Evaluación Comparativa Integral de Tecnologías de Generación

para el Sector Eléctrico Mexicano

Juan Luis François, Cecilia Martín del Campo, Mario Giraldi

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Ingeniería

Latin American Section of the American Nuclear Society

2005 Annual Symposium. Rio de Janeiro, Brazil

RESUMEN

• Se presenta una comparación de las principales tecnologías de generación eléctrica, que se espera sean utilizadas en el futuro en el sector eléctrico mexicano.

• Se analiza la eólica, el carbón, el gas, la nuclear y la hidráulica.

• La comparación es integral, se consideran criterios económicos, sociales, y ambientales.

• Se aplica una novedosa metodología de evaluación, basada en Lógica Difusa e Indicadores de Sustentabiliad.

• Se realizan análisis de sensibilidad

INTRODUCCIÓN

• En México es urgente realizar reformas en materia eléctrica con la finalidad de responder a las exigencias actuales de consumo, competitividad y eficiencia.

• Es de suma importancia el aprovechamiento al máximo de los recursos materiales, humanos y económicos con que se cuenta

• Es necesario responder a las necesidades actuales y de largo plazo con tecnologías que sean, no sólo competitivas, sino que cuenten con consenso social y que sean de carácter sustentable.

• Para efectuar una evaluación integral de las principales tecnologías de generación eléctrica: la eólica, el carbón, el gas, la nuclear y la hidráulica; se desarrolló una novedosa metodología de evaluación.

• La evaluación es integral en el sentido en que se consideran criterios económicos, sociales, y ambientales (incluye la salud humana).

METODOLOGÍA

• La metodología se basa en una matriz de indicadores de sustentabilidad que considera los principios y criterios de sustentabilidad generales como “no agotamiento de recursos naturales”, “no producción de desechos no degradables”, y “no alta sensibilidad a factores sociales y ambientales”.

• La metodología aplica la técnica de lógica difusa para construir una función de calificación global de sustentabilidad dependiente de todos los indicadores de la matriz, con la cual se obtiene una calificación global de la sustentabilidad de cada opción de generación eléctrica.

• Se analiza la sensibilidad a cambios en los indicadores de los criterios económicos, sociales, y ambientales.

SITUACIÓN DEL SECTOR ELÉCTRICO MEXICANO

• Por ley, en México, el suministro de energía eléctrica es asegurado a la población por el Gobierno Federal, a través, principalmente de la Comisión Federal de Electricidad (CFE) y en menor medida por la Compañía de Luz y Fuerza del Centro (distribución en la zona central del país).

• La generación de energía eléctrica de la CFE se realiza por medio de las tecnologías disponibles en la actualidad: centrales hidroeléctricas, termoeléctricas (basadas en carbón, combustóleo, gas y geotermia), eólicas y nucleares. 

La generación en el año 2004 fue de 205.4 TWh

La capacidad instalada actual es de 46,171 MW

• Hoy en día las tecnologías a base de gas natural van en ascenso más que cualquier otro combustible fósil para uso masivo en la generación de energía eléctrica.

• México, en congruencia con la tendencia mundial ha paulatinamente modernizando su planta de generación de energía eléctrica, modificando y actualizando las ya existentes, estableciendo nuevas instalaciones dentro del marco de la ley del servicio público de energía eléctrica de 1992.

• En esta ley se permite la inversión privada a través de licitación pública.

SITUACIÓN DEL SECTOR ELÉCTRICO MEXICANO (Cont.)

• En 1997 se creó el esquema denominado PIDIREGAS (Proyectos de Infraestructura Productiva de Largo Plazo), que es deuda privada que el sector público absorbe y difiere durante varios años como deuda pública para la construcción de instalaciones de generación eléctrica.

• Bajo estos esquemas existen 26 proyectos de licitación para generar 10856 MW de electricidad en el periodo de 2001-2005.

• En su mayoría son proyectos a base de gas natural. La demanda de este energético en el sector eléctrico ha desplazado paulatinamente al combustóleo.

SITUACIÓN DEL SECTOR ELÉCTRICO MEXICANO (Cont.)

