El Futuro de la Energía, del Agua, y de la Agricultura en el Perú está en una Encrucijada.

 Por: Pedro Valverde

 Durante el presente año he tenido oportunidad de asistir a diversos fórums organizados por varias entidades profesionales de Lima y en los cuales se trataron en forma aislada los temas relacionados con el futuro de los recursos energéticos, hídricos y agrícolas del Perú.  Debido a que en las reuniones mencionadas se omitió la existencia de un nexo estrecho entre el uso de las fuentes de energía, del agua y la agricultura con los efectos del calentamiento mundial, en este artículo se presentan algunas reflexiones al respecto del mencionado nexo.

 En la mayoría de las reuniones a las cuales asistí, los representantes del Ministerio de Energía y Minas reiteradamente presentaron y hablaron muy optimistamente sobre los diversos potenciales energéticos con los cuales ha sido bendecido el Perú.  Ellos fueron mencionados y presentados en forma gráfica tal como se muestra en la Figura No. 1.  También se mencionó que con el objeto de planificar el rol futuro de las fuentes de energía en el Perú, se debe hacer uso de la “complementariedad tecnológica y económica de las diversas fuentes de energía [1]”.  Al manifestar esto, los funcionarios del MEM establecieron que sus planes para el futuro son utilizar simultáneamente la hidroelectricidad y el gas natural.

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 La posición del MEM sería digna de ser aceptada unánimemente sino tuviéramos que enfrentar la terrible amenaza del calentamiento mundial.  Debido a este fenómeno, aquellos que nos dedicamos a planificar, diseñar y construir sistemas energéticos, ahora tenemos que encontrar alternativas a la complementariedad tecnológica y económica mencionada.  Ellas tienen que ser dadas en función de nuevas variables ambientales y de sostenibilidad.  Si adoptamos este criterio, entonces podemos examinar los datos presentados por el MEM en la Figura No. 1 bajo otra óptica, de la manera siguiente:

 Convirtiendo las cantidades de MW dadas por el MEM a unidades de energía eléctrica, y usando un factor de planta igual a la unidad con el fin de simplificar los cálculos,  se tiene lo siguiente:

  1. Potencial hidroeléctrico:

    (69,445 GW) x 8760 hr/año = 608 338 GWh/año

     

  2. Potencial Eólico:

    (22,450 GW) x 8760 hr/año = 196 662 GWh/año

     

  3. Potencial Geotérmico:

    (3 GW) x 8760 hr/año = 26 280 GWh/año

     

    Potencial Energético Total = 1+2+3 = 831 280 GWh/año

     

    Para calcular la Potencial Solar, se considera que la superficie del Perú tiene 1 280 000 km2 y que 12% cubre el territorio de la Costa, y que el 28% cubre el territorio de la Sierra, y que el 60% cubre el territorio de la Selva.  Usando los datos mínimos proporcionados por el MEM, se tiene lo siguiente

     

  4. Costa: (1 280 000 km2 )x(0,12)x(1 x 106 m2 /1 km2 )x(5 kWh/m2 /d  )=768 000 GWh/d

  5. Sierra: (1 280 000 km2 )x(0,28)x(1x106 m2 /1 km2 )x(5,5 kWh/m2 /d)=19 712 000 GWh/d

  6. Selva: (1 280 000 km2 )x(0,60)x(1x106 m2 /1 km2 )x(4,5 kWh/m2 /d)= 34 560 000 GWh/d

Potencial Energético Solar Mínimo del Perú =  4+5+6 = 55 040 000 GWh/d, lo cual en un año sería:

(55 040 000 GWh/d) x 365 d/año = 20 089 600 000 GWh/año

 Comparando los totales vemos que el potencial de energía solar es mucho mayor que el potencial de energía hidroeléctrica, agregada de la energía eólica y la geotérmica.

 ¿Y qué podemos decir de la energía proveniente del gas de Camisea?

 Hasta la fecha ni los funcionarios del MEM, ni los consultores especializados en hidrocarburos se han pronunciado en forma determinante.  El total de reservas anunciadas como reservas probadas del gas natural de Camisea sigue siendo expresado estar entre los 10,32 Trillones de Pies Cúbicos (TPC), a los 20 TPC, considerando los Lotes números 57 y 88.  El Lote 56 se usa para exportación y el Lote 58 ha sido comprado a Repsol por una compañía comunicapitalista de la China.  De todas maneras, tomando los 13 TPC de gas natural mencionado en la exposición del colega Luis Espinoza Quiñones[2], y usando un convertidor de unidades en línea[3],el potencial energético de 13 TPC es igual a:

 3 809 924 GWh, el cual también resulta menor que el total del potencial energético solar total calculado anteriormente.

 El análisis de potencial energético presentado tiene por objeto resaltar la relevancia de la energía solar en el Perú.  Para nuestro país es posible contar con este recurso natural debido a su latitud geográfica y pienso que teniendo al frente la tremenda amenaza del cambio climático, la futura planificación de la matriz energética del Perú debería hacerse considerando el uso de tecnologías solares.  Digo esto por las siguientes razones:

 Para mitigar la presencia de los efectos del cambio climático en el Perú en los próximos 20 años y también en el futuro, es necesario reducir al mínimo la huella de carbón de la matriz energética del país.  Esto es posible de conseguir, solamente si durante la planificación e implementación de tal matriz energética, se utilizan los recursos naturales y las tecnologías solares que facilitan la reducción de la huella de carbón mencionada.

