Potencial de

Energías

Renovables Para el Estado de Sonora

Universidad de Sonora

1

Índice

Presentación 3

1. Situación Internacional 4

Introducción 4

1.1. Hidroeléctrica 7

1.2. Energía Geotérmica 9

1.3. Energía Eólica 11

1.4. Energía Solar Fotovoltaica 13

1.5. Energía Termosolar 15

1.6. Biomasa 17

• Biogás 18

1.7. Energías Oceánicas 19

• Energía de las Mareas (Mareomotriz) 20

• Energía de las Olas (Undimotriz) 21

• Energía Térmica Oceánica 22

• Energía de las Corrientes 23

2. Situación Actual en México 24

Introducción 24

2.1. Hidroeléctrica 24

2.2. Energía Geotérmica 25

2.3. Energía Eólica 26

2.4. Energía Solar Fotovoltaica 27

2.5. Energía Termosolar 28

2.6. Biomasa 29

2

• Biogás 30

2.7. Energías Oceánicas 32

3- Marco normativo para ER en México y Sonora 33

3.1. Estrategia Nacional de Energía 2013-2027 34

Medidas de política 34

3.2. Leyes estatales relacionadas con energías renovables 40

3.3. Ley de Fomento de Energías Renovables y Ahorro de Energía del

Estado de Sonora 41

3.3.1. Exposición de motivos 41

3.3.2. De la Autoridad y las competencias 43

3.3.3. Del Objeto y Atribuciones de la Comisión 44

4. Situación Actual y Potencial de aprovechamiento de las Energías

Renovables en Sonora 47

4.1. Hidroeléctrica 48

4.2. Energía Geotérmica 50

• Ventilas Submarinas 51

4.3. Energía Eólica 53

4.4. Solar 56

4.6. Biomasa 65

4.7. Energías Oceánicas 67

4.7.1. Energía Mareomotriz 67

4.7.2. Energía de las Corrientes 69

5. A Manera de Conclusión 70

Referencias consultadas 73

Anexo I 75

3

Presentación

En el marco del proyecto SON-2011-C04-178407 denominado:

“Desarrollo de la Metodología para Sistematizar la Realización

del Balance Estatal de Energía” se incluye una tercera etapa que

corresponde a la estimación del potencial de energías renovables

para el Estado de Sonora.

El objetivo del presente trabajo es determinar la situación actual y

potencial del aprovechamiento de las fuentes renovables en el

estado.

La presentación se divide en cuatro capítulos: en el primero se

aborda la situación internacional y las tendencias en el mercado

de las energías renovables; el segundo se dedica a la situación

actual en México para cada una de las energías renovables que

se explotan en el país; en el tercer capítulo se expone el contexto

normativo a nivel nacional y estatal que sirve como marco para,

en el cuarto capítulo, establecer el potencial de energías

renovables para el estado de Sonora.

En el ANEXO I se presenta una descripción detallada de las

diferentes fuentes de energía renovables.

4

1. Situación Internacional

Introducción

En este capítulo, se presenta un análisis del comportamiento histórico reciente y

las tendencias a futuro del mercado mundial de energías renovables,

particularizando en algunas tecnologías específicas. Se analiza también, el

panorama puntual de algunas regiones que, por su evolución, sirven de pauta para

prever la incorporación de estas tecnologías en otras regiones del orbe.

Se basa en información tomada fundamentalmente del “reporte global de

energías renovables” del Renewable Energy Policy Network for the 21 century y

del “balance mundial de energía 2012” de la Agencia Internacional de Energía

(IEA, por sus siglas en inglés).

En 2011, la capacidad mundial instalada de las fuentes de energía renovable se

estimó en 1,360 gigawatts (GW), alrededor de 8% más de lo registrado en 2010, lo

que la llevó a representar aproximadamente un cuarto de la capacidad global

instalada (estimada en alrededor de 5,360 GW en 2011) y alrededor del 20.3% del

suministro global de energía eléctrica (Cuadro 1).

De acuerdo con el reporte anual de energías renovables de REN21, la mitad de

esta capacidad se encuentra en países desarrollados, tan solo Europa concentra

20%. En el sector eléctrico, las energías renovables sumaron casi la mitad de los

208 GW estimados de capacidad adicional en el mundo durante 2011. La energía

eólica y energía solar fotovoltaica fueron las que más incrementaron su capacidad

durante 2011, con 40% y 30% de nueva capacidad, respectivamente, seguidas por

la hidroeléctrica con casi 25%.

Los países que utilizan de manera más intensiva las energías renovables para la

generación de electricidad son Islandia, Noruega, Paraguay, Colombia, Brasil y

Canadá, que van desde 100% hasta 61% de participación. En contraste, los que

presentan la menor participación de estas tecnologías entre 0% y 9% son Arabia

Saudita, Israel, Argelia, Sudáfrica, Corea del Sur y Australia.

5

Cuadro 1. Capacidad instalada de las energías renovables en el mundo,

2011.

Fuente: SENER, con información de Renew ables 2012 global Status Report, REN21, 2012.

La participación de las energías renovables depende de varios factores, entre

ellos: los tamaños de las economías, el grado de avance de las tecnologías y el

estado de sus políticas energéticas. La tendencia, en países de Medio Oriente y

África, se inclina a mantener una alta participación de energías fósiles en la

generación eléctrica de sus naciones.

