Tendencias tecnológicas en el sector eléctrico: retos y oportunidades para la industria nacional de manufacturas eléctricas

hoy más que nunca las condiciones derivadas de la emergencia sanitaria que prevalecen a nivel mundial, obligan a enfrentar los retos para la reactivación económica mediante soluciones que privilegien el desarrollo tecnológico y la innovación como mecanismos clave para incrementar   la   productividad y la competitividad de los diversos sectores industriales, en un marco donde se privilegie el fortalecimiento del mercado interno.

En particular, la modernización del sector eléctrico, que de   acuerdo con la Ley de la Industria Eléctrica contempla las actividades de generación, transmisión, distribución y comercialización de la energía eléctrica, la planeación y el control del Sistema Eléctrico Nacional y la proveeduría de insumos primarios demandados por estas actividades, resulta de vital   importancia   toda vez que representa una condición necesaria para el crecimiento de todas las actividades industriales y comerciales del país.

En la figura 1 se presenta la proyección del crecimiento de consumo de energía eléctrica a nivel nacional plasmada en el Programa de Desarrollo del Sistema Eléctrico Nacional 2020- 2034 (PRODESEN). Como vemos en términos cuantitativos el desafío es importante, ya que considerando el escenario moderado de planeación, en 15 años se consumirá alrededor de 45% más de la energía que se consume actualmente. Lo anterior implica una respuesta ágil por parte de la industria de manufacturas eléctricas, para garantizar que sea cubierta la demanda de bienes para el incremento de la capacidad y para el refaccionamiento y mantenimiento de una cantidad cada vez mayor de equipos en operación.

Asimismo, el fortalecimiento del sector eléctrico tiene un componente cualitativo, ya que demanda la sustitución de materiales y equipos obsoletos por aquellos con nuevas funcionalidades y mejor desempeño, que incorporan los avances tecnológicos en la materia.

A nivel mundial existen un conjunto de tendencias tecnológicas que marcan la ruta de desarrollo y modernización del sector eléctrico, y que independientemente del enfoque de las políticas nacionales de desarrollo industrial y energético, representan un marco de referencia para establecer planes y metas acordes a la dinámica de cambio tecnológico generalizada. Para el caso de México, resultan de particular interés las siguientes:

  • Incorporación de energías renovables en las redes eléctricas.
  • Digitalización de procesos y aplicaciones de big data en el sector eléctrico.
  • Desarrollo de la electromovilidad.
  • Mayor  eficiencia   energética   en equipos eléctricos.

Estas tendencias comprenden una serie de retos y oportunidades para las empresas de manufacturas eléctricas, las cuales, al formar parte de un sector industrial esencial para la modernización del sistema eléctrico, deben desarrollar de manera continua productos, procesos, servicios y modelos de negocios innovadores.

A continuación se presentan de forma sintética las condiciones e implicaciones de cada una de las tendencias enunciadas.

En primer lugar están los compromisos vigentes que como nación hemos signado, plasmados en la Ley General de Cambio Climático, que establece el incremento gradual del porcentaje de generación vía energías limpias, hasta alcanzar el 35% para el año 2024. Si bien en dichos acuerdos subyace el objetivo central de reducir los gases de efecto invernadero, contribuyendo así a mitigar los impactos en el cambio climático, existe una gama más amplia de co-beneficios1 que se deben incorporar en la evaluación de los proyectos de energía limpia.

En la promoción de las energías renovables ha predominado el argumento de reducción de costos en tecnologías de generación, como lo son la solar, fotovoltaica y la eólica, lo que las hace cada vez más rentables. Este hecho es irrefutable, pero un desarrollo sustentable de largo plazo debe incluir en la discusión aspectos que resalten otros beneficios, tal es el caso del desarrollo de la capacidad industrial del país, que este tipo de iniciativas puede representar. Por ello, revierte importancia discutir el beneficio que implica establecer porcentajes de contenido nacional como parte del análisis de proyectos de energías renovables, a la par de definir estrategias viables para que este porcentaje se incremente gradualmente.