 En el caso del Perú, así como en otros países, los ingenieros contemporáneos no hemos sido educados ni entrenados a utilizar tecnologías energéticas que contribuyan a la sostenibilidad ambiental de nuestro ambiente geográfico.  Por eso es que durante los últimos dos siglos, y durante la realización de nuestras actividades ingenieriles nos hemos acostumbrado a recomendar el uso de energías de costo barato y que usan combustibles provenientes de fósiles, vale decir provenientes del petróleo y sus derivados. 

Afortunadamente en nuestros días, y gracias al descubrimiento hecho por científicos dedicados al estudio de fenómenos climatológicos, hemos aprendido que nuestras acciones antropogénicas tales como el uso de combustibles provenientes de fósiles, la producción de cemento, y la deforestación de bosques más el uso de prácticas agrícolas indebidas, han contribuido a crear y continuar creando la acumulación de una capa de gases  en la atmósfera de la tierra, la cual impide la disipación normal del calor de la superficie terrestre originando el fenómeno del calentamiento mundial.  Varios gases contribuyen a la existencia de este fenómeno, entre ellos los más abundantes son el dióxido de carbón (CO2), el metano (CH4), y el óxido nitroso (N2 O).

Para explicar el atrapamiento de gases en la atmósfera terrestre se usa la metáfora del efecto invernadero y el gas más predominante es el CO2.  Este es un gas de larga permanencia en la atmósfera terrestre y durante el funcionamiento ecológico normal de nuestro planeta, es adecuadamente absorbido por el mar y por los bosques de la manera siguiente: la mitad del  CO2 acumulado en la atmósfera es absorbido en 30 años, otro tanto es absorbido en dos a tres siglos, pero el 20% restante permanece en la atmósfera por milenios causando el calentamiento mundial.

Sin embargo, las actividades antropogénicas mencionadas han creado en los últimos dos siglos, un sobre exceso del mencionado gas alrededor de la atmósfera terrestre.  Al finalizar el 2040 se estima que las emisiones del gas CO2 a nivel mundial serán 37 Gigatoneladas de CO2 por año, lo que es 61% más de lo que se acordó emitir durante el tratado de Kyoto en 1990.  Desde 1870 hasta la fecha, se han emitido un total de 1963 Gigatoneladas de CO2 repartidos de la manera siguiente: 1,431 Gigatoneladas por quema de combustibles fósiles y producción de cemento; y 532 Gigatoneladas por cambios en el uso de terrenos. Del total de 1963 Gigatoneladas mencionados, y en 144 años, los océanos han absorbido 550 Gigatoneladas, los bosques han absorbido 569 Gigatoneladas, y en la atmósfera terrestre se han acumulado 826 Gigatoneladas.[4]  Esta acumulación de gas CO2 en la atmósfera terrestre ha producido una concentración que ha sobrepasado los 350 ppm los cuales son necesarios para mantener la temperatura de la superficie terrestre al nivel de los 2 grados centígrados necesarios para la sostenibilidad de la vida en el planeta [5]. 

 

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Cuando se dice que debemos reducir la huella del carbón en nuestras actividades, estamos manifestando que los humanos tenemos que cambiar nuestros estilos de vida comprometiéndonos a emitir menores cantidades de CO2 durante nuestras actividades cotidianas.  Esto significa que cada vez debemos quemar menos combustibles fósiles, usar menos cemento, no deforestar los bosques, proteger las tierras agrícolas y en lugar de vivir individualmente acumulando riqueza y construyendo sociedades consumistas, tenemos que aprender a vivir en forma más simple construyendo sociedades cooperativistas.  O sea, tenemos que aprender a vivir en armonía con nuestro medio ambiente y con nuestros semejantes, preocupándonos más por la supervivencia y bienestar de los seres humanos en lugar de preocuparnos del crecimiento del PBI. 

Al respecto, la revista Caretas en su edición No. 2348 del mes de Agosto del presente año, publicó el Informe Ecológico Lima 2030, en el cual se sugieren varias formas del cambio de vida que se tendrán que hacer en la ciudad de Lima para combatir los efectos del cambio climático.  Este informe identifica ochenta acciones reductoras de carbono las cuales reducirían las emisiones de CO2 en un 27% y pondrían a las ciudades de Lima y Huancayo en la senda de la sostenibilidad basada en una huella de carbono mínima. Entre las mejores acciones a realizar se encuentran la eliminación total del uso de combustibles provenientes de fósiles; usar bicicletas para nuestro transporte; diseñar y construir edificios y viviendas con huella de carbón cero; controlar el aumento de población;  impedir que la reserva de agua para Lima sea negativa.  Si estas acciones se replican en el menor tiempo posible en otras ciudades del Perú quizá se pueda contribuir a mitigar y erradicar las emisiones de los gases causantes del calentamiento mundial para el año 2030.

No estoy de acuerdo que para la planificación e implementación de la provisión de electricidad para el país se debe usar simultáneamente la hidroelectricidad y el gas natural.  Me parece que esta posición está en desacuerdo con los objetivos mundiales de reducción de huellas de carbón de los países para combatir el fenómeno del calentamiento mundial.  Al respecto explico lo siguiente: Nuestras reservas de gas natural en Camisea se dice que son para 20 años de explotación.  Si para la generación de electricidad en el Perú se usa la mitad del potencial energético del gas natural calculado en el presente artículo, la cantidad de emisiones de CO2 en el periodo mencionado serían:

20 x{((1,22 Lb CO2/kWh) x (1x106 kWh/GWh ) x 3 809 923 GWh))/2 000} x 0,90718 = 42 166 688 560 TM de CO2