México se encuentra entre Estados Unidos y Canadá, pero por debajo de las

participaciones presentadas por Brasil y Venezuela que cuentan con recursos y

desarrollos hidráulicos importantes (véase Figura 1).

6

(Participación Porcentual)

Figura 1. Composición de la generación de electricidad por tipo de energía

en algunos países, 2010.

Los cinco países más importantes en capacidad instalada de energía renovable

para generación de electricidad, incluyendo a las pequeñas hidroeléctricas son:

China (70 GW), Estados Unidos (68 GW), Alemania (61 GW), España (28 GW) e

Italia (22 GW). Si se incluyen las grandes hidroeléctricas la lista de países cambia

quedando como líderes China (282 GW), Estados Unidos (147 GW), Brasil (86

GW), Canadá (74 GW) y Alemania (65 GW).

A continuación se detalla la información correspondiente para cada una de las

energías renovables.

7

1.1. Hidroeléctrica

El proceso de generación de potencia eléctrica en una planta hidroeléctrica, inicia

con el embalsamiento de agua. Posteriormente, el agua con su potencia hidráulica

disponible, pasa por una turbina, la cual la transforma en potencia mecánica y ésta

a través de un generador, es transformada en potencia eléctrica. Desde ahí pasa a

los transformadores, para luego iniciar su viaje a los centros de consumo.

La energía hidráulica es la fuente renovable de electricidad más importante y más

utilizada en el mundo, registrando 970 GW de capacidad de generación eléctrica

en 2011. El crecimiento de centrales hidroeléctricas en el periodo 2001-2011 ha

sido del 3% anual.

China es el productor más importante de energía hidroeléctrica, seguido por Brasil,

Estados Unidos, Canadá y Rusia. La mitad de la capacidad hidroeléctrica se

concentra en estos cinco países ubicados en diferentes regiones del mundo:

China (22%), Brasil, Estados Unidos, Canadá y Rusia, con 8% de participación

cada uno.

El resto de la capacidad instalada se concentra en países de Europa (Suecia,

Francia, Italia, España, Austria, Suiza, Alemania y Rumania), que en su conjunto

representan el 13% de la capacidad instalada; los países asiáticos por su parte

aportan 8% de la capacidad (India, Japón, Pakistán, Vietnam, Indonesia); por su

parte los países de América Latina aportan el 7% (Venezuela, Paraguay,

Colombia, México, Argentina, Chile y Perú).

En 2011 se añadieron 25 GW de capacidad instalada, con lo que la capacidad

mundial de generación hidroeléctrica alcanzó un estimado de 970 GW, a finales de

2011, motivado principalmente por la construcción de nuevas centrales de

generación en China, Vietnam, India, Brasil y Canadá.

Se estima que aproximadamente dos tercios del potencial hidroeléctrico

económicamente viable queda aún por desarrollar. La energía hidráulica no

aprovechada es todavía muy abundante en América Latina, África Central, India y

China. Este tipo de energía juega un papel importante en la reducción de las

emisiones de gases de efecto invernadero. Hay estimaciones que indican, que si

se desarrollara la mitad del potencial de energía hidráulica económicamente viable

se podrían reducir alrededor de 13% de dichas emisiones. Sin embargo, la

construcción de grandes presas incluye el necesario desplazamiento de la

población y una importante degradación del ecosistema.

8

Actualmente, la central hidroeléctrica más grande del mundo, la Presa de las Tres

Gargantas, se encuentra en el cauce del río Yangtsé, en China, y cuenta con una

capacidad instalada de 22,500 MW y se terminó de construir en 2010; la siguiente

hidroeléctrica más grande en operación se encuentra en la presa de Itaipú, en el

río Paraná, entre Brasil y Paraguay, con una capacidad instalada de más de

14,000 MW. Cabe mencionar que Brasil produce más de 78% de su electricidad

con centrales hidroeléctricas.

Adicionalmente, en nueve países, por lo menos 15 proyectos de acumulación de

energía hidráulica por bombeo se encuentran en construcción, lo que representa

8.8 GW de nueva capacidad. Su función principal de acumulación de energía

hidráulica por bombeo sería la contribución a la gestión del sistema y no la

generación eléctrica, por lo que se deberán establecer las señales económicas

necesarias para realizar esta función.

La India espera lograr 400 MW de capacidad de bombeo en línea para 2012. En

Eskom, Sudáfrica, están en construcción 1,350 MW de acumulación de energía

por bombeo que entrará en operación en 2013.

9

1.2. Energía Geotérmica

La energía geotérmica, como su nombre lo indica, es energía calorífica

proveniente del núcleo de la Tierra, la cual se desplaza hacia la superficie terrestre

a través de las fisuras existentes en las rocas sólidas y semisólidas del interior de

la Tierra.

Figura 2. Usos de los recursos hidrotermales.

Desde 2004, el aprovechamiento de esta fuente de energía y la acumulación de

capacidad eléctrica se ha registrado, sobre todo, en Indonesia, Islandia, Nueva

Zelanda, Estados Unidos y Turquía. Cabe mencionar que Turquía e Islandia

experimentaron un crecimiento de más de 200% cada uno.

La capacidad mundial aumentó 3% promedio anual durante el periodo 2001-2011.

A finales de 2011, se contaba con aproximadamente 11,200 MW de capacidad

geotérmica de generación de electricidad, que produjo más de 69,000 GWh por

año. En 2011, México ocupó el cuarto lugar mundial en capacidad instalada con

una participación de 7.9% del total mundial, lo que equivale a 887 MW (véase

figura 3).

