Sobre como el clima y ¨los climas¨ se han ido apropiando de la red eléctrica y cómo estamos enfrentando el reto: un balance.

Por Odón de Buen R.

(Escrito en 2019)

Sobre el pico de la demanda eléctrica y su importancia

Hace más de 40 años tomé gran interés por las curvas de demanda eléctrica de conjuntos grandes de usuarios, las cuales son gráficas que muestran la variación a lo largo de un día de la demanda eléctrica agregada en un ámbito geográfico dado (que puede ser de grandes regiones del país o del Sistema Eléctrico Nacional).

En esos años al principio de los años ochenta la curva de demanda eléctrica típica, para prácticamente todo el país y todo el año, tenía la forma de una montaña que tiene su parte baja en las horas de la noche y la madrugada, se eleva de manera pronunciada en el período del amanecer, se convierte en una planicie alta hasta la llegada de la noche y llega a un notable pico nocturno que se extiende de tres a cuatro horas hasta poco antes de la medianoche, que es cuando cae de nuevo al valle para cerrar el ciclo.

Como es de imaginar, estas variaciones ocurren por la operación de miles de millones de equipos y por las decisiones cotidianas de millones de personas, todas ellas determinadas por sus necesidades de servicios energéticos, como la iluminación, la fuerza motriz, la refrigeración, el entretenimiento (las TV) y la higiene (bombeo de agua), entre los más importantes.

Es importante anotar sobre la relevancia del pico de la demanda ya que determina las necesidades de equipamiento de generación del sistema eléctrico: cualquier sistema de servicio eléctrico tiene que tener equipos de generación y redes de transmisión y de distribución que respondan de manera prácticamente instantánea y sin alteraciones en la calidad del servicio a las condiciones cambiantes de la demanda de los usuarios segundo a segundo.

En particular, el pico es muy importante por aquello de que obliga a los responsables del servicio (en el caso de México la Comisión Federal de Electricidad) a tener inversiones en máquinas que solo operan unas horas para que se asegure la continuidad y la calidad del servicio a todos las horas del día a todos sus usuarios. Precisamente, esto se refleja en las tarifas eléctricas para usuarios medianos y grandes, con precios a la energía y a la demanda de potencia que varían hora del día, parte del año y por región, y que tienen su mayor valor en las horas pico.

En particular, a principios de los ochenta y como reflejaban las curvas de demanda a lo largo de prácticamente todo el año, la demanda dominante en las horas pico era la de la iluminación, particularmente de cientos de millones de lámparas incandescentes que se encendidas simultáneamente en decenas de millones de hogares.

Sin embargo, hacia principios de los ochenta ya habían iniciado un conjunto de procesos globales que afectaría no solo las curvas de demanda en México sino también en muchas otras partes del mundo:  las mejoras radicales en la eficiencia energética de la iluminación y la creciente demanda de refrigeración para confort térmico.

Como referí, el interés por las curvas de demanda la tengo por más de cuarenta años y, muy particularmente, a partir de mi interés por el tema del uso de energía en la climatización en México y que me ha llevado a la lectura reiterada de curvas de demanda eléctrica, en especial las de las regiones del norte en el verano.

Este seguimiento ha hecho evidente uno de los procesos más importantes del lado de la demanda eléctrica en el sistema eléctrico nacional: el crecimiento acelerado y extendido del uso del aire acondicionado, al grado de que ya es el principal factor en la demanda eléctrica no solo regionalmente y o en ciertas partes del año, sino que ya está presente en regiones y en temporadas fuera de la época de calor y de las regiones con clima cálido.

Las primeras evidencias la transformación de las curvas de demanda se presentan a partir de mediados de los ochenta a la fecha a lo largo y ancho del país e indican, muy claramente, el paso de un sistema con demanda máxima por la iluminación al aire acondicionado. Mientras que en 1985 el pico era nocturno inclusive para el norte y el país (salvo para el sistema de Baja California, donde se ubica Mexicali), para 2005 ya la demanda máxima de verano se ubicaba en las tardes pero, además, extendido desde la las primeras horas de la tarde e, inclusive, de la mañana.

Inclusive, este fenómeno se extendió al sureste, donde el crecimiento de la zonas turísticas de Quintana Roo empujaron aceleradamente la demanda por climatización.

Sin embargo, este crecimiento de la demanda asociada al clima ya no solo es por lo que ocurre en regiones del clima cálido, sino que ya ha llegado a zonas templadas como el centro del país.

Una revisión de las curvas de demanda del Centro Nacional de Control de la Energía (Cenace) para el SEN para la semana antes y después de la entrada del Horario de Verano en 2019, muestra una baja en el pico de la demanda en la noche (iluminación) pero solo para tener un máximo en la tarde. Esto solo refleja que la demanda de electricidad para climatización ha dejado de ser un fenómeno estacional y localizado en las zonas de clima cálido.

El asunto es que, mientras que hace 40 años el sistema eléctrico nacional tenía como elemento determinante de la demanda pico a la iluminación, hoy día es el aire acondicionado.

¿Qué ha pasado para que esto ocurra? Por un lado, la iluminación ha mejorado notablemente su eficiencia energética, reduciendo su demanda aún y cuando se haya ampliado su uso. Por otro lado, a lo largo de los últimos 25 años ha habido un crecimiento muy importante del sector servicios, que tiene alta demanda de aire acondicionado, además de que hay una creciente “cadena de frío” para productos alimenticios y farmacéuticos. Finalmente y quizá como principal motor, hay una demanda creciente por el confort térmico en viviendas que, además, se ha extendido a las otras partes del día y del año y, además, seguirá creciendo en los años que vienen por una demanda de confort térmico insatisfecha.

Es así que el clima y “los climas” determinan hoy la demanda máxima del del sector eléctrico y, por lo mismo, determinan el ritmo de crecimiento de las necesidades de inversiones y operación del sistema eléctrico nacional.

Inclusive,  más allá de la demanda del sector servicios y un mayor equipamiento de los hogares en todo el país, un planeta cada vez más caliente solo llevará a que estos procesos se aceleren y se acentúen.

Al ser una demanda determinada no solo por la eficiencia de los equipos eléctricos con los que se obtiene sino también por el diseño y operación de las edificaciones y espacios diversos que lo demandan y los sistemas que lo distribuyen, mitigar su impacto requiere de una amplia gama de acciones de un conjunto de actores que van desde los propios diseñadores de edificios y sistemas, la adecuación de regulaciones locales – particularmente las que aplican a las edificaciones nuevas – y políticas coordinadas a nivel federal.

Para la comunidad que se dedica al diseño y operación de sistemas de refrigeración y confort térmico, las circunstancias que he descrito representan una gran oportunidad pero también una gran responsabilidad. Estoy seguro de que están y seguirán estando a la altura de estas circunstancias.