tecnología está basada en las celdas solares. Como se sabe, la forma más común de las celdas solares se basa en el efecto fotovoltaico,

Figura 11. Distribución de la energía solar en el mundo (kW/h/m2/año).


en el cual la luz que incide sobre un dispositivo semiconductor de dos capas produce una diferencia del fotovoltaje o del potencial entre las capas. Este vol-taje es capaz de conducir una corriente a través de un circuito externo para producir trabajo útil.

Como se acaba de mencionar, la industria de los paneles fotovoltaicos está creciendo muy rápidamente; la potencia fotovoltaica se incrementó el año pa-sado en 71%. La igura 12 muestra el desarrollo de la potencia global acumulada de sistemas fotovoltaicos instalados por regiones del mundo. Se observa clara-mente el crecimiento exponencial del acumulado. Además, en los últimos años, los europeos son los que han instalado más sistemas fotovoltaicos en su región.

Esto es debido fundamentalmente a las políticas energéticas de la Unión Euro-pea. Por otro lado, la igura 13 muestra la fabricación mundial de paneles foto-voltaicos por países, en 2005. Ese año los japoneses fueron los que dominaron el mercado con 46%, seguido por los europeos con 28 por ciento.

Los mercados futuros de las celdas solares dependerán estrechamente del desarrollo de la tecnología, en donde los esfuerzos de investigación se centran en una combinación de eiciencia y costo de producción. La igura 13a muestra la evolución del precio del módulo fotovoltaico como función de la producción

Figura 12. Desarrollo de la potencia global acumulada de sistemas fotovoltaicos, por regiones del mundo.17

16 00015 00014 00013 00012 00011 00010 000

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2 795

3 847

5 167

6 770

9 162

14 730Europa Japón Estados Unidos Resto del mundo

17 F. Bombarda, et al., Ignitor: Physics and progress towards ignition. Brazilian Journal of Physics 34 (4B): 1786-1791, 2004.


Notas: cifras obtenidas sumando los datos proporcionados por los propios fabricantes.Otros: Medio Oriente, Taiwán, Filipinas y Corea del Sur.Fuente: Photon International.

Figura 13. Fabricación mundial de paneles fotovoltaicos en 2005,en megawatts de potencia fotovoltaica. Total anual: 1 817.7 MW-p (ASIF).

India 26.6 MW-p1%

Otros 110.7 MW-p6%

Japón 824.3 MW-p46%

Europa 515.3 MW-p28%

EUA 154.8 MW-p9%

China 150.7 MW-p8%

Australia 35.3 MW-p2%

* Con base en una tasa de crecimiento anual de 25 por ciento.

Figura 13a. Precio del módulo fotovoltaico como función de la producción acumulada.18

100.0

10.0

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Producción acumulada (MW-p)

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2013* 2023*

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0 1 10 100 1 000 10 000 100 000 (1 TW)

Escenarios futuros

Silicio cristalino

Concentradores de película delgada

Nuevas tecnologías

18 T. Surek, Crystal growth and materials research in photovoltaics, Journal of Crystal Growth 275: 292, 2005.


acumulada desde 1976 hasta 2003, y construye escenarios futuros hasta 2023 para la tecnología convencional de las celdas de silicio, para la tecnología emer-gente de películas delgadas y para nuevas tecnologías que aún no conocemos.

Tecnologías de calentadores solares de agua

Otra tecnología solar que está muy desarrollada y cuenta con una industria ampliamente establecida en todo el mundo y que también se encuentra en rá-pido crecimiento es la de los captadores solares para el calentamiento de agua para uso doméstico. Existen varios diseños de captadores solar: los planos, los de tubos evacuados, los de concentración solar. En todos ellos, la energía solar es captada en una supericie absorbente que transiere el calor a un luido, típi-camente agua.

La igura 14 muestra el mercado mundial de captadores solares planos cu-biertos de vidrio con su producción anual medida por megawatt térmico (MWt) para el periodo de 1982 a 2005 para diferentes países o grupos de países. En el año 2005 se alcanzaron en todo el mundo aproximadamente los 13 GWt. Se observa que los europeos, y también los chinos, han incrementado su produc-ción año con año, aunque el caso chino es realmente sorprendente: los merca-dos internacionales están saturados con sus productos.

Fuentes: ESIF, AIE, SHC.

Figura 14. Mercado mundial de captadores solares planos cubiertos de vidrio.

15 000

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0

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1985 1990 1995 2000 2005

Otros

China

Europa-25

Israel + Turquía

Estados Unidos + Australia + Japón


Para darse cuenta de la importancia del mercado de los captadores solares, la igura 15 presenta la capacidad acumulada y la energía generada al año me-diante varias energías renovables. La contribución de esta tecnología para satis-facer las necesidades de energía es, por mucho, mayor que la electricidad solar (fotovoltaica y fototérmica), aunque sólo ligeramente mayor que la geotérmica y mucho menor que la de viento, a pesar de su gran capacidad instalada.

Energía solar en ediicaciones

Otra aplicación fundamental de la energía solar se da en las ediicaciones. Las ediicaciones son sistemas que tienen la inalidad primordial de proteger al ser humano del medio ambiente y brindarle condiciones de confort. Como siste-mas energéticos las ediicaciones requieren energía para mantener dichas con-diciones de confort en su interior. En este proceso reciben o transieren energía al medio ambiente y consumen energía para diferentes propósitos humanos, principalmente iluminación, operación de aparatos eléctricos, además del ca-lentamiento o enfriamiento de espacios. En estas interacciones energéticas las

Figura 15. Capacidad acumulada y energía generada al año.19

140

120

100

80

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20

0Calefacción solar

térmicaEólica Geotérmica Fotovoltaica Energía solar

térmica

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6860

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10

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4 40.5 1.3

Calor Energía

Capacidad instalada (GW-e), (GW-t) 2005 Energía producida (TW-e), (TW-t/h) 2005

19 Werner Weiss, Irene Bergmann y Gerhard Faninger, Solar Heat Worldwide, IEA Solar Heating and Cooling Programme, 2006.


condiciones ambientales desempeñan un papel fundamental, incluyendo la ra-diación solar.

Los ediicios consumen algo más de 30% de la energía mundial. En la Unión Europea (UE-15), el consumo de energía para hogares y servicios suma 25% del total. Se incluyen los mismos ediicios, su supericie exterior y los aparatos eléctricos utilizados, así como los sistemas de gestión avanzada y de comunica-ciones. En la República mexicana, las ediicaciones en su conjunto (sector resi-dencial, comercial y público), representaron 19% de la energía consumida co-rrespondiente a 4 524 688 PJ en 2006. Se estima que en estos momentos las ediicaciones están generando, indirectamente, alrededor de 20 000 millones de toneladas de contaminantes al año, principalmente de CO2.

20

Tabla 8. Necesidades de I + D para los ediicios21

Supericie exterior

Tecnologías de aislamiento avanzadas (en el techo, las paredes y el suelo).

Tecnologías avanzadas de ventanas (uso de materiales avanzados con baja conductividad térmica en las ventanas; ventanas con celdas solares integradas).

Uso de materiales reciclables para la construcción.

Materiales de almacenamiento térmico.

Equipos y aparatos eléctricos

Bombas de calor más eicientes.

Combinación a pequeña escala de calor y electricidad (basada en pilas de combustible).

Una refrigeración alternativa implica incluir ciclos de Stirling, ciclos de Brayton y tecnologías magnéticas, acústicas y termoeléctricas.

Bombillas de bajo consumo y sistemas de iluminación híbridos.

Sistemas inteligentes/

ediicios inteligentes

Diagnósticos automáticos.

Sensores avanzados.

Redes de control integrado.

Sistemas de reserva.

20 J. Wesson, Tokamaks, Oxford, Oxford University Press, 2004.21 Birte Holst Jørgensen, Tecnologías clave para la energía en Europa, Enrique Nell Tornero,

(trad.), 2005 (Serie Informes de Tecnologías Clave de la Comisión Europea, 4), en <http://www.madrimasd.org/informacionIDI/biblioteca/Publicacion/doc/vt_ce4_tecnologias_clave_energia_europa.pdf>.


Se requiere fortalecer los programas de ahorro y uso eiciente de energía, así como establecer con rigor normas para la construcción y la operación de ediicios. El objetivo que se debe perseguir es contar con ediicaciones de ener-gía cero o de mínimo consumo de energía. La tabla 8 muestra algunas de las líneas de investigación y desarrollo que en la actualidad se están llevando a cabo y que afectarán en el futuro los consumos energéticos del sector. La igura 16 muestra algunos ejemplos de arquitectura sustentable.

22 S. Behling y S. Behling, Solar Power: he Evolution of Sustainable Architecture, Nueva York, Prestel, 2000.

Figura 16. Ejemplos de arquitectura sustentable.22

El centro de microelectró-nica de Duisburg intenta optimizar, mediante dos atrios, la corriente de aire natural y la salida de humos. La eiciencia de los conceptos fue veriicada en un túnel de viento.

El comportamiento del viento y el rendimiento aerodinámico de un edi-icio se prueban y se si-mulan en un túnel de viento mediante progra-mas informáticos.

El centro cultural de Nueva Caledonia.La forma característica del centro cultural que Renzo Piano proyectó para Numea radica en la necesidad de conseguir en un clima húmedo una óptima ventilación.

La propuesta de Richard Rogers para el concurso del Inland Revenue Centre en Gran Bretaña sigue principios aerodinámicos. El viento de sudoeste ayuda a refrescar el ediicio de forma natural.


Calor solar para procesos industriales

Un área relativamente nueva de aplicación de la energía solar es en los sectores comerciales e industriales. El sector industrial tiene uno de los consumos ener-géticos más elevados en el mundo, en México corresponde a 26.3% del consu-mo inal total de energía. El uso de la energía solar en este sector es limitado a nivel mundial, pero tiene un enorme potencial. Los principales requerimientos de energía para los procesos comerciales o industriales ocurren a temperaturas por debajo de 250 oC. La tabla 9 muestra los niveles de temperatura para dife-rentes procesos en el sector industrial. Hay muchas aplicaciones que requieren energía a temperaturas inferiores a 80 oC que pueden ser fácilmente alcanza-bles con la tecnología comercial de los captadores solares planos o tubos eva-cuados que se encuentran ya en el mercado. Para aquellas aplicaciones que necesitan temperaturas superiores a 250 oC, se requiere desarrollar tanto los captadores solares de alta eiciencia como los diversos componentes de los sis-temas integrados. Actualmente, hay 90 plantas termosolares para calor de pro-ceso industrial reportadas en el mundo, con una capacidad instalada de cerca de los 25 MW-t (35 000 m2). El potencial es mucho mayor. Sólo en los países de la Unión Europea (UE-25) se estima que el potencial es de 100 a 125 GW-t.23

23 Doug McClenahan, 2007. IEA Solar Heating & Cooling Programme 2007, <www.iea-shc.org>.

Tabla 9. Niveles de temperatura para diferentes procesos en el sector industrial

Nivel deSector industrial Proceso temperaturas, oC

Comidas y bebidas Secado 30-90 Lavado 40-80 Pasteurización 80-110 Ebullición 95-105 Esterilización 140-150 Tratamientos térmicos 40-60

Industria textil Lavado 40-80 Blanqueado 60-100 Entintado 100-160

Industria química Ebullición 95-105 Destilación 110-300 Varios procesos químicos 120-180

Todos los sectores Precalentamiento de agua para ebullición 30-100 Calentamiento al inicio de la producción 30-80


Para proveer calor solar a los procesos industriales en los rangos de tempe-ratura entre 80 y 250 oC, se han desarrollado y probado tres categorías de cap-tadores: los captadores solares planos con doble vidrio antirrelejante y rellenos con un gas noble; los captadores solares de baja concentración, y los captadores solares de mediana concentración como los pequeños concentradores cilindro-parabólicos y los concentradores lineales de Fresnel. La igura 17a muestra un captador solar plano avanzado con doble vidrio antirrelejante y relleno de un gas inerte desarrollado en el Fraunhofer Institute for Solar Energy en Alemania; y la igura 17b muestra a un captador solar parabólico compuesto (p) de mediana temperatura desarrollado por la empresa AoSol de Portugal. La igura 18a muestra un captador solar cilíndro-parabólico de mediana temperatura de-sarrollado por la empresa Parasol de Austria. Y la igura 18b muestra un siste-ma demostrativo de concentradores lineales de Fresnel, instalados en la Plata-forma Solar de Almería y perteneciente al Proyecto Fresdemo.

