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CAPITULO V
PORTAFOLIO DE OPORTUNIDADES TECNOLOGICAS
EN EL AREA FUSION NUCLEAR COMO FUENTE
GENERADORA DE ELECTRICIDAD
En este capitulo se presenta el diseño de un portafolio de oportunidades
tecnológicas identificadas en el área de procesos industriales, mas
específicamente para la producción de energía eléctrica a través de la fusión
nuclear mediante un reactor con confinamiento magnético, que puedan
sustituir la forma actual de generación de energía a través del combustible
fósil.
El portafolio tiene como objetivo identificar oportunidades de negocios y
alternativas tecnológicas viables que puedan ser agregadas al plan de
negocio de los países para ser sometidas a evaluación, y que a su vez les
permitan utilizando esta nueva tecnología mantener su competitividad y
ofrecer un servicio eléctrico eficiente.
Luego de formular el portafolio, las áreas de aplicación propuestas fueron
seleccionadas con base a la necesidad energética actual y futura que
presentan algunas naciones debido a su escasez en fuentes de generación
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de energía limpia o a base de combustible fósil, donde se podría adoptar el
uso de nuevas tecnologías que aunque no se encuentren en la etapa
comercial, se les podrá realizar evaluaciones tecnológicas, para comprobar
su viabilidad, tal es el caso de nuestra categoría correspondiente a la
producción de energía a través de la fusión nuclear.
1. CONCEPTUALIZACIÓN DEL PORTAFOLIO DE OPORTUNIDADES DE
NEGOCIO.
La planificación tecnológica permite a las empresas reconocer las
oportunidades y amenazas a las que esta se enfrenta, evaluar su
posicionamiento tecnológico, incorporar tecnología de punta, materializar
alianzas y aprender las mejores practicas en cuanto a implementación y
tecnología existente, así mismo, permite el establecimiento de un portafolio
de oportunidades el cual es un conjunto de tecnología que forman parte del
plan de negocio de la empresa y deben ser evaluadas para determinar su
factibilidad pues debe llegar a ser oportunidades de negocio potenciales, de
las cuales dependerán la competitividad y supervivencia de las naciones.
De las tendencias tecnológicas analizadas para la fusión nuclear fue
seleccionada el área de conocimiento y desarrollo para la producción de
Energía limpia y en gran escala, ya que esta tecnología permitirá mejorar la
distribución y generación de electricidad y según autores como Vergara
(2006) y proyecciones de la Comunidad Europea (2006) pudiese llegar a se a
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finales del siglo XXI la fuente principal generadora de energía limpia, por esta
razón se desarrolla el portafolio.
De esta forma se presenta el portafolio, debido que al analizar
las patentes e investigaciones en el área se observa un gran
desarrollo y brechas con respecto a las oportunidades de negocios,
que aunque con un riesgo alto se le ve un gran valor agregado a
la nueva tendencia tanto en el área de inteligencia tecnológica como
en el área de investigación y desarrollo, pudiendo en una parte
otorgar una respuesta a ciertas situaciones actuales que enfrentan la
industria de producción de energía mundial.
2. OBJETIVO DEL PORTAFOLIO DE OPORTUNIDADES TECNOLÓGICAS
El objetivo de establecer el portafolio es establecer la factibilidad
que pudiera tener la tecnología de fusión nuclear para generar
energía y electricidad para sustituir el sistema actual a base de combustible
fósil, de igual forma se persigue la identificación, presentación y proposición
de una series de oportunidades tecnológicas que satisfagan las necesidades
de generación de energía mundial.
En este orden de ideas, se busca generar valor y competitividad
mediante la incorporación de la innovación de la gestión tecnológica en el
área de fusión nuclear, que permita conocer, madurar, y comercial la
tecnología para su uso en corto tiempo.
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3. ALCANCE DEL PORTAFOLIO DE OPORTUNIDADES DE NEGOCIO
El alcance del portafolio de oportunidades de negocios viene dado por el
planteamiento de alternativas tecnológicas viables y oportunidades de
negocios derivadas del análisis del posicionamiento y madurez de la fusión
nuclear, para que posteriormente puedan ser evaluadas.
La evaluación viene dada mediante el área de mayor desarrollo y
publicaciones, es decir los segmentos de la fusión nuclear, observando los
resultado obtenidos en cada una de ellos se incorporan en la tabla N°6 con la
finalidad sus áreas de aplicación, oportunidad de negocios, y beneficios
tecnológicos, de igual forma el portafolio esta conformado por un nicho de
mercado el cual lo representa el sector energético, especialmente la
capacidad de generar energía eléctrica, derivándose de ella diversas áreas
de aplicación del sector energético a nivel mundial e industrial. Cada una de
las áreas tiene asociada oportunidades de negocio y los beneficios que
están aportarían a la sustitución de la generación de energ ía a base de
combustible fósil, y el desarrollo, adopción y aplicación en los países donde
esta tecnología sea adoptada.
4. PORTAFOLIO DE OPORTUNIDADES DE NEGOCIO
La intención de formular un portafolio de oportunidades tecnológicas es
permitir posteriormente la definición y desarrollo de un plan de negocio a
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partir de este. En el portafolio propuesto se plantea la interpretación entre los
diferentes nichos de oportunidades de negocio detectadas, con las áreas de
aplicación y los beneficios que estas aportarían al sector energético.
A continuación se procederá a describir los nichos de oportunidades
tecnológicas para el campo de aplicación de producción de energía a través
de la fusión nuclear, para el sector energético a nivel mundial e Industrial,
con el fin de lograr el ultimo objetivo de la investigación, mediante el estudio y
análisis de los segmentos obtenidos mediante la clasificación de las
patentes.