En 20 años la mitad de gas CO2 emitida por el sector eléctrico sería: 21 083 344 280 TM de CO2; la otra mitad sería emitida por los otros sectores del país más los nuevos nodos energéticos y los gaseoductos al sur y norte del país, lo cual en nada contribuiría al objetivo de la reducción mundial de emisiones de gas CO2 durante el periodo de duración de las reservas de gas natural de Camisea.  Por el contrario, tal como se muestra en la figura siguiente, estos resultados contribuirían a que el calentamiento mundial sobrepase los 2 grados C de la temperatura de la tierra y por consiguiente aumentaría la concentración del gas CO2 en la atmósfera más allá de los 350 ppm influyendo para que el calentamiento mundial sea irreversible. [6]

 

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Por supuesto que el escenario descrito no afecta ni afectará directamente a las generaciones de peruanos que ya pasamos de los 50 años de edad.  Dentro de 20 años, cuando el calentamiento mundial arrecie, muchos de nosotros ya habremos pasado a mejor vida.  Sin embargo, el vivir en el futuro, bajo condiciones de un calentamiento mundial con grados de temperatura terrestre con crecimiento continuo hasta de 3, 4, 5 y más grados centígrados es algo no deseable ni para el peor de nuestros enemigos.  El someterlos a situaciones precarias de extrema sequías, hambrunas, aniegos, tifones, ciclones, y otras calamidades, creo sería como darles a nuestros herederos, así como a los herederos de ellos, uno de los más inimaginables y terribles castigos.  Ni que decir de la gran cantidad de peruanos que actualmente viven en condiciones de pobreza y quienes serán los seres humanos más vulnerables a los efectos del calentamiento mundial.

Ante la presencia y permanencia del calentamiento de la superficie terrestre, el Banco Mundial, haciendo eco a los poderes capitalistas del mundo nos aconseja que la única salida que tenemos para sobreponernos a los efectos dañinos causados por el cambio climático es aprender a adaptarnos a todos los cambios que tendremos que sufrir.  Los sistemas de privatización tanto capitalistas como los comunicapitalistas sostienen que mágicamente las fuerzas del mercado ayudarán a solucionar los problemas causados por el calentamiento mundial.  Pienso que no será así, y la razón es que este fenómeno precisamente ha sido originado por nuestro modo actual consumista de vivir bajo los sistemas mencionados. Si las generaciones venideras continúan viviendo de esta manera, simplemente contribuirán a acelerar la destrucción del mundo.  Este presentimiento fue expresado por el Papa Francisco quien durante una reunión en Roma, en Mayo del presente año dijo: “si continuamos destruyendo a la Creación, ella nos destruirá[7]”.

Volviendo a tratar el tema de la planificación de la generación de energía eléctrica,  el método actual más utilizado para la selección de tecnologías de generación es el método NEMS (National Energy Modeling System),  Este método trabaja en función a la existencia de recursos energéticos y de los costos variables y fijos de cada tecnología y consiste en hacer la selección de la tecnología de generación que es conveniente, a partir de un grupo de tres tipos de tecnologías, las cuales son:

  1. Tecnologías de costos variables elevados y costos fijos de capital elevado.

  2. Tecnologías de costos variables elevados y costos fijos de capital bajo.

  3. Tecnologías de costos variables bajos y costos fijos de capital elevado.

Hasta fines de la década de los años 1960, las tecnologías de generación del grupo 1 fueron usadas en ambientes industriales y en empresas eléctricas aisladas.  La razón fue que usaban motores de combustión a combustible diésel, un derivado del petróleo cuyo costo por barril en ese entonces fue muy bajo.  Actualmente en el grupo 1 se ubican las células de combustible y ellas son muy usadas para generar electricidad en las plantas de tratamiento de aguas residuales.

Las tecnologías de generación del grupo 2 comprenden a la generación por central térmica en todas sus variantes y utilizando el gas natural.  Los costos fijos de capital son más bajos que las otras tecnologías de generación, pero los costos de combustible son elevados y altamente variables  a medida que el precio de combustible y del agua fluctúan. 

Las tecnologías de generación del grupo 3 comprenden a la generación nuclear, al carbón de piedra, y las hidroeléctricas.  Con la generación nuclear, los costos fijos de capital exceden a los costos variables de combustible, operación y mantenimiento.  El combustible que usa (uranio y agua pesada) es mucho más barato que el carbón de piedra, el petróleo y el gas natural.  Sin embargo, debido a que después de ser utilizado, deja desechos altamente radioactivos de larga duración, este es un riesgo muy grande y un costo social que muchos países declinan afrontar. También, tal como se presenta en la Figura No. 2, la sostenibilidad de las reservas de uranio en el mundo está limitada al presente siglo.  Para el Perú, otra barrera y quizás el mayor obstáculo para la selección libre del uso de plantas nucleares es la geopolítica mundial.  Aunque para algunas sociedades consumistas esto los tiene sin cuidado.  Actualmente los comunicapitalistas Chinos, a pesar de tener pocas reservas de uranio, han comprado y siguen comprando en grandes cantidades el uranio del resto del mundo, y con el están construyendo plantas  nucleares en la China, a diestra y siniestra.

 

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La generación hidroeléctrica, de la misma forma que la nuclear, tiene costos fijos más elevados que las tecnologías que usan combustibles a base de fósiles.  Pero son tecnologías que modifican ecosistemas, hay que almacenar el agua de ríos en grandes represas construidas en base a cemento, hay que construir transvases de cuencas para cambiar la dirección de los causes de los ríos.  Al hacer esto muchas comunidades humanas y especies de peces son afectadas.  Sin embargo, una vez que las centrales hidroeléctricas son instaladas son de larga duración y requieren menor mantenimiento que las centrales nucleares.

