ENERGÍA - Conicet

ENERGÍA
Fundamentos
Hay un reconocimiento unánime en que nuestro planeta no podrá soportar durante mucho más
tiempo la explotación de los recursos naturales, tal como hoy en día se practica, ni tampoco
nuestros hábitos de consumo. La deforestación, la erosión del suelo, la desaparición de especies
animales y vegetales y la contaminación del agua y sus efectos en la atmósfera terrestre son
algunos de los indicadores de que no podemos seguir como hasta ahora y que necesitamos más
medidas protectoras para nuestro medio ambiente. La crisis energética de 1973 mostró la
interdependencia global: se cuestiona el estilo de vida de los países desarrollados y su crecimiento
desenfrenado de la demanda energética. La convicción va más allá de que la innovación
tecnológica podría asegurar nuestro estilo de vida y se reconoció que los sistemas ecológicos
tienen recursos y capacidades limitadas. Las nuevas tecnologías deben ayudarnos a buscar el
equilibrio medioambiental.
Hay un cambio en el paradigma energético como resultado de la demanda sostenida, la ausencia
de descubrimiento de yacimientos importantes de petróleo, la tendencia creciente de los precios
por los conflictos políticos del medio oriente y las implicancias climáticas provocadas por el
calentamiento global. La política energética debe satisfacer las necesidades del presente sin
comprometer la capacidad de las generaciones futuras. En el camino para conseguir una relación
equilibrada entre desarrollo y medio ambiente hay que tener en cuenta tres componentes de la
actividad humana. Según Ehrlich (1967) la incidencia en el medio ambiente es igual al producto del
número de habitantes, sus demandas energéticas y sus capacidades tecnológicas (tres
componentes que se relacionan en todo el mundo).
Argentina posee recursos energéticos no renovables (de duración limitada en volumen y tiempo)
diversificados por su situación geográfica y su morfología geológica, aspectos que no tienen los
otros países de la región. Los cambios sufridos por la economía en la década pasada han
modificado profundamente la situación de los recursos energéticos y sus transformaciones. El 94%
de la energía primaria está cubierta por recursos de origen fósil y solo el 6% restante por recursos
renovables, donde el 62% es energía hidroeléctrica. En gran medida la privatización y
desnacionalización de una parte importante del sector energético y petroquímico, además de
producir serios problemas por falta de inversión con restricciones de abastecimiento, ha afectado la
capacidad nacional de decisión tecnológica. Con la excepción de las energías hidráulica y nuclear,
donde posiblemente se ha mantenido, al menos parcialmente, la capacidad tecnológica nacional,
es preciso reconocer que existe una amplia dependencia tecnológica y financiera externa.
Actualmente se hace necesario enfatizar la necesidad de apropiarnos de la información básica y de
las tecnologías apropiadas impulsando la apertura de fuentes de trabajo, el desarrollo de los
recursos humanos y de la infraestructura científico-tecnológica en todas las áreas afines a la
producción, transformación, transporte y uso final de la energía. Solo el uso de los recursos con
racionalidad y eficiencia garantizará la continuidad y calidad del abastecimiento energético a todos
los sectores socioeconómicos.
En cuanto a la transferencia de conocimientos en temas tecnológicos energéticos, el país no
cuenta con suficientes expertos y carreras acreditadas de Especialidad, Maestría y Doctorado. De
alguna manera, en las disciplinas energéticas, la situación actual es similar a las ciencias básicas
décadas atrás. Existen pocos investigadores formados y muy pocas unidades académicas, con
infraestructura y recursos humanos suficientes que puedan asumir la responsabilidad de
instrumentar estudios de post-grado.
