Energía solar térmica vs gas natural

by • 31 enero, 2017 • EERRComments (0)

La Ley de Energía Solar Térmica se hace esperar, y, según los borradores de la Norma que se conocen hasta ahora, deberá ser intenso el trabajo en el texto si es que se pretende desarrollar el verdadero potencial social y económico que tiene esta fuente de energía, que resulta, como veremos, la energía renovable más barata que hay en nuestro país.

El calor solar, usado en forma directa, mediante dispositivos de concentración o de efecto invernadero, es el “reemplazo de combustible” que no supimos valorar, y que en otros países, desarrollados y no tanto, como Grecia y Turquía, y nuestro vecino Uruguay, ya lo aprovechan al máximo, contribuyendo al equilibrio de sus cuentas de energía.

Para valorarlo, tenemos primero que conocerlo, y entender su economía.

¿Cómo se compara la economía del calor solar con la economía de nuestra forma más habitual de obtener calor en Argentina, que es a través del Gas Natural?

En Septiembre de 2016, a raíz de un informe de YPF para una audiencia pública solicitada por ENARGAS (ver [1] y [2]), se conoció una estimación de YPF para el valor del Gas Natural para 2020. Citamos de [1]: “YPF espera que en los próximos cuatro años la demanda de gas crezca un 13% y que el valor medio de la oferta se incremente desde 5,0 dólares por millón de BTU  este año hasta 6,1 en 2020”. 

Hoy, el Plan Gas paga 7,5 USD/MMBTU a los productores, y CAMMESA paga el GN (gas natural) para generación eléctrica a unos 5 USD/MMBTU. Además, el precio del GNL (gas natural licuado) que importa ENARSA por barcos, está entre 7 y 7,5 USD/MMBTU, a lo que hay que sumar 1,5 USD/MMBTU por la re-gasificación en el puerto.

Está claro que el aumento de la demanda del 13% en el GN aludida en el informe de YPF, dejando de lado el incremento de la demanda para generación eléctrica, es en su mayoría debido al aumento de la demanda de energía en forma de calor, principalmente de los sectores Residencial e Industrial. Este calor podría, en cierto porcentaje y en ciertas circunstancias, ser abastecido de manera creciente con calor proveniente de fuente solar.

¿Y cuánto cuesta el calor de fuente solar? Necesitamos estimar un valor al MMBTU de fuente solar.

Partamos de un colector solar típico, para calentar agua para una vivienda, como “modelo” que fijará el “techo” de precio, de forma conservadora –pero podría ser un colector más grande, para usos industriales, con mayor concentración solar y trabajando a más altas temperaturas, en cuyo caso, por economía de escala, su precio unitario disminuirá.

Según los datos que maneja el Área de Energías Renovables del INTI, en el que funciona un Laboratorio de Energía Solar Térmica, el precio promedio de un sistema solar térmico doméstico (colector solar y tanque de almacenamiento), incluso los de “placa plana” que se fabrican en Argentina, es del orden de 1.000 USD.

Dichos colectores, siempre en promedio, pueden calentar unos 160 litros de agua, con una superficie de captación de 2 m2 y una potencia pico de 1,4 kWp (térmicos).

Para obtener una estimación de su producción de energía térmica, supongamos un usuario en la zona de Buenos Aires, con promedio anual de radiación diaria de 4,6 kWh/día/kWp (energía en kWh, por día, por potencia pico instalada). Es decir, nuestro colector estará produciendo en promedio unos 6,44 kWh/día de energía térmica. Esto equivale a unos 8,02 MMBTU al año.

Asumiendo una vida útil típica del colector solar de unos 25 años, éste producirá unos 200 MMBTU a lo largo de su vida útil. Sin agregar otros costos (como costo de capital o de mantenimiento), es simple estimar un costo promedio de la energía (al estilo “LCOE”) menor a 5 USD/MMBTU en estas condiciones.

Si se pudiera incentivar una fabricación masiva de calefones (y otras formas de calefactores) solares en Argentina, con cadenas de proveedores locales de insumos, y su costo pudiese bajar, por economía de escala, a unos 800 USD por unidad (o bien unos 571 USD/kWp – térmico), el mismo cálculo daría menos de 4 USD/MMBTU, siempre en la región de Buenos Aires.

Si además subimos un poco de latitud, y nos vamos al Centro/Noroeste Argentino (NOA), con radiaciones que superan fácilmente los 5,5 kWh/día/kWp, el mismo cálculo daría tan bajo como 3,34 USD/MMBTU. Comparar estas cifras con las previsiones de YPF de precios de Gas dadas arriba, de lo que costará el MMBTU de GN de Vaca Muerta o de GNL importado, desde el presente hasta 2020.