Con el objeto de planificar e implementar en el Perú, una generación eléctrica que contribuya a mitigar el fenómeno del calentamiento mundial para el año 2030 y también para antes de fines del presente siglo, es necesario hacer modificaciones al método NEMS.  Esto es  debido a que los costos variables del método actual solamente consideran costos internos.  Los costos externos que desde el punto de vista de la sociedad también son costos variables deben también ser tomados en cuenta.

Los costos variables externos tienen que ver con la conservación ambiental y de los recursos naturales de una localidad.  Ellos mayormente reflejan el costo social debido a las emisiones de gas CO2, también los costos debido al uso de la cantidad de agua y área de terreno que se requiere por cada tipo de tecnología de generación eléctrica.  La Figura No. 3 para las plantas generadoras mayores de 100MW presenta algunas de las variables mencionadas en función a la cantidad de energía eléctrica generada en GWh por cada tecnología.

Así por ejemplo, las plantas a carbón de piedra convencionales, a lecho fluidizado, y a gas de carbón son las que contribuyen más al calentamiento mundial y al mismo tiempo son las que usan más terreno y mayor cantidad de agua por cada GWh generado.  Del mismo modo, la Figura No. 3 presenta la contribución de las plantas térmicas a gas natural, las plantas nucleares, las hidroeléctricas y las solares con sus respectivas emisiones de gas CO2 y a sus necesidades de terreno y agua.  Nótese que tanto las plantas nucleares como las hidroeléctricas tienen menores emisiones de gas CO2 por GWh generado pero igual requerimiento de terreno y cantidad de agua para funcionar.  Las plantas solares a fotovoltaicos son las que producen menor cantidad de emisiones de gas CO2 por GWH generado.  Pero requieren mayor cantidad de terreno que las nucleares y las hidroeléctricas pero menor cantidad de agua por cada GWh generado.

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 Como se puede observar, después de agregar los costos externos a los costos fijos del método presentado, la posición de una determinada tecnología de generación eléctrica dentro de los tres grupos del método está sujeta a cambio de ubicación en las escalas del 1 al 3.   Así por ejemplo, el agregar el costo del agua para generación eléctrica el cual se estima ser de $20,000 a $40,000 por acre-pie[10], más el costo de las inversiones que hay que hacer para realizar la decontaminación de los residuos de minerales en los ríos. colocaría tanto a las tecnologías hidroeléctricas del grupo 3, como a las térmicas del grupo 2, en el grupo 1.  A partir de aquí se podría planificar si serían convenientes de ser utilizadas o no, acompañándo nuestra decisión con un cálculo del costo nivelado de electricidad (CNE) en $/MWh o en $/kWh, correspondientes al precio de la energía eléctrica de cada tipo de tecnología de generación eléctrica considerada.

 Otra modificación que habría que hacerle al método MEMS sería el agregar las tecnologías solares y eólicas al grupo 3. Ellas tienen una estructura de costo que es mayormente costo fijo el cual refleja tanto el costo del capital requerido como el costo de instalación inicial además de un subsidio por mantenimiento.  Dependiendo del método de captación de las tecnologías solares ellas pueden tener o no diferentes costos de combustible.  Tal como se ve en la Figura No. 4, si se usa la captación térmica pasiva, no hay necesidad de combustible.  Si se usa la captación térmica activa a baja y mediana temperaturas (30 a 50 grados C), como en los calentadores solares de agua, no se necesita combustible.  Pero si se usa esta captación a alta temperaturas (285 a 565 grados C), como en las plantas solares de potencia solar concentrada (CSP), entonces si podría usarse el gas natural.  Ni la captación fotovoltaica ni la captación fotoquímica usan combustibles.

 En relación a las tecnologías solares que usan viento, ahora existen aerogeneradores de toda potencia.  La norma técnica usada para diseñar e instalar granjas de turbinas aerogeneradoras es la IEC 61400. 

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 A excepción de las plantas solares CSP, y las eólicas, las cuales pueden funcionar las veinticuatro horas del día, las plantas construidas con fotovoltaicos dejan de generar electricidad durante las noches por ausencia de la radiación solar.  Además, estas plantas al igual que las plantas eólicas producen generación eléctrica intermitente y variable, sin embargo con el apoyo de nuevas tecnologías de almacenamiento de electricidad, es posible también hacerlas funcionar las 24 horas del día.  Las tecnologías de almacenamiento más usadas son volante de potencia, aire comprimido, fuente interrumpible de potencia, condensadores, baterías Ambry.  Una nueva tecnología solar que usa la captación fotovoltaica son los sistemas fotovoltaicos de alta concentración, además de energía eléctrica, con ellos también simultáneamente se puede obtener agua caliente y calor.  Otra tecnología solar que usa una combinación de la captación térmica y la captación fotovoltaica es la tecnología de células termo-fotovoltaicas las cuales convierten en electricidad la radiación de fuentes de calor elevado.  Se usan en las siderúrgicas y en las fábricas de vidrio.

Al método NEMS, también habría que agregarle un cuarto grupo el cual comprende tecnologías de costos variables bajos y costos fijos de capital bajos.  Estas son tecnologías llamadas de cogeneración o de reciclamiento de calor y a cuyo uso inicialmente se opusieron vehementemente las empresas eléctricas porque tuvieron temor a que sus usuarios industriales, comerciales, e institucionales, las adoptarían dejando de lado los servicios eléctricos ofrecidos por las empresas.  Hoy en día, el comercio, la industria y las instituciones de los países que están convirtiendo sus redes de potencia eléctrica en redes inteligentes, están usando cada vez más las tecnologías de cogeneración en sistemas de generación eléctrica distribuida aplicándolas a las micro y nano redes de potencia eléctrica.