A) Generación Eléctrica
En un contexto de falta de expansión desde el año 2000 y sin reserva técnica para los próximos
años, las únicas incorporaciones de centrales previstas serían hechas por el Estado nacional y
corresponderían a obras pendientes principalmente hidráulicas y nucleares. La expansión en la
ultima década fue prioritariamente sobre la base de tecnología hidráulica, de turbinas de gas (TG)
estacionarias en boca de pozo, las mas variadas tecnologías de Ciclos Combinados de alto
rendimiento y de turbinas eólicas de potencia media y alta. Dicho equipamiento es en su mayoría
importado, salvo parte del hidráulico y nuclear, donde existen tecnología y desarrollos nacionales,
lo que nos coloca frente a una gran dependencia tecnológica y financiera. La demanda de energía
eléctrica tendrá en nuestro país un importante crecimiento en las próximas décadas y será
necesario incorporar nuevas fuentes de generación masiva para satisfacerlo. El recurso mas
abundante y económico para la generación eléctrica en la próxima década, será el Gas Natural,
pero para que se activen las inversiones privadas se necesita la recomposición de los precios
relativos del recurso. Mientras habrá que desarrollar los aprovechamientos hidráulicos y nucleares
pendientes. Con respecto a las instalaciones hidráulicas, el país tiene una cartera de proyectos en
ejecución, y otras a ejecutar de mini micro centrales y los grandes emprendimientos binacionales
(Corpus, Garabí, etc) donde los suministros serían de origen nacional y regional. La energía
nuclear representa cerca del 5 % de la potencia instalada en el Mercado Eléctrico Mayorista y
produce el 9 % de la energía eléctrica, convirtiéndola en una fuente de alta eficiencia y
disponibilidad. La energía nuclear aparece como otra opción para cubrir el crecimiento de la
demanda ya que junto con la energía hidráulica son las de mejor costo efectividad para evitar el
crecimiento de las emisiones de gases con efecto invernadero. La CNEA ha avanzado en el diseño
de un prototipo de reactor para generar electricidad, innovador por su sistema de enfriamiento, y
que necesita avanzar en su desarrollo.
Los generadores eólicos de potencia, cuyas tecnologías están maduras comercialmente, son
importados y dolarizados, aspecto que pone barreras financieras a la expansión. Las nuevas
tecnologías que utilizan fuentes renovables producidas en unidades de potencia media e instaladas
en grandes parques, serían una alternativa a estudiar y definir para el desarrollo tecnológico
energético nacional. Su desarrollo podría sustituir importaciones, evitar el drenaje de divisas y
generar nuevos puestos de trabajo, aportando a los mecanismos de desarrollo limpio que luchan
contra el cambio climático provocado por la combustión de recursos fósiles. En zonas aisladas los
sistemas estacionarios de generación distribuida o aislada, han demostrado tener mayor eficiencia
y confiabilidad, menor impacto ambiental, combinando varias tecnologías sobre la base de fuentes
renovables y como último recurso una tecnología convencional. Estos sistemas híbridos, tienen
que resolver problemas similares de almacenamiento y control inteligente de flujos como los
necesarios para las nuevas tecnologías de transporte. El destino de las mismas sería incorporarlas
prioritariamente a las redes del Sistema Interconectado Nacional, pero también podrían suplir
demanda en sistemas aislados, y para el futuro, como eslabones competitivos de cadenas
energéticas mas complejas, como son los sistemas de generación distribuida y la producción de
hidrógeno. En este contexto los campos donde debería invertirse prioritariamente en transferencia
e integración tecnológica serían trabajos de:
i. Investigación, desarrollo y apropiación socioeconómica para la construcción
de prototipos, partes o componentes de generadores eléctricos de gran
potencia a partir de fuentes de energía eólica u otra fuente renovable
competitiva.
ii. Sistemas de generación eléctrica distribuida y/o demandas aisladas,
híbridos estacionarios de alta confiabilidad.
iii. Investigación y desarrollo de partes subsistemas o componentes de
reactores nucleares de generación eléctrica de seguridad pasiva y de
potencia adecuada a demandas específicas.