MATRIZ DE INDICADORES DE SUSTENTABILIDAD

Criterios Indicadores Unidades de Medida

Disponibilidad de reservas de combustible

Años

Consumo de materiales Toneladas/GWh Económicos Costos internos $ / kWh

Costos externos $ / kWh Disponibilidad Factor < 1 Uso de superficie,

Planta (operación) Km2/GWh

Consumo de agua Toneladas/GWh Gases de efecto invernadero

Toneladas CO2

equivalente /GWh Gases de lluvia ácida Toneladas de NOx y

SOx / GWh Sustancias peligrosas producidas

m3/ GWh

Desechos inorgánicos en repositorio

kg/ GWh

Ambientales

Accidentes / Riesgo colectivo

Muertes/GWh

Aversión al riesgo (rechazo)

Muertes inmediatas por accidente

Tiempo de confinamiento de desechos

Miles de años

Sociales

Proliferación Cualitativo

VALORES DE INDICADORES DE SUSTENTABILIDAD

Indicadores Unidades Nuclear Carbón Gas Hidro Eólica

Disponibilidad de reservas

Años 120-400 160–2300 70–170 10,000 10,000

Consumo de materiales

(Cobre) kg/GWh (Acero) kg/GWh

426-497

1752-2318

1210

1565-2694

3747-11280

Costos internos $US/ MWh 43.65 51.16-55.61

42.76-43.7

63.4-128.86

43.65-48.66

Costos externos CentEuro/ KWh 0.4 4.1-7.3 1.3-2.3 0.4-0.5 0.1-.2 Disponibilidad de la planta

Fracción de 1 0.85 0.75 0.8 0.7 0.4

Extensión tierra planta operación normal

km2/GWh

5

50-100

50

50

30

Consumo de agua

m3/MWh

2.11 2.63 1.23 670-11,620

0.1

Gases de efecto invernadero

Toneladas CO2 Eq.

equivalente /GWh 8-29 950-1200 530 4-7 8-29

Gases de lluvia ácida

Toneladas de SOx / GWh

56-150 920-25000

260 8-10 56-150

Sustancias peligrosas producidas

m3/ GWh

9-11

0.13-.2

0.04

0.006

0.006

Desechos Inorgánicos en repositorio

Kg/GWh 650-1200 5800-54000

1500 30 30

Accidentes /Riesgo colectivo

Muertes/GW-año (inmediatas)

0.006 0.690-0.876

0.093 0.562-4.265

0

Aversión al riesgo (rechazo)

Muertes inmediatas por accidente

31 20-40 16 394-2791 0

Tiempo de confinamiento de desechos

Miles de años 1000 50 0.01 0.01 1

Proliferación Cualitativo 10 0 0 0 0

RESULTADOS: CALIFICACIÓN GLOBAL DE SUSTENTABILIADAD (base10)

Caso 1: En el análisis no se toman en cuenta los indicadores del criterio social.

Caso 2: Indicadores de los tres criterios con el mismo peso.Caso 3: Se da el doble de peso a los indicadores del criterio económico.Caso 4: Se da el doble de peso a los indicadores del criterio ambiental.Caso 5: Se da el doble de peso a los indicadores del criterio social

Caso 2 Caso 3

Caso 4 Caso 5

COMENTARIOS Y CONCLUSIONES

• Se observa que la energía nuclear, la eólica y la hidráulica representan las mejores opciones de generación de las tecnologías estudiadas.

• El análisis de sensibilidad sobre los tres criterios analizados: económico, ambiental y social, pone de manifiesto que si los criterios sociales tienen un mayor peso en la toma de decisiones de los gobernantes, debido principalmente a la percepción que tiene la población en general acerca de la energía nuclear, ésta pierde competitividad ante el gas, la eólica y la hidráulica.

• De aquí la importancia de mejorar no sólo los costos de la tecnología nuclear sino mejorar también la percepción que tiene el público en general sobre:

– la seguridad de los reactores nucleares, – el manejo de los residuos radiactivos (en particular la disposición final

del combustible gastado) y– los riesgos de la proliferación.

COMENTARIOS Y CONCLUSIONES

• Esta percepción puede ser mejorada por medio de la difusión al público de información oportuna y veraz acerca de la energía nuclear.

• Los indicadores de sustentabilidad utilizados en este estudio son solamente representativos de cada uno de los criterios analizados.

• Es necesario hacer un estudio exhaustivo para integrar un conjunto de indicadores, que representen de la mejor manera posible la cadena energética completa asociada a la tecnología de generación eléctrica, tomando en cuenta las condiciones del país en estudio.