Otras tecnologías que habría que agregar al nuevo cuarto grupo serían: 1) las tecnologías de bombas de calor tanto de tipo a fuente de subsuelo terrestre como de tipo a fuente de aire, las cuales sirven para proveer aire acondicionado en domicilios y en edificios; 2) generación de electricidad en rellenos sanitarios; 3) generación de electricidad en incineradores de basura; 4) generación de electricidad a biomasa. Todas ellas son tecnologías limpias que no necesitan combustible de fósiles para funcionar.

Sin agregar los costos variables ni los costos externos podemos tener una idea de los costos fijos actuales de capital de las tecnologías de generación de electricidad usando la figura No. 5.

 

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En la Figura, las tres primeras barras corresponden a las plantas generadoras a carbón de piedra, la cuarta, quinta, sexta, séptima y la octava barras corresponden a las térmicas, la novena barra corresponde a las células de combustible, la décima barra a las plantas nucleares, la onceava barra a las plantas a biomasa, la doceava barra a las aerogeneradoras instaladas en tierra, la treceava barra corresponde a las aerogeneradoras instaladas en el mar costeño, la catorceava barra corresponde a las plantas solares-térmicas CSP, la quinceava barra corresponde a las plantas solares con fotovoltaicos, la dieciseisava barra corresponde a las plantas geotérmicas, y la última barra corresponde a las plantas hidroeléctricas.  Agregando los costos externos a los costos variables de cada tecnología, el costo total de cada una de ellas cambia considerablemente, y el costo total de las tecnologías renovables se pone a la par con el costo total de las hidroeléctricas.  Hay que tener en cuenta que estas no son consideradas como fuentes de energía renovable debido a que para su funcionamiento usan agua y este recurso hídrico se está agotando debido al calentamiento mundial.

Para hacer frente a la terrible amenaza del cambio climático, pienso que ya que el Perú tiene un recurso energético solar abundante, este debería ser incluido en la planificación e implementación de la matriz energética del país.  A partir de nuestros días, hasta el año 2050 y más allá, el cambio climático traerá consigo la creación de muchos riesgos para la generación de electricidad mediante plantas hidroeléctricas y térmicas. 

Para la hidroelectricidad estos riesgos son los siguientes:

  • Existen 3044 glaciares en las 20 cordilleras peruanas y en los últimos 35 años se han perdido 22% de sus superficies glaciares.  Además se estima que para el periodo 2020-2050, todos los glaciares por debajo de los 5,000 msm podrían desaparecer debido al cambio climático.  Esto afectará el caudal de las cuencas de los ríos.

  • El Centro Tyndall para la investigación climática de Inglaterra ha pronosticado que después de Bangladesh y Honduras, el Perú será el tercer país más afectado por los cambios climáticos dentro del siglo XXI.

  • Los reservorios de las plantas eléctricas contribuyen a la evaporación en grandes cantidades del agua almacenada.  Para su construcción, los mencionados reservorios requieren toneladas de cemento cuya fabricación emite grandes cantidades de gas CO2. 

  • La fluctuación imprevisible del costo del agua usada para generación de electricidad.

  • La recurrencia de los Fenómenos del Niño y la Niña y sus efectos en las cuencas de los ríos proveedores de caudal hidráulico.

  • El Perú cuenta con tres vertientes hidrográficas: la del Atlántico, la del Pacifico, y la del Lago Titicaca.  Como la primera genera el 98% de los recursos hídricos, y debido a que la mayoría de la población está ubicada en la vertiente del Pacifico, esto ha originado un problema de estrés hídrico, que será agravado por efectos del cambio climático.

  • La deforestación a gran escala de la Amazonía podría reducir las lluvias hasta en un 21% para el 2050[12] .

Para las plantas de generación térmica los riesgos son:

  • La sostenibilidad incierta de las reservas probadas del gas natural.

  • La vulnerabilidad y seguridad de la infraestructura de transmisión y distribución del gas natural.

  • La fluctuación imprevisible del costo del gas natural.

  • La posibilidad de que se prohíba el uso del gas natural para evitar mayores emisiones de CO2 a nivel mundial.

  • La reducción de la cantidad de agua utilizada para el enfriamiento de las turbinas de plantas térmicas.

De manera general, el cambio climático nos impondrá un conjunto nuevo de condiciones para realizar el diseño, operación y mantenimiento de las plantas de generación eléctrica existentes y también en las que están en estado de planificación.[13] [14] 

En relación al uso del agua en el Perú, los riesgos mencionados afectan mayormente a las actividades agrícolas y pecuarias del país.  Estas son actividades muy sensibles a los cambios en el clima, de las que depende la seguridad alimentaria de todos los peruanos.  De acuerdo con la Autoridad Nacional del Agua (ANA)[15], la demanda adicional de este recurso para el año 2021 será 204 Hm3  y la variación de la demanda consuntiva según sector de consumo hasta el año 2035 se presenta en la Figura No. 6.

 

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Al respecto de la Figura No. 6, se pueden hacer las siguientes observaciones:

El crecimiento de la demanda consuntiva por sectores tendrá que ser cubierta con una oferta similar proveída por los recursos hídricos del país.  El balanceo entre la disponibilidad del agua con su demanda para suplir a los diferentes sectores será cada vez más difícil, a medida que la demanda por el agua y nuevas tecnologías requerirán mayor cantidad de agua en las zonas que por el cambio climático sufren reducción de este recurso.

