Alrededor de este Acuerdo han surgido una cadena de inconformidades, que han derivado en desinformación y conductas tendenciales que vale la pena revisar para no seguir propagando información errónea

Regeneración, 21 de mayo de 2020. Análisis sobre el nuevo Acuerdo de Confiabilidad del Sistema Eléctrico Nacional.

Política de Confiabilidad y el sistema eléctrico de potencia (I)

Autor: Lucio Guerrero

El viernes 15 de mayo la Secretaría de Energía del Gobierno de México publicó un documento de nombre “ACUERDO por el que se emite la Política de Confiabilidad, Seguridad, Continuidad y Calidad en el Sistema Eléctrico Nacional.”
Alrededor de este Acuerdo han surgido una cadena de inconformidades, que han derivado en desinformación y conductas tendenciales que vale la pena revisar para no seguir propagando información errónea. La información es importante para que no se propaguen noticias falsas que puedan llevar a gente a tomar decisiones equivocadas.

La Confiabilidad se encuentra relacionada con la continuidad en el servicio del sistema, para garantizar el suministro eléctrico al Usuario Final, cumpliendo los requerimientos de calidad y seguridad. Siempre está asociada a su operación dinámica para que el Sistema cumpla con el objetivo para el que fue diseñado.

Técnicamente se ha definido a la Confiabilidad como «la habilidad del sistema para cumplir su función”. En México, esto tiene una representación en la legislación y la Ley de la Industria Eléctrica en su Artículo 3, Fracción X la define como:

«Habilidad del Sistema Eléctrico Nacional para satisfacer la demanda eléctrica de los Usuarios Finales bajo condiciones de suficiencia y Seguridad de Despacho, conforme a los criterios respectivos que emita la CRE»;

Dejando en claro que, de acuerdo a la misma Ley, dichos criterios de la CRE son criterios de regulación técnica y no operativa.

Si hablamos técnicamente de la Confiabilidad, ésta debe de apuntar a garantizar la continuidad en el servicio de suministro eléctrico. Un vendedor podría garantizar el 100% de un producto, con 100% de eficiencia y 100% de garantía, pero la realidad técnica es siempre otra.

Por ello, la emisión de las Políticas, como las distintas ediciones de la Política de Confiabilidad (en México se emitió una en 2017 y, recientemente, en 2020), deben considerar a los Sistemas Eléctricos de Potencia bajo todas las condiciones de operación y garantizar que éstos cumplan con el objetivo para el que fueron diseñados y considerar también las fallas aleatorias internas y externas que afectan los componentes, las limitaciones de tipo económico que impiden mejorar la calidad y el grado de redundancia de los componentes y la incertidumbre en los recursos de generación y, claro y de forma muy relevante, la demanda de los usuarios.

Los Sistemas Eléctricos de Potencia pueden y deben tolerar las fallas, siempre y cuando éstas no sean muy frecuentes o prolongadas y esto debe también estar expresado en la Política de Confiabilidad.

En los estudios de Confiabilidad, el Sistema Eléctrico de Potencia, suele dividirse en las zonas funcionales de generación, transmisión y distribución.

El Sistema Eléctrico Nacional es un Sistema Eléctrico de Potencia, pueden y deben tolerar las fallas, siempre y cuando éstas no sean muy frecuentes o prolongadas; y la manera en cómo será eso, debe estar expresado en la Política, es decir, la Política dice cómo van a ser las cosas.

Por eso la SENER emitió una «Política de Confiabilidad, Seguridad, Continuidad y Calidad en el Sistema Eléctrico Nacional». Y en ese orden porque dicha disposición debe garantizar que el sistema funcione para lo que fue diseñado, que es proporcionar energía eléctrica a los usuarios finales.
De las Políticas, en todos los sectores que conforman la sociedad, derivan otros instrumentos regulatorios, normativos, etc.

Ahora bien, todos los generadores participantes en el Sistema Eléctrico Nacional, pueden provocar alteraciones al Sistema Eléctrico Nacional; cualquier generador independientemente del energético que utilice para generar energía eléctrica; sin embargo, hay algunos generadores que comienzan a ser visibles EN TODO EL MUNDO por los desafíos que representan para los Sistemas Eléctricos de Potencia y sí, me refiero a la electricidad proveniente de energías renovables intermitentes y, de forma muy particular, las que generan con radiación solar y con viento.

La generación convencional, por ejemplo, con hidroeléctricas o ciclos combinados, poseen inercia física, tienen capacidad de inyectar potencia constante, así como capacidad para contribuir en la regulación de la frecuencia, de voltaje y de aportación de corriente de corto circuito; las energías renovables intermitentes como la generación eólica y fotovoltaica, por su parte, tiene capacidades menores para regular frecuencia y voltaje. Además que no poseen inercia física ni aportan corrientes de corto circuito. Bueno, para acabar pronto, en México hasta la emisión de la Política del 15 de mayo, no estaban participando de la regulación pues aunque limitado, pueden hacerlo.