B) Nueva generación de vehículos de transporte público
Los medios de transporte ocupan 29% de la matriz energética, participación
equivalente al consumo industrial. Esta transformación de la cadena de valor es la
fuente principal de contaminación ambiental, generadora de Gases de Efecto
Invernadero (GEI), responsables del calentamiento global. Esto se produce en
zonas pobladas donde predominan los motores convencionales a combustión con
niveles muy bajos de eficiencia y rendimiento y los efectos son los bruscos
cambios climáticos globales con catástrofes asociadas. Las tecnologías utilizadas
en el transporte serán las que sufrirán transformaciones tecnológicas más
importantes en un futuro próximo, dentro del proceso de cambio de modelo
económico energético, reemplazando los motores de combustión de hidrocarburos
líquidos y gaseosos, hacia fuentes móviles híbridas que combinan uso intensivo
de diferentes combustibles de menor potencia e impacto ambiental con el
almacenamiento y uso de electricidad. De todos ellos hoy a nivel internacional, los
vehículos eléctricos híbridos funcionado con diversos motores de bajo consumo de
biocombustibles o con mezclas híbridas de gases con hidrógeno convencional o
con nuevos vectores energéticos, son las tecnologías con que se obtiene los
mejores rendimientos y los mas bajos índices de contaminación ambiental. Los
sistemas híbridos de transporte, tienen que resolver problemas de
almacenamiento y control inteligente de flujos de cargas. Se ha avanzado en esas
áreas, pero aun hay que alcanzar investigaciones, desarrollos y ensayos de
laboratorio y construcción de prototipos pre-competitivos. Los rubros propuestos
para concursar en esta área temática de vacancia son completar los
conocimientos e investigación, sobre:
iv. Vehículos Eléctricos Híbridos para el transporte urbano de pasajeros:
integración de sistemas, subsistemas, componentes y materiales
especiales.
C) Estado del arte y tendencias sobre tecnologías, recursos y fuentes energéticas disponibles
El sistema de innovación tecnológica energética necesita de una planificación a
corto, mediano y largo plazo de las inversiones en investigación, desarrollo y
demostración, que tiene que estar en consonancia con la planificación y
escenarios del área energética y, así lo entiende la gestión gubernamental actual.
El área necesita conocer las características de los recursos disponibles y el
“estado del arte” y la evolución de las distintas tecnologías de generación,
transformación y uso final1. Con esta información y en función del avance
tecnológico nacional y las capacidades industriales, se podrá evaluar qué nuevas
tecnologías sería adecuado apropiarse, promover e incentivar en función de
oportunidades, costos, demanda potencial, eficiencia e impactos. Los recursos
1
Tecnologías de Generación Eléctrica; para abastecimiento de Combustibles y nuevos vectores (para uso
térmico y transporte) y de interfase o complementarias (transmisión, distribución, almacenamiento,
conservación y uso final)
energéticos no renovables disponen de un marco regulatorio insuficiente y no
actualizado, lo que hace que se conozca poco y mal las reservas, particularmente
las de petróleo y gas. La situación global del Gas Natural, en la que yacimientos
ubicados en locaciones remotas para los países centrales, son sujetos de análisis
para su eventual monetización a los efectos de su conversión en productos más
fácilmente transportables a los mercados externos, y no exportarlos en estado
natural. Es necesario recuperar la capacidad técnica de decisión local sobre el
mejor destino que se puede dar a los mismos con valor agregado. La información
sobre los recursos renovables también es deficiente y hay relevamientos solo en
algunas provincias y en algunos casos analizar la información histórica de
tendencias y alteraciones que permitan comprender científicamente las razones
del Cambio Climático. Crear y desarrollar un Observatorio de Prospectiva
Tecnológica Energética Nacional que diseñe las principales directrices para
aportar al planeamiento estratégico de la energía y proponga las acciones a tomar
en I+D para lograr la apropiación, evolución y diseminación de las tecnologías
apropiadas y sustentables adaptadas económicamente al país. En este contexto
los campos donde la red deberá abocarse como tarea para transferir al P.