Otra de las aplicaciones importantes de la tecnología de captadores solares es la de proporcionar energía térmica a sistemas de enfriamiento o refrigeración que pueden operar con estos dispositivos. La igura 19 muestra un gráico de la ei-ciencia térmica de tres tipos diferentes de captadores solares en función de la temperatura media del luido en el captador. En la misma igura se muestran las regiones donde operan los diferentes sistemas de refrigeración como los de adsor-

Figuras 17a y b. Captadores solares. a] Plano avanzado con doble vidrio antirrelejante y relleno de un gas inerte, Fraunhofer Institute for Solar Energy,

Alemania; b] CPC de mediana temperatura, AoSol, Portugal.


Notas: temperatura ambiente del aire 26 ºC. Radiación en el captador 800 W/m2.Fuente: H.M. Henning, Fraunhoger ISE, Freiburg.

Figura 19. Eiciencia térmica de captadores solares en función de la temperatura media del luido en el captador.

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

40 60 80 100 120 140 160

E�

cie

nci

a d

el c

ap

tad

or

Adsorción

SecanteAbsorción

de un efectoAbsorción

de dos efectos

Temperatura principal del �uido del captador (ºC)

Super�cie plana selectiva Tubo evacuador de alta e�ciencia Captador solar

Temperaturadel aire, 25 ºC

Radiación sobre elcapatador, 800 W/m2

Figuras 18a y b. Captadores solares. a] Cilindro-parabólico de mediana temperatura de la empresa Parasol de Austria; b] concentrador Fresnel lineal

del proyecto Fresdemo en la PSA.


ción, los de absorción de un efecto y los de dos efectos. Se muestra que el rango de temperaturas para estos procesos va de 80 oC a 155 oC. Este rango de temperatu-ras puede ser cubierto por captadores solares planos de alta eiciencia o captado-res solares de baja concentración, como los presentados en las iguras 17 y 18.

Uno de los retos más importantes de esta tecnología será la integración del calor solar a los procesos industriales. Para hacer esto, se deberán considerar, entre los factores más importantes, a la temperatura a que se puede alcanzar con el calor disponible, la variación de la radiación solar y el peril de la carga térmica requerida por el proceso industrial. En la medida en que se resuelvan estos problemas tecnológicos estas aplicaciones ampliarán sus mercados.

Potencia eléctrica termosolar

Finalmente, presentaremos las tecnologías termosolares para la generación de electricidad. De todas las tecnologías solares, éstas tienen un potencial de desa-rrollo muy elevado y están basadas en sistemas ópticos de concentración solar; en los últimos años han tenido un rápido crecimiento.

Las plantas de potencia de concentración solar (pp) producen potencia eléctrica que transforman la energía solar en energía térmica a alta temperatu-ra. Esta energía térmica se transiere al bloque de potencia para producir elec-tricidad. Así, las pp constan de dos partes: una donde se capta la energía so-lar (los concentradores) y se convierte en calor (el receptor), y otra que convierte el calor en electricidad (bloque de potencia).

Las plantas de potencia de concentración solar pueden ser dimensionadas para generar electricidad para poblados pequeños (10 kW-e) o para aplicacio-nes conectadas a la red (hasta 100 MW-e o más). Algunos sistemas usan alma-cenamiento térmico para periodos nublados o para usarse en la noche. Otras plantas pueden combinarse con sistemas que operan con gas natural y las plan-tas híbridas resultantes ofrecen potencia despachable de alto valor. Estos atri-butos, junto con el récord mundial de eiciencia de conversión solar-eléctrica (30% de eiciencia), hacen de estas tecnologías una opción muy atractiva en zonas del planeta dentro del cinturón solar con una alta insolación, como las que existen en el noroeste de México.

Existen cuatro tecnologías que están siendo promovidas internacionalmen-te. Cada una de ellas puede variar en diseño o en coniguración. La cantidad de potencia generada por una pp depende de la cantidad de radiación solar direc-ta que incide sobre ella. Estas tecnologías usan fundamentalmente radiación so-


lar directa. La igura 20 muestra las coniguraciones de cilindro-parabólicos y de Fresnel-lineal; ambas son coniguraciones de foco lineal. La igura 21 muestra las coniguraciones de disco-Stirling y de receptor central; éstas son coniguraciones ópticas de foco puntual. La igura 22 muestra fotograf ías de estos sistemas.

El ejemplo más emblemático de las pp es sin lugar a dudas el constituido por el complejo de potencia termosolar ubicado en Kramer Junction en Califor-nia, los llamados sistemas de generación de energía solar (g). Este complejo está constituido por nueve plantas que utilizan concentradores del tipo cilindro-parabólicos, y que en su conjunto ocupa una supericie de 2.5 Mm2 de concen-tradores solares. Los nueve g de diferentes capacidades suman en total 354 MW-e. Este complejo termosolar se construyó entre 1986 y 1991. La experien-

Figura 21. Arquitecturas para los sistemas de concentración solar en PPCS.

Figura 20. Arquitecturas para los sistemas de concentración solar en PPCS.


cia en la operación de los g en California arroja 100 años equivalentes de operación comercial y demuestra tener las más altas eiciencias solares que pro-duce la electricidad solar más barata con una alta disponibilidad de planta. Estas plantas fueron diseñadas como plantas híbridas de gas con un 75% solar y un 25% de gas. La igura 23 muestra una fotograf ía aérea del complejo termosolar.

En los últimos años, y después de un largo periodo de casi 15 años de no construir nuevas pp, están proliferando a un ritmo acelerado diferentes plan-tas en todo el mundo. El incremento es sorprendente y se puede airmar que hay más de 10 000 MW-e en construcción. Las tablas 10 y 11 listan algunas de estas plantas, diseñadas como híbrida-solar-fósil o las diseñadas sólo como solares.

Como ejemplo de estas nuevas plantas se presenta a la pp PS10 ubicada en Sanlúcar la Mayor en Sevilla, España. Ésta es una planta de 11 MW-e con arqui-tectura de receptor central y es la primera planta comercial en su tipo, que entró

Figura 22. Plantas de potencia de concentración solar, cuatro arquitecturas: a] cilindro-parabólico, b] Fresnel lineal, c] Plato-Stirling y d] receptor central.

a b

dc


Tabla 10. Algunos proyectos de PPCS híbridas solar-fósil en desarrollo

Capacidad solar AberturaUbicación Ciclo Tecnología solar (MW) (m2)

Argelia Combinado Cilindro-parabólica 54 400 000Egipto Combinado Cilindro-parabólica 35 200 000India Combinado Cilindro-parabólica 35 200 000México Combinado Elección del inversionista >25 200 000Marruecos Combinado Elección del inversionista 30-60 200 000Irán Combinado Cilindro-parabólica 67 500 000Brasil Combinado Elección del inversionista ? ?Australia Renkine regenerativo Lineal tipo Fresnel 35 132 500

Tabla 11. Algunos proyectos de PPCS únicamente solar

Capacidad solar AberturaUbicación Ciclo Tecnología (MW) (m2)

España (>20) Base de vapor Cilindro-parabólica (tipo Andasol) 50 549 360España Base de vapor Torre Solar Tres 17 285 200España Vapor saturado Torre (PS10) 10 88 290Sudáfrica Base de vapor Torre solar 100 1 100 000Israel Base de vapor Cilindro-parabólica 50 500 000EUA Base de vapor Cilindro-parabólica (Solargenix) 64 ?Portugal Vapor saturado Relector Fresnel linear (CLFR) 6.5 ?

Figura 23. Vista aérea del complejo termosolar de Kramer Junction, SEGS III y VII, en California, EUA.


en operación en 2008. En esta planta se utiliza el vapor sobresaturado producido en el receptor central como luido de trabajo (igura 24). El factor de capacidad de la planta es limitado. Ahora está en construcción la PS20 con una potencia de 20 MW-e. La igura 25 muestra una fotograf ía de la planta solar de torre central PS10 en operación (frente) y la planta PS20 en construcción (al fondo).

Figura 24. Diagrama de la planta de potencia de concentración solar de Sanlúcar la Mayor en Sevilla, España.

Figura 25. Planta solar de torre central PS10 en operación (frente) y planta PS20 en construcción (al fondo). Foto: Abengoa Solar.


CONCLUSIONES

Podemos decir que México ha estado haciendo algunos esfuerzos para desarro-llar y promover a las . Sin lugar a dudas, la tecnología de f que más se ha impulsado es la tecnología geotérmica. Se tienen instalados en la actualidad 953 MW-e con un desarrollo de 30 años. Esto nos ubica en el cuarto lugar mundial del uso de este recurso renovable. Se tiene un programa de desarrollo de plantas eólicas que actualmente suman 83 MW-e en construcción. Está en proyecto construir un sistema solar de 25 MW-e dentro de un complejo ter-moeléctrico de 950 MW-e de ciclo combinado, en el estado de Sonora. Sobre bioenergía el Congreso ha aprobado una ley y se tiene una iniciativa de produc-ción masiva de etanol para alcanzar 7 840 barriles al día a ines de 2012. Más recientemente y debido a la reforma energética habrá fondos para investigación y desarrollo. Dada la magnitud del problema de la energía en el mundo y en el país, considero limitadas todas esas acciones, más aún cuando tenemos una abundancia del recurso renovable, particularmente el solar.

Podemos concluir que:

1] México requiere un cambio de paradigma energético. Los hidrocarburos en México se acabarán en las próximas décadas. La infraestructura energética actual del país nos hace altamente dependientes del extranjero por la tecnolo-gía y la importación de combustibles. El uso de hidrocarburos genera gases de efecto invernadero que contribuyen al cambio climático.

2] Las energías renovables () pueden ser la solución al problema energé-tico de México y de su desarrollo sustentable. Las son un recurso muy abun-dante en el país que pueden contribuir a satisfacer la demanda energética de manera sustentable tanto de las ciudades como del campo. Las tecnologías de son limpias y su uso masivo garantizaría la disminución de los g. Para 2015 el país puede tener 10% de su oferta energética primaria y 18% de su ofer-ta eléctrica cubierta con y para 2025, 20% de la oferta energética y 38% de la oferta eléctrica serían las metas para las . El país cuenta con los recursos humanos capaces de realizar investigación y desarrollo para apropiarse las tec-nologías de y promover una industria nacional, lo que implicaría la creación de algunos cientos de miles de nuevos empleos.

3] Para garantizar el desarrollo sustentable del país el Estado mexicano debe comprometerse con una visión a largo plazo del aprovechamiento de las en México. Se deberán generar las políticas, los marcos legales, los incenti-vos económicos y los fondos de inanciamiento para el desarrollo masivo de las


en el país. En el caso del sector eléctrico es indispensable un régimen espe-cial basado en tarifas garantizadas para alentar la generación distribuida con . Se tiene que desarrollar un plan nacional estratégico a corto, mediano y largo plazo, para el aprovechamiento integral de las en México. Se considera que deberemos crear una comisión nacional de , un instituto nacional de y una red nacional de centros de investigación regionales en .

4] Dadas las condiciones actuales del desarrollo de las tecnologías renova-bles y en particular de la solar en el mundo, existe todavía una gran oportuni-dad para que México ingrese a la competencia mundial por el desarrollo de la energía renovable.

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INGENIERÍA QUÍMICA DE LO IMPOSIBLE: DISEÑO DE UNA REFINERÍA DE PETRÓLEO

PARA EL AÑO 2050

Jorge Alberto Villalobos Montalvo,* Mario Rogelio Pérez Acuña,*Irma Verónica Domínguez de Villalobos*

INTRODUCCIÓN

En su hermoso libro Physics of the Impossible,1 Michio Kaku, un famoso f ísico cuántico que además produce programas de televisión, clasiica las “imposibili-dades” de la f ísica en tres clases: las Imposibilidades de clase I son aquellas que dadas las tecnologías que actualmente tenemos no son posibles, pero que no violan ninguna ley f ísica; por ello, no serán posibles en este siglo ni quizá en el siglo xx. Las Imposibilidades de clase II, dependen de tecnologías que están en el límite actual de nuestra comprensión del mundo f ísico; si es que son posibles, se verán realizadas quizá en un milenio o posiblemente en un millón de años por las diicultades que implican. Podrían violar leyes de la naturaleza, si es que estas leyes fueran diferentes a lo que conocemos actualmente. Y, inalmente, las Imposibilidades de clase III, que violan leyes ; deinitivamente no son posibles.

La lista de imposibilidades que estudia y clasiica Kaku es la siguiente: Im-posibilidades de clase I: campos de fuerza (como los de la nave Jupiter II de Lost in Space), invisibilidad, “phasers” y estrellas muertas, teleportación, telepatía, psicoquinesis, robots inteligentes y con sentimientos, extraterrestres y ovnis, viajes interestelares, antimateria y antiuniversos. De las Imposibilidades de cla-se II: viajar más rápido que la luz, viajes en el tiempo y universos paralelos. Fi-nalmente, entre las Imposibilidades de clase III se tienen: máquinas de movi-miento perpetuo y precognición (el perfecto Nostradamus).

