Tras muchas décadas de desarrollo tecnológico, el costo de producción de los paneles solares y turbinas eólicas se reducido se ha reducido 100 veces y hoy en día podemos explotar la energía del sol y el viento a costos que son competitivos respecto a las fuentes convencionales como el carbón o el petróleo.

Entre los años 2012 y 2014 se instaló globalmente la misma capacidad de producción de energía solar que entre 1985 y 2006. Hoy en día los paneles solares representan únicamente una pequeña fracción del costo total de un sistema fotovoltaico. Considerando que los precios son tan bajos y la alta capacidad de producción es válido preguntarse. ¿Cuál es el siguiente paso?

La respuesta es el reto de integración de estas nuevas fuentes en un sistema eléctrico diseñado para funcionar con fuentes controlables y poca variabilidad. Para responder este reto y poner en perspectiva la magnitud del cambio tecnológico que estamos por experimentar, podemos utilizar como ejemplo la aparición del Ford modelo T.

A pesar de que el carro moderno se inventó en 1886, a inicios de siglo XX los vehículos de combustión eran una tecnología de juguete para ciertos sectores de la sociedad, con altos costos de producción, mantenimiento y operación. Sin embargo, con la producción en masa desarrollada por Ford, entre los años 1909 y 1912 el costo de un vehículo se redujo a la mitad y la producción aumentó de 10.000 a 170.000 vehículos al año. Para integrar esta nueva tecnología fue necesario realizar grandes transformaciones. Fue necesario inventar nuevas carreteras, asfalto, autopistas, re-inventar los peajes para pagar por las carreteras, crear señales de tránsito para organizar los vehículos en esas carreteras.

Integrar los vehículos en nuestra vida diaria fue una de las grandes obras de ingeniería del siglo XX  y la sociedad debió ingeniar, refinar y re-crear sistemas que dominaran esta tecnología inventada en el siglo XIX. Y ahora en el siglo XXI nos tocará tomar los avances en generación de energía renovable del siglo XX e integrarla en nuestra vida diaria.

Uno de los retos más complejos es manejar la variabilidad del recurso renovable. La variabilidad sucede en diferentes escalas de tiempo. En primera instancia, capturar esta energía variable requiere que hagamos nuestros sistemas más flexibles. La flexibilidad de los sistemas implica poder almacenar energía para consumirla cuando la producción de energía renovable no está disponible en la cantidad que necesitamos. La solución más evidente es instalar baterías o construir nuevas plantas hidroeléctricas. Sin embargo, estas alternativas son muy costosas y reducir el costo de la flexibilidad abre las puertas para nuevos desarrollos tecnológicos.

En vista de que el país necesita propuestas, existen varias que minimizan la necesidad de embalses para manejar la variabilidad y que no son baterías.

  1. Invertir en modelos de predicción desarrollados en Costa Rica que incluyan elementos meteorológicos y de “machine learning”. Asignar fondos a dos grupos de investigación, uno en el TEC y otro en la UCR, para implementar el sistema. Esto no es nada extraño o fuera de lo común; hoy en día existen cientos de modelos de predicción probabilísticos que mejoran sustancialmente la operación del sistema cuando se incorporan apropiadamente en el proceso de toma de decisiones. Aquí pueden ver un ejemplo de los beneficios asociados con mejoras en los sistemas de predicción.
  2. Iniciar un programa de respuesta a la demanda de la misma forma que se hizo un plan piloto de generación distribuida. Diseñar un programa donde consumidores puedan ofrecerse para que sus cargas sean desconectadas por un incentivo económico. Este programa beneficiaría tanto al ICE al reducir la necesidad de construir costosa infraestructura y a consumidores industriales deseosos de reducir su factura eléctrica. Es posible financiar al Laboratorio de Sistemas de Potencia de la UCR para realizar el estudio y selección de tecnologías. Aquí un ejemplo de la aplicación de esta tecnología para el sector residencia.
  3. Realizar un estudio mucho más detallado donde se consideren efectos de la integración de renovables de forma distribuida con mayor resolución geográfica y temporal. Utilizar simulaciones Monte Carlo para poder detectar realmente las probabilidades de perder suministro si hay o no Diquís. Es importante cambiar el lenguaje cuando hablamos de los costos y beneficios puesto que el futuro de energía renovable incluye mucha variabilidad y el costo de reducir riesgos puede ser mayor que las potenciales pérdidas. Un ejemplo de este tipo de análisis para el sistema eléctrico del este de Estados Unidos se puede observar en el siguiente link.

Gustavo Valverde (izquieda) y Jairo Quirós, del Laboratorio de Sistemas de Potencia de la UCR, investigan cómo adaptar la red eléctrica tica para poder incluir paneles solares.

(Créditos: Karla Richmond / Oficnia de Divulgación e Información. UCR)

El modelo del país es apreciado y reverenciado en otros países, pero no nos engañemos, viendo hacia adelante los avances tecnológicos estamos quedándonos atrás. Se está dando una mezcla entre el internet de las cosas, la banca electrónica, baterías y la energía renovable. La integración en los hogares y empresas de dispositivos inteligentes y generación distribuida son otros ejemplos del cambio radical que está sucediendo. Sin cambios tecnológicos radicales en el sistema eléctrico no será posible integrar de forma costo efectiva fuentes variables como el sol o el viento. Costa Rica no está exenta de este problema si la única estrategia sobre la mesa para aumentar la adopción de estas fuentes es la construcción del Proyecto Hidroeléctrico Diquís.

Mediante la coordinación y optimización de la infraestructura de energía es posible aumentar la sostenibilidad del sistema e incrementar la flexibilidad a costos competitivos y sin perder confiabilidad. Una estrategia moderna y con miras a los desarrollos tecnológicos del siglo XXI puede reducir costos y garantizar que el modelo eléctrico nacional siga siendo un ejemplo global en los años venideros.

Lo cierto es que este es un ambiente cambiante, dinámico y con muchas nuevas oportunidades para el sector electricidad que está viviendo una transformación profunda. El sueño de muchos es ver soluciones desarrolladas en Costa Rica que corre en dispositivos diseñados en Costa Rica y que se exportan al mundo. No es imposible, ya lo hemos probado con el área de dispositivos médicos y electrónica. No hay nada que evite que juguemos en primera división y tengamos un papel protagónico en el reto global de integrar energía renovable.