En términos de kWh térmicos, esos valores estarían en 1,36 centavos de USD/kWh, o bien 13,6 USD/MWh (térmico), para Buenos aires, y 1,14 centavos de USD/kWh (11,4 USD/MWh térmico) para el NOA. Comparar estas últimas cifras con los precios de energía eléctrica solar FV (fotovoltaica) obtenidos en las rondas 1 y 1.5 del Programa RENOVAR, del orden de 50 a 60 USD/MWh.

Las razones de la diferencia de precios provienen de que, por un lado, la conversión a energía térmica, usada en forma directa, es más eficiente que la conversión FV a energía eléctrica, y, por otro lado, los calefactores solares son más baratos, a igual potencia pico, que las instalaciones FV (completas con inverters y transformadores). En el primer caso hablamos de eficiencias del 70%, mientras que en el segundo caso, las eficiencias de los paneles FV comerciales típicos son del orden de 14 a 18%.

nota

Estos simples cálculos fueron hechos sin incluir posibles costos de Capital, ni de Operación y Mantenimiento (O&M), que para este rubro no mueven el termostato… Aun suponiendo que los costos de capital y de O&M representasen, digamos, un 50% agregado,  no cambiaría la evidente conclusión.

Recientemente, el INTI publicó el Censo de Energía Solar Térmica 2016, que aporta datos sobre cómo se compone la oferta actual [3]. Podemos agregar que si se tracciona la demanda con planes de incentivos específicos y con la adecuada gradualidad que permita acompañar el crecimiento de la oferta local, es fácil estimar el potencial del impacto en términos productivos y generación de empleo.

En promedio, una PyME, para producir unos 5.000 equipos año,  tendría unos 20 a 25 empleados y requeriría de inversión necesaria en bienes de capital en el orden los 4 Millones de pesos. Deberían agregarse a estos valores, los que corresponden a la comercialización e instalación de los equipos, en suma a los efectos indirectos por traccionar cadenas productivas de abastecimiento de componentes o materias primas.

Basta con observar los valores de equipos instalados en la región, y en algunos países de distintas latitudes, para poder estimar el potencial en generación de energía, empleo y la dinámica que puede ofrecer a las economías regionales, siempre que se secuencie un plan ordenado que apuntale eslabones claves del sector, materias primas, producción, comercialización e instalación.

nota

Es importante destacar que al hablar de calor solar, no solo hablamos de calefones o termo-tanques solares,  sino  que existen también sistemas de concentración solar de aplicación en las industrias, y que el Sector Industrial,  así como los sectores Minero, Petrolero y Agrario,  en Argentina   se podrían ver muy beneficiados con la incorporación de calor solar en algunos de sus procesos.  Lógicamente esto podrá requerir de adecuaciones de los mismos a los ciclos día-noche, pero es algo que se puede manejar, si la ecuación es conveniente. En todo caso el calor solar entra como un economizador de combustibles, y también, para algunos casos, se lo puede almacenar en “termos” para usarlo de noche.  De modo que es posible también generar un gran impacto en las industrias con el calor solar sirviendo para economizar combustibles.

Finalmente, desde el punto de vista ambiental,  es importante entender el gran aporte que haría este ahorro de combustible al cumplimiento de los compromisos de reducción de emisiones de GEI, que asumió la Argentina para el COP21 de Paris, en Dic. 2015,  toda vez que se está evitando la quema de metano, con un efecto bien claro,  y si tenemos en cuenta que en Argentina el GN distribuido por redes, en su mayoría para uso Residencial e Industrial,  es uno de los mayores consumos de energía del país.  Es decir,  en términos de compromisos ambientales, hay mucha tela para cortar en el ahorro de GN para calefacción por este método, al menos tanta como en la instalación de parques eólicos y solares para limpiar nuestra electricidad,  a menor cantidad de dólares invertidos.

En esta nota hemos mostrado que 1) el calor solar en Argentina es (y por varios años será) más barato que el calor obtenido del Gas Natural,  2) el calor solar es la forma más barata de energía renovable que hoy tenemos en Argentina,  3) el calor solar puede obtenerse con equipos fabricados 100% en Argentina, contribuyendo al desarrollo económico y social, y 4) el calor solar es un método rápido y barato para reducir emisiones de GEI de la quema de GN de los sectores Residencial e Industrial.

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