La lista de imposibilidades de clase I es sorprendente ya que se trata de cosas que a priori creemos que no son posibles, pero se pueden pensar las co-

* Consultores independientes de la industria petrolera.1 Michio Kaku, Physics of the Impossible. A Scientiic Exploration Into the World of Phasers,

Force Fields, Teleportation, and Time, Nueva York, Doubleday, 2008.


sas de cierta forma no convencional, si es que nos sentimos sorprendidos. ¿Es la invisibilidad posible? Bien que lo es, ya hay materiales que son invisibles a ciertas longitudes de onda electromagnética. Pensemos en la nave de combate Stielt, que es invisible a las longitudes de onda del radar. Se requieren materia-les con coeiciente de refracción negativo a longitudes de onda especíica para ser invisibles: ya los hay actualmente. ¿Otros ejemplos? Ya se pueden teleportar átomos y enjambres de átomos de un lugar a otro; se está tratando de teleportar moléculas pequeñas. Aquí la imposibilidad es cómo teleportar varios números de Avogadro de moléculas (por ejemplo seres humanos), por la cantidad de información que ello implica. Stephen Hawking, que padece severas limitacio-nes f ísicas, puede mover objetos, escribir, hablar, etc., con señales enviadas con el movimiento de los ojos. Los cientíicos piensan que será posible conectar grupos de neuronas para que éstas envíen las señales. Ese sería un primer paso importante hacia la telequinesis.

De las imposibilidades de clase II se puede decir que quizá se puedan resol-ver algunas de ellas con los resultados que proporcione en los próximos años el gran colisionador de hadrones (h); otras tendrán que esperar más tiempo. Los ingenieros químicos sabemos, por el estudio de la termodinámica, que no habrá nunca máquinas de movimiento perpetuo. La precognición rompe la le-cha del tiempo y la relación causa-efecto que establece, entre otras, la termodi-námica mediante el concepto de entropía.

¿QUÉ ES LA REFINERÍA IMPOSIBLE DE CLASE I DEL AÑO 2050?

Pues bien, en este trabajo nos hemos dado a la tarea de diseñar una reinería imposible de clase I y la situamos a mediados del presente siglo, pues somos optimistas y queremos verla. Partimos de los siguientes supuestos:

1] En 2050 seguirá desde luego habiendo petróleo, aunque su uso será me-nos intensivo, ya que a partir de 2020 se implantarán esfuerzos serios y efectivos para detener el calentamiento global del planeta y fomentar otras fuentes de energía.

2] El diseño de la reinería es sustentable ambientalmente: cero emisiones de CO2 y otros contaminantes.

3] Nuestra reinería no viola ningún principio o ley de la f ísica, de la química y de la ingeniería, como conocemos estas leyes actualmente. En algunos casos, de hecho, se basa en máquinas, procesos y equipos de los cuales se

DISEÑO DE UNA REFINERÍA DE PETRÓLEO PARA EL AÑO 2050 391

dispone hoy. Esto quiere decir que en el momento actual no sabemos ha-cer lo que sí podríamos hacer.

4] La reinería la inancia el rey Creso.2

Para los que no conocen la anécdota del rey Creso, se la contamos. Este rey de Lidia (hoy Turquía) en los años 560-546 a.C. era dueño de una cantidad de minas de oro en el río Patolus —en el cual se decía que se había bañado el rey Midas—, metal muy valioso ya desde aquellos tiempos, por lo que era inmen-samente rico. Por lo tanto, podía instrumentar cualquier solución a sus proble-mas o darse cualquier capricho al costo que fuese, ya que contaba con una cantidad casi ininita de recursos.

Howard Hughes era muy afecto a las soluciones “tipo rey Creso”, pues era también bastante rico. Por ejemplo, le gustaban mucho las películas de Hum-phrey Bogart, así que para poder verlas a la hora que quisiera compró una tele-visora en Kansas. Cuando quería ver Casablanca, por ejemplo, hablaba con el director de su televisora y le pedía que pasaran la película justo en ese momen-to. Uno de esos caprichos fue la transmisión de la serie mundial de beisbol; la televisora quebró, pero a Hughes no le importaba.

Una reinería moderna actual se ilustra en la igura 1. En México sólo hay dos reinerías que se le parecen: Cadereyta y Madero, con procesos de coquiza-dora (sin hidrocraquedora). Hubiera sido ideal que tuvieran también trenes de lubricantes. Las otras cuatro reinerías mexicanas tienen coniguración con desintegración catalítica únicamente (f).

Ahora nos preguntamos cómo podemos cambiar estas reinerías con tec-nologías que suponemos existirán en 2050, ya que no violan ninguna ley f ísica, para lograr lo siguiente: 1] cero emisiones de bióxido de carbono y otros conta-minantes; 2] eiciencia energética máxima; 3] utilización de capacidad de 98%; 4] elevados niveles de seguridad intrínseca; 5] lexibilidad total en la produc-ción de los productos petrolíferos que exija la demanda, y 6] bajos costos de proceso. Por ahora, no nos importa el costo de inversión.

Para ello suponemos que contamos con tecnologías del futuro que, como mencionamos, son posibles porque lo permiten las leyes de la naturaleza como ahora las conocemos (imposibilidad de clase I de Kaku), aunque no tenemos desarrollada la tecnología. Supondremos también que podemos combinar en un equipo, aunque no todas existen actualmente, cualquier número de opera-ciones unitarias con cualquier otro número de procesos unitarios, para obtener

2 Basado en B. Nalebuf y I. Ayres. ¿Y por qué no?, España, Empresa Activa, 2005.

Figura 1. Reinería “moderna” actual (2008).

GLP y gas

Viscorreductora

Hidro-

craqueadoraGasolina, nafta, destilados intermedios

Gasolina, nafta, destilados intermedios

Gasolina, nafta, destilados intermedios


el resultado que quisiéramos, siempre y cuando no se viole ninguna ley de la naturaleza. Ejemplos de lo anterior son la destilación reactiva, la destilación catalítica, la membrana-reactor, la destilación extractiva y varios más.

Nos queda claro que el futuro de la ingeniería química estará vinculado a poder combinar procesos y operaciones unitarias en un mismo equipo, con alta eiciencia energética y de rendimientos. Las claves para ello serán los nue-vos catalizadores, la nanotecnología y la biotecnología (productos celulares, fermentaciones, enzimas, uso de microorganismos y biocatalizadores). Tam-bién, suponemos que el desarrollo de conocimientos y el ingenio de los inge-nieros químicos —valga la redundancia— harán posible que estas mezclas de operaciones se puedan realizar en la práctica.

DEMANDA DE PETROLÍFEROS

Cabe señalar que es más fácil imaginarse cómo podría ser la reinería del futuro que los patrones de consumo de petrolíferos. El mayor consumidor de produc-tos petrolíferos es, desde luego, el sector del transporte: gasolinas, turbosina, “bunkers” y diesel. Aquí podría darse algún grado importante de reducción del consumo de hidrocarburos mediante el uso de vehículos híbridos, eléctricos, de celdas de combustible,3 transporte masivo, combustibles sustitutos (alcoho-les, biocombustibles, hidrógeno, energía solar y energía nuclear), aumento de la eiciencia de los motores y turbinas, límites de velocidad y mejores vialidades.

El segundo mayor usuario de petrolíferos es el sector de generación de electricidad. Aquí no cabe duda de que la sustitución puede ser completa y por medio de otras energías como la nuclear,4 eólica, hidráulica convencional, geo-térmica, solar y mareomotriz, además del uso de gas natural, aunque más res-tringido que el actual. Por eso suponemos que en 2050 no se requiere una sola gota de combustóleo para generar electricidad o para otros usos.

El sector industrial demandará exclusivamente gas natural, electricidad, biocombustibles y posiblemente hidrógeno, que entra en forma incipiente. Los hogares demandarán mayores cantidades de electricidad, proveniente de fuen-tes renovables y paneles solares propios. Las casas serán “inteligentes” en tér-minos energéticos y su ambiente interno se regulará con bombas de calor.

3 Hoy día ya existen vehículos híbridos que consumen 5.1 litros de gasolina por 100 km reco-rridos, con una reducción de 31% en la emisión de CO2; también, vehículos de celdas de combusti-bles 2.9 l/100 km y cero emisiones de CO2 (Cf. Daimler 360 Magazine, Sustainability Report 2008).

4 Consideramos la energía nuclear como renovable por los reactores reproductores.


BASES DE DISEÑO MÍNIMAS

Seguimos el modelo de síntesis de procesos de Douglas5 por niveles de jerar-quía de las decisiones: 1] lotes vs. procesos continuos; 2] estructura de entra-das y salidas del diagrama de lujo; 3] estructuras de reciclo; 4] procesos quími-cos y de separación, y 5] integración energética. Por el espacio seremos muy esquemáticos.

Tecnologías: la reinería utiliza tecnologías del tipo imposible de clase I.Capacidad de la reinería: 100 000 barriles diarios (recuerden que ya el uso

de los petrolíferos está limitado, por lo cual las economías de escala no ayudan mucho).

Crudo: pesado con densidad API de 18 y 4% de azufre.Productos: los que requiera el mercado, pero ambientalmente amigables.

Esto es, cualquier mezcla de los productos que conocemos ahora o produc-tos con diferentes especiicaciones, pero sin azufre y con restricciones seve-ras en compuestos aromáticos, particularmente benceno. La reinería deberá producir cualquier cantidad de producto de acuerdo con un plan de produc-ción dictado por la maximización de sus utilidades, como se explica más adelante.

Integración energética de la reinería: se logra una integración perfecta al ajustar la producción de vapor, electricidad, hidrógeno y oxígeno.

Integración de los servicios auxiliares: de igual manera se logrará un balan-ce perfecto en los demás servicios auxiliares; en particular, el agua de uso se recirculará en su totalidad.

Servicios y fuerza: se generan dentro de límites de batería.Calentamiento: se hace con vapor o quemando hidrógeno (a fuego directo).Suministro de agua: se tratan aguas negras provenientes de la ciudad más

cercana, para el agua de reposición.

A continuación, examinamos qué sustituciones habrá que hacer en los principales procesos de una reinería para lograr nuestros objetivos, de acuer-do con estas bases de diseño y el peril de la demanda. Para no desbordar la imaginación demasiado, seleccionamos el proceso que parecería más promi-sorio en cada caso; sin embargo, hay que considerar que siempre existen otras opciones.

5 J.M. Douglas, Conceptual Design of Chemical Processes, Nueva York, McGraw-Hill, 1988.


LAS FUENTES DE VAPOR, ELECTRICIDAD, HIDRÓGENO Y OXÍGENO

La forma de producir vapor, electricidad, hidrógeno y oxígeno sin emisiones de bióxido de carbono y con alta eiciencia es mediante la energía nuclear. Así, como muestra la igura 2,6 nuestra reinería cuenta con un reactor de 200 MW del tipo de agua a presión (pw), el cual produce 13 000 libras de vapor de alta presión que requiere la reinería, 189 MW de electricidad de uso directo y energía para electrolizar agua y obtener H2, que será usado en los procesos de reinación y como combustible limpio, además de O2.

La tecnología de reactores nucleares es madura, está bien desarrollada, es eiciente en términos de generación de energía y no produce CO2. Por lo tanto, no entra en el terreno de las imposibilidades técnicas. Tampoco de las econó-micas si el precio del petróleo es tan alto como ahora: cuesta una cuarta parte generar nucleoelectricidad que con hidrocarburos.

La electrólisis del agua nos permitiría obtener el hidrógeno necesario para los procesos de hidrodesulfuración de productos e incluso de todo el crudo en una sola etapa. En el futuro esto sería lo conveniente, porque no hay razón f ísica sino económica para que la gasolina, el diesel y el combustóleo tengan diferentes can-tidades de azufre. Este proceso elimina la necesidad de tener una puriicadora de hidrógeno. El oxígeno se utilizará para eliminar el coque de los catalizadores que inactiva (f); también, proponemos secuestrar el CO/CO2 que se produce.7

6 Tenemos los balances de materia y energía detallados, pero nos falta espacio para mostrarlos.7 Hay muchas formas de hacerlo en la actualidad: absorción con solventes, absorción con ami-

nas, absorción por presión, separación con membranas y compresión/refrigeración. Cf. M. Bradford y R. Beaubien, What are the Market Opportunities for carbon dioxide?, Hyd. Proc., julio de 2008.