10

Fuente: Renew ables 2012 global Status Report, REN21, 2012.

Figura 3. Capacidad de energía geotérmica. Principales países, 2011. (MW)

A finales de 2011, las plantas de energía geotérmica operaron en 24 países y casi

86% de esa capacidad se encuentra concentrada en siete países: Estados Unidos

(3,100 MW), Filipinas (1,900 MW), Indonesia (1,200 MW), México (887 MW), Italia

(840 MW), Nueva Zelanda (630 MW), e Islandia (580 MW), siendo líder en una

base per cápita. Islandia genera alrededor del 25% de su electricidad con energía

geotérmica, y Filipinas aproximadamente 18%.

Como el mercado geotérmico continúa ampliándose, se espera un aumento

acelerado en el desarrollo de proyectos de plantas geotérmicas en diversos

países. A principios de 2010, casi 200 proyectos estaban en marcha en 15

estados de Estados Unidos, lo que podría dar por resultado 7.8 GW de nueva

capacidad.

En 2011, estimaciones de la Geothermal Energy Association, indican que la

generación de energía eléctrica a partir de la geotermia alcanzó 69 TWh. El

crecimiento del mercado de la geotermia a nivel mundial registró una modesta

expansión, con aproximadamente 136 MW de capacidad adicional instalada en

Islandia, Nicaragua y Estados Unidos, llevando la capacidad global a 11.2 GW.

11

1.3. Energía Eólica

La energía cinética del viento puede transformarse en energía útil, tanto mecánica

como eléctrica. La energía eólica, transformada en energía mecánica ha sido

históricamente aprovechada, pero su uso para la generación de energía eléctrica

es más reciente.

La energía eólica es una opción limpia, pero la instalación de un parque (granja

eólica) puede producir un impacto ambiental que es necesario evaluar de acuerdo

a las condiciones del entorno, tanto físico, biológico y social.

La capacidad de generación eléctrica total acumulada de energía eólica en 2011

llegó a 238 GW, con un crecimiento promedio anual de 25.5% en el periodo 2001-

2011. Durante 2011, la capacidad instalada de energía eólica aumentó 40 GW a

nivel mundial, 20% más con respecto a lo registrado en 2010. Las adiciones de

2011 fueron equivalentes a casi la quinta parte del total de las instalaciones,

mientras que la capacidad acumulada se duplicó en menos de tres años. Estas

adiciones en capacidad instalada son las más importantes registradas con

energías renovables.

El mercado eólico mantuvo su nivel de crecimiento en 2011 y, por segundo año

consecutivo, la mayor parte de la capacidad instalada se llevó a cabo en los

países en desarrollo y en mercados emergentes; impulsado principalmente por

China que representó casi la mitad del mercado global con 17.6 GW. Le siguen

Estados Unidos, con un aumento de 6.8 GW y la Unión Europea con 9.6 GW,

encabezada por Alemania, España, Francia, Italia, Reino Unido, Portugal y

Dinamarca. Otros mercados en el mundo están empezando a despuntar. Brasil y

México instalaron 0.54 GW y 0.21 GW, respectivamente, durante 2011, con lo cual

alcanzaron al final de ese año, 1.47 y 0.67 GW de capacidad instalada. Sin

embargo, esta zona todavía representa una proporción muy pequeña de la

energía eólica mundial.

A finales de 2010, por lo menos 11 países de la región de África y Medio Oriente

registraron una dinámica actividad, instalando parques eólicos comerciales, con

una capacidad de 213 MW, sumando una capacidad total de 1,065 MW. Sin

embargo, durante 2011 hubo poco desarrollo en la región, en parte debido a la

inestabilidad geopolítica de los países árabes. Uno de los países que sumó nueva

capacidad fue Cabo Verde, pasando de 2 MW a 27 MW, asimismo, Etiopía se unió

a los países con proyectos eólicos a escala comercial.

12

Además el mercado sudafricano parece volverse dinámico después de una exitosa

ronda de licitaciones en 2011. La capacidad instalada en Irán aumentó de 3 MW a

91 MW instalados en 2011 y es el único país en Medio Oriente con proyectos

eólicos a gran escala. En el norte de la región, Turquía añadió 0.5 GW de parques

eólicos para alcanzar un total de 1.8 GW.

La tendencia mundial incluye el incremento en el tamaño individual de los parques

eólicos marinos y en tierra, impulsados principalmente por consideraciones de

costo de la infraestructura asociada (líneas de transmisión a los puntos de

interconexión, subestaciones, costos de permisos y licencias); proyectos

comunitarios, en países como Canadá; pequeñas turbinas para electrificación

rural; el desarrollo de inversores de bajo costo para interconexión a la red

eléctrica; así como proyectos en una amplia variedad de localizaciones

geográficas que, hasta ahora, no se habían aprovechado.

El tamaño promedio de las turbinas eólicas siguió aumentando en 2011 con el

lanzamiento de máquinas de hasta 5 MW y con diseños de accionamiento directo

por parte de algunos fabricantes, capturando hasta 20% del mercado global. La

tendencia en la industria eólica apunta a tener maquinas eólicas con capacidad de

7.5 y 10 MW en los próximos cinco años.