En todos los países, la producción de energía y el aprovisionamiento de alimentos son los causantes del calentamiento mundial.  La producción de electricidad y de calor contribuye con el 27% de las emisiones globales de gases causantes del efecto invernadero.  Las actividades agrícolas producen emisiones de metano debido al ganado y al cultivo de arroz.  También las tierras fertilizadas artificialmente producen 15% de las emisiones de óxido nitroso; y los cambios hechos a las tierras para usos energéticos y alimentarios contribuyen con otro 14% de las emisiones.

En la Figura No. 6, el gráfico de la demanda consuntiva del agua para la minería y energéticas durante el periodo del 2021 al 2035 disminuye.  Sin embargo, los planes del MEM para implementar el Nodo Energético más dos gasoductos, uno para gas seco y otro para hidrocarburos líquidos, con dirección hacia el Sur del país se va a necesitar de mayores cantidades disponibles de agua, para las nuevas centrales térmicas que se construirán y para las industrias que se piensan crear.

 A propósito del Nodo Energético y los ductos mencionados, los cuales fueron anunciados y discutidos en las reuniones a las cuales asistí, los representantes del MEM expresaron que son proyectos que tienen razón de ser.[16]  El Nodo mencionado proveerá la seguridad energética del país y es necesario de construir porque para el año 2020, de los ductos de gas de Camisea dependerá la generación de 3616 MW con centrales térmicas ubicadas en el territorio peruano; y de esta potencia sólo 557 MW se podrá generar con combustible Diesel.  El ducto mencionado es vulnerable y en caso de falla, 3058 MW de las centrales térmicas quedarían indisponibles.

La oferta en MW del futuro Nodo Energético con una demanda máxima de 9300 MW y 3000 MW de reserva será como se presenta en la Figura No. 7.

 

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La mitad de esta oferta prácticamente servirá para apoyar la extracción de cobre y otros metales por las mineras transnacionales que operan en el Sur del país, principalmente la expansión de la mina Cerro Verde.  La otra mitad será para promover el desarrollo industrial, la agricultura, la ganadería, los explosivos y la masificación del uso del gas en los hogares de esa zona. 

En relación a la construcción del poliducto de gas, lo cual debe realizarse entre el periodo 2015 al 2017,  los representantes del MEM contaron una historia que es paradójicamente interesante.  El contrato de diseño y construcción ya fue firmado por el Gobierno y porque se tiene en el Sur un mercado virtual de gas de 750 MMPCD (millones de pies cúbicos por día), más la posibilidad de desarrollar la industria petroquímica, se podría construir un doble ducto, o poliducto para transportar en forma separada pero simultáneamente, tanto el gas seco (metano) y los líquidos del gas natural (etano, propano, butano y otros) desde Camisea.  Sin embargo, como hasta el momento no se sabe exactamente cuál  es la cantidad de  reservas de gas disponibles en Camisea, paralelamente a la construcción de ductos se haría un trabajo de exploración para determinarla.  Parece ser que en este proyecto los representantes del MEM están apostando a que habría suficiente reservas de gas seco y de líquidos del gas natural en el Lote 77 y en el sur del Lote 88, también en el 108 de la cuenca del río Ene.  Otros lotes que contribuirían serían los Lotes 57 y 58.  La producción del Lote 56 está dedicado a la exportación de gas, y como dije anteriormente, el Lote 58 ha sido comprada a Repsol por la compañía comunicapitalista CNPC.  Hasta el momento no se sabe qué hará esta compañía con el gas comprado.  ¿Invertirán en la construcción del poliducto con el objeto de extraer el gas y transportarlo a la China?, ¿o tal vez lo harán para invertir en la nueva industria petroquímica?.  Estas son interrogantes a las cuales todavía no se tienen respuestas.  Lo que si se sabe es que la implementación del Nodo energético y del gasoducto del Sur aumentará las tarifas eléctricas de todos los peruanos usuarios del servicio de electricidad; o sea, continuaremos subencionando a los inversionistas foráneos que contrate el MEM para realizer las obras requeridas.

Otro asunto que más o menos se sabe es que el monto estimado de las inversiones necesarias para implementar la seguridad energética del Perú usando simultáneamente hidroelectricidad y gas natural sería alrededor de $ 38 200 millones de dólares.  ¿ Y qué pasaría si las exploraciones en Camisea no rinden los resultados esperados y las reservas de gas no son las prometidas?  A esta pregunta el MEM ha respondido diciendo que la solución de respaldo sería el continuar construyendo más hidroeléctricas a pesar de los riesgos mencionados para este tipo de centrales en el presente artículo.

Para terminar debo decir que por no haberse introducido a tiempo en la planificación del Nodo Energético del Perú y de los futuros gasoductos, los posibles efectos actuales y futuros del cambio climático, entonces la huella de carbono del país está destinada a aumentar tremendamente en lugar de disminuir.  Sin embargo, todavía hay tiempo para recapacitar y crear una verdadera hoja de ruta que nos guie a minimizar las emisiones de CO2 en el Perú. 

Debido al cambio climático, los ingenieros electricistas ya no podemos continuar diseñando y construyendo centrales hidroeléctricas sin agregar sus costos externos a los costos variables de ellas.  Además de los costos variables externos mencionados, un costo variable importante es el costo no consuntivo del agua usada por tales plantas.  Si consideramos todos estos costos, encontraremos que las centrales hidroeléctricas son menos económicamente competitivas que algunas de las centrales solares.

Concluyo mencionando algunas recomendaciones que si se realizan podrían contribuir a disminuir la emisión de gases CO2 en el Perú para el año 2030 y también para antes de finalizar el presente siglo.