Cabe destacar que todos los segmentos obtenidos en este investigación
tienen como único fin el lograr generar energía limpia, segura y masiva a
partir de una reacción de fusión, y de esta forma satisfacer las necesidades
actuales de energía y cubrir la tecnología necesaria para sustituir el
abastecimiento energético a base de combustible fósil, en la tabla 6 se
muestra el portafolio de las oportunidades de negocio propuesto en las áreas
de Confinamiento del Plasma, Producción de Energía, Reactor Tokamak y
Electricidad.
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Tabla N°6 Portafolio de Oportunidades Tecnológicos en el Área de
Fusión Nuclear como Fuente Alterna de Energía
Campo de Aplicación
Nichos de Oportunidades
Área de Aplicación
en la Producción de Energía
Oportunidades de Negocio
Beneficios Tecnológicos
Fusión Nuclear
Confinamiento del Plasma
Nivel Mundial
Generar Mecanismo de Ignición y control de las reacciones de fusión Crear mecanismos que soporte la generación de energía y la transforme para su uso a nivel eléctrico. Desarrollo de una nueva tendencia en generación de energía limpia a gran escala diferente a las métodos de generación tradicional Desarrollo de unidades capaces de generar energía a base de un combustible abundante en la naturaleza
Creación de Inteligencia Tecnológica para controlar procesos de energía auto sostenible. Provee energía limpia sin contaminaciones y emisiones de gases contaminante al medió ambiente. Ofrece una ventaja a las naciones con escasa o pocas fuentes de combustible fósil
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Cont. Tabla 6
Campo de Aplicación
Nichos de Oportunidades
Área de Aplicación
en la Producción de Energía
Oportunidades de Negocio
Beneficios Tecnológicos
Fusión Nuclear
Producción de Energía
Nivel Mundial
Desarrollo de unidades a nivel económico bajos para ser usado por todas las naciones Capacidad de transformar la reacción de fusión en energía pura Creación de Mecanismos capaces de soportar los procesos de fusión en un laboratorio Creación de Materiales con mayor resistencias
Incorporar un nuevo concepto de producción de energía para todo el mundo Valor e Incentivo a investigar en nuevas tendencias tecnológicas en el área de producción energética Creación de Materiales de alta resistencia para soportar temperaturas de gran magnitud Utilización de Materiales altamente resistentes para diferentes desarrollos tecnológicos Utilización de Energía pura para su transformación ya sea eléctrica, mecánicas u otras.
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Cont. Tabla 6
Campo de Aplicación
Nichos de Oportunidades
Área de Aplicación Producción de Energía
Oportunidades de Negocio
Beneficios Tecnológicos
Fusión Nuclear
Reactor Tokamak
Nivel Mundial
Generación de Maquinas capaces de soportar el proceso de fusión Generación de Energía y su transformación para propósitos comerciales Mecanismos fundamental para confinamiento del plasma Primer reactor comercial en controlar el proceso de fusión Mejor conocimiento de los reactores para lograr su reproducción a menor escala con la finalidad de lograr prototipo que logren transformar la energía producida en energía cinética
Adelantos en el área de confinamiento del plasma mediante campos magnéticos Mecanismos de Transformación de energía calórica en energía eléctrica Nuevos mtodos de transformación de energía Mecanismos adoptables para la sustitución de energía a base de combustible fósil. Inteligencia tecnológica en el área de confinamiento del plasma. Uso de reactores a menor escala su uso en transbordadores, vehículos ,etc. Incrementa el estudio de nuevas técnicas y aplicaciones en el área control del plasma y transformación de la energía
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Cont. Tabla 6
Campo de Aplicación
Nichos de Oportunidades
Área de Aplicación
en la Producción de Energía
Oportunidades de Negocio
Beneficios Tecnológicos
Fusión Nuclear
Reactor Tokamak
Nivel Comercial
Reactores unipersonales
para la generación de
energía
Reactores Generadores de
Energía en Medios de Transporte
Posicionamiento Tecnológico para el uso en artículos personales Oportunidades para desarrollar programas espaciales mas ambiciosos Oportunidades de lograr Vehículos ecológicos con gran capacidad de auto sustentarse.
Fusión Nuclear
Generación de Electricidad
Nivel Mundial
Capacidad de Generar Electricidad Limpia Electricidad Abundante Electricidad apta par todos los países Manejos de Fuentes Grandes de Energía Eléctrica
Posicionamiento de un mercado libre de competencia Reducción de las industrial combustible fósil en generación de energía eléctrica Proveer Energía eléctrica limpia de contaminaciones y emisiones de gases contaminante al medio ambiente Provee una ventaja a las naciones con escasa o nula producción de combustible fósil
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Cont. Tabla 6
Campo de Aplicación
Nichos de Oportunidades
Área de Aplicación Producción de Energía
Oportunidades de Negocio
Beneficios Tecnológicos
Nivel Mundial
Mejora en el suministro actual de energía Promueve el decremento de costos por producción de energía
Fusión Nuclear
Generación de Electricidad
Nivel Comercial
Reactores de fusión unidos al desarrollo de la nanotecnología para crear mecanismos pequeños generadores de electricidad Uso domestico de reactores a base de fusión para generar electricidad Reactores residenciales y Comerciales para Hospitales, Hoteles y Residencias. Instrumentos de todo tipo con entrada de electricidad a través de fusión
Creación de Pilas y Mecanismo para todo tipo de equipos Gran competencia de inteligencia tecnológica en el desarrollo y uso de combustible a base de fusión para crear todo tipo de artefactos Fuente para Artefactos domésticos (lavadora, Licuadora, etc) Generación de Energía para sitios Críticos (hospitales, Urbanizaciones y Sitios de Turísticos (Hoteles, Parques y Restaurantes) libre de problemas energéticos por fallas.
Fuente: Gutierrez 2007
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Como se observo en la tabla 6 el portafolio propuesto se inclina al área de
negocio de la producción de la energía eléctrica de forma limpia. La presente
investigación persigue como objetivo utilizar la innovación tecnológica para
generar oportunidades de negocios aplicables a la generación de energía
eléctrica de forma limpia y a la formulación de casos de negocios a partir de
está, que le permiten generar valor y aumenta su competitividad.
