La nueva economía basada en el hidrógeno.
La forma de distribuir la energía en el futuro es lo que conocemos como Generación Distribuida. Esta forma de distribución respondería a los problemas de coste y abriría el ansiado nuevo camino que terminará de liberarnos de la era de los combustibles fósiles.Este sistema invierte totalmente la lógica convencional de la distribución de la electricidad.
En el siglo XX y durante lo que va de siglo XXI, la electricidad se ha generado en grandes centrales eléctricas, luego se ha transmitido por líneas de alta tensión hasta los consumidores finales. La centralización de la electricidad, por tanto, ha originado economías a escala (este efecto se produce cuando el coste medio de producir un bien disminuye, a largo plazo, al aumentar la escala en la que se produce).Sin embargo, los elevados costes de capital necesarios para construir centrales eléctricas gigantescas y vastas redes de transmisión sólo pueden compensarse dejando que las compañías controlen todo el mercado regional.
El Estado ha intervenido apropiándose del servicio de suministro eléctrico a la población. En algunos casos se han regulado el servicio mediante concesiones a empresas privadas, pero con regulación estatal como un monopolio natural.Podemos clasificar los mercados en dos grandes grupos: mercados de competencia perfecta y mercados imperfectos, del cual el monopolista sería el más representativo.
1. Los mercados de competencia perfecta se caracteriza porque la empresa no tiene control sobre el precio del mercado en el que opera. Por este motivo, al intentar obtener un beneficio individual logrará una gran eficiencia social ya que el producto que finalmente venda se habrá ajustado en diseño, calidad, disponibilidad, etc.
2. Por el contrario, en el monopolio la empresa tiene el control sobre el precio del mercado. En este caso el interés individual no coincide con el social. Su capacidad para modificar el precio la utilizará para mejorar su posición individual.
Ahora podemos preguntarnos: entonces, ¿por qué motivo existen los monopolios eléctricos?Los monopolios surgen por cuatro circunstancias. Que son las siguientes:
1. Acceso exclusivo a ciertos recursos, como pueden ser materias primas indispensables para la fabricación de un producto.
2. Patentes. El inventor tiene derecho de fabricación de su idea durante un periodo de tiempo determinado.
3. Franquicia legal. Las leyes son las que determinan quienes pueden ofrecer ciertos servicios. (Monopolios legales). Entre los que distinguiríamos:a. Monopolios estatales (Correos, ferrocarriles y venta de gasolina y carburantes).b. Monopolios regulados (Teléfono, agua, gas, basura y transportes urbanos, náuticos y aéreos, venta de tabaco). Suelen ser empresas privadas subcontratadas, concesiones o empresas mixtas.Los precios que se cargan por sus servicios suelen ser precios “políticos”, en algunos casos por debajo del precio de mercado y en otros casos por encima del precio que cubre costes, como es el caso de la venta de carburantes y tabacos.
4. Existencia de economías a escala. Monopolio Natural.La existencia de monopolios estatales y regulados se debe a la necesidad de realizar una gestión centralizada de un monopolio natural. Esta gestión centralizada es especialmente importante en países en donde el régimen político es dictatorial, ya que el gobierno tiene especial interés en realizar un control exhaustivo de todos los servicios y materias primas que constituyen la base del status quo establecido por el régimen.
Al contrario de lo que ocurre en los mercados de competencia perfecta, en el monopolio el aumento de la cantidad producida por parte de la empresa afectará al precio de equilibrio al que se debe vender el producto. Si se define el ingreso total como el resultado de multiplicar la cantidad producida por el precio de venta, este variará cuando lo haga la cantidad consumida.Además cambios en la cantidad provocan cambios en el precio, de forma que si por ejemplo aumenta la cantidad, disminuye el precio (pues los consumidores sólo aceptarán mayores cantidades a precios menores). Por esta razón interesa analizar como varía el ingreso del monopolista cuando varía la cantidad. En este sentido definimos el ingreso marginal como el cambio de ingreso total que se produce cuando se altera en una unidad la cantidad producida.
El monopolista tiene cierto poder sobre el mercado y podrá imponer el precio o la cantidad que desea, pero no ambas cosas a la vez, pues en el mercado hay un conjunto de consumidores, representados por la función de demanda, que tienen soberanía en sus decisiones de consumo. Por lo tanto, el monopolista intentará encontrar un nivel de producción que maximice sus beneficios. Una vez encontrado este nivel de producción serán los consumidores quienes, sobre su función de demanda, decidan que precio están dispuestos a pagar por dicha cantidad.
Para encontrar el nivel de producción de máximo beneficio la empresa irá aumentando su producción mientras unidades adicionales hagan aumentar los ingresos más que los costes, pues de esta manera aumentarán los beneficios.La centralización en la generación de energía eléctrica comenzó a recibir duras críticas en la década de los setenta.