Lo anterior permitirá sustentar un plan de desarrollo tecnológico local en torno a las energías renovables, que se complemente con procesos de trasferencia tecnológica efectivos, que involucren una derrama de conocimientos y no sólo una relación de proveedor-usuario que a la postre genere una mayor dependencia a las tecnologías dominantes.

Sin lugar a duda la industria de manufacturas eléctricas en México cuenta con una base de capacidades productivas y tecnológicas que hacen viable un modelo de desarrollo integral en torno a las energías renovables.

Al   margen   de   la   actual   discusión    Digitalización de procesos y aplicaciones de big data en el sector eléctrico  en torno a la participación estatal y privada en proyectos de generación de energía eléctrica, existen un conjunto de elementos que justifican la impostergable necesidad de que la matriz de generación de energía eléctrica del país incorpore una mayor cantidad de energía mediante el uso de tecnologías renovables.

La operación de las redes eléctricas modernas requiere capacidad de generar y procesar una gran cantidad de datos en ciclos de tiempo cada vez más cortos, para lo cual es necesario que los equipos que operan en las diferentes actividades del sector eléctrico sean capaces tanto de generar su propia información, como de recibir información para realizar acciones concretas, lo anterior dentro de una plataforma de comunicación que permita la coordinación y operación del sistema en su conjunto.

La operación segura y confiable de las redes como un sistema optimizado es una tarea que se hace cada vez más compleja, entre otras cosas por el incremento de recursos de generación eléctrica distribuida, por la incorporación de elementos de conmutación basados en electrónica de potencia, conexión de sistemas de almacenamiento, desarrollo de infraestructura de recarga de vehículos eléctricos, etcétera.

De esta forma, avanzar en la digitalización de los procesos en los que se integran los equipos eléctricos demanda la innovación de productos, incorporando nuevas funciones para pasar de   ser   elementos   pasivos a representar   nodos   generadores de   información   fundamental   para la operación óptima de las redes eléctricas, en condiciones normales y ante la ocurrencia de fallas.

Es evidente que la digitalización y la aplicación de soluciones de big data en el sector eléctrico abarca tanto el modelo de oferta, es decir la producción y suministro de energía, como el modelo de demanda, que define los patrones de utilización y consumo de energía. Cabe señalar que en ambos modelos la base tecnológica está soportada en gran parte por manufacturas eléctricas, de aquí que la estrategia de desarrollo tecnológico debe observar las diferentes aplicaciones de big data2, por ejemplo:

Desarrollo de la electromovilidad

La movilidad eléctrica3 o electromovilidad se puede definir como el conjunto de sistemas de transporte terrestre, cuya propulsión y funcionamiento se basa totalmente o de forma complementaria en la utilización de energía eléctrica. La cualidad principal asociada a estos tipos de transporte es que contribuyen a reducir o eliminar las emisiones de dióxido de carbono (CO2) generadas.

La transición hacia vehículos eléctricos de transporte es una dinámica que, en menor o mayor grado de aceleración, se está llevando a cabo en todo el mundo. En México la Secretaría de Energía incluyó en el PRODESEN más reciente la proyección de incremento de autos eléctricos, reproducida en la figura 2. Es claro que el crecimiento en los próximos años será exponencial, esperando un consumo aproximado de 9,310 GWh para el 2034 con más de 3 millones de vehículos en circulación, que utilizarán total o parcialmente energía eléctrica para funcionar en el transporte público y privado.

Dicho desarrollo, proyectado para la movilidad eléctrica en México, tiene efectos que van más allá de sólo el incremento de la capacidad de oferta de energía eléctrica. Por el contrario, significa un cambio de paradigma en el modelo de transporte y en el desarrollo de infraestructura segura, eficiente y confiable para garantizar la recarga de los vehículos. Dicho cambio es difícil de concebir sin el sustento de la industria de manufacturas eléctricas existente y sin el desarrollo gradual de capacidad nacional para diseñar y fabricar productos eléctricos que forman parte medular de los vehículos, como son los motores y los sistemas de almacenamiento de energía

De la misma forma, fortalecer la cadena de proveeduría en torno a la electromovilidad requiere de un marco normativo robusto, con el objetivo, por un lado, de delimitar las condiciones operativas y de seguridad de la nueva infraestructura que se integrará al sistema eléctrico, y por otro lado, establecer las directrices para una competencia en igualdad de condiciones dentro de un mercado incipiente, facilitando que las empresas respondan con estrategias para generar nuevos productos, procesos y modelos de negocio.