Figura 2. La nueva fuente de vapor, electricidad y combustibles limpios.


TAMICES MOLECULARES COMO SUSTITUTOS DE LA DESTILACIÓN Y OTROS PROCESOS DE SEPARACIÓN

Los procesos más intensivos en el uso de energía en una reinería son la desti-lación primaria y la destilación al vacío del petróleo crudo. Una torre de desti-lación primaria promedio utiliza por barril de crudo 4.5 kg de vapor, 0.8 kW/h de electricidad, 0.5 m3 de agua de enfriamiento y 50 000 kJ de combustible di-recto. Una torre de destilación al vacío promedio consume por barril de carga 4.5 kg de vapor, 0.25 kW/h de electricidad, 0.5 m3 de agua de circulación y 30 000 kJ de combustible directo.8

Si se encontrara una forma de ahorrar esta energía, el consumo de toda la reinería se reduciría en 25% y, sumando otras separaciones por destilación, en 45%.9 Por otra parte, dada la enorme cantidad de moléculas de hidrocarburos (isómeros) con puntos de ebullición tan cercanos, sólo es posible separar “cor-tes” con diferencias importantes de decenas de grados centígrados entre sus puntos de ebullición, ya que el paradigma actual supone que no sería ni prácti-co ni posible ni económico separar conjuntos de compuestos especíicos.

Deinimos un tamiz molecular como una barrera selectiva que permite la separación de compuestos con base en sus propiedades moleculares, el tamaño de las moléculas y las fuerzas de adsorción o la solubilidad en el material del pro-pio tamiz. Se han usado membranas, ibras, mallas moleculares, zeolitas, mate-riales porosos, entre otros, para innumerables procesos. Se utilizan, por ejemplo, en ósmosis, separaciones de diversos líquidos y gases, adsorción, absorción.

No hay ninguna ley de la naturaleza que impida que se puedan separar con tamices por el tamaño, forma y de acuerdo con sus propiedades f ísicas, molé-culas individuales. A ello podríamos sumar propiedades de selectividad por adsorción, solubilidad y propiedades f ísicas de las moléculas, como su polari-dad. Se puede pensar entonces en nanotamices hechos ad hoc para iltrar por tamaño10 y propiedades moleculares. Es del todo posible —pero en este mo-

8 Para estos datos y otros relativos a los procesos actuales de reinación cf. J.H. Gary y G.E. Handwerk, Petroleum Reining, 4a. ed., Nueva York, Marcel Dekker, 2001; R.E. Maples, Petroleum

Reinery Economics, EUA, PennWell Books, 1993. Para otros procesos utilizamos: J.A. Moulinj et

al., Chemical Process Technology, Nueva York, John Wiley & Sons, 2001. Múltiples artículos de las revistas Hydrocarbon Processing, Chemical Engineering y Petroleum Technology Quarterly nos han dado ideas, pero no queremos saturar el trabajo con referencias.

9 Cf. O. Ocic, Oil Reineries in the 21st Century, Alemania, Wiley-VCH, 2005, que concuerda con nuestros cálculos.

10 Cada enlace C-C o C-H agrega 0.1 nm de longitud a la cadena, aproximadamente. Estas deberían ser las diferencias de espacios entre poros.


mento sólo tenemos nociones de cómo hacerlo a nivel experimental—, poder separar por longitud de la cadena de hidrocarburos los componentes de una mezcla compleja de ellos.

La igura 3 ilustra la estructura de canales de una zeolita, como uno de los ejemplos más prometedores de tamiz molecular.11 Las zeolitas son selectivas al reactivo, al estado de transición de la reacción y al producto. Hay otros materia-les que tienen nano y microporos (menores de 2 nm), mesoporos (2 a 50 nm) y macroporos (mayor de 50 nm). Se puede estructurar el tamiz molecular para iltrar al tamaño deseado. A esto podemos agregar propiedades de adsorción o de solubilidad, por lo que en principio se puede lograr cualquier grado de sepa-ración. Un ejemplo de separación de cadenas lineales y no lineales de hidrocar-buros C5-C6 es el proceso Isosiv.

Tendríamos entonces una cadena de unidades separando los hidrocarbu-ros (HC) por tamaño y forma. Estos actuarían como pequeños “demonios de Maxwell”12 separando moléculas. En la igura 4 ilustramos la separación en

11 Encontramos otros ejemplos interesantes: tubos fullerenos, cristales inorgánicos, tubos moleculares, conchas de moluscos, estructuras cristalinas, biocristales, materiales mesoporosos estructurados, poliferrocen-silanos, etc. Se pueden ver otros ejemplos en: G.A. Ozin y A.C. Arse-nault, Nanochemistry, Cambridge, Reino Unido, RSC Publishing, 2005; N. Hall (ed.) he New

Chemistry, Reino Unido, Cambridge University Press, 2000; P. Ball, Designing the Molecular

World, Nueva Jersey, Princeton University Press, 1994.12 Un ser imaginario que separa moléculas de alta y baja energía, creando una paradoja sobre

la entropía y la información.

Figura 3. Sistema de canales de una zeolita ZSM-5.


cortes y componentes individuales, así como sólo de los butanos y señalamos en la igura que los cortes pesados pueden ser gruesos. Ésta es una cascada simple de separación, pero podría tenerse recuperación de “colas”, reciclos o algún otro tipo de cascada más complejo. La cascada empieza separando los HC pesados para tener menores volúmenes en los tamices más inos.

Ya sabemos que los cortes son: C1-C4 para gases, C4-C11 para la gasolina, C10-C15 para turbosina, C15-C20 para el diesel y C>20 para la carga a desinte-gración, más o menos. Las materias primas petroquímicas se obtienen en for-ma especializada con separaciones laterales.

Desde luego se sabe que hay cadenas lineales y cadenas muy ramiicadas de isómeros, cuyas áreas efectivas para ser proyectadas por un hueco de tamaño molecular son muy parecidas, por lo que de todos modos esperaríamos cierto traslape por longitudes de cadena y forma de la molécula, que mientras más ramiicada es más ancha y menos larga.13 Así, combinaciones de tamices que selectivamente aprovechen los diferentes largos y anchos de las moléculas nos darán la separación deseada. Sin embargo, ya no se trata de los grandes cortes con intervalos de ebullición de decenas de grados centígrados. Por ello, deno-minamos a nuestros nuevos cortes como CX, en donde X es la longitud de la cadena. Con los “cortes” podemos formar cualquier producto y en la cantidad que queramos, así como obtener productos puros como materias primas pe-troquímicas (por ejemplo, cadenas lineales C10, C11 y C12 para α-oleinas) e isobutano para alquilación.

Figura 4. Tamices moleculares en lugar de destilación, absorción, adsorción y extracción.

13 Para ser más precisos, esperaríamos que los tamaños moleculares se distribuyan normal-mente alrededor de una media con una variancia pequeña por tamaño (considerando cada Cx). Hicimos modelos a escala de varias moléculas y probamos pasarlas por tubos “percoladores” (te-nemos las fotos). Una referencia interesante para el tema de percolación es: A. Efros, Física y geometría del desorden, Moscú, m, 1982.


Es curioso que en términos de moléculas la mayoría de los crudos se pare-cen entre sí. Una composición típica es la siguiente:14 alcanos normales (14%), alcanos ramiicados (18%), alquil-ciclopentanos (10%), alquil-ciclohexanos (6%), parainas bicíclicas (5%), alquilbencenos (18%), aromáticos cicloparaf íni-cos (5%), aromáticos binucleados (20%) y poliaromáticos (4%), repartidos desde C1 hasta C50 o más. Con los cinco primeros grupos (53% del crudo) no tene-mos problemas; con el restante 43% sí, porque queremos deshacernos de los aromáticos, aunque la mayoría de ellos son >C20.

El proceso requiere la energía necesaria para hacer circular los 100 000 bd de crudo por los tamices, que estimamos en 23.5 MW/h (caída de presión de 7 kPa/m en un lecho de longitud equivalente a 50 m, pues la anchura práctica supuesta se basa en un lujo máximo de 10 l/m2).15 Estos lujos son variables de acuerdo con la composición del crudo y las mezclas que nos interesen. Podría-mos eliminar etapas si queremos cortes más extensos.

Todos los procesos cadena adelante que requieren actualmente procesos de separación por destilación, absorción, adsorción o extracción se sustituirán por tamices moleculares.

DETERMINACIÓN DEL PERFIL DE PRODUCCIÓN ÓPTIMO

Suponemos que en 2050 el reinador podrá seleccionar la mezcla de productos que representen para él un óptimo económico, maximizando el margen. Así, con cada corte y componentes individuales podrá optimizar su producción de acuerdo con lo siguiente:

Máx ΣIΣJ (XIJ PI–XIJCIJ), en donde: I = producto; J = destino; X = volumen

del producto I al destino J; C = costo de producción, más transporte de I a J; P = precio del producto (libre a bordo o con transporte), sujeto a: XI = ∑

ixi

cumple con todas las especiicaciones del producto; x = componentes del producto; ∑

iXi = masa total.

Este es un algoritmo de mezclado óptimo en el nivel de los componentes que tenemos: moléculas. Una computadora controlaría el proceso de tamizado mole-cular para deinir los cortes y eliminaciones para una mezcla óptima de productos,

14 L. Hatch y S. Matar. From Hydrocarbons to Petrochemicals, Houston, Gulf Publishing Company, 1982.

15 D.R. Woods, Rules of humb in Engineering Practice, Alemania, Wiley-VCH, 2007.


de acuerdo con los precios de mercado, costo total de producción y localización de la demanda.

OPCIONES PARA LOS DIVERSOS COMPONENTES

Componentes ligeros C1 a C4

Los componentes ligeros metano y etano de la reinería, con un poco de propa-no y a veces hasta propileno, forman parte del llamado “gas seco” y normal-mente se queman como combustible en la misma reinería o se utilizan para gas de síntesis (C1) o para producir etileno (C2). Nosotros no necesitamos pe-trolíferos como combustible porque todo el calentamiento lo hacemos con va-por o a fuego directo con hidrógeno.

Ya hay tecnologías para obtener etileno a partir de etano en reactores de membrana. El propano se puede comercializar para usos como combustible, re-frigerante o materia prima petroquímica. Los butanos separados podrían em-plearse así: el normal para combustible o especialidades y el isobutano para al-quilarlo consigo mismo o con n-butano si se requieren más gasolinas (el proceso ya existe y utiliza la zeolita llamada ferrerita) o también como especialidad. La integración de la reinería con la producción de oleinas es económicamente muy atractiva, pero estamos considerando sólo procesos de reinación de petróleo.

Los procesos del tipo Fischer-Tropsch (f-) permiten actualmente que se puedan polimerizar las unidades C1, C2, C3, etc. Sin embargo, la probabilidad de que ello ocurra se va reduciendo conforme aumenta el número de átomos de car-bono. Podemos imaginar que habrá un proceso que pueda polimerizar cadenas de alcano, similar al f-, con el tamaño de cadena y con la coniguración de la molé-cula deseados. De hecho cualquier tamaño de cadena de carbón se podría sinteti-zar. El problema de aquí a 2050 para incorporar un proceso de este tipo sería que se encuentre el catalizador adecuado que permita simular la función química que hoy hace la existencia de un doble enlace, o los radicales libres, en las moléculas que sirven para fabricar polímeros. Adicionaríamos a esto un reactor de isomeri-zación total (ya existe también, es el Isosiv + Pt/H-mordenita a alta severidad).

DESULFURACIÓN

No veríamos ninguna razón para que en el futuro el diesel tenga más azufre que las gasolinas o cualquier otro producto, si queremos cuidar el medio am-


biente en forma irrestricta. Esto no se hace así en el presente porque las tecno-logías para eliminar el azufre del crudo o HC pesados son más complejas y el costo de hacerlo es más elevado que en el caso del diesel, y de éste a su vez en relación con las gasolinas. El SO2 no es gas de efecto invernadero como el CO2, por lo que las presiones para reducir el contenido de azufre en los com-bustibles están ligadas al mejoramiento de la salud humana por el cuidado al medio ambiente.

Por lo tanto, estimamos que la reinería de 2050 tendrá una sola unidad de hidrodesulfuración de petróleo crudo. El costo de inversión en una gran unidad sería, posiblemente, menor que tener diferentes unidades para hidrodesulfurar cada producto, por economías de escala y enfoque. Suponemos que habría ca-talizadores tan selectivos que se puede transformar todo el azufre de las molé-culas más perniciosas —aquellas que por su conformación geométrica escon-den el azufre en H2S.