Ejecutivo serán:
i. Desarrollar bases de datos sobre sobre el estado del arte y la tendencia de las tecnologías
de abastecimiento eléctrico y de los combustibles, sus costos, sus limitaciones y las
perspectivas de desarrollo en el mundo, en el Mercosur y en el país, disponiendo de
información sobre mercados, desarrollos tecnológico nacional alcanzado, adaptabilidad
tecnológica a las condiciones del país y costos estimados de transferencia y apropiación.
ii. Investigar y reconstruir las bases de información sobre los Recursos Energéticos fósiles y
renovables. Reordenamiento, obtención y mejora de la información regional sobre reservas,
calidad y disponibilidad de fuentes energéticas. Valoración económica de los recursos
naturales energéticos no renovables. Restablecimiento e interconexión en red de las
estaciones de captación y medición existentes y futuras, de parámetros energéticos
renovables que sirvan también para estudiar cambios climáticos 2.
D) Normas de calidad de los productos, sistemas y servicios energéticos
Las normas de calidad de los productos, sistemas y servicios energéticos, definen
marcos y opciones tecnológicas e inciden directamente sobre la universalización,
inversión y eficiencia económica de las soluciones. Algunas normas adoptadas de
referencia están obsoletas e inadaptadas tecnológicamente. En otros casos se
pagan royalties por ensayos, certificación y homologaciones a otros países por el
equipamiento que se importa referenciado a normas de distinto origen que fijan
estándares a veces contradictorios de calidad y seguridad. La normativa
internacional se refiere a equipamiento que ha sido desarrollado en otros
contextos sociales, económicos y climáticos y a veces no se adapta al
equipamiento necesario adaptado a las regiones y condiciones de la demanda
socioeconómica del país. Esto a pasado a ser una importante barrera para el
desarrollo de tecnologías apropiadas de equipamiento energético, ya que esos
modelos y sus normas a veces excluyen otras alternativas tecnológicas que
ofrecen diferentes niveles de prestación, vida útil y calidades adecuados a
demandas socioeconómicas diferenciadas. También por la libertad aduanera
2
Entre ellos la Radiación Global Solar y Ultra Violeta.
entraron componentes importados de baja calidad y al no existir normativa
nacional que contemple calidades mínimas ni la integración y compatibilidad de
componentes en sistemas y subsistemas, se deterioraron equipamientos de
generación costoso. Desde 1994 existe el Sistema Nacional de Normas, Calidad y
Certificación que abarca todas las actividades económicas cuyo Consejo Nacional
es presidido por la Secretaria de Industria y Comercio con un Consejo Asesor, un
Organismo de Normalización, delegado en el IRAM y el Organismo de
Acreditación (OAA), presidido por el INTI. El Sector Universitario, Tecnológico y
Científico esta convocado a participar en forma global. El sistema académico tiene
Institutos, Laboratorios, Centros y Comisiones de investigación ensayo y
certificación, nacionales, provinciales y regionales especializados en distintas
disciplinas energéticas en muchos casos compiten por prestar esos servicios al
Estado y a los privados. Ante la ausencia del Estado en la planificación de estas
actividades, proliferó una gran dispersión y duplicación de estructuras y esfuerzos
en forma ineficiente. En algunos rubros faltan laboratorios, instalaciones,
equipamiento y normativa para desempeñarlas. No existe un órgano o estructura
académico que asesore a los estamentos mencionados por el Decreto, ni un
marco normativo y regulatorio nacional que atribuya, delegue y otorgue misiones y
funciones para actuar oficialmente, quedando los laboratorios librados a ser
convocados por el sector publico o privado, en forma casual para intervenir en las
diversas cadenas de valor de la industria energética. Sería muy apropiado formar
una red académica institucional conformada por los Institutos, Laboratorios,
Centros y Comisiones Energéticas existentes, que lleven adelante una iniciativa de
asesoramiento oficial a los organismos responsables en los temas de calidad de
energéticos. Es necesario relevar las estructuras y responsabilidades
institucionales para el dictado y actualización de normas actuales de calidad y
seguridad del equipamiento y servicios de extracción, generación, transformación,
transporte, distribución y usos finales de la energía. También realizar estudios y
análisis de las referencias internacionales y regionales (Mercosur) como el trazado
de un mapa sobre normas y especificaciones de calidad de equipamiento y
servicios energéticos existentes, organismos de Estado y otros institutos
energéticos. El objeto principal será redactar las bases, para elevar a los
organismos del Sistema Nacional de Calidad de Normas, Calidad y Certificación,
que promueva una Red Académica Nacional de Asesoramiento, Ensayos,
Certificaciones y Auditorias que en forma estable coopere en forma
interdisciplinaria sobre la calidad de productos, componentes, sistemas y
subsistemas integrados de equipamiento y servicios energéticos. Se convoca
como área vacante a las tareas de:
i. Investigación, ordenamiento, actualización y desarrollo de normativa de calidad de
productos y servicios energéticos.