Para el segmento confinamiento del plasma se formularon a nivel mundial
cuatro oportunidades de negocio, basadas en unidades y conocimientos que
pudiesen confinar el producto de la reacción nuclear (plasma), teniendo
grandes beneficios tecnológicos y gran valor a lo que se conoce como
inteligencia tecnológica.
Para el segmento Producción de Energía se formularon cuatro
oportunidades de negocio basada en Mecanismos capaces de soportar los
procesos de ignición de fusión, de igual en artefactos capaces de transforma
el proceso de fusión en energía para su transformación con la finalidad de
generar diversas fuentes alternas.
El segmento de Reactores tipo Tokamak se obtuvieron 5 oportunidades
de negocios a nivel mundial basada en la capacidad del confinamiento del
plasma, la capacidad de convertir la fuente principal del proceso de fusión en
energía eléctrica, a su vez de incluir un nuevo concepto de generadores de
energía a nivel mundial, y 2 a nivel comercial, centradas principalmente en el
área de transporte, donde se podrán incorporar mini reactores mediante la
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nanotecnología en vehículos espaciales, proporcionando una enorme fuente
de energía y finalmente en vehículos personales, motos, y otros mecanismos
de transporte, remplazando así la fuente actual de energía.
Por ultimo, el segmento estudiado fue el de obtención de electricidad
obteniendo los mas importantes nichos y oportunidades, cuatro a nivel
mundial y cinco a nivel comercial, en el primer caso las oportunidades se
englobaron directamente en la obtención de energía limpia sustituyendo al
método tradicional a base de combustible fósil, a su vez la capacidad de
generar grandes cantidades de electricidad para suplir de una forma mas
efectiva y a gran escala la demanda mundial y comercial energía para todo el
mundo.
En cuanto al área comercial las oportunidades de negocios se basaron
fundamentalmente en generación de electricidad para residencias,
hospitales, y cent ro turísticos; y a un nivel mas especifico, encontraremos
oportunidades a nivel personal, donde mecanismos electrónicos podrán tener
como fuente de poder pequeños reactores reducidos a través de la
nanotecnología, como a su vez artefactos del hogar como licuadoras,
neveras, lavadoras, etc, operadas por electricidad proveniente de la fusión a
través de reactores unipersonales para residencias o viviendas.
En este sentido habiendo observado los beneficios de la incorporación de
esta tecnología mundialmente, se considera necesario iniciar el proceso de
innovación y vigilancia tecnológica tomando en cuenta el portafolio generado.
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5. MATERIALIZACION DEL PORTAFOLIO DE OPORTUNIDADES DE
NEGOCIO.
Tal y como se expuso anteriormente, el alcance del portafolio se
encuentra limitado a identificar y presentar las alternativas tecnológicas
producto del análisis de madurez, dominio, brechas y posicionamiento de la
fusión nuclear como fuente generadora de energía, para que puedan ser
incorporadas al portafolio de negocios de la industria.
En este orden de ideas, es necesario que la gestión tecnológica dentro del
ámbito de generación de electricidad a nivel mundial, especialmente en la
industria eléctrica se encargue de evaluar el mercado, los recursos y clientes
con el fin de poder llegar a materializar el portafolio de oportunidades
propuesto e incorporarlo a su plan de negocios, siguiendo el proceso de
adaptación de Tecnologías Alfonzo (2002) de: Identificar, evaluar, transferir y
masificar.
En vista de que ya fueron identificadas las oportunidades de negocio
potencialmente explotables y sus beneficios tecnológicos se realiza el
proceso de evaluación de las mismas, con el fin de comprar información para
luego proceder con la transferencia y masificación.
Por su parte, la intención de esta investigación es iniciar un estudio sobre
oportunidades tecnológicas realizables en la nueva tecnología como lo es la
producción de electricidad a través de la fusión, que se infiere pudiese ser la
nueva alternativa energética a largo plazo, y en vista de esto se recomienda
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la formulación del caso de negocio que pueda representar atractivo para
investigadores extranjeros como a su vez a investigadores nacionales.
6. SELECCIÓN DE LA ALTERNATIVA TECNOLOGICA
Luego de formular el portafolio de oportunidades tecnológicas
identificando los nicho y beneficios para la producción de energía, se
procederá a graficar basado en la documentación revisada con los últimos
avances de la tecnología y la madurez de cada una de las áreas de
aplicación propuesta, con el único fin de seleccionar la mas cercana a la
etapa comercial para su explotación, cabe destacar que las oportunidades
pertenecen a la misma área de aplicación, que es la de producción de
energía, cuya madurez se expuso en el Capitulo IV, Grafico 10.
En el grafico 13 se observa la madurez tecnológica para cada alternativa
de producción de energía a través de la fusión nuclear, para el caso a nivel
mundial se estima que para el año 2030 se encuentre en su etapa comercial,
tal como lo menciona la Unión Europea, que mediante los estudios por
obtenerse por el proyecto piloto desarrollado en Francia (ITER) se estima un
control y posible desarrollo en el área de fusión nuclear para el año 2030, es
debido a este cercano avance que grandes potencias han contribuido con
este proyecto, ya que al ser los primeros en dominar la tecnología serán los
primeros en comercializarlas y adaptarlas a sus necesidades.
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En cuanto a la comercialización a nivel industrial, y uso de todos los
países no participante en el proyecto, Vergara (2006) estima que para finales
del sigo XXI, alrededor de la década del 2070 los avances en el área de
fusión estarán a disposición de todos los países interesados, en una etapa
madura y comercial.
En el grafico 13, observamos las proyecciones realizada por este estudio,
basado en los registros, patentes, y pronósticos realizados por expertos, se
infiere que el punto donde la tecnología en el área de producción de energía
a base de la fusión nuclear como fuente limpia generadora estará en su
etapa comercial a mediados del año 2030, coincidiendo con lo planteado por
el departamento de energía de la Comunidad Europea, de igual forma, se
infiere que solo en las ultimas dos décadas finales del siglo XXI será cuando
la tecnología y brechas en cuanto a la energía de fusión estarán disponibles
a nivel mundial, importando y desarrollando proyectos con reactores de
fusión a nivel industrial.
