ENERGÍA RENOVABLE

Lo que se necesita para que la empresa de energía eléctrica de Sudáfrica siga funcionando

El director de operaciones de la empresa de electricidad de Sudáfrica, Eskom, advirtió en mayo que el gobierno debería comenzar urgentemente a construir nueva capacidad de generación. Se refería a un nuevo programa de construcción que ha existido durante al menos una década.

El Plan Integrado de Recursos del país de 2019, un documento aprobado por el gabinete, establece los plazos para desmantelar las centrales eléctricas de carbón y agregar 44 GW de nueva capacidad, incluidos 18 GW de energía eólica y 8 GW de energía solar (fotovoltaica).



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El país ya está muy atrasado en este programa, cojeando con centrales eléctricas antiguas y cortes de energía regulares. Los apagones son una ocurrencia regular que se estima que le cuestan a la economía del país alrededor de US$1 millón por hora.

Los sudafricanos son muy conscientes de que existe una crisis energética. Pero en mi trabajo sobre sistemas y transiciones de energía, comencé a hacer preguntas sobre la naturaleza real y el alcance de la misma, y ​​cómo debería responder Eskom. Mis puntos de vista se basan en el portal de datos de Eskom, una rica fuente de información sobre el complejo sistema eléctrico de Sudáfrica. El portal está diseñado para compartir información detallada sobre la oferta y la demanda de electricidad. Tiene datos sobre las fuentes de energía, los niveles de almacenamiento y el grado de deslastre (cortes de energía) por hora.

Analicé los datos de demanda y oferta de la primera quincena de mayo de 2022. Reveló tres tendencias principales: la demanda ha caído; los cortes de energía no son tan grandes como podrían ser; y hay margen para sacar más provecho del sistema utilizando fuentes de energía renovables.

Tendencias de la oferta y la demanda de energía en Sudáfrica

Los datos revelan tres tendencias clave para la empresa de servicios públicos. En primer lugar, Eskom ha reducido 6 GW (alrededor del 21 %) de la demanda en un año. Esto se debe a que muchos clientes que no pagan han sido desconectados y varios clientes grandes, entre ellos usuarios industriales como las minas, ahora están generando su propia energía.

La siguiente figura compara dos días de demanda, uno de junio de 2021 y otro de mayo de 2022. Refleja la demanda real, no la oferta de Eskom. La diferencia en la demanda es asombrosa. A este ritmo, Sudáfrica simplemente no necesitará Eskom en cinco años.

Demanda de energía a partir de junio de 2021 y a partir de mayo de 2022.
Proporcionado por el autor.

El segundo hallazgo interesante es que la cantidad de cortes de energía es pequeña en relación con la energía total entregada. Durante la semana del 12 al 19 de mayo de 2022, Eskom entregó 4271 MWh de electricidad y cortó 70 MWh, que es solo alrededor del 1,6 % de la energía generada, como se muestra en la imagen a continuación.

Hago este punto para mostrar que los cortes de energía podrían empeorar mucho, a menos que el programa de reconstrucción comience pronto. Una de las razones por las que los cortes de energía atraen mucha atención de los medios es que los consumidores soportan una parte desproporcionada de los cortes de energía en relación con los clientes ancla de Eskom.

Por ejemplo, en el nivel 4, donde los cortes de energía pueden durar más de cinco horas en un día, los usuarios finales más bajos tienen energía solo el 67% del día, lo que significa que se corta el 33% de su suministro de energía. Pero el ahorro total de energía en todo el sistema es del 10%. Esto sugiere que Eskom preserva deliberadamente el suministro para sus clientes ancla (grandes usuarios industriales y servicios esenciales) incluso durante los cortes de energía.

El problema final es que Eskom podría obtener más capacidad de sus esquemas hidroeléctricos de bombeo. Estos esquemas utilizan el exceso de energía durante la noche para bombear agua a presas de almacenamiento altas, desde las cuales se libera el agua durante el día para satisfacer la mayor demanda durante el día. Durante la semana del 12 al 19 de mayo, la utilización de la capacidad de la energía hidroeléctrica bombeada fue solo del 38 % aproximadamente.

Si hubiera habido suficiente energía durante el día para rellenar los embalses, Eskom podría haber agregado 1,7 GW de capacidad de generación durante las primeras horas de la noche, aprovechando al máximo la capacidad hidroeléctrica bombeada y evitando la necesidad de deslastre de carga. Esa energía diurna podría haber provenido del programa de energía renovable, si el Departamento de Recursos Minerales y Energía hubiera seguido el cronograma de construcción.

Figura que muestra la parte de la energía suministrada por las instalaciones de energía solar.
Energía suministrada por instalaciones de energía solar.
Suministrado por el autor.

Las opciones de Eskom

¿Cuáles son las opciones para Eskom, además de iniciar el programa de construcción?

Para responder a esta pregunta, necesitamos algunos conceptos básicos sobre los sistemas de energía. Sudáfrica tiene un sistema energético diverso. La electricidad se obtiene del carbón (la mayor fuente), eólica, solar, hidroeléctrica, nuclear, diésel e importaciones.

El operador no puede controlar la energía eólica, solar y nuclear. Bidón a gas, hidroeléctrico, hidrobombeo y diésel. El carbón está en algún lugar entre los dos. El papel de Eskom como operador del sistema es combinar todas las fuentes para satisfacer la demanda.

La dificultad es que tanto la demanda como la oferta son variables, como se muestra para la energía solar en la imagen de arriba. Es similar a administrar un evento de catering cuando no tiene idea de cuántos invitados estarán allí o cuántas comidas se entregarán.

Por lo tanto, Eskom sigue algunas reglas simples (al igual que otros operadores de sistemas de energía). Las reglas son primero usar fuentes que no puede controlar (eólica, solar y nuclear), luego agregar las centrales eléctricas de carbón y luego completar con hidroelectricidad e hidroeléctrica de bombeo. Y si sigue faltando, traigan las turbinas de gas y diesel.

La solución más obvia al problema inmediato de Eskom es doble:

  • traer más energía renovable, especialmente eólica y solar, del programa de adquisición de productores de energía independientes

  • hacer un mayor uso de la energía hidroeléctrica bombeada mediante el uso de cualquier fuente de energía adicional de bajo costo, disponible de productores de energía independientes y en otros lugares.

Este enfoque ya se ha descrito en mi publicación anterior sobre el programa de adquisición de productores independientes de energía. Critiqué el requisito del programa de productores de energía independientes y argumenté que la interconexión de los productores reduciría los costos y aumentaría la resiliencia en el sistema. Es precisamente este arreglo el que proporcionará una solución a los problemas de corto plazo dentro de la red nacional.

A más largo plazo, el país necesita implementar adecuadamente el Plan Integrado de Recursos de 2019, incluso si choca con los intereses de carbón, gas y petróleo del Departamento de Recursos Minerales y Energía. Si el país no inicia el plan de 2019 ahora, conducirá a la desaparición de Eskom como productor de energía, ya que los usuarios se verán obligados a recurrir a otras fuentes.

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