Si en un Sistema Eléctrico de Potencia despachas un gran porcentaje de ella, impacta en una reducción de la inercia del Sistema Eléctrico y te quedas con recursos más limitados de generación convencional para enfrentar la intermitencia e indisponibilidad de la generación de Centrales Eléctricas Eólicas y Fotovoltaicas cuando salen de operación, ya sea porque se acabó el día o porque no hay viento; asimismo, cuando tienes predominantemente energía intermitente, tienes capacidad más limitada para la regulación de la calidad de la frecuencia, del voltaje y, consecuentemente, puedes tener afectaciones a la Confiabilidad y estabilidad del Sistema Eléctrico Nacional.

En el Sistema Eléctrico Nacional, además de Eolo eléctricas y fotovoltaicas, participan otras tecnologías como se expone en la gráfica de pastel de abajo y dejo su vínculo para consulta. (https://bit.ly/2yo3kjO)

Esto es fácil de entender desde el punto de vista técnico; ningún ingeniero o ingeniera del área de potencia, alguien técnico, diría lo contrario. El problema es cuando se meten los economistas y los abogados, pues ellos por lo general argumentan desde el punto de vista, claro, económico, y del derecho a despachar. Pero ahorita hablamos de eso; luego.

Entonces, ¿es mala la electricidad generada con energías renovables intermitentes cuando se inyectan al Sistema Eléctrico Nacional? No, el debate es en otro sentido. Las renovables son el futuro, pero en este presente, su introducción representa desafíos técnicos que no se encuentran del todo resueltos en ningún Sistema Eléctrico de ninguna parte del mundo. Sí, leyeron bien, ninguna parte del mundo.

En los últimos años las plantas generadoras eólicas y fotovoltaicas redujeron radicalmente sus costos de inversión, y son opción generalizada para disminuir las emisiones de CO2. Sus características de intermitencia por la aleatoriedad del viento y dependencia de la intensidad del sol, representa limitaciones importantes para cubrir las cargas normales, que operan durante todas las horas del año con una variabilidad muy previsible; las plantas FV generan con su potencia nominal solamente el 20% de las horas del año, y las EO el 30%;

Parte de la solución que se ha encontrado para interconectar más energía intermitente es proveer generación convencional de respaldo, con los altos costos de inversión que ello implica, y también limitar la capacidad instalada en cada nodo o región, para no arriesgar la Confiabilidad de los Sistemas Eléctricos y dicha práctica se está haciendo en todo el mundo.

A esto súmale que en México la Comisión Reguladora de Energía (CRE), sin haber realizado estudios técnicos del comportamiento del SEN para definir la capacidad y ubicación de las nuevas plantas de generación intermitente, otorgó permisos hasta el año 2032 con una capacidad total de 34 GW. Esto es irracional desde el punto de vista ingenieril, ya que sin tomar en cuenta la demanda y su concentración, dicho organismo saturó de forma irresponsable varios nodos del Sistema.

¿Y cómo fue que empezamos esta nueva etapa de problemas aquí en México? Pues por la emisión de un Acuerdo del Centro Nacional de Control de la Energía (CENACE) para privilegiar la Confiabilidad del Sistema Eléctrico Nacional llamado «ACUERDO para garantizar la eficiencia, Calidad, Confiabilidad, Continuidad y seguridad del Sistema Eléctrico Nacional, con motivo del reconocimiento de la Epidemia de enfermedad por el virus SARS-CoV2 (COVID-19)», emitido por el CENACE el 29 de abril de 2020″, donde se limitó el acceso a plantas fotovoltaicas y eólicas que iban a entrar en operación y requerían iniciar pruebas.

Ojo, el CENACE NO SACÓ A LOS GENERADORES RENOVABLES INTERMITENTES, sino que impidió la entrada de OTROS MÁS, pues en esta etapa de contingencia podrían disparar una alteración que provoque la falta de suministro eléctrico. ¡Imaginen que eso provoca falta de suministro eléctrico en un hospital!¡En plena contingencia! Ah pues los empresarios se ampararon y así cómo funciona el Poder Judicial en México, en 5 minutos les dieron el amparo. ¿Cómo se lee eso? Sencillo, «a mí no me importa si le quito el suministro a un hospital que atiende pacientes con Covid19, a mí me das mi negocio»; opinión mía.

La decisión de posponer las pruebas preoperativas de las Centrales Eléctricas intermitentes eólicas y fotovoltaicas se fundamenta en minimizar eventos en el SEN. Debido a que en el proceso de pruebas preoperativas se están sintonizando sistemas de control para la generación de potencia activa, reactiva y ajuste de protecciones; durante esa fase, se puede presentar un ajuste o envío de comandos incorrectos que generen perturbaciones en el Sistema Eléctrico y afecten la Confiabilidad. Es importante recalcar que el Acuerdo únicamente posterga la fecha de las pruebas, no se cancelan las mismas. Les dejo una tabla de Cenace que aclara que van a entrar otras plantas producto de las Subastas de Largo Plazo.