EL gran avance de la energía eléctrica a base de fusión causara un gran
impacto a nivel mundial, a sustituir a los combustibles fósil, por hidrogeno, tal
como lo menciona Vergara en su publicación del 2006, originando una gran
fuente generadora de energía eléctrica que podrá abaratar costos, suplir
deficiencia del servicio y contribuir al medio ambiente, estimaciones que se
comparten en esta investigación al haber analizado las tendencias, brechas y
desarrollo de esta innovación tecnológica.
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Grafico 13. Curva “S” DE LA MADUREZ TECNOLOGICA DE LAS ÁREAS DE APLICACIÓN DEL PORTAFOLIO DE OPORTUNIDADES Fuente: Gutierrez 2007 Tomada del portafolio de oportunidades, la alternativa tecnológica a
desarrollar es “Inversión en Tecnología en Producción de Energía
Eléctrica a Través de Fusión Nuclear”
Sector de Producción Energético en Masa a Nivel Mundial
Etapa Embrionaria
Etapa de Comercialización
Etapa Madura
Tiempo 2030
Sector de Producción Energético en Masa a Nivel Industrial
Etapa Embrionaria
Etapa de Comercialización
Etapa Madura
Tiempo 2080
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7. PROCESO PARA LA FORMULACION DE LA PROPUESTA
TECNOLÓGICA.
La definición de la propuesta tecnológica se realizó
utilizando el modelo FEL, el cual comprende las fases: Conceptualización,
Factibilidad y Definición, según Mora (2005) define como la
ejecución de ingeniería preliminar para asegurar una buena definición del
alcance del proyecto, certidumbre de los diseños y de la planificación del
trabajo.
El producto de este modelo es un Caso de Negocio o Propuesta
Tecnológica basada en la generación de energía limpia y a gran escala
mediante el proceso de fusión nuclear.
La propuesta consiste fundamentalmente en la adquisición
de un reactor nuclear con la capacidad de generar de energía
basada en el confinamiento magnético de un plasma mediante la fusión
nuclear para transformarla en energía eléctrica a nivel masivo.
Para la formulación de la propuesta se tomaron en cuenta las siguientes
premisas:
1. Análisis de la Situación del Combustible Fósil Actual, para analizar la
demanda a nivel mundial y el déficit existente.
2. Se requiere evaluar las últimas tendencias en el área de fusión mediante
su nivel de dominio, proyectos existentes en la actualidad y su capacidad de
generación de energía.
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3. Análisis del caso de Venezuela, observar el desarrollo e invención de
nueva tecnología para la generación de energía.
4. Con los datos obtenidos se procederá a la formulación de la propuesta
tecnológica, indicando las características técnicas y desarrollo de la
tecnología.
En la figura 26 se presenta el diagrama de bloques que esquematiza la
formulación de la propuesta, utilizando el modelo FEL para la formulación de
proyectos.
Figura 26. Proceso para la Formulación de la Propuesta Tecnológica Fuente: Gutierrez 2007
A continuación se describe en detalles las fases del proceso para la
formulación de la propuesta tecnológica.
Fase II
I Situación del Combustible
Fósil Demanda
Actual
Reservas Internacional
Costos Actuales
PROPUESTA TECNOLOGICA
III Análisis de la Sit uación Eléctrica en Venezuela
Demanda Actual
Estado Reservas Déficit Energético
II Análisis de la
Situación de la Fusión Nuclear
Dominio Proyecto ITER
Generación de Energía Eléctrica
Fase III
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7.1. FASE 1: ÁNALISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DEL COMBUSTIBLE
FOSIL
El petróleo es el combustible fósil cuyas emisiones contaminantes son
relativamente altas. Al quemarse y procesarse emite Dióxido de Carbono el
cual influye creando gases de invernadero que influyen en el calentamiento
global. ENAGAS, (2005)
Los compuestos de petróleo y carbón, con estructuras moleculares mucho
más complicadas, incluyen una proporción más alta de carbono, así como
varios sulfuros y compuestos del nitrógeno.
Tabla 7. Nivel de Emisión de Contaminante
Combustible SO2 NOx CO2 Partículas
Sólidos 45% 9% 16% 39%
Líquidos 55% 87% 68% 61%
Gas Natural 0.06% 4% 16% 0%
Fuente: Bracho 2005
En la tabla se muestra en proporción el nivel de emisión de contaminantes
por tipo de combustible, en donde se demuestra que todos los combustibles
a base de fuentes fósiles generan gran cantidad de contaminante que
directas e indirectamente afectan la vida del planeta.
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Demanda Actual
Actualmente, la producción de energía a través de combustible fósil está
en su mayor auge, donde existen grandes demanda por las súper potencias
por el consumo masivo de este combustible, y a su vez de las naciones en
vía de desarrollo como es el caso de India.
Es importante destacar que China, el segundo país importador de crudo,
en el 2003 aumentó en 20 por ciento su demanda energética, y en el 2004
pretende alcanzar los 110 millones de barriles, 21 por ciento más que el año
anterior, un ejemplo que Japón y la India pretenden seguir.
La AIE (Agencia Internacional de Energía UE) asegura que los países
en desarrollo pueden aumentar su demanda en un 47% hasta los 121
millones de barriles diarios en 2030 y que las petroleras y los países
productores deben gastar unos 100.000 millones de dólares (76.500 millones
de euros) anuales para desarrollar nuevos suministros para mantener ese
ritmo.