En consecuencia, resulta claro que acelerar el ritmo de desarrollo de la electromovilidad en México, depende de un conjunto de acciones cooperativas que deben ser lideradas por instancias públicas y privadas.

Mayor eficiencia energética en equipos eléctricos

Desde una perspectiva histórica, una de las tendencias más relevantes para incentivar la innovación en productos que generan, transforman, trasmiten o consumen energía, es la demanda del mercado por soluciones que garanticen una mayor eficiencia en su operación.

Los impactos positivos del incremento de la eficiencia inciden en todas las actividades del sector eléctrico. Dada su aportación en la atención del problema de pérdidas, que aún sigue siendo importante para la Red Nacional de Transmisión y de las Redes Generales de Distribución. En el PRODESEN se considera un valor de pérdidas totales tanto técnicas como no técnicas para el año 2020 del orden de 38,364 GWh.

En particular, las pérdidas técnicas se pueden minimizar con la modernización de las redes, incorporando equipos que han ido alcanzando gradualmente niveles superiores de eficiencia energética. A manera de ejemplo, tenemos el caso de los más de un millón y medio de transformadores de distribución instalados en la red, entre los que existen equipos recién adquiridos que cumplen con los más altos estándares de eficiencia y aquellos con más de 30 años de operación que contribuyen de forma significativa con las pérdidas técnicas de las Redes Generales de Distribución, cuantificadas por la Comisión Federal de Electricidad (CFE) para el año 2019 en 17,260 GWh, equivalentes a 22,285 millones de pesos.

 

Dada la magnitud del problema, la Secretaría de Energía, en conjunto con la CFE, implementan como parte del PRODESEN el Programa de Ampliación y Modernización de las Redes Generales de Distribución, que contempla en un plazo de cinco años los siguientes objetivos:

  1. Satisfacer la demanda de energía eléctrica en las
  2. Incrementar la eficiencia en la distribución de energía eléctrica.
  3. Incrementar la calidad, confiabilidad y  seguridad en las  RGD y  en el suministro eléctrico.
  1. Cumplir con los requisitos del mercado eléctrico para las
  2. Transitar hacia una Red Eléctrica Inteligente (REI) a fin de optimizar la operación de las RGD.

Evidentemente, garantizar el suministro nacional de productos y materiales eléctricos, tales como: conductores, equipos de medición, transformadores, aisladores, apartarrayos y restauradores, etcétera, que cumplan las normas actuales de eficiencia y seguridad, resulta esencial para el cumplimiento de dichos objetivos. De aquí la importancia de contar con información oportuna y detallada del programa de adquisiciones contemplado para los próximos cinco años.

Como vemos, los desafíos que conllevan las tendencias tecnológicas identificadas   a   nivel    mundial    en el   sector   eléctrico,    requieren    de la cooperación entre un gobierno comprometido con el fortalecimiento de la industria y un sector de manufacturas eléctricas innovador, con el objeto de sumar esfuerzos en acciones concretas en los siguientes tres horizontes temporales:

  • Corto plazo: lograr una mayor participación  de     productos que ya se fabrican en el país, fundamentales para modernizar y fortalecer el sistema eléctrico
  • Mediano plazo: desarrollar productos factibles de fabricar con  la   capacidad    actual    o con adecuaciones menores, definiendo una ruta crítica para la transferencia   de   tecnología y subsanando los vacíos en materia de normalización y estandarización.
  • Largo plazo: trabajar en el diseño de soluciones integrales basadas en investigación y desarrollo tecnológico, considerando las señales del mercado, las tendencias tecnológicas y capitalizando     los     beneficios de la vinculación efectiva entre academia e industria.

Las empresas afiliadas a la CANAME son representativas de un sector que durante 65 años ha participado activamente para fortalecer la industria nacional, y sin lugar a duda, están preparadas para acometer los retos y aprovechar las oportunidades vislumbradas en beneficio del país.

 

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