Recomendaciones para las Agencias del Gobierno Central y Gobiernos Regionales:

  • Establecer y difundir programas educacionales para controlar el aumento poblacional, el uso y conservación de agua y energía para enfrentar los retos del cambio climático.  El uso de energías solares debe ser difundido a nivel nacional en todos los niveles de educación: primaria, secundaria, universidad.

  • Aprobar nuevos estándares para diseñar y construir edificios y viviendas verdes con huella de carbono igual a cero.  

  • Las agencias del Gobierno Central y de los Gobiernos Regionales deben dar el ejemplo instalando paneles fotovoltaicos y sistemas de energía solar concentrada para reducir las huellas de carbón de los  edificios actuales que son de su propiedad o de los que usan en alquiler.  Todo nuevo edificio destinado a ser usado por entidades del Gobierno debe ser diseñado y construido para tener una huella de carbón igual a cero (Edificios verdes).  Un modelo para realizar esto es la Hoja de Ruta originada por los arquitectos estadounidenses de la organización Architecture 2030[17].

  • Pro Inversión debe autorizar proyectos cuyos componentes energéticos no aumente sino que más bien reduzcan las emisiones de CO2 en el Perú.  Los contratos que se realicen con las compañías mineras deben asegurar que el 100% de los costos de rehabilitación ecológica de una zona minera sea garantizado.

  • Aprobar el uso de tecnologías de información y telecomunicaciones para instaurar el teletrabajo y la tele educación a distancia en todo el país.

  • Promover a nivel nacional la construcción de multitud de áreas verdes en las zonas urbanas.

  • Originar proyectos de generación de electricidad utilizando las plantas de tratamiento de aguas residuales.

  • Originar proyectos de generación de electricidad utilizando gas metano de los rellenos sanitarios.

  • Aprobar y realizar a nivel nacional programas mandatorios de reciclaje de desechos.

En los Nodos Energéticos:

  • Usar el total del potencial geotérmico para diseñar y construir 3 000 MW de centrales geotérmicas que remplacen a 3 000 MW de centrales térmicas.

  • Cubrir aumentos de la demanda de potencia eléctrica con centrales hidroeléctricas, solares y de viento, cada una con potencias mayores de 100 MW.

  • Usar generación distribuida, micro redes y nano redes en la oferta de potencia eléctrica.

Recomendaciones para realizar en las zonas de concesión de las empresas distribuidoras de electricidad.

En los hogares:

  • Los arquitectos e ingenieros deben originar nuevos estándares para diseñar y construir edificios de vivienda y hogares verdes con huella de carbono igual a cero.

  • Establecer y subsidiar el uso de paneles fotovoltaicos conectados a la red eléctrica para cubrir total o parcialmente las demandas eléctricas de los hogares actuales con cargas menores a 5 kW en las respectivas zonas de concesión.  Introducir tarifas FIT de retroalimentación a la red para estos usuarios.

  • Establecer el uso de paneles fotovoltaicos en el diseño y la construcción de nuevas viviendas residenciales con huella de carbono igual a cero y cargas menores a 5 kW, sean estos hogares conectados a la red eléctrica con tarifas FIT, o energizados autónomamente.

  • Establecer el uso de sistemas de energía fotovoltaica de alta concentración solar para nuevas viviendas y edificios residenciales con cargas entre 5 a 12 kW.

  • Establecer el uso de aparatos electrodomésticos que usan energía eléctrica en forma eficiente.

  • Usar controladores automáticos y lámparas LED para el alumbrado domiciliar.

  • Usar cocinas eléctricas en lugar de cocinas a gas.

  • Para acondicionamiento de aire usar bombas de calor de tipo a fuente de aire.

  • Usar calentadores solares de agua.

  • Usar lámparas LED para el alumbrado público.

  • Usar tecnologías domóticas.

  • Usar motores eléctricos para máquinas de jardinería.

En los Edificios Comerciales e Institucionales:

  • Los arquitectos e ingenieros deben originar nuevos estándares para diseñar y construir edificios verdes con huella de carbono igual a cero.

  • Establecer y subsidiar el uso de sistemas de energía solar concentrada conectados a la red eléctrica para cubrir total o parcialmente las demandas eléctricas de los edificios comerciales, hoteles, hospitales actuales en las respectivas zonas de concesión.  Introducir tarifas FIT de retroalimentación a la red para estos usuarios.

  • Establecer el uso de sistemas de energía solar concentrada en el diseño y la construcción de nuevas edificios comerciales, hoteles, hospitales con huella de carbono igual a cero, sean estos edificios conectados a la red eléctrica con tarifas FIT, o energizados autónomamente.

  • Usar equipos de oficina, computadoras y otros equipos de tecnologías de información que usan energía eléctrica más eficientemente.

  • Usar controladores automáticos y lámparas LED para iluminación.

  • Usar tecnologías de cogeneración.

  • Usar bombas de calor de tipo a fuente del subsuelo terrestre.

  • Usar calentadores solares de agua.

  • Usar motores eléctricos para máquinas de jardinería.

  • Usar tecnologías domóticas.

     

Para el Transporte local:

  • Caminar

  • Usar tecnologías de información y telecomunicaciones para practicar el teletrabajo.

  • Reemplazar combis con buses eléctricos.

  • Reemplazar taxis a gasolina o gas natural con vehículos eléctricos

  • Instalar redes de estaciones de carga de baterías de vehículos eléctricos basada en paneles fotovoltaicos y sistemas de energía fotovoltaica solar concentrada.

  • Usar lámparas LED para la iluminación pública.

  • Construir ciclovías y usar bicicletas a pedal, también bicicletas y motocicletas eléctricas.

  • Instalar semáforos a lámparas LED.

  • Eliminar gradualmente el uso de combustibles provenientes de fósiles.