Además, según la AIE, la demanda aumentó en 2004 más rápido que en
ningún otro año desde 1976. La demanda de China, que supuso un tercio de
la demanda extra del año pasado, aumentó en un 17% y se espera que se
doble en 15 años hasta más de 10 millones de barriles diarios, la mitad de la
demanda actual de Estados Unidos. El consumo de India aumentará en casi
un 30% en los próximos cinco años. Si la demanda mundial sigue
152
aumentando en un 2% anual, entonces será necesario extraer casi 160
millones de barriles diarios hacia 2035, el doble que hoy en día.
Reservas Internacionales
Las reservas del petróleo del mundo actualmente se pican en 1154bn
de barriles, como se observa en el Gráfico 14.
Grafico 14. Parte de la OPEP de las reservas del petróleo crudo del mundo (2006) Fuente: OPEP 2006
En el grafico anterior se evidencia la distribución de las reservas
internacionales de los miembros y no miembros de la Organización de los
Países Exportadores de Petróleo (OPEP), observándose que Venezuela
posee un porcentaje importante de las reservas mundiales.
Según estimaciones actuales, más de tres cuartos de las reservas del
petróleo del mundo está situado en países de la OPEP, el bulto de reservas
está situado en el Oriente Medio, en Arabia Saudita, Irán e Iraq
contribuyendo el 56% al total de la OPEP.
153
Los países de la OPEP han hecho contribuciones significativas a sus
reservas estos últimos años adoptando las mejores prácticas en la industria,
donde se encuentran actualmente sobre los 900 mil millones barriles.
Costos Actuales
Debido a lo antes expuesto, y a la demanda mundial del petróleo los
precios del mismo son fluctuantes como se pueden apreciar en el
grafico 14
Precio de la cesta de la OPEP
Tabla 8. Precios de La Cesta Petrolera diaria
Periodo Precio anual de la cesta
1995 16.86
1996 20.29
1997 18.68
1998 12.28
1999 17.48
2000 27.6
2001 23.12
2002 24.36
2003 28.1
2004 36.05
2005 50.64
2006 61.08
2007 57.39
Fuente. OPEP 2007
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Grafico 15. Precios de La Cesta Petrolera diaria Fuente: OPEP 2007
En la Gráfica 15 se evidencia que durante la década entre 1994 y 2004
los precios de la cesta del crudo a nivel mundial se mantuvo con algunas
variaciones leves, a contrario de lo que ha pasado durante el período
comprendido entre el 2004-2007, donde se observa un aumento en forma
acelerada alcanzando su punto mas alto en el año 2006, por crecimientos de
nuevas tecnología, la globalización y otras variables en el ámbito tecnológico;
aunque se produce una leve disminución en lo que va del año 2007, se
estima que los precios de la cesta se mantengan y en vez de disminuir se
infiere que los precios aumenten debido a la demanda y la reducción por año
de las reservas petroleras.
155
Lo antes expuesto se evidencia que la producción de energía a base de
combustible fósil es cada vez menos rentables para las naciones que no
poseen esta fuete y de igual manera finalmente para los consumidores, es a
consecuencia de todo lo evidenciado por las estadísticas y estudios
realizados en esta investigación que se recomienda la investigación de
nuevas fuentes de producción de energía, que en nuestro caso es mediante
la fusión nuclear, que en el caso de nuestro país gracias a los ingresos
petroleros se debería invertir en Investigación y Desarrollo de esta área.
Con este análisis concluye la Fase I y se da paso a la Fase II en la cual se
analizará la tecnología en área de fusión nuclear
7.2. FASE II: ANALISIS DE LA TECNOLOGÍA DE FUSION NUCLEAR
El objetivo de esta fase es conocer la situación actual de la fusión nuclear,
sus avances y oportunidades, los proyectos a desarrollarse en la actualidad,
y determinar finalmente su vialidad como fuente alterna generadora de
energía eléctrica
Nivel de Dominio
Como se menciona en el capitulo IV y se demuestran en los Gráficos de
Curva S (Grafico 10, 11 ,12) las etapas para lograr la producción de energía
a través de fusión se encuentran en la etapa embrionaria y de
experimentación.
156
Actualmente se ha producido energía de fusión nuclear en dos máquinas
distintas, el JET (Joint European Torus) de la Unión Europea en Oxfordshire,
y el TFTR (Toroidal Fusion Thermonuclear Reactor) en Princeton. Los dos
son dispositivos de fusión por confinamiento magnético, Departamento de
Física del Plasma (2003).
De igual forma se ha demostrado la viabilidad científica de la producción
de energía mediante fusión nuclear. El siguiente paso es la construcción del
reactor que demuestre la viabilidad tecnológica para producir energía
eléctrica a partir de la de fusión; este reactor piloto es el propuesto en el
proyecto ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor),
actualmente en fase de diseño donde se han asociado las diferentes
comunidades de fusión (Rusia, Unión Europea, Japón y USA) ya que el
esfuerzo tecnológico y económico no puede ser afrontado por un solo país.
Sin embargo para el 2070 como ind ica Vergara (2006) en sus working
paper, destaca que para esta fecha se generará energía totalmente limpia a
través de la fusión nuclear, estando en un etapa madura y completamente
comercial, sustituyendo así la generación de energía a través de combustible
fósil, en concordancia con el autor, coinciden las oportunidades obtenidas en
la tabla 4, donde observamos que la fusión pudiese llegar a ser una
revolución energética, aportando un numero sin fin de avances en el área
aeronáutica, electrónica y eléctrica entre otras.
En la actualidad muchas potencias ha unido esfuerzos para lograr la meta
propuesta por Vergara (2006) y por el Centro de Energía de la Unión
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Europea (2006), el proyecto piloto ITER demostrara un proceso de
generación de energía auto sostenible, con grandes beneficios para la
humanidad.
Es así como se infiere que el nivel de dominio de esta tecnología para la
formulación de este portafolio se encuentra en una etapa embrionaria, pero
sin embargo, se deduce con las tesis de los autores, estudios realizados y
basados en las investigaciones y publicaciones, que esta tecnología
generara de una forma limpia y abundante electricidad a menor costos y
mejor rendimiento para el mundo moderno.