13

1.4. Energía Solar Fotovoltaica

En estricto rigor, las energías renovables tienen su origen en la energía solar; es

decir, la energía eólica, geotérmica, mareomotriz, e incluso la biomasa, son

aprovechamientos indirectos de la energía aportada por el Sol.

La energía solar fotovoltaica consiste en la conversión directa de la radiación solar

en electricidad mediante sistemas fotovoltaicos. Un sistema fotovoltaico está

formado por las células solares (que transforman la luz en electricidad), un

acumulador, un regulador de carga (que impide que llegue más energía al

acumulador cuando ha alcanzado su máxima carga) y un sistema de adaptación

de corriente (que adapta a la demanda las características de la corriente

generada).

Este tipo de energía genera electricidad en más de 100 países y ha sido la

tecnología de generación más dinámica en los últimos años. Entre 2001 y 2011, la

capacidad fotovoltaica creció a una tasa anual promedio de 44%. Se estima que

se instaló una capacidad de 17 GW conectada a la red durante 2010, totalizando

de esta manera 40 GW.

El 2011 fue un año en el que el mercado fotovoltaico registró otro año

extraordinario de crecimiento. Casi 30 GW de nueva capacidad solar fotovoltaica

entró en operación en el mundo en este año, incrementando la capacidad total

instalada mundial en un 74% para alcanzar alrededor de 70 GW.

Gran parte de la nueva capacidad se instaló a finales del 2011, motivada por un

cambio acelerado en las tarifas, el vencimiento inminente de políticas y una

drástica reducción en los precios. La capacidad instalada de energía solar

fotovoltaica a finales de 2011 fue 48 veces la capacidad total instalada diez años

antes, y los últimos cinco años la tasa media de crecimiento anual superó el 59%

para el período comprendido entre 2007 y 2011.

14

Fuente: Renew ables 2012 global Status Report, REN21, 2012.

Figura 4. Capacidad instalada de energía fotovoltaica. Principales países,

2011. (GW)

La Unión Europea volvió a dominar el mercado mundial de energía solar

fotovoltaica, gracias a Alemania e Italia, que en conjunto instalaron el 57% de la

nueva capacidad en 2011. En 2011, Alemania fue el país que mayor crecimiento

registró en instalaciones fotovoltaicas (10.8 GW) alcanzando una capacidad total

de 26.2 GW, cifra que supera la capacidad instalada por los demás países el año

anterior (Figura 4).

En otros continentes, los principales actores fueron China, con 2.1 GW; Estados

Unidos, 1.9 GW; Japón, 1.3 GW, y Australia, 0.8 GW. Japón sigue manteniendo el

tercer lugar en capacidad instalada a nivel mundial.

En Estados Unidos de América, la caída de los precios combinada con los

incentivos, la eliminación del tope de 2,000 dólares en la inversión federal en

crédito fiscal y los vencimientos inminentes de las metas del portafolio para

energías renovables duplicaron el mercado, con lo que la capacidad instalada

alcanzó casi 4 GW. California sigue siendo el mercado más grande de ese país

con 29% del total, seguido por Nueva Jersey con 17% y Arizona con 15%.

15

1.5. Energía Termosolar

La energía solar térmica se basa en la concentración de la radiación solar, a fin de

llevar un fluido a suficiente temperatura para accionar motores (turbinas) térmicos

que van acoplados a generadores eléctricos. También se han desarrollado

sistemas híbridos, que combinan dos sistemas: uno tradicional, sobre la base de

un combustible convencional, más el vapor, proveniente de una fuente solar activa

de alta temperatura, que conforman lo que se conoce como ciclo combinado.

Las inversiones en nuevas centrales termosolares se reanudaron en 2005,

después de experimentar un estancamiento desde principios de la década de los

noventa. La capacidad mundial en 2011, ubicada principalmente en Estados

Unidos y España fue de 1,760 MW, con un crecimiento promedio anual de 23.8%

en el periodo 2001-2011. Esta tecnología aumentó cerca de 740 MW entre 2007 y

finales de 2010, en 2011 se incorporaron 507 MW adicionales.

El mercado ha sido dominado por las centrales de colectores de cilindro

parabólicos, que representan el 90% de las plantas y casi la totalidad de la

capacidad existente en operación.

Los países que mostraron actividad durante 2011 en el desarrollo de proyectos

fueron Estados Unidos de América (507 MW), Argelia (25 MW), Tailandia (9.8

MW) y la India (2.5), con lo cual permitieron aumentar la capacidad conectada a la

red en 454 MW, alcanzando cerca de 1,760 MW (véase figura 5). Además, se

espera que para 2014, Estados Unidos incorpore 8 GW de capacidad adicional,

instalada en seis estados.

En México, la CFE adjudicó la construcción de un campo solar de 14 MW

integrado al proyecto de ciclo combinado Agua Prieta II, en el estado de Sonora,

con apoyo del Fondo para el Medio Ambiente Mundial (GEF, por sus siglas en

inglés), el cual se prevé entre en operación en el año 2013.

16

Fuente: Renew ables 2012 global Status Report, REN21, 2012.

Figura 5. Capacidad instalada en plantas termosolares. Principales países

(España y Estados Unidos), 2011.

1760 MW Totales

En Abu Dhabi, en los Emiratos Árabes Unidos, comenzó la construcción de una

planta de 100 MW comerciales en el año 2010, y se tienen otras en construcción

en Argelia, Egipto, y Marruecos (20 MW cada una, acopladas a ciclos combinados

de gas natural), de acuerdo con el Plan Solar Mediterráneo.