El reactor de desulfuración podría ser un reactor catalítico estructurado (Pd/Pt), de tipo monolito, para operar a muy alta severidad, tiempo de residen-cia elevado y en contracorriente con el H2. Esto último mejora el rendimiento de la reacción con moléculas sulfurosas pesadas, al incrementar la presión par-cial del H2 en la etapa de desulfuración de HC pesados. Suponemos también que se evita el problema de inundación del lecho del reactor reduciendo la ra-zón supericie/volumen y aumentando los tamaños de hueco del catalizador.

El azufre sería recuperado del H2S con procesos SuperClaus más me-jorados (99.99% de recuperación), para su uso como materia prima industrial básica. Se requieren los dos procesos para eliminar los CS2 y COS.

INCREMENTO DEL VOLUMEN DE GASOLINAS Y “DESTILADOS INTERMEDIOS”

Como se sabe bien, de la destilación del crudo no se obtienen gasolinas con el octano y otras especiicaciones requeridas por los motores actuales. Por otra parte, si se requieren mayores volúmenes de gasolinas, se craquean en lechos catalíticos luidizados los componentes más pesados que el diesel y residuos de otros procesos. Esto se hace para aumentar el rendimiento de gasolinas y desti-lados intermedios, que son los productos con mayor valor de mercado. Es po-sible que en el futuro la demanda de diesel supere a la de la gasolina y por tanto que el diesel sea el producto más valioso; nosotros suponemos que lo seguirá siendo la gasolina.


Para aumentar el volumen de gasolinas, turbosina y diesel hay básicamente dos tipos de procesos de cracking para dividir las cadenas de HC pesados en cadenas más pequeñas en los rangos de las gasolinas y el diesel: cracking térmi-co (viscorreductora, coquización retardada o de lecho luidizado) y cracking catalítico (en lecho luidizado FCC o en lecho ijo). ¿Qué procesos pueden sustituirlos?

Para nuestra reinería 2050 estamos descartando de manera automática los procesos de tipo térmico por su elevada generación de CO2, NOx y baja ei-ciencia intrínseca. Aquí desde luego salta la posibilidad de que las reinerías no se modiiquen y que lo único que se tenga que hacer es secuestrar todo el CO2

y NOx que producen. Esto es del todo posible, no hay ningún impedimento. Sin embargo, le apostamos más a una solución que tenga lexibilidad absoluta en la conversión de corrientes, para adaptarse a la demanda. Buscamos, ade-más, un enfoque que no produzca contaminantes en lugar de tener que elimi-narlos después, ya que esto último es casi siempre más costoso.

Pensamos que con los avances en catálisis existirán procesos de lecho lui-dizado para desintegrar residuos de vacío, en forma conjunta con residuos pri-marios y otras cargas de HC pesados a FCC, en un solo equipo. Este sería un reactor de lecho luidizado —tipo “riser”— con zeolitas mejoradas superacti-vas, con inyección de H2 para hidrodesulfurar y como soporte del lecho luidi-zado. Lo llamamos “Hidro-FCC universal”.16 Estas nuevas zeolitas soportarán mejor o serán inmunes al envenenamiento por metales pesados. Como se ilus-tra en la igura 5, el reactor opera en lujo tapón perfecto por las mejoras hidro-dinámicas, además de que es posible recuperar todos los inos del catalizador.

Figura 5. “Hidro-FCC universal”.

Catalizador

regenerado

Separador:

tamices

moleculares

16 Otras opciones para cracking son el uso de láser u ondas sónicas.


Es decir, estamos suponiendo que con esta tecnología no se requerirán visco-rreductoras, coquizadoras e hidrocraqueadoras. Además, suponemos que de alguna forma se rompen e hidrogenan las cadenas aromáticas. Un posible com-petidor futuro de la Hidro-FCC universal podría ser un reactor con catalizador estructurado.

AVANCES EN CATÁLISIS

Cabe aquí hacer una digresión. El desarrollo de catalizadores es un área muy dinámica e innovadora. Existen ahora catalizadores que en el pasado no nos imaginábamos. El desarrollo de la química organometálica, del cual depende en alto grado la catálisis, es también muy dinámico. Podemos suponer que en 30 años más podremos tener el catalizador para nuestra Hidro-FCC universal. Desde luego un catalizador es, por fuerza, termodinámicamente correcto, es decir, no se hacen posibles reacciones imposibles de clase III. La efectividad interna de un catalizador es inversamente proporcional al módulo de hiele,

φ = V k (n + 1) C n – 1

S D 2 , en donde: V = volumen, S = supericie, k = cons-

tante de velocidad de reacción, n = orden de la reacción y D = velocidad de difusión efectiva.

Se opera en regiones con un módulo de hiele menor que la unidad. De los factores que afectan el módulo de hiele podemos modiicar la relación volu-men/supericie, la velocidad de difusión y la concentración. Lo demás lo deter-mina la naturaleza, aunque tenemos varios grados de libertad. Se podría pen-sar, por ejemplo, que se pueden diseñar catalizadores que controlen el orden de la reacción, la adsorción, etc. Los procesos difusivos de líquidos en materiales porosos son generalmente del tipo Fick, con contribuciones importantes de convección forzada en nuestro caso. El coeiciente de difusión para la Ley de Fick está dado por.17

DA, efectivo = DAB(ε / τ), en donde: DAB = coeiciente de difusión de A en B;

ε = fracción de huecos, y t = tortuosidad de los poros.

17 B.S. Mitchell An Introduction to Materials Engineering and Science, Nueva York, Wiley-Interscience, 2004, pp. 360-362.


El factor de tortuosidad se vuelve ininito para moléculas mayores que el tamaño del poro. Para aplicar la Ley de Fick se requiere una relación con la concentración del permeato, la especie química que permea o luye. Normal-mente, esta concentración es directamente proporcional a la diferencia de pre-sión y el factor de proporcionalidad es el coeiciente empírico de permeabili-dad. En suma, son algunas las variables de diseño de los catalizadores en donde ocurrirán avances importantes.

El problema técnico más importante de la desintegración de HC pesados, es el rápido envenenamiento con carbón del catalizador por la severidad de operación. El reactor operaría con muy alta presión parcial de H2. El coque formado sobre el catalizador se quema en el regenerador con la corriente de oxígeno de la planta de electrólisis de agua, y el CO/CO2 se secuestra en una planta de absorción, con una tecnología que ya existe. Para minimizar la coqui-zación, la operación del reactor se realiza a alta severidad con exceso de hidró-geno y vapor de agua. No nos preocupa el SO2 porque nuestras cargas no con-tienen azufre de inicio, y al no usar aire no se forman NOx.

El proceso de desintegración catalítica es tan selectivo que podemos pedir-le a nuestro reactor la mezcla óptima de oleinas, gasolinas y diesel que se re-quiera. Los HC pesados remanentes se reciclan hasta “extinción”, concepto cu-rioso de la ingeniería química que implica un tiempo ininito para ello.

AUMENTO DEL OCTANO DE LAS GASOLINAS

Ya con todos nuestros cortes C4 a C10 de separación y de los procesos de con-versión de ligeros y residuales, queremos aumentar lo necesario el octano de las gasolinas. La presión de vapor se ajusta después con la composición. El proceso actual más importante toma parte de este corte para reformación catalítica, aumentando la cantidad de isómeros, compuestos cíclicos y de aromáticos vs. HC con cadenas lineales. Hay que tener cuidado porque en el futuro habrá re-gulaciones muy estrictas sobre el benceno y otros aromáticos.

Sin embargo, ha habido avances en catálisis lo suicientemente notables en lo que se reiere a selectividad. Se puede controlar el contenido de ciertos aro-máticos, sin modiicar el corte de destilación, mediante catalizadores selectivos que son también inmunes a los metales pesados. Para mejorar el octano supo-nemos un proceso parecido a la reformación, que llamaremos “reformación cero aromáticos”, o sea, isomerización selectiva y ciclización a naftenos, que son hidrocarburos de cadenas cíclicas no aromáticas. Este proceso llevaría las


cadenas lineales a isómeros y naftenos hasta el octano deseado, sin compuestos aromáticos. Para lograr esto último el catalizador reduce las reacciones de des-hidrogenación de cicloalcanos, aumenta la isomerización de cadenas lineales de HC y evita la hidrogenólisis. La aromatización se desfavorece a alta presión y baja temperatura, según el principio de Le Chatelier.

También se puede aumentar el octano mezclando productos con muy alto octano como los isómeros y alquilados de hidrocarburos C3-C5, así como eta-nol o metanol. Descartamos que en 2050 se puedan seguir mezclando éteres de cualquier tipo con las gasolinas. En nuestro supuesto, en el año 2050 podemos alquilar, o sea, polimerizar cualquier tipo de cadena por los avances en catálisis y porque termodinámicamente no hay nada que lo prohiba, por lo que se po-dría utilizar cualquier corte para obtener la cantidad deseada de componentes de alto octano para mezcla, si fuera necesario y si el valor de las gasolinas así lo determina respecto al valor de los componentes.

PROPIEDADES DE LOS DESTILADOS INTERMEDIOS

Existe la posibilidad de tener que ajustar propiedades del diesel como el cetano (para no regalar calidad), la conductividad y la lubricidad. El índice de cetano podría ser alto porque hasta ahora estamos suponiendo que todo el diesel pro-viene de los procesos de separación con tamices o de los procesos de desintegra-ción. Los grados de libertad son los que tienen los reinadores actuales: ajustar la composición mediante el ajuste de los cortes. Para el caso de la lubricidad y conductividad se agregarían aditivos, desde luego mejorados respecto a los que actualmente se usan y posiblemente estaríamos hablando de partes por 10-9.

En el caso de la turbosina las propiedades claves son la destilación y los puntos de lasheo y congelación. También se podrían ajustar seleccionando los cortes adecuados de moléculas

LUBRICANTES, GRASAS Y PARAFINAS

La alta selectividad de los cortes, utilizando procesos con tamices moleculares, hará que las materias primas para lubricantes requieran menos tratamientos, básicamente el desasfaltado y la eliminación de parainas. Del desparainado se obtendrían parainas de grado alimentario si se centrifugan o de grado indus-trial si esto no ocurre.

Figura 6. Reinería Imposible Clase I (2050).

Reactor

nuclear

Planta de

electrólisis

Polimerizadora /

isomerizadora

de ligeros

Hidro-FCC

universal


ESPECIALIDADES DE REFINACIÓN Y MATERIAS PRIMAS PETROQUÍMICAS

Estamos en posibilidad de tener cualquier materia prima para elaborar todo tipo de especialidades. La clave es que contamos con productos separados C1, C2, etc., y en algunos casos de sus isómeros puros. Podemos entonces mezclar-los, polimerizarlos, desintegrarlos, etc. La reinería sería capaz de proporcionar cualquier materia prima petroquímica que se le pida, menos compuestos aro-máticos (a menos que se requieran como materias primas petroquímicas).

CONCLUSIONES

La igura 6 muestra, a manera de conclusión, cómo estaría conformada nuestra reinería imposible de clase I en el año 2050:

Si se tuviera que satisfacer la demanda actual de petrolíferos, por poner un ejemplo, estimamos que para el crudo supuesto se podrían obtener 110 000 bd de productos —por la expansión volumétrica que es máxima— con la siguiente composición: 50% gasolinas de ultra bajo azufre (b), 10% de turbosina, 25% diesel b, 10% de materias primas petroquímicas especializadas y 5% de asfal-to, grasas, ceras, etc. de la mejor calidad. En total esta reinería utilizaría 38% menos energía que las reinerías más eicientes actuales. Este es nuestro pro-nóstico de lo que puede pasar en el largo plazo con las reinerías de petróleo.

Los costos de inversión de capital se estiman similares a los correspondien-tes a las reinerías actuales, en una primera generación de reinerías de este tipo, pero tenderán a reducirse. Sin embargo, la reducción en costos operativos y la maximización de los márgenes de utilidad permitirán tener valor económi-co agregado positivo.

Si a ello se suman que no se crean externalidades económicas como conta-minación ambiental18 y desperdicio de recursos, es clara la ventaja de pensar en esquemas como éstos. ¿Qué precio tiene detener el calentamiento global del planeta Tierra? El que se deba pagar. Las reinerías actuales contribuyen de ma-nera muy notable a la emisión de CO2 y otros gases de efecto invernadero. Las reinerías imposibles de clase I tipo serán más económicas que mudar a la raza humana a otro planeta, si es que hay otro planeta habitable a algunos miles de años luz de distancia.19

18 Con excepción de los desechos radiactivos del reactor nuclear; pero estos son perfecta-mente controlables y representan un volumen pequeño.

