Energía Limpia

Sobre

La energía hidroeléctrica es la conversión de la caída o el movimiento del agua en la energia mecánica para generar electricidad. Las instalaciones hidroeléctricas en todo el mundo representan la mayor parte de la electricidad renovable producida a nivel mundial alrededor del 55%[1], y las represas hidroeléctricas representan nueve de las diez mayores instalaciones de producción de energía en la tierra[2]. Desde que la primera instalación hidroeléctrica llegó a Internet en Appleton, Wisconsin, Estados Unidos en 1882, la producción de energía de fuentes hidráulicas se ha convertido en una poderosa herramienta para estabilizar las redes de energía nacionales y regionales, complementar la infraestructura de producción de energía existente[3], reducir las emisiones de gases de efecto invernadero[4], y la industria ha visto una gran cantidad de avances tecnológicos que permiten que las instalaciones hidroeléctricas reduzcan los impactos ambientales y amplíen las oportunidades para su uso.

Escala de Recursos

Se estima que existe un potencial recurso hidroeléctrico de alrededor de 70GW en el Perú, lo que significa que la infraestructura actual es meramente 7.4% del potencial total[5]. MSC es un fuerte defensor de la utilización de los embalses existentes para desarrollar una mayor capacidad hidroeléctrica.

Tipos de Tecnología

Presas

La forma más prominente de energía hidroeléctrica utilizada a nivel mundial y en el Perú es a través de la construcción de presas para la creación de embalses de aguas arriba o lagos artificiales. Estos embalses se canalizan a continuación en una planta generadora donde las turbinas convierten el agua en movimiento en energía mecánica antes de que el agua se mueva río abajo. La presa de Itaipú, un acuerdo binacional entre Paraguay y Brasil construida en el Río Paraná, es un ejemplo de una instalación hidroeléctrica a gran escala (imagen a continuación).

Aspectos importantes de la construcción de la presa y la consecuente formación de un reservorio a tener en cuenta son la inundación de los ecosistemas de aguas arriba, las emisiones de gases de efecto invernadero como resultado de la decadencia de la biomasa en la zona del embalse, la obstrucción de los sedimentos fluviales y corrientes en la ubicación de la presa, la evaporación del agua dulce del embalse y la interrupción de los ríos ciclos de ciclo, entre otros. Por estas razones, es importante sopesar los pros y los contras de la construcción de la presa con el propósito de generar poder contra los costos y beneficios de otras fuentes de energía renovables.

Run-of-the-River

Otra tecnología hidroeléctrica que conlleva menos riesgos medioambientales pero reduce la flexibilidad de generación de energía es Run-of-the-River (ROTR). ROTR utiliza el movimiento del agua a través de una planta generadora sin el uso de un depósito substancial. Si bien estas instalaciones a menudo no generan tanta potencia como una presa convencional con reservorio, ROTR puede proteger las características críticas de un sistema fluvial, proporcionando así poder no carga.

Grande/utilidad Escala

Dada la gran inversión requerida para la construcción de energía hidroeléctrica, la gran mayoría de las instalaciones hidroeléctricas están en escalas de capacidad de megavatios o incluso de GW. Esto significa que entidades como grandes abastecedores de energía eléctrica, gobiernos regionales y nacionales, y algunas grandes industrias como la minería son los principales impulsores del desarrollo hidroeléctrico. Sin embargo, la energía hidroeléctrica puede servir como un generador de energía carga fiable para complementar la red eléctrica existente y proporcionar una mayor resiliencia energética. A continuación se muestra una imagen de la usina de la presa hidroeléctrica Prairie du SAC a lo largo del río Wisconsin; una instalación de 31 MW en funcionamiento por más de 100 años.

Pequeña Escala

Aunque los sistemas hidroeléctricos de pequeña escala menos comunes pueden proporcionar energía a los hogares y a las pequeñas empresas. Estos proyectos a menudo no presentan desafíos medioambientales en la escala de grandes instalaciones hidroeléctricas a escala de servicios públicos. Los sistemas pequeños de ROTR, así como los sistemas con la utilización limitada del depósito artificial de la mañana, se pueden montar en el coste comparativo a otros sistemas de energía renovable en reducida escala mientras una fuente de agua móvil confiable (preferiblemente todo el año) esté cerca de la energía usuario final.

Marea y Onda

La energía hidroeléctrica también se está convirtiendo en un activo generador de comunidades costeras sin sistemas fluviales. Los sistemas de energía de marea convierten el movimiento del agua como resultado de la interacción gravitacional de la tierra con la luna y el sol en la energía mecánica para la generación de energía. Como las mareas son más fáciles de predecir que los patrones de viento y días nublados, el poder de marea puede ofrecer una fiabilidad adicional a las redes de energía o Smart-Grid. La energía de la onda es exactamente como suena; la utilización de la energía de las olas para generar electricidad. Aunque no se utiliza ampliamente, la potencia de las olas puede ser útil en circunstancias en las que coexisten geografía costera particular y comunidades cercanas. Los sistemas de energía de la onda utilizan a menudo boyas y aletas en o cerca de la superficie de las aguas oceánicas costeras para convertir ondas en energía mecánica. Perú y Chile ofrecen el mayor potencial en Latinoamérica para la utilización de la energía de las olas[6].

Infraestructura Existente

A partir de 2016, el Perú tenía 5,189MW de la capacidad hidroeléctrica instalada que generó 24.17 TWh de electricidad, 47% de la producción total de electricidad del país. Hay 178 instalaciones hidroeléctricas operacionales en el Perú con capacidades instaladas que van desde. 5mW a 1,008MW[7]. Los tres departamentos del país con la mayor capacidad instalada en energía hidroeléctrica son Huancavelica (533.6 MW), Lima (1,188.8 MW) y Huánuco (456.7 MW)[8].

Oportunidades

Según un estudio, el coste por kilovatio de la capacidad instalada de una nueva construcción de la hidroelectricidad puede variar extensamente de $1,050/kW a más de $7,000/kW. Sin embargo, agregar capacidad adicional a la infraestructura existente de la presa podría costar tan poco como $500/kW en ciertos contextos sitio-específicos, un ahorro de costes dramático[9]. Por lo tanto, Perú, que opera varias instalaciones mayores de 40 años, debe concentrarse en las mejoras de eficiencia y modernización de las instalaciones hidroeléctricas existentes antes de planificar una nueva construcción.

 

[1] Renewable Energy Policy Network for the 21^st Century – Renewables 2016: Global Status Report – http://www.ren21.net/wp-content/uploads/2016/06/GSR_2016_Full_Report_REN21.pdf

[2] Wikipedia – https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_largest_power_stations#Top_20_largest_power_producing_facilities

[3] Worldwatch Institute – http://www.worldwatch.org/node/9527

[4] International Energy Agency – http://www.iea.org/topics/renewables/hydropower/

[5] International Hydropower Association – https://www.hydropower.org/country-profiles/peru

[6] Gunn, Kester; Stock-Williams, Clym.: “Quantifying the global wave power resource” – https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148112001310

[7] MINEM Perú – Anuario Estadístico de Electricidad 2016, Chap 3 – http://www.minem.gob.pe/_estadistica.php?idSector=6&idEstadistica=11738

[8] MINEM Perú – Anuario Estadístico de Electricidad 2016, Chap 2 – http://www.minem.gob.pe/_estadistica.php?idSector=6&idEstadistica=11738

[9] International Renewable Energy Agency: Renewable Energy Technologies: Cost Analysis Series – Hydropower – https://www.irena.org/documentdownloads/publications/re_technologies_cost_analysis-hydropower.pdf