A finales de 2009, fue aprobado un financiamiento para ayudar a aumentar 1 GW

la capacidad y transmisión eléctrica en el norte de África en el 2020. El Gobierno

marroquí anunció planes para construir 2 GW de plantas termosolares en el

mismo período. Respecto a China, a principios de 2010 se firmó un acuerdo para

construir al menos 2 GW en el 2020, que comenzará con la instalación inmediata

de los primeros 92 MW.

17

1.6. Biomasa

Por biomasa se entiende el conjunto de materia orgánica renovable de origen

vegetal, animal o procedente de la transformación natural o artificial de la misma.

La biomasa se usa principalmente como combustible para los medios de

transporte, establecimientos industriales (por ejemplo, plantas de cogeneración) y

en el sector doméstico para calefacción, cocina y agua caliente.

La biomasa es una fuente de energía renovable debido a que su contenido

energético proviene de la energía solar transformada en los procesos

fotosintéticos, la cual se libera al romperse los enlaces de los compuestos

orgánicos durante el proceso de combustión, emitiendo bióxido de carbono y

agua.

Se encuentra disponible en estado sólido, líquido o gaseoso y puede tener

distintas aplicaciones, tales como la generación de energía térmica, la generación

de energía eléctrica o el uso directo para la generación de calor. Sin embargo, la

forma más eficiente de utilizar la biomasa es la cogeneración, proceso en el que

se aprovecha la electricidad, pero también el calor que se genera como producto

secundario, algo que no ocurre en una central eléctrica pura ya que el calor se

escapa contaminando térmicamente la atmósfera.

La capacidad de generación eléctrica a partir de biomasa alcanzó los 72 GW en el

mundo a finales de 2011. La producción de electricidad a partir de biomasa se

incrementó 7% promedio anual durante el período comprendido entre 2000 y

2010, pasando de 101.5 TWh a 196.5 TWh. Al cierre de 2010, Estados Unidos

contribuyó con 56.1 TWh de generación de energía – 28.5% de la producción

mundial, la producción en 2011 en comparación con el año inmediato anterior

incremento ligeramente para alcanzar 56.7 TWh alcanzando una capacidad

instalada de 13.7 GW; seguido por la unión Europea (encabezada por Alemania,

Suecia y Reino Unido) con 26.2 GW; Brasil, China, India y Japón.

De igual manera, la capacidad instalada para la producción de energía eléctrica a

partir de biomasa sólida está aumentando rápidamente en Europa, donde la

producción bruta casi se ha triplicado en la región desde 2001 hasta 2011. Esto se

debe al desarrollo de plantas que generan calor y electricidad, conocidas como

plantas cogeneradoras. Por ejemplo, Alemania y el Reino Unido están generando

cada vez mayores cantidades de electricidad con biomasa sólida, a través de la

combustión conjunta con combustibles fósiles.

18

Biogás

El biogás se produce naturalmente como resultado de la descomposición de la

materia orgánica. Sus principales fuentes son los residuos, ya sean urbanos o

ganaderos, y las aguas municipales e industriales.

En los países miembros de la OCDE, el biogás ocupa el tercer lugar dentro de las

fuentes renovables de mayor crecimiento para la generación de electricidad. Ésta

pasó de 13.1 TWh en 2000 a 47.6 TWh en 2011, con una tasa de crecimiento

medio anual del 13%.

Del total de electricidad generada a partir de biogás en el mundo en 2010, que

ascendió a 43.6 TWh, Alemania es el país que tuvo una mayor participación

(37.3%) en el uso del biogás como fuente para generación de energía eléctrica,

generando 16.2 TWh, siendo el mayor productor de la OCDE; seguido por Estados

Unidos, con el 22.4%, es decir, 9.8 TWh del total generado a nivel mundial. En

tercer lugar está el Reino Unido, con el 13.1% (5.7 TWh), e Italia en el cuarto, con

4.6% (2.0 TWh).

Durante el año 2011, los rellenos sanitarios para captura de metano en los

Estados Unidos produjeron 14.3 TWh de electricidad, suficiente para suministrar a

más de 1 millón de hogares. Además, las plantas comerciales de biogás a partir

de explotaciones ganaderas generaron más de 0.5 TWh eléctricos en ese mismo

año.

Sin embargo, los rellenos sanitarios no son lo más reciente en Europa. La energía

generada por este tipo de fuente representó 9% del total de generación eléctrica a

partir de fuentes renovables de energía, en los países miembros de la OCDE en

Europa en el periodo 2001-2011, con una tasa media de crecimiento anual del

14% en el mismo período.

19

1.8. Energías Oceánicas

Se puede generar electricidad a partir de la energía proveniente del océano

mediante varias formas de aprovechamiento: energía mareomotriz, undimotriz,

térmica oceánica y corrientes marinas.

El agua contenida en los océanos representa el 97% del total de agua que posee

el planeta, además de que el 71% de la superficie terrestre está cubierta por agua

de mar. En la actualidad, aproximadamente 3 millones de personas viven a menos

de 200 km de alguna costa; sin embargo, la migración puede causar que este

número se duplique para el 2025. Los recursos marinos ofrecen un gran potencial

de suministro de energía y agua, además de ser fuente de productos del mar.

De acuerdo con diversos estudios, los océanos poseen alrededor de 5,000 GW de

potencia de generación, aunque evidentemente sólo resulta factible aprovechar

una porción de esta energía. De acuerdo con la OES, existe la posibilidad de

desarrollar 748 GW de energía oceánica a nivel internacional en 2050.