19 En el libro de Kaku se explica cómo hacerlo aunque el viaje pueda durar millones de años.


El ejercicio que hicimos puede ser catalogado, en el mejor de los casos, como “bizarro”. En términos de generar innovaciones tecnológicas creemos que tiene mucho valor pensar en:

• La ingeniería química de lo imposible de clase I: todo aquello que no po-demos hacer actualmente, pero para lo cual no hay ninguna restricción de acuerdo con las leyes f ísicas.

• Las soluciones de tipo rey Creso; por ejemplo, suponer que contamos con recursos económicos ilimitados. A este tipo de soluciones luego se les puede imponer las restricciones económicas que se requieran para aterrizarlas.

Terminamos con una cita de Albert Einstein: “La imaginación es más im-portante que el conocimiento. El conocimiento es limitado, mientras la imagi-nación acoge al mundo entero, estimula el progreso y da vida a la evolución.”20

20 Cf. A. Calaprice, he New Quotable Einstein, New Jersey, Princeton University Press, 2005, p. 9.

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INVESTIGACIÓN, DESARROLLO E INNOVACIÓN EN ENERGÍA.COMENTARIOS A LAS PONENCIAS

José Raúl Ortiz Magaña*

Después de escuchar las interesantes ponencias sobre “La investigación e inno-vación en el Instituto Mexicano del Petróleo”, por Francisco Guzmán; “El hori-zonte de la energía nuclear”, por Julio Herrera; “La energía solar y sus aplicacio-nes”, por Claudio Estrada, y “Estrategias del aprovechamiento de la biomasa para la producción de bioetanol”, por Francisco Barnés de Castro, quiero com-partir mi opinión sobre la importancia de la investigación, el desarrollo y la in-novación en materia de energía.

Me parece que, en conjunto, las ponencias han revelado de forma clara que la solución energética del país precisa una visión integral de la situación actual, tanto global como nacional. Asimismo, se requiere una consideración realista de las características de cada una de las tecnologías disponibles. Considero también que estamos todos ciertos de que en el campo de la generación eléctri-ca ninguna tecnología es prescindible y que las decisiones habrán de centrarse en las proporciones en las que cada una de ellas debe utilizarse, para así optimi-zar la viabilidad del sistema de generación como un todo.

Mi comentario se orienta hacia algunos datos interesantes, que pueden aumentar la percepción sobre las posibilidades de la energía nuclear. Solo en forma complementaria a lo ya expresado por Julio Herrera, quien se ha referido principalmente al tema de la fusión nuclear, este texto se centrará en el tema de la isión nuclear como tecnología madura de un gran potencial de evolución.

La generación comercial de electricidad por medios nucleares cuenta con una historia de poco más de 50 años, en los que se ha acumulado una experien-cia de alrededor de unos 12 000 años-reactor de operación. Hoy día, 16% de la electricidad global es generada por 439 reactores ubicados en 31 países del mundo. Asimismo, se construyen 34 nuevas unidades en 14 países.

* Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares.


Hoy, los diseños occidentales continúan en evolución. Se cuenta ya con una tercera generación de reactores de agua ligera, en los cuales se incorpora la experiencia adquirida en la operación de sus antecesores. Entre los aspectos genéricos de esta nueva generación de reactores se puede mencionar que cuen-ta con diseños estandarizados por tipo de tecnología. Esto reduce el tiempo de licenciamiento, el tiempo de construcción y, por ende, los costos de capital. Además, cada diseño es cada vez más compacto y robusto, con lo que se consi-gue una mayor simplicidad para operarlos y una menor vulnerabilidad ante transitorios, lo que signiica un aumento adicional en la seguridad. Utilizan sis-temas pasivos de seguridad que aprovechan el impulso de fuerzas naturales, tales como la gravedad, la convección, la condensación y la evaporación para llevar a cabo funciones críticas (apagado del reactor, remoción de calor a largo plazo y conservación de la integridad de la contención).

El diseño vigente considera una vida útil de 60 años y un mejor aprovecha-miento del combustible. Así se consigue una importante reducción en la gene-ración de desechos y mínimos efectos en el medio ambiente. Entre las tecnolo-gías de tercera generación de reactores, ya disponibles en el mercado, se encuentra el reactor avanzado de agua en ebullición (bw), de manufactura estadounidense. De éstos, Japón opera cuatro en la actualidad, dos más están en construcción en ese país y otros dos en construcción en Taiwán. En EUA existe una solicitud, en proceso, para el licenciamiento de dos unidades de ese mismo tipo de reactor. Asimismo, ya existe el reactor económico simpliicado de agua en ebullición (bw), de manufactura japonesa-estadounidense, el cual se encuentra en proceso de certiicación en EUA; existen solicitudes para el licenciamiento de dos unidades de reactor bw en ese mismo país. Ambas versiones constituyen la evolución del reactor de agua en ebullición (bw), que es del tipo de las dos unidades que se operan en la central mexicana de Laguna Verde.

También existe el reactor evolucionario de agua a presión (p), de manu-factura europea, que constituye la evolución de los reactores de agua a presión (pw). De éstos, se construyen uno en Finlandia, uno en Francia y dos en la República Popular China. Otra modalidad de evolución de los pw es el pl, de manufactura estadounidense; a la fecha, se construyen cuatro en la República Popular China.

Existen diversos factores que han aumentado la percepción favorable de la opinión pública sobre la energía nuclear. En primer lugar, la competitividad económica con otras opciones energéticas en términos del costo total nivelado de generación. Es decir, cuando se compara la suma total del costo de inver-

INVESTIGACIÓN, DESARROLLO E INNOVACIÓN EN ENERGÍA 411

sión, combustible, operación y mantenimiento, dividido por la energía total generada en la vida útil de las plantas. Si comparamos las unidades de energía nuclear con las opciones alimentadas por combustibles fósiles, la volatilidad del precio de dichos combustibles tiene un impacto muy importante en la fase de operación de esas tecnologías, que en el caso de la nuclear se amortigua por la poca dependencia del costo nivelado respecto al precio del uranio y los servi-cios de combustible. Al comparar las fuentes renovables, la energía nuclear es la más barata por sus muy altos factores de carga. Por otro lado, las centrales nucleares no emiten gases de efecto invernadero a la atmósfera. Estos factores, conjuntamente con los estándares alcanzados en seguridad y desempeño de las plantas nucleares, han llevado a su aceptación por la opinión pública.

Las tendencias antes mencionadas dan como resultado que la energía nu-clear en el mundo esté hoy en un nuevo auge. Japón, que fue víctima de los ata-ques atómicos de Hiroshima y Nagasaki, aumentará en una década su capacidad de generación nuclear en 13 GW. Corea lo hará en casi 10 GW. China e India han anunciado sendos planes de expansión, que en conjunto suman 57 GW hacia el año 2022. Es decir, el continente asiático aumentará su capacidad en 80 GW en un periodo de tres lustros.

En EUA, la Comisión Reguladora Nuclear () ha concedido la renova-ción de 48 unidades para extender su operación por 20 años adicionales a los que de origen se habían concedido. A la fecha, tienen 12 solicitudes en revisión y esperan recibir otras 19 para este tipo de extensiones. Además, la ha re-cibido a la fecha solicitudes para construir 15 nuevos reactores y espera recibir, de aquí a 2010, otras 19. Con ello la moratoria de facto que se había impuesto a la generación nucleoeléctrica en ese país prácticamente llega a su in.

Algunos países europeos como el Reino Unido, Rumania, República Che-ca, Bulgaria y Lituania ya consideran la expansión de sus respectivos progra-mas nucleares. Italia, que apagó sus centrales a ines de la década de 1990, ha anunciado recientemente su intención de reactivar su programa nuclear. Y aun países que nunca han utilizado este tipo de generación, como Indonesia, Viet-nam y Chile, anuncian que estudian su factibilidad.

Sumado a lo anterior, se ha conformado un foro internacional para la in-vestigación y el desarrollo de las tecnologías que habrán de constituir la cuarta generación de reactores nucleares. El denominado Foro Internacional para la Generación IV (gf) está conformado, hasta ahora, por Argentina, Brasil, Ca-nadá, el consorcio Euratom, Francia, Japón, Corea, Federación Rusa, República Sudafricana, Suiza, Reino Unido y Estados Unidos. El foro trabaja en torno a seis tecnologías, dos de neutrones térmicos: el reactor enfriado por agua super-


crítica (scwr) y el reactor de muy alta temperatura (h); tres de neutrones rápidos: el reactor rápido enfriado por gas (gf), el reactor rápido enfriado por sodio (f), el reactor rápido enfriado por plomo (f) y uno de neutrones epitérmicos, el reactor de sal fundida (m). Los objetivos esenciales de la ge-neración IV son incrementar la seguridad, mejorar la economía de la produc-ción de electricidad, reducir los desechos nucleares para coninamiento e in-crementar la resistencia a la proliferación.

Para concluir, quiero mencionar que en México la generación de electrici-dad por medios nucleares ha tenido un desempeño por demás exitoso. Con solo dos unidades, la primera inaugurada en 1990 y la segunda en 1995, la Cen-tral Nucleoeléctrica de Laguna Verde ha logrado registros sobresalientes en los factores de carga en el ámbito nacional. Esto le ha permitido mantenerse con una generación de entre 5 y 6% de la energía eléctrica del país. Creo que el Pre-mio Nacional de Calidad recientemente otorgado por el Instituto para el Fo-mento de la Calidad Total es un iel relejo del nivel de excelencia con el que se ha operado esta instalación. Y no solo eso, sino que la operación de la Central Laguna Verde, en el aspecto de formación de recursos humanos especializados en un área muy demandante en términos de calidad y excelencia, ha resultado en uno de los activos más valiosos que ha obtenido México.

Por todo lo anterior considero que la investigación en energía nuclear debe seguir contando con el apoyo del gobierno federal y, en la medida de lo posible, ser reforzada para que nuestro país esté en posibilidades de afrontar de manera solvente los retos que se aproximan en el panorama energético nacio-nal y mundial.

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SEMBLANZAS DE LOS AUTORES

Larissa Adler MilsteinEstudió Antropología Social en la Universidad de California, en Berkeley. Realizó su doctorado en la misma disciplina en la Universidad Iberoamericana de México. Es miembro del comité cientíico de Forum on Higher Education Research and Knowledge, cuya función es analizar y relexionar sobre las perspectivas globales en educación y conocimiento en regiones como África, los Estados Árabes, Asia y el Pací-ico, Europa y el continente americano. Es integrante del Consejo Consultivo de Cien-cias de la Presidencia de la República. Recibió el doctorado Honoris Causa en Letras Humanas por la Universidad de Massachusetts; fue elegida para integrar el Consejo Consultivo “Advisory Committee” del Instituto Kellogg de Estudios Internacionales, en la Universidad de Notre Dame. Es investigadora emérita del Instituto de Investigacio-nes en Matemáticas Aplicadas y en Sistemas de la m. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores, donde también es emérita desde 1996.

Francisco Barnés de CastroObtuvo la licenciatura en Ingeniería Química en la Facultad de Química de la m y los grados de maestría y doctorado en la misma disciplina en la Universidad de Califor-nia, en Berkeley. Inició su actividad académica en la m, donde ha desempeñado los cargos de director de la Facultad de Química, secretario general y rector. En la Secreta-ría de Energía ocupó los cargos de secretario técnico de la Comisión Petroquímica Mexicana, subsecretario de Política Energética y Desarrollo Tecnológico y Subsecreta-rio de Hidrocarburos, y fue director general del Instituto Mexicano del Petróleo. Ha sido miembro del Consejo Consultivo Internacional del Paciic Northwest National Laboratory del departamento de Energía de Estados Unidos y del Comité Consultivo Público Conjunto de la Comisión para la Cooperación Ambiental de América del Nor-te. Es miembro de Fundación , miembro fundador de la Fundación Nacional para el Desarrollo a través de la Energía y consejero del Centro Mario Molina para Estudios Estratégicos sobre Energía y Medio Ambiente. Actualmente es integrante de la Comi-sión Reguladora de Energía y presidente de la Fundación México-Estados Unidos para la Ciencia.

414 SEMBLANZAS DE LOS AUTORES

Mariano Bauer EphrussiObtuvo la licenciatura en Física en la Universidad Nacional Autónoma de México y el doctorado en la misma disciplina en la Universidad de Maryland. Su investigación abar-ca f ísica nuclear teórica, mecánica cuántica y prospectiva energética y ambiental. Es fundador y ex director del Programa Universitario de Energía de la m. Participó en el Consejo Mundial de la Energía, como integrante de los comités de Estudios, Sistemas Limpios de Combustibles Fósiles, y Escenarios al 2050. Es investigador del Instituto de Física de la m, e investigador huésped en prospectiva tecnológica en el Instituto Mexicano del Petróleo. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores.