ii. Definir las atribuciones futuras en lo referente a calidad de responsabilidades tecnológicas
de los Institutos, Comisiones, Centros y Laboratorios Nacionales, provinciales y regionales
existentes. Integración en red y complementación de los organismos y laboratorios
existentes y a crear. Racionalización de la infraestructura y definición del equipamiento
necesario para dar satisfacción a las demandas de la red a crear.
iii. Establecer especificaciones nacionales de calidad adoptadas, adaptadas y/o creadas, para
cada sistema, servicio, equipamiento o componente aceptables con particularidades
mínimas regionales.
E) Estandarización tecnológica de Arquitectura Bioclimática regional
Los edificios son manifestaciones de las innovaciones técnicas. Dan cobijo, pueden adaptarse a
nuestras necesidades de vida y trabajo, expresan deseos y representan cultura. Las tecnologías
empleadas para proyectar y ejecutar las edificaciones tienen consecuencias inmediatas en el
consumo de energía. Los edificios consumen la mitad de la energía que los seres humanos
utilizan. Los combustibles mas utilizados por la población en el sector residencial son el Gas
Natural (GN) y el Gas Licuado de Petróleo (GLP) envasado en garrafas, tubos y zeppelines. En la
documentación disponible podemos observar que la red de GN cubre solo al 55% de la población o
sea aproximadamente 6 millones de hogares, y representa el 62% del consumo del sector. En el
balance energético se observa que la electricidad solo ocupa el 19% y abastece a casi el 97% de
los hogares lo que muestra la eficiencia del vector. La red de GN residencial, comercial y de
edificios públicos abastece a 7 millones de usuarios (63%) y representa el 56% de la estructura del
consumo, o sea un 87% mas que el consumo eléctrico que representa 30% de la estructura, lo que
nos estaría indicando una gran ineficiencia energética en el uso del GN.
Gran parte de la sociedad, aproximadamente 20 millones de personas, son abastecidos con gas en
garrafas (GLP) pero, solo representan 11% del consumo. Este sector esta consumiendo 5 veces
menos que la población abastecida por red de GN, ya que los precios al estar desregulados, son
entre 4 y 8 veces mas elevados por unidad energética que los que pagan los usuarios de GN por
red. Este sector también sufre la ineficiencia tecnológica de las construcciones residenciales que
son más precarias. Hoy realizar ahorros y aumentar la eficiencia del uso del GN y electricidad,
sería mas económico y rápido que la expansión del sistema eléctrico y gasífero, disponiendo
racionalmente de las reservas energéticas.