Proyecto Piloto ITER
Este proyecto piloto a realizarse en Francia, es el primer reactor en gran
escala que se construye para la generación en masa de energía eléctrica.
Comparado con los métodos actuales para las centrales eléctricas, ITER
incluirá la mayor parte de la tecnología necesaria para funcionar
aproximadamente un sexto del nivel de producción de la energía de los
métodos tradicionales.
La meta de ITER es demostrar la viabilidad científica y tecnológica de la
generación de energía eléctrica a través de la fusión para propósitos
pacíficos.
Al concluir el proyecto ITER, los reactores Tokamak conquistarán el
mercado que actualmente lo domina las plantas generadoras de electricidad
a base combustible fósil, como menciona Vergara (2006) que las ¾ partes de
158
la producción de energ ía se basan en este método, es de esta forma que se
busca remplazar la tecnología actual por las nuevas tendencias de
generación de electricidad.
Los reactores de fusión generarán gran fuente de electricidad superando
enormemente a sus hermanos de fisión y encabezando los mecanismos mas
modernos, seguros, y limpios en cuanto a la generación de energía se
refiere.
Generación de Energía
La base de los estudios de investigación en el área fusión como fuente
generadora de energía se basa principalmente en que el reactor deberá
producir más energía de la que consume.
Como segunda premisa, ITER debe utilizar y absorber las tecnologías
dominantes y los procesos en ejecución necesitados para las centrales
eléctricas futuras, incluyendo los imanes superconductores, los componentes
capaces de soportar cargas de alta temperatura, y el manejo a distancia.
En Cuanto a lo que generación de energía se refiere el reactor, el
Tokamak JET (Culham, Reino Unido) mencionado por Fondecaba (2004), es
el que se llevan a cabo reacciones de fusión, y posee el récord de potencia
en generación de energía de 16 megavatios (MW) durante un segundo (es
decir, 16 millones de julios), aunque para producir esta energía se han tenido
que emplear 23 MW.
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El Tokamak Tore-Supra (Cadarache, Francia), el único gran reactor que
tiene imanes supraconductores, realizó el 18 de septiembre de 2002, una
descarga récord en términos de duración: 44 minutos y 25 segundos, frente a
sólo unos segundos del JET.
La meta como se planteo es que la reacción se auto sostenga, aunque en
términos de experimentación estos logros aportan un gran dato, ya que si
comparamos la producción actual de alguna fuentes de producción de
electricidad como es el caso del Guri en nuestro país observaremos que si la
fusión se auto sostuviese así sea con un margen del 1%, que significaría una
capacidad generadora de producción de 23230MW por segundo produciendo
anualmente 7GW, sería mayor que la producción de nuestra mayor planta de
generación de energía como se demuestra en el siguiente gráfico.
Grafico 16. Producción Anual Planta el Guri en MW Fuente: EDELCA 2005
2003 2004 2005
160
1.00
100,000.00
10,000,000,000.00
Pro
du
ció
n A
nu
al e
n
MW
1
Energía a Travez de Fusio Energía Hidrológica (Guri)
Grafico 17. Producción Anual a Través de Diferentes Métodos de Producción de Energía Fuente EDELCA 2005
Como se demuestra en el grafico 16, la producción de energía del Guri
no supera los 14.000 MW Anuales, en cambio con la fusión se obtiene un
con un 1% superior operativo a la auto sustentación, es decir una producción
por segundo 0.23MW, es decir la producción estimada anual a través de la
fusión 7.253.280 MW como se observa en el Grafico 16.
Es por esta diferencia a gran escala de generación de energía entre una
fuente y otra, que se propone la inversión en estas nuevas tecnologías que
en forma experimental ofrecen grandes resultados en comparación a
tecnologías que se encuentra ya en etapa madura.
La inversión y puesta en marcha de un reactor en nuestro país nos
ubicaría como una de las potencias energéticas de producción de electricidad
161
mediante mecanismos libres de contaminación y limpios, estos serían el guri
y el reactor de fusión.
Con este análisis concluye la Fase II y se da paso a la Fase III en la cual
se analizará la Situación Actual de Venezuela en el ámbito de Generación de
energía eléctrica.
7.3. FASE III: ÁNALISIS DE LA SITUACION ENERGETICA EN
VENEZUELA.
Venezuela es uno de los países con mayor grado de electrificación de
América Latina, pues más del 94% de la población dispone de un servicio
eléctrico.
El país cuenta con un sistema de transmisión de 765,400 y 230 KV que
interconecta los principales centro de producción de energía disponible para
los centros de consumo a lo largo y ancho del territorio nacional. Enelven
(2003).
Ahora bien, el desarrollo eléctrico del país se plantea hoy dentro de una
nueva realidad: La creciente demanda previsible por el crecimiento
demográfico, industrial y de otros sectores, reclama volúmenes reciente de
inversión que deben acometerse prontamente para poder satisfacer la
demanda del servicio eléctrico.
Hasta el presente las posibilidades de crecimiento y expansión del sector
se apoyaron fundamentalmente en las fuertes inversiones públicas, sin
embargo, uno de los graves problemas que el sector eléctrico que
162
actualmente conforma es la caída de la inversión pública, que ha generado
un proceso de deterioro en todo el sector el cual se manifiesta cada día en un
servicio más costoso y de menor calidad que afec ta crecientemente a la
población y al aparato productivo nacional.
La ley del servicio eléctrico promulgada en septiembre de 1999, produce
cambios importantes en los objetivos y modalidades de regulación por parte
del estado venezolano, a su vez contemplan mecanismos innovadores y
poderosos para promover la eficiencia del servicio. Creación del mercado
eléctrico, libre acceso a la red y fuerte penalizaciones por la mala calidad del
servicio. Estos mecanismos han sido utilizado exitosamente a nivel mundial,
por ello se están adoptando como manejar el sector eléctrico venezolano.