Ángel de la Vega NavarroInició sus estudios en la Facultad de Economía de la Universidad Nacional Autónoma de México titulándose en Francia, donde realizó su doctorado en Economía por la Fa-cultad de Ciencias Económicas de la Universidad de Grenoble II. Se inició como docen-te e investigador en esta misma universidad. Al regresar a México, en 1973, se incorpo-ra a El Colegio de México, y en 1976 ingresó a la Facultad de Economía para formar parte del grupo académico que inició el programa de doctorado. Sus actividades acadé-micas se han orientado al estudio de temas energéticos relacionados con el desarrollo y la economía política internacional. En 2010 fue invitado a participar en la elaboración del 5º. Informe del p (Intergovernmental Panel or Climate Change). Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores y se desempeña como profesor en el Posgrado de Economía y en el Posgrado de Ingeniería de la m.

Fernando del Río HazaDoctor en Física por la Universidad de California, Berkeley. Su especialidad es la termo-dinámica, teórica y experimental, y la mecánica estadística. Ha dirigido medio centenar de tesis de doctor, maestro y licenciado. Miembro de las juntas directivas de la m y de la Universidad de Quintana Roo. Fue presidente de la hoy Academia Mexicana de Cien-cias, director de la revista Ciencia y coordinador fundador del Programa de Mejora-miento del Profesorado de la p de 1996 a 2001. Ha publicado más de 200 artículos especializados y de divulgación y varios libros. Profesor emérito y Profesor distinguido de la Universidad Autónoma Metropolitana. También es investigador nacional emérito en el Sistema Nacional de Investigadores.

Irma Verónica Domínguez AlmarazLicenciatura en Ingeniería Química y maestría en Ciencias Nucleares en la Facultad de Química de la Universidad Nacional Autónoma de México. Comenzó su carrera en la

SEMBLANZAS DE LOS AUTORES 415

Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos y en la Comisión de Seguridad Nu-clear y Salvaguardias. Fue investigadora de la Escuela Superior de Física y Matemáticas del Instituto Politécnico Nacional. Posteriormente trabajó varios años en Pemex hasta su retiro.

Juan Eibenschutz HartmanIngeniero mecánico electricista por la Universidad Nacional Autónoma de México; in-geniero nuclear del Institut National des Sciences et Techniques Nucléaires de Saclay, Francia. En 1959 ingresó a la Comisión Federal de Electricidad, donde ocupó diversos cargos en planeación, operación y gestión. Fue subdirector desde 1982 hasta marzo de 1990. Ha ocupado diversos cargos en el país como representante de organizaciones in-ternacionales relacionadas con energía y ha sido parte de diversas organizaciones na-cionales que tienen que ver con la investigación y el desarrollo energético. Ha presenta-do numerosos trabajos sobre energéticos y energía nuclear y ha presidido o participado en diferentes conferencias en el extranjero. Es miembro del Institute of Electrical and Electronics Engineers, la Asociación de Ingenieros Universitarios Mecánicos Electricis-tas, el Colegio de Ingenieros Mecánicos y Electricistas, la Asociación Mexicana de In-genieros y la American Nuclear Society. Actualmente es director general de la Comi-sión Nacional de Seguridad Nuclear y Salvaguardias.

Claudio A. Estrada GascaEs f ísico por la m y tiene un doctorado en Ingeniería Mecánica por la Universidad de Nuevo México, Estados Unidos. Sus áreas de interés son los fenómenos de transpor-te en sistemas solares, en particular en sistemas de concentración solar. Promotor acti-vo en México de las energías renovables, particularmente de la energía solar. Ha sido presidente de la Asociación Nacional de Energía Solar y miembro del Consejo Directivo de la International Society of Solar Energy. Actualmente es miembro del Consejo Con-sultivo de Energías Renovables, del Consejo Consultivo de Cambio Climático del go-bierno mexicano y del Sistema Nacional de Investigadores, nivel III, y responsable del Proyecto de Laboratorio Nacional de Sistemas de Concentración Solar y Química Solar, laboratorio cuyas instalaciones se encuentran en operación en el -m en Temix-co, Morelos, y en la Universidad de Sonora en Hermosillo, Sonora. Desde 2004 es direc-tor del Centro de Investigación en Energía de la m.

Adrián Fernández BremauntzBiólogo graduado de la Universidad Autónoma Metropolitana, con maestría en Tecno-logía Ambiental, y doctorado en Ciencias Ambientales, ambos del Colegio Imperial de


la Universidad de Londres. Realizó estancia posdoctoral en la Escuela de Salud Pública de la Universidad de Harvard. Ha sido asesor del Banco Mundial, el Programa de las Naciones Unidas para el Ambiente y la Organización Mundial de la Salud. Coordinó la elaboración de los primeros programas de calidad del aire para las ciudades de Guada-lajara, Monterrey, Cd. Juárez, Toluca, Mexicali y Tijuana. En el periodo de 1995 a 2000 participó activamente en la elaboración de los programas de Calidad del Aire de la Ciudad de México 1995-2000 y 2002-2010. Ha mantenido su actividad docente en uni-versidades nacionales y como profesor invitado en las universidades de Harvard, Bos-ton, Berna y Moscú. Presidente del Instituto Nacional de Ecología de marzo de 2005 a febrero de 2011.

Rafael Fernández de la GarzaIngeniero mecánico electricista egresado de la Universidad Nacional Autónoma de Mé-xico con especialidad en Diseño de Plantas Generadoras por la Universidad de Califor-nia, Los Ángeles. Cuenta con más de 40 años de experiencia profesional en diseño de plantas generadoras geotérmicas de combustóleo, gas, carbón y centrales nucleoeléctri-cas, así como en diversos temas relacionados con la seguridad industrial y protección ambiental. Fue presidente del Comité Internacional Consultivo del Instituto de Opera-ciones Nucleares. Fue director corporativo de Seguridad Industrial y Protección Am-biental de Pemex. Participó en el diseño, construcción, puesta en marcha y operación de la Planta Nucleoeléctrica de Laguna Verde, la primera de este tipo en México. Es miembro y académico de la Academia Mexicana de Ingeniería. Actualmente es gerente de Centrales Nucleoeléctricas de la Comisión Federal de Electricidad.

Jorge Flores ValdésFísico y divulgador de la ciencia, estudió la carrera y el doctorado de f ísica en la Facul-tad de Ciencias de la m. Realizó un posdoctorado de dos años en la Universidad de Princeton. Dedicado al inicio de su carrera a la f ísica nuclear teórica. También ha traba-jado en el estudio de las luctuaciones del espectro electrónico de partículas metálicas pequeñas. A principios de los ochenta se interesó en un nuevo campo: el estado sólido de sistemas desordenados. Después del terremoto de 1985, realizó una teoría para en-tender la respuesta sísmica del Valle de México. En la actualidad estudia sistemas clási-cos elásticos, que son análogos a sistemas cuánticos. Estuvo a cargo, desde su fundación y durante una década, del programa “Domingos en la Ciencia” de la Academia Mexica-na de Ciencias. Director fundador de Universum, Museo de las Ciencias, de la m. Profesor visitante del Institut de Physique Nucléaire de la Universidad de París, Orsay. Coordinador general del Consejo Consultivo de Ciencias para el periodo 2010-2012. Es investigador emérito del Instituto de Física de la m.


Sergio M. Galina HidalgoEs Físico con maestría en Exploración Petrolera y doctorado en Energética, ambos por la m. Ha colaborado como académico en temas de energía en programas de pos-grado en la m, el p, el m y el mp desde 1993. Es autor de diversos artículos cientíicos y capítulos en libros sobre economía, planeación e investigación y desarrollo tecnológico en la industria petrolera. Miembro de la Junta de Editores del Journal of Energy and Development desde 2005. De 2000 a 2009 trabajó en el mp en la Dirección de Investigación y Posgrado y en la Dirección de Planeación como encargado de la coordinación del Programa Académico, ejecutivo académico del Posgrado, jefe de pro-yecto de Iniciativas de , y secretario técnico del Proceso de Planeación; en el mismo lapso laboró seis meses en el Paciic Northwest National Laboratory del Department of Energy de Estados Unidos en temas de gestión y planeación tecnológica. Ingresó a Pe-mex en junio de 2009 como asesor en la Oicina de los Consejeros Profesionales y es secretario técnico del Comité de Desarrollo e Investigación Tecnológica de Pemex y secretario técnico del Comité de Estrategia e Inversiones de Pemex Petroquímica.

José Ángel Gómez CabreraEs ingeniero petrolero con estudios de maestría en Ingeniería Petrolera, ambos por la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México. Acreditado como perito profesional en la especialidad de Ingeniería de Producción por el Colegio de Ingenieros Petroleros de México, A.C. Sus estudios se han centrado en los sistemas artiiciales de producción, llamado bombeo neumático autoabastecido, que han reper-cutido en múltiples beneicios para la industria petrolera. Es integrante de la Society of Petroleum Engineers, miembro de la Asociación de Ingenieros Petroleros de México y del Colegio de Ingenieros Petroleros de México. Actualmente es jefe de la División de Ingeniería en Ciencias de la Tierra de la Facultad de Ingeniería de la m.

Carlos Federico Gottfried JoyEstudió Ingeniería Industrial en la Universidad Metodista del Sur, Texas, Estados Uni-dos. Cuenta con diversas patentes internacionales en sistemas y tecnología para la ge-neración ininterrumpible de energía. Experto en diseño de generadores y motores eléc-tricos, en generación ininterrumpible de energía, en tecnología eólica, en generación hidroeléctrica y en eiciencia energética, entre otros temas. Ha sido asesor de la Comi-sión Federal de Electricidad, del Instituto de Investigaciones Eléctricas, del Fideicomiso de Apoyo al Programa de Ahorro de Energía, de la Comisión Nacional para el Ahorro de Energía, y de Pemex, entre otros. Presidente fundador del grupo industrial Grupo Fuerza Eólica, S.A. de C.V., la primera compañía de energía de viento en México.


Jorge Gutiérrez VeraIngeniero eléctrico por el Instituto Politécnico Nacional. Realizó estudios de maestría en Sistemas de Ahorro de Energía en la Universidad Anáhuac. Trabajó en la Comisión Federal de Electricidad de 1966 a 1982. Ha sido director general de la Facultad de Inge-niería de la Universidad Anáhuac, e impartió clases en la Facultad de Ingeniería Eléctri-ca y Mecánica de la Universidad Iberoamericana y en la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Mecánica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. De 1997 a 1999 ocupó el cargo de consejero técnico en la Secretaría de Energía y de 1982 a 1992 fue subdirector general de Luz y Fuerza del Centro. De 2001a 2006 se desempeñó como director gene-ral de la Empresa Sistemas de Energía Internacional. Director general de Luz y Fuerza del Centro de 2006 hasta su extinción. Integrante del Institute of Electrical and Electro-nics Engineers. También es miembro de la Sociedad Mexicana de Ingenieros, del Cole-gio de Ingenieros Mecánicos Electricistas y de la Asociación Mexicana de Ingenieros Mecánicos Electricistas.

Francisco Guzmán López FigueroaFísico por la m y doctor en Fisicoquímica por la Universidad de Sheield, Inglate-rra. Es director de Seguridad y Medio Ambiente del Instituto Mexicano del Petróleo, donde ha participado en proyectos sobre isicoquímica de la contaminación atmosféri-ca, evaluación de estrategias de control de la contaminación, calidad de combustibles, impactos económicos y ambientales por el uso de energía y prospectiva tecnológica de la industria petrolera. Ha ocupado los cargos de gerente de Ciencias del Ambiente, di-rector ejecutivo de Investigación y coordinador del Programa Académico. Ha publicado más de 30 trabajos de investigación y divulgación e impartido más de 50 cursos de li-cenciatura y posgrado. Trabajó en el Instituto de Investigaciones en Materiales de la m y en el Laboratorio de Termodinámica de la m-Iztapalapa, y ha sido investiga-dor invitado del National Institute of Standards and Technology y participante en diver-sos grupos de trabajo del Consejo Mundial de Energía y de la Comisión de Cooperación Ambiental de América del Norte.

Judith Herrera MontelongoEstudió Filosof ía en la Universidad Autónoma de Guanajuato, con maestría en Ciencia Política y doctorado en Ciencias Políticas y Sociales por la Universidad Nacional Autó-noma de México. Profesora investigadora del Departamento de Política y Cultura de la Universidad Autónoma Metropolitana-Xochimilco, donde ha publicado un libro y una colección de artículos. Investigadora del , nivel I, y miembro de Promep. Ha partici-pado en congresos nacionales e internacionales, en programas radiofónicos y comités editoriales. Ha dirigido tesis y realizado otras actividades académicas.