El consumo de energía depende en gran medida de las tecnologías usadas durante el proyecto,
ejecución y mantenimiento del edificio. La mayoría de las veces las construcciones escasamente
tienen en cuenta criterios básicos de diseño que contemplen la climatización e iluminación natural
de los espacios y el uso de tecnologías apropiadas que tiendan a disminuir el consumo de energía
convencional, uno de los objetivos de la arquitectura Bioclimática. Las construcciones actuales
suelen ignorar la disponibilidad del recurso solar y la posibilidad de aprovechar los vientos para un
refrescamiento pasivo del edificio. Las construcciones realizadas con criterios bioclimáticos son
tecnologías maduras y es momento de comenzar a aplicarlas. El Estado, a través de los Institutos
de la Vivienda provinciales, es el principal constructor de miles de viviendas económicas anuales.
De lograr esta transferencia tecnológica, se produciría un impacto energético de envergadura. El
desafío es mantener el costo de la vivienda dentro del presupuesto que corresponde a una
vivienda de diseño y tecnología convencional. Sería necesario que los Institutos universitarios y del
CONICET especializados organizados en red, recopilen, investiguen y sistematicen la normativa
sobre códigos de edificación y vean en que y cómo modificarla, permitiendo el desarrollo de
productos y normas constructivas, adecuadas a las distintas regiones climáticas del país.
Finalmente se deberán elevar a las autoridades nacionales, provinciales y municipales que
corresponda, las bases de normativa aconsejable, recomendaciones y sugerencias a tener en los
organismos de vivienda regionales y locales para las construcciones y planes de vivienda
económica actuales y futuros. Para ello se propone concursar:
iv. Diseño de viviendas energéticamente eficientes para distintas condiciones geográficas y
climáticas con el uso de estrategias de diseño bioclimático con un costo que no supere el
10% de una construcción de diseño y tecnología convencional.
v. Sistematización de los componentes, diseños, dispositivos y materiales a utilizar en la
climatización natural utilizando energía solar para las construcciones residenciales y noresidenciales.
vi. Redacción de bases y especificaciones para la construcción futura de prototipos
experimentales en diferentes regiones climáticas y geográficas.
F) Educación popular sobre recursos y tecnologías energéticas
Con el objeto de hacer un uso racional de las reservas de combustibles fósiles disminuyendo los
impactos ambientales sobre el clima y la salud es necesario transferir a la sociedad la información
e importancia del uso de los recursos energéticos renovables y los no renovables disponibles. Por
limitaciones naturales y tecnológicas no podremos reemplazar la cultura energívora imperante de
uso intensivo de los fósiles con fuentes de energía renovables, por su naturaleza difusa e
intermitente. Si bien los incentivos económicos son los que pueden ser mas eficaces para lograr
impactos relevantes, se ha detectado una amplia demanda de desarrollo de campañas de difusión
y capacitación en escuelas y a la sociedad toda, sobre fuentes de energía renovables y no
renovables, impactos ambientales y principios básicos de utilización racional de los recursos
naturales y preservación del medio ambiente. Estos conocimientos disponibles necesitan ser
recopilados, ordenados, sistematizados, pedagogizados y transferidos para lograr la formación de
una nueva cultura de conservación en momentos de escasez. El objetivo final es transferirlos a las
estructuras del estado que corresponda para que sean difundidos, y que lleguen a los distintos
niveles de enseñanza, como así también a todos los estratos socioeconómicos. En este contexto
los campos donde podría aportarse como vacancia a concursar son:
vii. Establecer los contenidos conceptuales mínimos, compatibles con los Contenidos Básicos
Comunes en los distintos niveles de la enseñanza curricular, que involucren entre otros
temas: recursos energéticos y su disponibilidad, tecnologías imperantes, aprovechamiento
natural con tecnologías apropiadas y apropiables, alternativas de eficiencia energética,
oportunidades e impactos medioambientales.
viii.Establecer contenidos conductuales, actitudinales y procedimentales para internalizar el
tema energético en toda la comunidad educativa y concientizar a la sociedad.
ix. Transferir para su difusión masiva los contenidos, los formatos y metodologías a las
autoridades competentes nacionales, provinciales y municipales.