El potencial teórico mundial de suministro de energía que se estima podrían

aportar estas fuentes ronda los 82,950 TWh anualmente, destacando la

maremotermia con 53% y undimotriz con 36%, mareomotriz 9%, y el

aprovechamiento del gradiente salino 2%.

La energía proveniente del océano podría experimentar el crecimiento más rápido

de todas las formas de energía renovable durante el período 2010-2035. Se

estima que en este período la generación de energía eléctrica a partir de fuentes

renovables se triplique, con ello se espera generar 9,000 TWh en 2035,

suponiendo que las políticas actuales no se modifiquen. Sin embargo, la

introducción de políticas tendientes a reducir las emisiones de CO2 y mejorar la

eficiencia del uso final de energía podría provocar nuevos aumentos en las cuotas

de las renovables al 2035 del orden de 11,000 a 14,500 TWh.

20

Energía de las Mareas (Mareomotriz)

Para generar energía eléctrica a partir de las mareas se requiere construir un

dique que almacena agua convirtiendo la energía potencial de ésta en electricidad

por medio de una turbina. La energía producida es proporcional a la cantidad del

agua desalojada y a la diferencia de altura existente.

Sólo algunos lugares en el mundo cuentan con potencial para instalar centrales

mareomotrices, entre ellos destacan: Cabo Tres Puntas (Argentina), Kimberleys

(Australia), Golfo de Khambat (India), la bahía de Fundy y Frobisher (Canadá),

Chansy (Francia) y el Alto golfo de California (México).

Algunas centrales mareomotrices instaladas en el mundo son: La Rance (Francia),

con una capacidad instalada de 240 MW y una altura de marea de 8 metros, y

Anápolis Royal (Canadá), con una capacidad instalada de 16 MW y una altura de

marea de 10.8 metros. Otros proyectos de explotación incluyen una planta

mareomotriz de 20 MW en Nueva Escocia, Canadá, y una planta de energía

mareomotriz en Zhejiang, China (3,9 MW).

Después de años de que el desarrollo de esta tecnología estuviera basado en

pequeños proyectos piloto, la capacidad mundial de energía oceánica casi se

duplicó en el año 2011. Un poco más de 254 MW de esta tecnología a escala

comercial, entraron en operación al año pasado, elevando así la capacidad total

mundial a 527MW. La gran mayoría de esta capacidad se basa en la energía

proveniente de mareas.

21

Energía de las Olas (Undimotriz)

Las olas se forman por la acción del viento, después crecen y se entremezclan en

el mar. La altura de las olas es variable según los océanos. Las distribuciones

geográficas y temporales de los recursos energéticos de las olas están

controladas por los sistemas de viento que las generan (tormentas, alisios y

monzones).

La tecnología de conversión de movimiento oscilatorio de las olas en energía

eléctrica, se fundamenta en que la ola incidente crea un movimiento relativo entre

un absorbedor y un punto de reacción que impulsa un fluido a través del

generador.

Dinamarca, Irlanda, Japón, Reino Unido y Estados Unidos están desarrollando el

uso de ésta tecnología. Actualmente se tienen centrales undimotrices en

funcionamiento en España, en donde se tienen dos centrales piloto: una en la

costa de Santoña (Cantabria), con un sistema de boyas con una capacidad de 296

kW capaces de producir 970MWh al año, y la otra en las costas de Mutriku con

capacidad de 300 kW, perteneciente a la provincia de Guipúzcoa (País Vasco); en

la Isla de Islay, Escocia (10 MW) y en Portugal (2.25 MW).

El potencial global que se tiene estimado es de 2 TWh anuales, las zonas con

mayor potencial por metro de costa para utilizar la energía undimotriz (olas) son

las siguientes: el continente Europeo en la zona noroeste, en especial el Mar del

Norte; la costa norte del Reino Unido y las costas de Irlanda y Escocia; las costas

del Pacífico Norte y las del Pacífico Sur en América del Sur; las costas de Japón,

de Asturias y las costas de Aysén y Magallanes en Chile.

22

Energía Térmica Oceánica

La conversión de energía térmica oceánica es un método para transformar en

energía útil la diferencia de temperatura entre el agua de la superficie y el agua

que se encuentra a 100 m de profundidad. En las zonas tropicales esta diferencia

varía entre 20 y 24 ºC. Para el aprovechamiento energético es suficiente una

diferencia de 20ºC. Existen dos tipos de sistemas para el aprovechamiento de esta

fuente de energía: sistemas de circuito abierto y cerrado.

Los lugares que presentan un alto potencial maremotérmico en el mundo son las

zonas de las regiones ecuatoriales y subtropicales; algunos sitios con alto

potencial para la instalación de centrales son las regiones insulares del Pacífico y

de Puerto Rico. A la fecha, se han instalado centrales maremotérmicas aunque la

mayoría ya no están en funcionamiento, como la central de Japón en la Isla Nauru

(100 MW), en Hawái la Mini-C.E.T.O (50 MW) y la OTEC 1 (1 MW), la C.E.T.O 1

en el Caribe (1 MW) y en la India (1 MW).

23

Energía de las Corrientes

La energía de las corrientes marinas es una forma de energía oceánica obtenida

del aprovechamiento de la energía cinética de las corrientes marinas.