Julio Herrera VelázquezRealizó sus estudios de licenciatura a doctorado en la Facultad de Ciencias de la m, de 1970 a 1979, con especialidad en f ísica nuclear. A partir de ese año inició su trabajo en f ísica de plasmas en el Instituto de Ciencias Nucleares, en donde ha sido secretario académico (1989-1996) y jefe del Departamento de Física de Plasmas (2000-2004). El énfasis de su investigación está en la fusión nuclear controlada, y su interés se ha dividi-do entre el estudio teórico y experimental en plasmas densos magnetizados, y teórico en fenómenos no lineales en plasmas, así como en problemas de estabilidad y equilibrio en sistemas de coninamiento toroidal. Ha formado parte de comités organizadores en diversos eventos internacionales, como el Congreso de Fusión del Organismo Interna-cional de Energía Atómica (2004 y 2006), las Reuniones Técnicas del mismo sobre In-vestigación en Fusión en Experimentos Pequeños (2005 y 2007), el Congreso Interna-cional de Física de Plasmas (1996 a la fecha), y el Taller Latinoamericano de Física de Plasmas (1988 a 2010), el cual ha organizado en dos ocasiones en México.

Roger Magar VincentEs f ísico egresado de la Facultad de Ciencias de la m, con especializaciones en energía nuclear y óptica. Desde el principio de su carrera se interesó en los sistemas de transformación de la energía, tanto primaria como secundaria. Especializado en la energía nuclear y láseres, construyó el primer láser mexicano en 1965. Subdirector de proyectos de Energía, Transporte y Bienes de Capital en Nacional Financiera (1989-1998). Subdirector del Sector de Energía y Petroquímica en la Secretaría de Programa-ción y Presupuesto (1977-1988). Asesor del Instituto Nacional de Investigaciones Nu-cleares y del Secretario del Medio Ambiente (1986-1987). Autor de diversos artículos cientíicos sobre láseres y celdas fotovoltaicas, de tres libros sobre energía y coautor de tres libros sobre ciencia de materiales y cambio tecnológico.

Manuel Martínez FernándezEstudió Física en la Universidad Nacional Autónoma de México (1967-1972). Realizó estudios de doctorado en Ciencias (f ísica) en la Universidad de Oxford, Inglaterra. Re-cibió el Premio Nacional de Energía Renovable 2005; fue presidente de la Academia Nacional de Ingeniería, de la Asociación Nacional de Energía Solar y de la Red Nacional de Consejos y Organismos Estatales de Ciencia y Tecnología. Corresponsable de la creación del Centro de Investigación en Energía () de la m, que dirigió por ocho años. Fue el primer director general del Consejo de Ciencia y Tecnología del Estado de Morelos, donde fundó el Centro Morelense de Innovación y Transferencia Tecnológica y el Museo de Ciencias de Morelos. Es investigador titular en el y profesor en el Pos-grado en Ingeniería (Energía), ambos de la m. También es miembro del Sistema Na-


cional de Investigadores. Su área de investigación es la planeación prospectiva, en parti-cular sobre energías renovables.

Pablo Mulás del PozoEs ingeniero químico por la Universidad de Ottawa, Canadá y doctor en Ingeniería por la Universidad de Princeton. Sus actividades académicas las realizó como profesor titu-lar en el Departamento de Ingeniería Nuclear del Instituto Politécnico Nacional, en el Departamento de Química del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del p, y en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México. También se ha desempeñado en los siguientes puestos: director de los Laboratorios del Reactor Nuclear del Centro Nuclear de México (1970-1973), director de la División de Fuentes de Energía (1976-1991) y director ejecutivo (1991-1996) del Instituto de Inves-tigaciones Eléctricas de México. Después de un breve periodo como coordinador de asesores del Secretario de Energía fue nombrado, en marzo de 1997, director del Pro-grama Universitario de Energía de la m. De abril de 2002 a diciembre de 2005 fue asesor de la Rectoría General de la Universidad Autónoma Metropolitana. A partir de 2006 se encuentra desempeñando labores de investigación en el Instituto de Investiga-ciones Eléctricas. Además de participar en varias sociedades nacionales e internaciona-les de naturaleza cientíica y profesional, así como en varios comités directivos y con-sultivos en instituciones académicas, industriales y editoriales, recibió un doctorado Honoris Causa en Ciencias de la Universidad de Salford, Gran Bretaña, en 1993.

José Raúl Ortiz MagañaIngeniero industrial militar egresado de la Escuela Militar de Ingenieros; obtuvo el gra-do de Maestría en Ciencias con especialidad de Ingeniería Nuclear, en el Departamento de Ingeniería Nuclear de la Escuela Superior de Física y Matemáticas del Instituto Poli-técnico Nacional. En 1971 fue designado coordinador de Seguridad Radiológica en la Comisión Nacional de Energía Nuclear; de 1977 a 1979 se desempeñó como investiga-dor adscrito al Departamento de Energía Nuclear de la División de Fuentes de Energía del Instituto de Investigaciones Eléctricas, desarrollando actividades relacionadas con seguridad nuclear y f ísica de instalaciones nucleares. Fue miembro fundador de la Co-misión Nacional de Seguridad Nuclear y Salvaguardias, donde se desempeñó como ge-rente de Seguridad Radiológica a cargo de la organización y coordinación de las activi-dades reguladoras a nivel nacional en materia de seguridad radiológica hasta marzo de 2001, fecha en que fue designado director general del Instituto Nacional de Investiga-ciones Nucleares, cargo que desempeña hasta la fecha. Ha sido experto del en misiones de apoyo a programas nacionales de protección radiológica en diferentes paí-ses de Centroamérica, Sudamérica y el Caribe. En los últimos 10 años su interés profe-


sional se ha orientado a las aplicaciones pacíicas de la energía nuclear, tanto energéti-cas como no energéticas. Su labor docente fue constante durante 35 años. Es miembro de la Academia de Ingeniería de México, de la Sociedad Nuclear Mexicana y de la So-ciedad Mexicana de Seguridad Radiológica.

Mario Rogelio Pérez AcuñaIngeniero químico por la Escuela de Ingeniería Química e Industrias Extractivas del Instituto Politécnico Nacional. Empezó su carrera en Pemex y Fertimex como ingeniero de planta. Es jubilado de Pemex. Actualmente labora en una compañía que presta servi-cios a la industria petrolera.

José Sarukhán KérmezBiólogo por la Universidad Nacional Autónoma de México; maestro en ciencias agríco-las por el Colegio de Postgraduados de Chapingo y doctor en ecología por la Universi-dad de Gales. Se ha especializado en el estudio de ecología vegetal de poblaciones y sis-temas, ecología global, biodiversidad y darwinismo, así como en aspectos de educación superior, ciencia y tecnología. En la m ha sido profesor de la Facultad de Ciencias desde 1973, investigador y director del Instituto de Biología; coordinador de la Investi-gación Cientíica y, de 1989 a 1997, rector por dos periodos. Integrante del Consejo Consultivo de Ciencias de la Presidencia de la República. Miembro de la hird World Academy of Sciences, de la Academia de Ciencias de California, de la Academia Euro-pea de Ciencias, de la National Academy of Sciences, de la Royal Society de Londres y de la World Academy of Arts and Sciences. Doctor Honoris Causa de varias universida-des del país y del extranjero. Actualmente es coordinador nacional de la Comisión Na-cional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad. Investigador emérito en el Insti-tuto de Ecología de la m y en el Sistema Nacional de Investigadores.

Julia Tagüeña PargaEstudió Física en la Universidad Nacional Autónoma de México (1967-1972). Realizó estudios de doctorado en Ciencias (f ísica) en la Universidad de Oxford, Inglaterra. In-vestigadora en el Centro de Investigación en Energía de la Universidad Nacional Autó-noma de México. Cultiva la f ísica del estado sólido. Pertenece a la Academia Mexicana de Ciencias y a la Academia de Ciencias de Morelos, de la que es secretaria. Es actual-mente la presidenta de la Sociedad Mexicana de Divulgación de la Ciencia y la Técnica. De enero de 2004 hasta febrero de 2008 se desempeñó como directora general de Di-vulgación de la Ciencia de la m. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores, donde tiene el nivel III.


Jorge Alberto Villalobos MontalvoIngeniero químico y maestro en Ciencias Nucleares por la Facultad de Química de la m, y maestro en Métodos Matemáticos en Finanzas por la Universidad Anáhuac. Inició su carrera en el Instituto Mexicano del Petróleo y en la Presidencia de la Repúbli-ca. Es jubilado de Pemex. Actualmente labora en Citi-Banamex en el área de servicios de consultoría para Latinoamérica e imparte cátedra en la Universidad Anáhuac.

Jacinto Viqueira LandaIngeniero mecánico electricista egresado de la Escuela Nacional de Ingenieros (actual-mente Facultad de Ingeniería) de la m. Realizó estudios de especialización en siste-mas de energía eléctrica en Francia y en Estados Unidos. Sus actividades profesionales las desarrolló durante 30 años en el sector eléctrico de México, donde ocupó, entre otros, los puestos de jefe de Ingeniería Eléctrica de la Compañía de Luz y Fuerza del Centro y gerente general de Planeación y Programas en la Comisión Federal de Electri-cidad. Desde 1979 es profesor de tiempo completo en la Facultad de Ingeniería de la m y en 1994 fue designado profesor emérito.

Jorge Wolpert KuriDoctor en Tecnologías en Energías Renovables, cuenta con una maestría en Arquitec-tura y Energías Renovables, ambos de la Universidad de Nottingham, Reino Unido. De 2007 a 2010 colaboró en la Comisión Nacional para el Uso Eiciente de la Energía. Lo-gró un acuerdo para establecer el “Procalsol” (promoción de calentadores solares para casas de bajos ingresos). Este programa tiene el propósito de transformar el mercado nacional de la calefacción de agua para uso doméstico. Su trabajo se ha enfocado, prin-cipalmente, en concentrar esfuerzos y coadyuvar en la solución del problema que repre-senta la escasez de recursos naturales y la mitigación del cambio climático, a través del programa Medidas Nacionalmente Apropiadas para la Eiciencia Energética en el Sec-tor Vivienda en México. Actualmente es subdirector general de Sustentabilidad de la Comisión Nacional de Vivienda. Participó en la deinición de la estrategia de los Desa-rrollos Urbanos Integrales Sustentables, que incluye las acciones y los proyectos rela-cionados con la vivienda eiciente, mediante la implementación de ecotecnologías.

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SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS

La costumbre en la práctica profesional de algunos autores coniere a ciertos símbolos y abreviaturas de unidades de medida signiicados diversos. Por esta razón, para facili-tar la lectura, el criterio editorial de esta publicación ha buscado uniicarlos, en la me-dida de lo posible, siguiendo las recomendaciones del Sistema Internacional de Unida-des. A continuación enlistamos los utilizados en este libro.

Prefijos

E = exa = 1018 = trillónP = peta = 1015 = mil billonesT = tera = 1012 = billónG = giga = 109 = mil millonesM = mega = 106 = millónk = kilo = 103 = mild = deci = 10-1 = 0.1 = décimoc = centi = 10-2 = 0.01 = centésimom = mili = 0-3 = 0.001 = milésimoμ = micro = 10-6 = 0.000001 =

millonésimon = nano = 10-9 = 0.000000001 =

milmillonésimo

Símbolos de unidades

°C = grado CelsiuseV = electrón-voltiog = gramoh = horaJ = joule (julio)K = kelvinl = litrom = metroQ = (potencia Q) = rendimiento de las

máquinas de fusiónV = voltioW = watt (vatio)W.h = watt-horaW.d = watt-día

Abreviaturas convencionales

b = barrilb/d = barriles de petróleo al díabpc = barriles de petróleo crudobpce = bpc equivalenteCO2-eq = bióxido de carbono equivalenteFV = fotovoltaicagas LP = gas licuado de petróleoha = hectárea

p = pieton = toneladaton-eq = ton equivalenteW-e = watt eléctricoWp = watt picoW-p = watt de potenciaW-pFV = watt de potencia fotovoltaicaW-t = watt térmico

Panorama energético de México.Relexiones académicas independientes

se terminó de imprimir en julio de 2011

en los talleres de Ofset Rebosán, S.A. de C.V.,

Av. Acueducto 115, Col. Huipulco Tlalpan,14370 México, D.F.

Composición tipográica y formación:

Socorro Gutiérrez, en Redacta, S.A. de C.V.

Cuidaron la edición Ana del Río y Antonio Bolívar.

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