En el Sector de la Energía Eléctrica: ¿El Despacho eficiente es Despacho Económico?

En el Perú se está discutiendo, con mayor incidencia ahora, la disponibilidad energética en el tema de la generación eléctrica, su transmisión y su distribución a los consumidores (individuos y empresas).

Para los Ingenieros electricistas, este tema pasa por la eficiencia técnica, desde la generación, transmisión y distribución, con la menor pérdida posible de la energía eléctrica (en Kilovatios/hora) y una alta disponibilidad del servicio (valor estadístico conocido también como MTTR = Mean Time To Recovery) que es la media de tiempo de recuperación o de reparación necesaria para poner un componente defectuoso o sistema en funcionamiento.

Para los economistas, nos lleva al tema de la regulación y de la Teoría de la Economía Industrial; así el despacho eficiente en términos económicos es también conocido como Despacho Económico, que finalmente se muestra como un problema de optimización de un conjunto de variables asociadas a la mejor distribución en el tiempo, de precios y cantidades (recordando que la energía eléctrica es instantánea y no se puede almacenar económicamente, debido a sus altos costes y poca disponibilidad tecnológica aún en este siglo).

Entonces, cuando deseamos generar energía eléctrica de manera económica, para el caso de que contemos únicamente con Producción térmica (Quemando combustible fósil como petróleo, carbón, gas), el panorama de elección del precio óptimo y de la cantidad óptima, se relaciona con un problema de Minimización de costes de operación.

Los especialistas en regulación desarrollan modelos, donde cada unidad de producción (central térmica) tiene una ecuación de coste de operación, de capacidad disponible y finalmente el precio de mercado. Estas ecuaciones son ordenadas considerando las centrales mas eficientes económicamente (menor costo operativo) a las de menor eficiencia (mayor costo operativo). Esto se hace así, para que cuando la Demanda supera a la capacidad ofertada, entran en acción las centrales marginales, cuyos costes son los mas altos. Por ejemplo en el Perú, cuando se supera la Demanda en horas punta, las centrales térmicas que operan con Petróleo diesel entran para cubrir la diferencia (Oferta (capacidad instalada) -demanda instantánea), pero el coste operativo es mayor y este debe de ser cubierto por el usuario final, lo que es estipulado en los contratos de suministro de energía eléctrica. Este problema se resuelve con la técnica usual de la optimización restringida y los multiplicadores lagrangianos y finalmente encontramos una solución al despacho económico.

Pero nuestro parque generador eléctrico cuenta también con centrales que utilizan la fuerza del agua para producir energía eléctrica, esto se denomina Producción hidráulica, estas centrales son muy costosas y utilizan grandes depósitos de agua (lagunas artificiales o represas) para conseguir un flujo constante de agua hacia los generadores eléctricos. Nuestras variables a considerar son los costes del agua almacenada, del agua que ingresa a las turbinas de generación y el coste del agua desperdiciada (que se reingresa a un canal o lecho de río). Así el coste de la energía en épocas de sequías puede ser mayor que en épocas de abundancia de agua. El detalle aquí estriba en que para poder ponerle un coste al agua, este se le compara (en términos de producción de energía eléctrica KW/h) con su equivalente térmico (como vimos en el párrafo precedente).

Finalmente el despacho económico analiza al sistema nacional de producción de energía eléctrica combinada, esto es hidrotérmico. Aquí las restricciones del sistema de ecuaciones a optimizarse (minimizar los costes) incluyen la parte hidráulica (energía eléctrica producida por agua) y la parte térmica (energía eléctrica producida por combustibles fósiles) y la solución del sistema busca el precio óptimo para una demanda dada. Así entonces el valor del agua, es en realidad el costo de oportunidad de uso del agua en la operación y para calcularla se considera el peor escenario (cuando el embalsamiento de agua en la represa está en su nivel operativo mas bajo) y el coste futuro (cuando se considera que el embalse está totalmente lleno de agua).

¿Cuanta agua se de almacenar para considerar un despacho económico?

Realmente esto depende mucho del nivel de pluviosidad (cantidad de lluvias) y del ciclo de las lluvias en los afluentes de las fuentes de agua que alimentan a los embalses o represas. Existen modelos matemáticos que utilizan el principio de optimalidad de Bellman, para encontrar una trayectoria óptima en el diseño de un sistema de almacenamiento de agua, para las centrales hidráulicas, esto significa la utilización de las técnicas de optimización por programación dinámica. En el Perú la energía eléctrica de origen hidráulico alcanza los 1.829,3 GWh (al mes de abril) y la de origen térmico alcanzó en abril último 851,8 GWh; así el 59% del mercado eléctrico se genera con hidroelectricidad, el 31% se produce con gas, el 5% con Diesel residual, el 3% con carbón y sólo el 2% con Diesel Industrial.

Finalmente el Despacho eficiente (en términos de Ingeniería) difiere del Despacho Económico, que relaciona un problema de optimización de costes (precios y cantidades), entendiéndose que la generación eléctrica en si misma, tiende a ser eficiente a nivel físico (ingenieril), pero la eficiencia técnica se aproxima a la eficiencia teórica, dado que no existe máquina 100% eficiente, ya que toda máquina consume algo de energía (en sus diversas formas) para poder operar.

Ahora bien. Podemos tener una Producción eléctrica que mejore el despacho económico?

La respuesta es SI. Y esto incluye la utilización de Centrales de generación Eólica y Solar. Las centrales de generación eléctrica eólica, son mas económicas y con menores costes de operación, lamentablemente en el Perú se está demorando demasiado permitir su ingreso al mercado eléctrico, aunque ya se ha fijado una cantidad de participación en el mercado local que alcanza los 500 Megavatios.

Otro caso que raya con la ignorancia más intrépida, sucede en el caso del Cusco, donde un minúsculo grupo de habitantes, dirigidos por políticos cuyas creencias ideológicas son fracasadas y fuera de tiempo, se oponen a la construcción de la Central hidroeléctrica de Salcca Pucará que se encuentra ubicada en la cuenca del río Vilcanota, sub-cuenca del río Salcca, en la Provincia de Canchis, en la Región Cusco. Lo real es que la existencia de la Central aportaría a la región, ingresos por canon, estabilidad en el uso del recurso agua, promoción del riego tecnificado, mejoras tecnológicas en técnicas de riego y de agricultura y finalmente energía barata para electrificación rural, iluminación de pueblos y esto permitiría un crecimiento económico de la zona.