En los últimos años estas criticas se han generalizado, el gran tamaño de las mismas las convierte en disfuncionales a la hora de enfrentarse a todo nuevo tipos de problemas, como el drástico aumento del coste de la energía derivado del embargo petrolero árabe y las subidas de precios decretadas por la OPEP, así como el más grave problema originado por las emisiones de CO2.La fuerte presión pública hizo que en 1978 el Congreso de los Estados Unidos aprobara la Ley Reguladora de los Servicios Públicos, con el objeto de encontrar nuevas formas de ahorrar energía. Esta legislación se diseñó, sobre todo, para fomentar la extensión de la cogeneración.La Ley fomentaba la entrada de nuevas compañías en el mercado de la electricidad y la creación de una incipiente competencia.
La desregulación del mercado del gas natural llevó a un descenso de los precios de este combustible y estimuló nuevos avances en el campo de la generación de electricidad con gas natural. Las nuevas turbinas de gas tenían una buena relación coste-eficiencia para potencias iguales o inferiores a los 100 megavatios y requerían una inversión de capital muy inferior a las plantas nucleares o de carbón de 1.000 megavatios convencionales. Otra ventaja añadida para las nuevas centrales de gas era que requerían menor tiempo de instalación y eran más fáciles de mantener.
Ante esta situación apareció una nueva generación de pequeños productores que ponía en entredicho la producción única por parte de grandes productores amparados por el gobierno y justificados por la teoría económica que definía su actividad como “monopolio natural”.La realidad era que la producción de electricidad se estaba haciendo cada vez más barata y versátil. Por lo tanto, y de forma más que justificada, la opinión pública exigía una nueva forma de competencia, así como modelos de distribución de electricidad acorde con los tiempos.Además, de todas las circunstancias anteriores, el sector eléctrico de los países industrializados se ha cargado con dos grandes pasivos.
El primero de ellos viene derivado de las desinversiones realizadas en las centrales nucleares que se van quedando obsoletas. El coste social que provocan tanto la disminución de la producción como el desmantelamiento de estas centrales, unido al segundo problema que se enfrenta el sector, que es el coste de mantenimiento de todas las instalaciones y de las redes de distribución que se deterioran a gran velocidad, hace que los problemas en el suministro comiencen a generalizarse en todos los países. Los apagones, bajada y cortes de tensión se hacen más frecuentes, siendo los clientes los que tienen que soportar los periodos de inactividad.
En el caso de España tenemos muy reciente los dramáticos acontecimientos que durante este verano han mantenido a parte de la población catalana sin suministro eléctrico. No obstante, podemos encontrar ejemplos similares a nivel planetario. Los monopolios naturales tienen cada vez menos amigos dispuestos a defender su estatus especial, justo en el momento en que comienzan a aparecer nuevos productores energéticos independientes que les disputan los clientes.
La desregulación alcanzó su punto máximo durante los mandatos presidenciales de Ronald Reagan y George Bush en Estados Unidos y los de Margaret Thatcher y Helmut Kohl como primeros ministros de Reino Unido y Alemania respectivamente. La industria energética se vio afectada profundamente. Más tarde, en 1992, la Ley de Política Energética de Estados Unidos abría el mercado eléctrico a la competencia. Los productores independientes comenzaron a crear problemas a los grandes gigantes con la introducción de tecnologías de pequeño alcance para servir a mercados especiales. Había nacido la era de la generación distribuida.
Esta expresión hace referencia a un conjunto de pequeñas plantas generadoras de electricidad situadas cerca del usuario final, o en su mismo emplazamiento, y que pueden bien estar integradas en una red o bien funcionar de forma autónoma. Los usuarios van desde viviendas domésticas hasta grandes empresas.Los pequeños motores alternativos alimentados de gas natural o combustible diesel son las tecnologías más difundidas en la actualidad. Aunque en los últimos años están adquiriendo gran desarrollo el uso de turbinas de gas y microturbinas alimentadas con diversos recursos biomásicos.
Sin embargo, todos los expertos coinciden que a largo plazo el dominio y el liderazgo en el mercado de la generación distribuida corresponderá a la pila de combustible del hidrógeno.
Entre las virtudes del hidrógeno figura la de generar electricidad de forma más eficiente y ser menos contaminante que el motor de combustión, la pila de combustible también es más flexible. Las pilas de combustible se comercializan en módulos, de modo que el usuario final puede personalizar su unidad para adaptarla a sus necesidades energéticas actuales y, si éstas aumentan, en el futuro se pueden incorporar nuevos módulos con un escaso gasto añadido.
La electricidad que se genera en una pila de combustible cuesta actualmente entre 3.000 y 4.000 dólares por kilovatio, mientras que la electricidad generada por una central eléctrica clásica de gas oscila entre los 500 y 1.000 dólares por kilovatio. Este coste baja a medida que aumentan las ventas y se generan economías de escala y estímulos a la innovación. Los analistas de la industria se muestran optimistas con respecto al potencial del mercado de las pilas de combustible y la generación distribuida, y por diversas razones consideran probable que la red eléctrica evolucione desde un modelo de generación centralizada hacia un modelo de generación descentralizada próxima al usuario final.