En Chile, en el Canal de Chacao, se tienen corrientes muy fuertes que pueden ser

aprovechadas para la generación de electricidad; por su parte, México cuenta con

dos zonas de alto potencial, la primera en el Golfo de California y la segunda en

los litorales de la península de Yucatán.

24

2. Situación Actual en México

Introducción

Esta sección desglosa, por fuente de energía renovable, la situación actual de la

capacidad de generación eléctrica instalada en México, así como el potencial

existente para su ampliación. Se basa principalmente en información tomada de la

“prospectiva de energías renovables 2012-2026) de la SENER.

2.1. Hidroeléctrica

La capacidad de generación hidráulica para servicio público que opera la CFE en

centrales con una capacidad igual o menor que 30 MW se integra por 94 unidades

en 42 centrales, con una capacidad total de 286.6 MW. Esta capacidad instalada

para la generación eléctrica por medio de las plantas, mini y micro hidroeléctricas

se concentra en 14 estados de la República (menores que 30 MW). Cabe destacar

la existencia de plantas instaladas hace ya más de cien años, las cuales siguen en

servicio, como es el caso de las ubicadas en los estados de Hidalgo, México y

Puebla.

25

2.2. Energía Geotérmica

De acuerdo con datos de la CFE, al 31 de diciembre de 2011 se encontraban en

operación 38 unidades de generación geotermoeléctrica, con el mayor

aprovechamiento localizado cerca de Mexicali, Baja California, en la central de

Cerro Prieto con 645 MW. Ésta representaba 72% de la capacidad

geotermoeléctrica en operación, mientras que el 28% restante estaba integrado

por los Azufres, Michoacán (191.6 MW), Humeros, Puebla (40 MW) y Tres

Vírgenes, Baja California Sur (10 MW).

26

2.3. Energía Eólica

Con relación a la capacidad de generación eoloeléctrica para el servicio público, la

CFE tuvo en operación, a finales de 2011, las centrales de La Venta en Oaxaca

(84.7 MW), Guerrero Negro en Baja California Sur (0.6MW) y el generador de la

COP 16 (1.5 MW), lo que suma una capacidad total de generación de 86.8 MW.

Por su parte, al 31 de diciembre de 2011, la CRE había otorgado 27 permisos para

la generación eoloeléctrica en las modalidades de autoabastecimiento,

exportación, pequeña producción y productor independiente de energía. De estos

permisos, sólo siete corresponden a plantas que entraron en operación en 2011,

ubicadas en los estados de Baja California y Oaxaca, con una capacidad

autorizada total de 588.3 MW y una generación autorizada anual 2,063.59

GWh/año. En 2012 entraron en operación 3 plantas en la modalidad de productor

independiente de energía, ubicadas en el estado de Oaxaca. A su vez, 17 plantas

con 2,281.0 MW de capacidad autorizada, ubicadas en los estados de Baja

California, Nuevo León, Oaxaca, San Luis Potosí, Tamaulipas y Veracruz, se

encuentran en construcción o por iniciar obras.

Prácticamente, la totalidad de los proyectos en desarrollo para Oaxaca se

originaron en un primer ejercicio de temporada abierta, lo que permitió la

planeación y desarrollo de nueva infraestructura de transmisión para el

aprovechamiento del recurso eólico en el Istmo de Tehuantepec. A pesar que la

línea de transmisión ya está en operación, diversos proyectos fueron afectados

por la crisis mundial que redujo el financiamiento desde el año 2009.

27

2.4. Energía Solar Fotovoltaica

En 2011, la capacidad total instalada de sistemas fotovoltaicos fue de 32 MW,

principalmente para la electrificación rural, suministro de energía en el sector

residencial, bombeo de agua, en los sectores comercial e industrial (p. e.

iluminación de exteriores, alimentación de sistemas de emergencia, etc.).

A partir de la publicación de los instrumentos regulatorios que facilitan la

interconexión de sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica, la CFE

registró una capacidad adicional instalada de estos sistemas en pequeña y

mediana escala por 3.48 MW, en el periodo 2010-2011.

Considerando el crecimiento de la capacidad de generación eléctrica por este tipo

de sistemas interconectados a la red, principalmente en el sector residencial y de

servicios, su crecimiento fue del 763% (1.34 MW) en el año 2010 y 128% (1.95

MW) en 2011. Por otro lado, la capacidad de generación eléctrica por sistemas

fotovoltaicos aislados de la red, fue de 0.2 MW (5.71%); se estima que el factor de

planta promedio fue de 0.207.

28

2.5. Energía Termosolar

Actualmente, en México no se cuenta con centrales en operación que utilicen este

tipo de tecnologías de aprovechamiento de la energía solar. Sin embargo, en el

estado de Sonora se encuentra en desarrollo el proyecto 171 CC Agua Prieta II, a

cargo de la CFE, mismo que consiste de un sistema híbrido de ciclo combinado

(477 MWe) y de un campo termosolar de canales parabólicos con una potencia de

14 MWe. Se espera que esta central entre en operación en el 2013.

29

2.6. Biomasa

Al 31 de diciembre de 2011, la CRE tenía registrados 50 permisos de generación

eléctrica bajo las modalidades de autoabastecimiento, cogeneración y usos

propios continuos en ingenios azucareros, de los cuales 49 permisos iniciaron

operación con una capacidad autorizada de 461.1 MW, y una generación anual de

852.3 GWh/año; asimismo, se tiene registrado un proyecto en construcción al

cierre del año con una capacidad de 35.3 MW, con una generación de 117.3

GWh/año. De la capacidad autorizada, 94% está destinado al autoabastecimiento

y usos propios continuos, el resto se genera bajo la modalidad de cogeneración.