¿Pero por qué ocurriría una alteración en el Sistema Eléctrico?
La pandemia del SARS-CoV2 ha obligado a tomar medidas extremas y ha bajado el consumo eléctrico en la industria y en sectores como servicios, aumentando en el hogar. A todos nos queda claro eso. Sin embargo, estamos operando a baja demanda y la energía se está despachando sin que sea consumida; energía generada es energía que debe consumirse. La amortización de los proyectos de generación intermitente requiere que se conecten las plantas durante todo el año y a baja demanda pone el riesgo de inestabilidad del SEN.

La inestabilidad se hubiera manifestado iniciando por la apertura de líneas por dificultades para el control de voltaje, por los recursos de generación convencional disponibles para el respaldo de la intermitencia e indisponibilidad de la generación fotovoltaica y eólica; pasando por la incapacidad de inercia física del Sistema y la incapacidad para el Control de calidad de la frecuencia, de la tensión y de flujos de potencia; y la incidencia de fallas en las líneas de transmisión; llegando hasta la inestabilidad completa del Sistema provocando los que comúnmente se llaman «apagones».

A excepción del Sistema Baja California, en el cual se encuentra Activado el Protocolo Correctivo para adquisición de Potencia por falta de capacidad, en el resto del SEN, no se tienen previstos problemas de margen de reserva; sin embargo, se han estimulado espontáneamente modos de oscilaciones electromecánicas, se tiene congestión en la red de transmisión del Norte al Sur y Sureste del país; algunas Centrales Eléctricas Fotovoltaicas han operado incorrectamente ante la presencia de fallas transitorias en la Red Nacional de Transmisión (RNT) y, tengo conocimiento que durante el proceso de pruebas de dos Centrales Fotovoltaicas se estimularon las oscilaciones electromecánicas, entre otras.

Les pongo la gráfica del comportamiento de la generación fotovoltaica en una Zona geográfica de México. Es una gráfica real y en ella se puede apreciar que en sólo en 18 minutos hubo una caída de 400 MW por presencia de nubosidad; eso es un problema.

La congestión se ubica en diferentes corredores del Norte al Sur y Sureste del país. La congestión de la RNT se puede presentar por límites térmicos de la infraestructura eléctrica, por estabilidad de voltaje, por estabilidad transitoria y por pobre amortiguamiento de oscilaciones electromecánicas.

Ayer escuché un webinar con un señor de nombre Adrián Fernández de algo que se hace llamar “Iniciativa Climática de México”, confundiendo este Acuerdo de Cenace del 29 de abril, con la emisión de la Política de Confiabilidad del 15 de mayo; insisto, son dos cosas distintas y aunque tienen interacción, ambas decisiones obedecen a momentos distintos. Además, este señor dijo que era falso que la generación fotovoltaica tuviera súbitas interrupciones; con el ejemplo que señale arriba, queda claro que la parte técnica del funcionamiento de las máquinas eléctricas y de la electricidad, no es el fuerte de ese señor; además de otras fallas técnicas. Opinión mía.

Así que, conclusión, es verdad que los Sistemas Eléctricos que se están enfrentando a una mayor penetración de renovables, están poniéndose a prueba; es un desafío extraordinario y se han encontrado maneras de enfrentarlo pero el problema no está resuelto.

¿Qué es lo que está de fondo en la inconformidad de los generadores privados? Que tendrán que agregar respaldo y otros servicios conexos a su generación con energía renovable intermitente y ese respaldo con convencional o con baterías, no es barato; lo es cuando sólo contabilizas los costos del combustible, que son cero, y los costos de administración. Además de participación de la regulación en su propia planta. Y entonces cuando tomas en cuenta todo lo demás, ya no es tan económico, a menos que alguien lo esté pagando por ti. Y ya sabemos que la CFE asume la mayor parte de esos costos.

Además, reclama inversiones cuantiosas en líneas de transmisión, porque los inversionistas prefieren ubicaciones alejadas de los centros de consumo, para aprovechar mayores períodos de viento y menor nubosidad para fotovoltaica. Con todos estos requerimientos el costo total de renovables duplica al de la generación convencional, y finalmente eso debería ser cubierto por los usuarios. Entonces regulas para que todo eso se amortice.

¿Qué hubieran hecho ustedes si fueran los responsables de garantizar el suministro eléctrico en esta pandemia? Lo dejan a la libre interacción del Mercado y a la aleatoriedad del viento y del sol, o bien ¿asegurarían el suministro con la generación firme que tienen para no interrumpir hospitales, clínicas y hogares?