Los sectores bancarios, de telecomunicaciones e industriales necesitan una electricidad de alta calidad. Estos sectores no solo dependen del flujo ininterrumpido de información electrónica por sus intranets, sino del mantenimiento de sus bases de datos y de equipos digitales de todo tipo. Un corte eléctrico significa una pérdida significativa en términos de producción y distribución. El Banco Nacional de Omaha, en Nebraska tiene instalado en su centro tecnológico un sistema de pilas de combustible de 200 kilovatios para garantizar su seguridad frente a fallos de la red eléctrica general. En 1997 una breve interrupción del suministro eléctrico provocó un colapso en sus sistemas informáticos.
En Times Square, New York, se ha construido un moderno edificio que dispone de 200 kilovatios de potencia generados con pilas de combustibles propias que se utilizan para el agua caliente, la iluminación de la fachada y como reserva de emergencia para la red principal.
El aumento de la frecuencia de los cortes de electricidad en las redes generales y el incremento en los precios del servicio, provocado por la escala interminable de los precios del petróleo, traerá consigo la modificación del uso de los generadores de emergencia. De este modo empezarán a utilizarse como fuente primaria de generación eléctrica.Los servicios públicos también se ven afectados por los cortes de electricidad de la red centralizada. Sobre todo los hospitales, comisarías de policía, estaciones de bombeo de agua, están equipándose con sus propios generadores de emergencia locales. Entre los consumidores privados también está comenzando a tomarse medidas en este sentido. La primera pila de combustible doméstica se instaló en una casa estilo rancho cerca de Albany en New York, en junio de 1998. Tiene el tamaño de una nevera y es capaz de generar 50 kilovatios de electricidad.
Los consumidores de energía eléctrica que trabajan desde su domicilio son especialmente proclives a la instalación de generadores propios. Un corte en el suministro eléctrico puede significarles el paralizar su actividad laboral y enfrentarse a una grave pérdida económica. Además cualquier otro usuario también puede estar interesado en instalar este sistema que le permitirá garantía en el uso de electrodomésticos, aire acondicionado, calefacción, etc.
La generación distribuida se ve potenciada por el uso de sistemas de cogeneración que son capaces de reducir hasta en un 50% la cantidad de combustible empleado y las emisiones de CO2Peter Fairley en Technology Review ha escrito que en el futuro las pilas de combustibles podrán controlar las tarifas a través de Internet o señales digitales transmitidas por la propia electricidad. Se analizará la información recibida, por ejemplo, sobre el precio del gas natural y de la electricidad y si resulta más ventajoso pasar a la generación distribuida, la unidad se pondrá automáticamente en funcionamiento. Como la mayoría de los consumidores domésticos y comerciales no son expertos en las complejidades del negocio de la energía, surgirá un nuevo tipo de intermediarios que actuarán como servicios de suministro de combustible.Las compañías de servicios públicos también se beneficiarán de la generación distribuida, aunque hasta el momento no lo vean así.
La generación distribuida se adapta a las necesidades energéticas específicas del usuario final, constituyendo la forma más barata y eficiente de proporcionar suministro adicional de electricidad que confiar en una fuente centralizada. Una línea eléctrica de 10 km para un cliente de 3 MW le cuesta a una compañía de servicios entre 365 y 1.100 dólares por kw/h.
Un sistema de generación distribuida puede cubrir estas mismas necesidades a un coste que oscila entre los 400 y 500 kw/h. Generar la electricidad cerca de los usuarios finales también reduce la cantidad de energía consumida, dado que entre el 5 y el 8% de la energía transportada mediante líneas de larga distancia se pierde durante la transmisión.
La gran obsolescencia de las instalaciones eléctricas a las que las compañías no están dispuestas a hacer inversiones multimillonarias debido a que cada vez es más difícil aplicar esa inversión en la factura del consumidor final, hace que, como alternativa, se plantee el controlar la generación distribuida como una forma de dar respuesta a la creciente demanda comercial y doméstica.Además tenemos que tener presente que el precio artificialmente bajo que los consumidores estamos pagando por el suministro eléctrico originará considerables tensiones en cuanto al precio y al suministro energético en los próximos años. En ese momento los sistemas autónomos ganarán la partida definitiva a los sistemas productores y distribuidores tradicionales.
Fuente:
Es interesante mencionar que si el consumo de energía por persona en los países pobres (un kilowatt primario) se incrementase hasta alcanzar el nivel de consumo en los países ricos (diez kilowatts primarios), las reservas totales de petróleo, gas y carbón se agotarían en °solo treinta años! Por lo tanto el desarrollo, en el sentido de alcanzar el nivel de consumo de los países industrializados, ya no es una opción para los países pobres: deberemos desarrollarnos en educación, no en consumo.
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