28 enero 2013

Energías renovables como fuente de electricidad en África

Una aproximación más sostenible y comprometida con las renovables que sirva de apoyo a los sistemas de generación basados en los motores de combustión puede ayudar a paliar la escasez de electricidad en África que hace al continente perder competitividad.

Una comparación entre las diferentes regiones globales del uso de la electricidad y desarrollo económico revela la estrecha relación entre los dos factores. En la figura con la que abrimos este artículo vemos la relación entre el producto doméstico bruto (GDP) y la paridad de potencia de compra (PPP) por persona y año como una función del uso de electricidad por persona y año como función del uso de la electricidad per cápita en las áreas principales del mundo. Los coeficientes de correlación para la línea de tendencia roja tienen un valor alto de 0,95. Las desviaciones ligeras de esta línea de tendencia pueden ser explicadas por, por ejemplo, el derroche energético en USA y la mayor eficiencia energética existente en Europa en la otra.
En las naciones económicamente desarrolladas, alrededor de un tercio del uso total de electricidad se produce en el consumo de las familias, mientras que dos tercios se consumen en la industria y los servicios. El uso de la electricidad drásticamente incrementa la productividad por persona. Ya que en África se consume la menor energía per cápita, y además el menor GDP per cápita, se necesita sustancialmente más energía eléctrica para llegar a ser competitivos globalmente y abolir la pobreza.

El consumo de electricidad por persona y año en África es en promedio alrededor de 500 kWh – sólo el 20 % del promedio mundial de 2500 kWh. Pero así y todo las medias son engañosas. Si excluimos el consumo de Sudáfrica y el Norte de África, el consumo per cápita para África Central, Oriental y Occidental no supera los 180 kwh al año. Pensemos que una familia española en promedio consume unos 250 – 300 kwh al mes. Esto significa que alrededor del 80 % de la gente de África usa menos de un 7 % del promedio mundial – o solamente el 1,5 % de lo que consume un ciudadano norteamericano. O sea, se necesitan 66,6 africanos para consumir la energía de un norteamericano.

Algunas cosas obvias son importantes:
  • El consumo promedio de África no es representativo en el continente. El uso de electricidad per cápita en los países del Norte de África, además de la República de Sudáfrica, es mucho mayor que en la mayoría de los países africanos.
  • La elevación de la productividad y los estándares de vida en África respecto a los niveles de competitividad global requiere incrementar al menos cinco veces el uso per cápita de electricidad.
  • Para el grueso de la población africana, al menos se requiere un incremento de 10 – 20 veces el suministro de energía para proporcionar unas condiciones y competitividad económica comparables al resto del mundo.
Debe notarse que para conseguir unos niveles confortables de electricidad en hogares y comunidades, un suministro eléctrico de 500 kWh por persona y año puede ser suficiente. Sin embargo, mucha más electricidad se requiere para impulsar la productividad económica. El procesado y refrigeración de productos agrícolas, actividades mineras, procesos de fabricación, manejo de datos y comunicaciones, todos requieren considerables cantidades de energía.

En Etiopía, por ejemplo, el suministro de electricidad está creciendo rápido, en alrededor de un 7 % anual, que ya es un alcance bastante importante. Pero para conseguir competitividad económica, el uso de electricidad promedio per cápita debería elevarse desde los actuales 50 kWh por año – una de las cifras más bajas de África – a al menos un modesto 1000 kWh. Para conseguir esto en quince años, se requiere un crecimiento anual del 22 %. Pero incluso con tal tasa de crecimiento, el consumo promedio de Etiopía sería menor que un tercio del promedio global, ya que muchos escenarios indican que el uso de electricidad global se doblará en los próximos 20 años.

Etiopía tiene el mayor potencial hidroeléctrico de África y planea añadir 37 GW de capacidad de renovables en los próximos 25 años.

Pero en muchos países africanos faltan los recursos naturales renovables, tales como la hidroeléctrica, y por lo tanto todavía dependen profundamente de los combustibles para la generación de electricidad. Para toda África, un 40 % de la electricidad se produce del carbón, un 30 % del gas natural, 15 % hidroeléctrica y un 12 % del petróleo. La combinación de biocombustibles, eólica y solar para producir electricidad es aún despreciable.

En la figura con la que abrimos este artículo podemos ver que la República de Sudáfrica alberga casi todas las aplicaciones de carbón del continente, mientras que el Norte de África genera su electricidad principalmente con gas y petróleo. Excluyendo Sudáfrica y Norte de África, la hidroeléctrica es la fuente de electricidad dominante del resto de África para 780 millones de personas. Sin embargo, la hidroeléctrica se basa en el curso de sistemas de ríos con altas fluctuaciones con la lluvia, por ello hay mucha irregularidad en el suministro eléctrico incluso donde están presentes las redes de distribución.

Una posible solución para la mayoría de los países africanos sería construir un sistema de transmisión y distribución para el gas natural de las reservas de Nigeria y Norte de África para poner en marcha centrales de potencia. Pero en estos países no se está en disposición de pagar por el gas lo que se paga en Europa y Asia, por lo que el gas no puede llegar al Este, Centro y Oeste de África. Los enormes recursos de carbón de África presentan otra opción, pero entran en conflicto con las aspiraciones para reducir las emisiones de dióxido de carbono.

Nigeria está favorablemente situada para generar electricidad con gas natural para suministrar a su economía. Pero por el momento, una renta per cápita anual de $1190 y uso de electricidad per cápita anual de 120 kWh están en el mismo rango que países tales como Etiopía.

Fuera de Nigeria y el Norte de África, las reservas de gas natural de África son limitadas, aunque Sudáfrica parece mantener prometedores recursos de gas no convencionales, tales como metano en lechos de carbón y gas de esquisto. Países tales como Angola, Camerún, Mozambique y Namibia tienen reservas de gas considerables que podrían usarse inteligentemente para realzar la producción de electricidad.  Pero quemar gas en estaciones de potencia con carga base grande no sería apropiado.

Soluciones al problema

África tiene un gran potencial para las energías renovables, especialmente para sistemas fotovoltaicos, y fuentes de energía geotérmica e hidroeléctrica. La energía fotovoltaica es ya altamente competitiva sustituyendo generadores diesel y las tecnologías para la implementación masiva de estos sistemas en generación distribuida están disponibles. No obstante, su desarrollo masivo en el continente es complejo y requiere sobre todo unos conocimientos de ingeniería que no están disponibles.

Bibliografía:
  • A fast track to African power. Power Engineering International 01/10/2012
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