11 abril 2008

Generación distribuida en los Estados Unidos


Este post expone la tecnología de generación distribuida, y su utilización en Estados Unidos. La información ha sido extraída del artículo Distributed generation in the US – three lessons, publicado en la edición impresa de la revista “Cogeneration & On-Site Power”, en su número de enero-febrero de 2008. El intento de moverse hacia la generación distribuida (DG), representa paradójicamente un retorno a las raíces de la industria de la distribución eléctrica. Thomas Edison inauguró esta industria en 1882 cuando suministró corriente continua a una serie de negocios próximos entre si en el distrito financiero de Nueva York. Debido a que los operadores no pueden transmitir corriente continua a gran distancia, Edison esperaba vender equipos de generación de pequeña potencia para clientes comerciales, tales como la industria o la hostelería. Este modelo, como cuenta el historiador F. Hirsh, se desplazó debido al empleo de las estaciones de energía centralizadas que producían energía y la transmitían en redes de corriente alterna. Hoy en día, tecnólogos y políticos han identificado amenazas para la seguridad y la fiabilidad en el actual sistema de producción centralizada. Una sola avería o un atentado terrorista pueden dejar sin fluido eléctrico áreas muy pobladas y hacer imposible el uso de servicios esenciales.


LA GENERACIÓN DISTRIBUIDA EN ESTADOS UNIDOS

Con la DG se pretende aproximar la generación a una gran variedad de operadores, de forma que se produzca la energía lo más cerca posible del lugar de utilización, y si es posible por el propio usuario final. Nace de esta forma un interesante segmento de actividad en el que pueden entrar empresas y profesionales que tienen vedado el actual sistema de generación centralizada. Se abre un enorme campo lleno de posibilidades de producir energía en pequeños proyectos y con fórmulas más y más originales. Conforme aumenta el precio de los combustibles fósiles, más formas de generación se aproximan a la rentabilidad. Como una tecnología, el término DG a menudo abarca tres clases de generadores: (1) sistemas de ciclo combinado (CHP), que producen energía térmica y electricidad de una sola fuente de combustible; (2) generadores de energías renovables distribuidos tales como los aerogeneradores y los paneles solares; y (3) generadores de energías no renovables distribuidos tales como los motores recíprocos, motores Stirling, turbinas de gas natural, microturbinas y células de combustible. Los defensores de las tecnologías DG a menudo abogan por estas tecnologías por su servicio a la sociedad debido a que producen menos subproductos peligrosos que las tecnologías convencionales de generación. Algunos operadores del sistema eléctrico han comenzado a desplegar tecnologías DG para aliviar la congestión en las redes de distribución, y las tecnologías DG pueden minimizar las pérdidas en la distribución ya que producen electricidad en las proximidades del productor final. Asimismo, algunas de estas tecnologías producen energía a precios inferiores que las tecnologías convencionales. El mayor uso de las tecnologías DG puede jugar un papel importante para cubrir las necesidades de energía del país y en política internacional. No obstante, a pesar de las buenas expectativas, tales generadores constituyen solamente un porcentaje muy pequeño de la capacidad de generación de los Estados Unidos. Si bien el departamento de energía de los Estados Unidos (DOE) estima que hay instaladas en el país más de 12 millones de unidades DG – con una capacidad agregada de 200 GW – la mayoría solamente proporcionan electricidad en situaciones de emergencia cuando la energía procedente de la red no está disponible. Incluso aunque los usuarios operan alrededor de 82.000 MW de esta capacidad para funciones distintas a la potencia de apoyo, menos del 1 % de los sistemas DG industriales se utilizan para producir electricidad que alivie a satisfacer los picos de demanda u operan de manera continuada. Estas estadísticas revelan inconsistencia. ¿Si la tecnología DG es tan interesante, por qué no se usa más? Un estudio llevado a cabo por Virginia Polytechnic Institute & State University desveló las siguientes conclusiones:
  • Las tecnologías DG ofrece ventajas comparativas respecto a las grandes plantas centralizadas en términos de eficiencia, fiabilidad y seguridad.
  • En términos de eficiencia, la generación de energía próxima al lugar de consumo puede doblar la eficiencia de las turbinas de gas de ciclo combinado y ofrece inferiores costes de capital y laborales.
  • Algunos sistemas DG son especialmente útiles para aplicaciones donde pueda reciclarse energía de los residuos para proporcionar calor y frío a varias edificaciones.
  • Tienen el potencial añadido de que la electricidad que producen es más fiable y segura en el caso de fallo del fluido eléctrico.
  • Las tecnologías DG permiten estabilizar la red y mejorar la fiabilidad del sistema en su conjunto.
  • Debido a que los fabricantes de equipos pueden producir tecnología DG casi a cualquier escala, los operadores del sistema pueden situarla en cualquier sitio, y su modularidad quiere decir que los generadores pueden adaptarse mejor a los pequeños incrementos de la demanda.
Un estudio llevado a cabo por la Energy Information Administration (EIA) encontró que las pérdidas por transmisión y distribución suponen un 7 % de la producción bruta en kWh. El estudio también encontró que durante periodos de altas temperaturas, las líneas se dilatan y la conductividad decrece, y las pérdidas pueden superar un 15 %. En áreas rurales las pérdidas por distribución pueden alcanzar el 40 % La Agencia Internacional de la Energía, ha encontrado que la tecnología DG puede suponer que el coste de la energía sea un 30 % más bajo cuando se desplaza el gasto de transmisión y distribución y el sistema DG se despliega en sitios concretos. De esta forma se obtiene una interesante alternativa a la construcción de nuevas líneas de potencia, transformadores, etc. Las ventajas son mayores en áreas congestionadas donde permitir nuevas redes de transmisión es difícil. En términos de seguridad, las tecnologías distribuidas limitan los riesgos financieros y la exposición de capital, puesto que su coste es mucho menor que las grandes plantas de generación. Por otra parte, la construcción de plantas de pequeño tamaño reduce el riesgo actualmente existente de que las tecnologías quedan obsoletas antes de que los ingenieros las instalen. El estudio también desveló que gestionar miles de generadores dispersos es un desafío mucho mayor para los operadores del sistema que controlar un puñado de grandes generadores centralizados. Naturalmente, los operadores del sistema de transmisión y distribución necesitan asegurar que las empresas DG no hacen nada que ponga en peligro su capacidad para mantener la estabilidad de las redes. Las tecnologías DG no deben interrumpir el flujo equilibrado de la corriente alterna para soportar una sincronización de la red apropiada.Las unidades DG tienden a tener un coste de capital comparativamente mayor (por kilowatio instalado) que los generadores centralizados. Ello hace que la tecnología DG sea demasiado cara para los clientes residenciales y un negocio arriesgado.
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