Demanda Actual
Actualmente existe un crecimiento de la demanda de electricidad,
con picos de hasta 20% en algunas regiones del país, está tendencia suele
asociarse a ciclos de vigor económico, al mismo tiempo si no se lleva a cabo
una expansión productiva no cuenta con energía suficiente, que según el
presidente de CVG (Confederación Venezolana de Guayana), expone que
hay un déficit de 1.000 megavatios/año termoeléctricos para cubrir el
consumo de 2008.
En CVG Edelca, empresa estratégica y generadora del 75% de la energía
que requiere el país, se asume como principio básico, que "sin energía no se
163
desarrolla ninguna nación; más en Venezuela, adonde hay vocación
petrolera". EDELCA 2006.
70%
30%
Produccion de Energía EDELCA
Produccion de Energía Plantas de Combustion
Grafico 18. Producción de Energía por Medio de Producción Fuente: Gutierrez 2007
Como se observa en el gráfico anterior, la mayor parte de la generación
actual de energía en nuestro país es producida por EDELCA mediante la
planta hidroeléctrica Raúl León (GURI)
Disponibilidad Sistema Producción
El índice de disponibilidad de generación de CVG EDELCA resultó
durante 2005 en 87,71%; 2,08% superior al valor obtenido en 2004 (85,92%)
como resultado de una gestión de mantenimiento y operación orientada a la
disminución de los tiempos de paradas de las máquinas y conservando
valores manejables de la indisponibilidad forzada.
La energía eléctrica producida por CVG EDELCA en 2005 arribó a 75 mil
25 GWh, lo que representa un incremento de 7 mil 28 GWh (10%) con
164
respecto al valor obtenido en 2004 (67 mil 997 GWh), producto
fundamentalmente de la incorporación de tres Unidades (9, 10 y 11)
Generadoras en la Central Hidroeléctrica Caruachi y a un crecimiento de
7,9% de la demanda nacional, a la cual CVG EDELCA aportó el 72%.
La contribución de cada planta a la producción total se distribuyó de la
siguiente manera: 64,17% (48 mil 140 GWh) en la Central Guri; 20,65% (15
mil 493 GWh) en la Central Macagua; y 14,92% (11 mil 199 GWh) en la
Central Caruachi. El 0,26% restante fue entregado por las plantas de
generación térmica de Jusepín y Santa Bárbara, es decir, 192,9 GWh.
A finales de septiembre de 2005 se terminó la primera etapa del Proyecto
de Modernización de la Planta Guri, el cual persigue básicamente extender el
tiempo de vida útil de los equipos de esta Central Hidroeléctrica en 25 años,
aumentando la eficiencia de las unidades de generación por encima del 95%
con mejoras sustanciales en su diseño, así como el reemplazo y sustitución
de sus componentes principales con fines de rehabilitación.
En septiembre entró en operación nuevamente la Unidad Generadora N°
14 de la Casa de Máquinas II de Guri —quinta Unidad rehabilitada—. Los
trabajos contemplaron el reemplazo del rodete y partes principales de la
turbina y mantenimiento mayor del generador y las compuertas de tomas de
la Unidad. Con la culminación de este proyecto en el año 2012 se sumarán
mil 730 millones de kilovatios hora/año a la producción de energía eléctrica
firme que CVG EDELCA ofrece al país.
165
Otro logro importante del Proyecto de Modernización de Guri al cierre del
año 2005, lo constituye la finalización de los trabajos de rehabilitación de las
compuertas de toma de la Unidad NO 15.El proyecto registró en este año un
avance de 8,3%, con una ejecución financiera de 24 MMMBs, para un
avance total al cierre del año de 46,6%.
Aunque se observa grandes crecimientos en la tecnología actual limpia en
generación de energía en nuestro país, la realidad de que este gran sistema
de generación no es lo suficientemente capaz de suplir la demanda eléctrica
del país, bien es cierto que la generación que cubre el déficit actual se realiza
a través de combustible fósil mediante plantas de combustión que emiten
agentes generadores de gases de invernadero, en un tiempo futuro la
demanda de combustible fósil a nivel mundial será mayor y las reservas
menor, es por esto que la paliación de nuevos estudios en el ámbito de
nuevas técnicas en producción de energía son de gran importancia.
Planes Tecnológicos
Actualmente existen en nuestro país planes de desarrollo tecnológicos en
el campo eléctrico. A finales de septiembre de 2005 se terminó la primera
etapa del Proyecto de Modernización de la Planta Guri, el cual persigue
básicamente extender el tiempo de vida útil de los equipos de esta Central
Hidroeléctrica en 25 años, aumentando la eficiencia de las unidades de
generación por encima del 95% con mejoras sustanciales en su diseño, así
166
como el reemplazo y sustitución de sus componentes principales con fines de
rehabilitación.
En septiembre entró en operación nuevamente la Unidad Generadora NO
14 de la Casa de Máquinas II de Guri —quinta Unidad rehabilitada—. Los
trabajos contemplaron el reemplazo del rodete y partes principales de la
turbina y mantenimiento mayor del generador y las compuertas de tomas de
la Unidad. Con la culminación de este proyecto en el año 2012 se sumarán
mil 730 millones de kilovatios hora/año a la producción de energía eléctrica
firme que CVG EDELCA ofrece al país.
Otro logro importante del Proyecto de Modernización de Guri al cierre del
año 2005, lo constituye la finalización de los trabajos de rehabilitación de las
compuertas de toma de la Unidad N°15. El proyecto registró en este año un
avance de 8,3%, con una ejecución financiera de 24 MMMBs, para un
avance total al cierre del año de 46,6%.
Actualmente EDELCA, se prepara para la instalación de la red de fibra
óptica. El proyecto de instalación de mil 282 kilómetros de cables de guarda
con fibra óptica (OPGW) de 24 fibras ópticas en distintas líneas de
transmisión avanza a buen paso: en el 2005 culminó la fabricación de casi la
totalidad de los materiales y equipos importados. Durante el mes de
diciembre se firmaron los contratos de inspección del montaje para los tres
programas contemplados: Líneas a 400 kV de la Región Guayana (162
Kms.); Líneas a 400 kV Guri — Centro (573 Kms.); y Líneas a 765 y 230 kV
Centro — Occidente (547 Kms.)