En el Transporte interdepartamental:

  • Usar vehículos y buses híbridos

  • Usar transporte masivo impulsado por hidroelectricidad.

  • Eliminar gradualmente el uso de combustibles provenientes de fósiles.

  • Usar lámparas LED para iluminar carreteras, puentes.

     

    Recomendaciones para la Industria:

  • Usar electricidad más eficientemente.

  • Usar cogeneración en lugar de calderos a combustible fósil.

  • Usar sistemas de energía fotovoltaica solar concentrada para obtener simultáneamente electricidad, agua caliente y calor.

  • Usar tecnologías solares termo-fotovoltaicas.

  • Reducir emisiones de CO2 en la industria del etileno.

  • Reducir emisiones del CO2 en la industria del cemento.

  • Reducir emisiones del CO2 en la industria refinería del petróleo

  • Reducir emisiones del CO2 en la industria siderúrgica.

  • Reducir emisiones del CO2 en la industria minera.

  • Reducir emisiones del CO2 en la agricultura y la pesca.

  • Reducir emisiones del CO2 en las actividades agropecuarias.

Conclusiónes:

En el Perú, el potencial energético de la energía solar es superior al potencial energético de la hidroelectricidad y del gas natural.

El Artículo 2,2 del Decreto Legislativo No. 1002[18] debe ser enmendado o derogado.  La razón es que no debe haber porcentaje objetivo para el uso de energías renovables.

El Artículo 3 del Decreto Legislativo No. 1002[18] debe ser cambiado.  La razón es que no debe limitarse la potencia eléctrica de los recursos energéticos renovables.

Para reducir la huella de carbono en edificios, el Perú debe adoptar la Hoja de Ruta originada por la organización Architecture 2030 de los EEUU.[17]

Las centrales hidroeléctricas no son consideradas como fuentes de energía renovable debido a que para su funcionamiento usan agua y este recurso hídrico se está agotando por el calentamiento mundial.

A pesar de los riesgos presentados por el cambio climático al uso de centrales hidroeléctricas, en lugar de incentivar la masificación del uso del gas natural y otros combustibles fósiles, debemos lograr realizar la masificación del uso de la electricidad proveniente de las fuentes solares hidroeléctricas y fotovoltaicas mencionadas en el presente artículo, y las cuales son las mejores fuentes de energía limpia existentes el Perú.

¿ Qué hacer con los hidrocarburos como el petróleo, el gas  y sus derivados, los cuales son combustibles provenientes de fósiles?

Simplemente hay que paulatinamente dejar de utilizarlos.  Tenemos que reconocer que la madre Tierra en su infinita sabiduría, y por razones que solamente ella conoce, escondió y mantuvo escondidos en sus entrañas, por muchos siglos, al petróleo y al gas natural.  Los seres humanos los descubrimos y al darnos cuenta de que tenían cualidades energéticas, nos dejamos ganar por la avaricia y la ambición de volvernos ricos quemando combustibles de fósiles.  Al hacer esto gran pecado hemos cometido al enfermar a nuestro planeta; sin embargo, la madre Tierra está dispuesta a perdonarnos y enseñarnos el camino de la transición que debemos hacer para obtener nuestra redención.[19]

Referencias:

  1. Edwin Quintanilla, Simposio Electrotécnica, AEP, Lima, Enero 2014.

  2. Luis Espinoza Quiñones, Simposio Electrotécnica, AEP, Lima, Enero 2014.

  3. http://www.traditionaloven.com/tutorials/energy/convert-cubic-foot-natural-gas-to-giga-watt-hour-gwh.html

  4. http://www.globalcarbonproject.org/carbonbudget/14/hl-compact.htm

  5. http://www.ted.com/talks/lang/es/james_hansen_why_i_must_speak_out_about_climate_change.html

  6. http://350.org

  7. http://thinkprogress.org/climate/2014/05/21/3440075/pope-francis-if-we-destroy-creation-creation-will-destroy-us/

  8. http://www.energy.eu/stats/energy-uranium-proved-reserves.html

  9.  

    http://es.slideshare.net/aschnobr/combined-cycle-technology

     

  10. Danny Reible, Meeting the Water Needs of Agriculture and Energy Production in Arid Environments.  IEEE PES General Meeting at National Harbor, MD., July 27-31,Panel: The Water-Energy-Food Nexus in the Face of Changing Global Climate.

  11. http://instituteforenergyresearch.org/analysis/eia-provides-updated-capital-cost-estimates-for-electric-generating-plants/

  12. http://cdkn.org/2014/01/minister-of-environment-for-peru-and-unfccc-cop-20-president-highlights-new-report-on-amazon-security-agenda/

  13. http://es.slideshare.net/DickdickMaulana/e-book-climate-impacts-on-energy-systems?related=1

  14. http://www-wds.worldbank.org/external/default/WDSContentServer/WDSP/IB/2013/06/27/000333037_20130627121240/Rendered/PDF/789230REPLACEM0sty0Energy0204014web.pdf

  15. https://www.youtube.com/watch_popup?v=66vE6raZeuk

  16. https://www.youtube.com/watch_popup?v=2Sf2C-TU1Aw&feature=player_detailpage&list=UUAbn2C2loXvnDKb5x-18EMA

  17. http://www.architecture2030.org

  18. http://www.minem.gob.pe/archivos/legislacion-9ozj22z9ap5zz33z-DL_de_promocion_de_la_inversion_para_la_generacion_de_electricidad_con_el_uso_de_energias_renovables_1002.pdf

  19. http://www.ted.com/talks/rob_hopkins_transition_to_a_world_without_oil

     

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