167
El Proyecto de Generación Termoeléctrica reporta en su Fase III un
avance acumulado al cierre del año —según el cronog rama del plan— de
22%. Previsto para comenzar operaciones comerciales a finales de 2007, el
Proyecto consta de un módulo de 500 MW de ciclo combinado, en
condiciones 150, conformado por dos turbogeneradores a gas para servicio
pesado con tecnología de alta eficiencia térmica y adecuados para la
instalación a la intemperie, dos generadores a vapor de calor residual, un
turbogenerador a vapor con su correspondiente generador eléctrico y los
equipos auxiliares requeridos para completar el ciclo a vapor; así como las
edificaciones y obras de infraestructura requeridas para el cabal
funcionamiento de la planta, contando con todas las previsiones necesarias
para su expansión futura a 1000 MW.
El sitio seleccionado para la construcción de la Planta es el sector
denominado Portachuelo, al sur de la ciudad de Cumaná, estado Sucre. De
manera concreta se avanzó en: el visto bueno del Ministerio de Energía y
Petróleo para la construcción de la planta de CVG EDELCA, incorporando al
proyecto en el PDSEN (Plan de Desarrollo del Sistema Eléctrico Nacional
2005-2024).
Aunque se menciona anteriormente nuevos avances para la obtención de
energía en nuestro país, no se observo ninguna investigación en el área de
fusión nuclear, todas las investigaciones se centran en la fuente de energía
principal como lo es el caso del gurí, y adelantos en plantas de generación de
energía mediante el uso de hidrocarburos. Se podría inferir que Venezuela
168
por ser una nación generadora de combustible fósil, y con una fuente limpia
que abarca su 70% de necesidad eléctrica no invierta en tecnología a largo
plazo como lo es la fusión, lo cual debería ser lo contrario, donde pudiera
aprovechar sus ingresos y su conocimiento de energía limpia para invertir en
tendencias nuevas y ser lideres en América latina en cuanto a producción de
energía.
De esta manera culmina la Fase III del proyecto de formulación de la
propuesta tecnológica, tomando en cuenta las variables involucradas en cada
fase para finalmente llegar a la definición de la propuesta tecnológica.
8. PROPUESTA TECNOLOGICA
Como se expuso anteriormente, el proceso para la conceptualización de a
propuesta tecnológica se llevo a cabo a través del análisis de las variables
sobre el confinamiento del plasma, reactor de fusión y producción de energía
a través de la fusión nuclear, para luego proponer la inversión en
Investigaciones en conjunto para la creación de un prototipo de generación
de energía como lo es el proyecto ITER.
En cada fase se analizaron las variables más importantes, en cuanto a la
situación actual del combustible fósil, observándose que la demanda cada
año se incrementa de una forma brutal y por ende el efecto contrario en las
reservas, ocasionando de esta forma un incremento notable en los precio del
petróleo y por ende en el consumidor final de energía.
169
En lo referente a la fusión nuclear como fuente generadora de energía, se
aprecio la factibilidad y los esfuerzos que las superpotencias realizan con la
finalidad de tener participación y dominar las nuevas tendencias
tecnológicas; que en este momento se encuentra en un área experimental
dentro de su etapa embrionaria, pero sin embargo, los esfuerzos para
materializar esta propuesta han dado su fruto, y actualmente se encuentra en
construcción el primer proyecto piloto de un reactor de fusión (Tokamak) con
la finalidad de generar electricidad basados en la fusión nuclear.
En cuanto a la generación de electricidad, específicamente en Venezuela,
la producción principal viene dada por energía limpia proveniente del Guri a
través de EDELCA, la cual proporciona un 70% de la energía del país y la
distribuye a través del Sistema Interconectado Nacional, por esto, es
necesario que nuestra principal empresa eléctrica invierta en investigación y
desarrollo de nuevas tendencias tecnológicas durante el ínterin para el
desplazo total del combustible fósil por una fuente generadora de electricidad
totalmente estable, tales como plantas Eólicas, Celda de Combustibles y por
que no, Fusión Nuclear, con el propósito de obtener la vanguardia sobre las
tecnología dominantes, y a su vez suplir de una forma moderna y eficaz la
demanda eléctrica actual del país, sustituyendo a la actual, que en su tiempo
fue una de los mas modernas, pero que en la actualidad posee grandes fallas
afectando a todos las regiones conectadas.
170
En este momento se cuenta con la información técnica pero no económica
disponible de los prototipos y costos de fusión nuclear, para la formulación de
la propuesta tecnológica, la cual podría ser la generación de electricidad a
base de fusión nuclear.
Tabla 9. Propuesta Tecnológica
Unidad Generadora
Tipo de Generación de Energía
Confinamiento Magnético (Tokamak)
para la producción de energía
Tipo de Combustible Hidrogeno (Litio)
Tipo de Reactor TOKAMAK
Ventajas de Generación Energía Limpia, Abundante y Auto
Sostenible
Fuente: Gutierrez 2007
De esta manera se plantea una propuesta tecnológica, para su
consideración como una oportunidad de negocio para la generación de
energía.
8.1. MATERIALIZACION DE LA PROPUESTA
Para lograr la materialización de la propuesta, es necesario invertir en
investigación y desarrollo y esperar que esta tecnología se encuentre en una
171
etapa mas avanzada donde se puedan determinar la cantidad de generación
de energía y costos de proceso de obtención de la misma.
De igual forma se infiere que la tecnología no tardará más de 50 años en
madurar, posiblemente generando una revolución energética, remplazando
toda fuente de energía no limpia, aportando grandes oportunidades de
negocios en cuanto a electricidad se refiere.