Por otro lado, existen 3 permisionarios de autoabastecimiento, cogeneración y

usos propios continuos en operación en el sector papelero y otras industrias, con

una capacidad autorizada de 71.5 MW y una producción anual de 217.4 GWh/año.

En el caso de la industria química, se encuentra en construcción un proyecto que

aprovechará el bagazo de caña con una capacidad de 8 MW y será destinado a

satisfacer parte de la demanda de una empresa del ramo.

30

Biogás

Residuos Sólidos Urbanos

Los rellenos sanitarios, constituyen el medio más utilizado para disponer de la

basura y los desechos generados en el país. Sin embargo, si no se gestiona bien

su operación, producen emisiones GEI a la atmósfera y lixiviados que penetran el

subsuelo.

Se estima que la disposición de residuos sólidos urbanos en México en rellenos

sanitarios es de 28.2 millones de toneladas anuales, con una composición

aproximada del 53% de residuos orgánicos, mismos que son enviados a 186

rellenos sanitarios69.

El biogás proveniente de los residuos orgánicos tiene una composición

aproximada del 50% de metano y el otro 50% de CO2 y otros gases, existiendo la

posibilidad técnica de convertirlos en electricidad.

La generación de residuos sólidos urbanos en México va incrementándose en

promedio un 2.3% anual, siendo que la generación de materia orgánica en el 2010

fue del 52.4%.

La CRE otorgó al cierre de 2011, diez permisos para generar energía eléctrica con

biogás, seis de ellos en la modalidad de autoabastecimiento en los estados de

Aguascalientes, Chihuahua, Guanajuato y Nuevo León, y cuatro en la modalidad

de cogeneración en Jalisco, Nuevo León, Estado de México y Querétaro. En

conjunto representan una capacidad autorizada de 44.76 MW y una producción de

269 GWh/año.

El 20 de mayo del 2011 fue inaugurada una de estas plantas en el relleno sanitario

de Ciudad Juárez, Chihuahua, misma que cuenta con una capacidad autorizada

de 6.4 MW, y una producción de 39.2 GWh/año.

Residuos Ganaderos

La SAGARPA ha instrumentado diversas acciones para fomentar el uso y

aplicación de la energía renovable en el sector agropecuario, a fin de generar

desarrollo rural sustentable que coadyuve a disminuir los impactos negativos en el

medio ambiente.

31

Dichas acciones han sido diseñadas para producir biogás utilizando los desechos

orgánicos (estiércol) producidos por los animales en las granjas porcinas, establos

lecheros y corrales de engorda, mismos que son sometidos a un proceso de

biodegradación anaeróbica (metano-génesis) en biodigestores del tipo laguna, el

cual puede ser utilizado para la generación de energía eléctrica.

En el periodo 2008–2012, el Gobierno Federal a través de la SAGARPA apoyó la

construcción de 327 biodigestores y la adquisición de 137 moto-generadores a

partir de biogás, para generar energía eléctrica y térmica la cual es utilizada para

diversos fines productivos dentro de las explotaciones agropecuarias. El único

permiso otorgado por la CRE para generar energía eléctrica con biogás producido

por los residuos ganaderos en el estado de Chihuahua es de la empresa

ENERGÍA LÁCTEA, S. A. DE C. V., con una capacidad autorizada de 0.80 MW y

una producción de 5.06 GWh/año.

32

2.7. Energías Oceánicas

Actualmente, en México no se cuenta con ningún desarrollo piloto o comercial de

centrales de generación de electricidad en operación con alguna de las formas de

energía oceánica presentadas; sin embargo, se han desarrollado algunos

prototipos de prueba en diversos institutos nacionales y se prevé que en el corto

plazo se comiencen a desarrollar los primeros proyectos de generación, debido a

la disminución sustancial de los costos de las tecnologías.

Como muestra de ello, la CFE licitó en mayo de 2012 un proyecto piloto para

generar energía undimotriz en el país con una capacidad de 3 MW en las costas

de Rosarito, Baja California, con lo cual la paraestatal aprenderá de este tipo de

tecnología.

33

3. Marco normativo para ER en México y Sonora

En este capítulo se presentan los principales cambios legales y normativos en

materia de energías renovables, los cuales han permitido el desarrollo de este tipo

de fuentes en nuestro país. Las principales leyes derivan de la Reforma

Energética, consensuada en 2008, y éstas a su vez, contemplan la emisión de

diversos instrumentos regulatorios que fomentan la implementación del uso de

energías renovables, además de otorgar certeza jurídica para los interesados en

invertir en esta materia.

La información se retoma principalmente de la Estrategia Nacional de Energía (ENE) y la

Ley de Fomento de Energías Renovables y Ahorro de Energía del Estado de

Sonora

La Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos contiene en sus

artículos 4o, 27 y 28, varios preceptos en los que el uso y aprovechamiento de las

energías renovables y no renovables se sustentan, como el derecho a un medio

ambiente adecuado (artículo 4°); así como la rectoría que le corresponde al

Estado del desarrollo nacional para garantizar que éste sea integral y sustentable

y que fortalezca la Soberanía Nacional.

También, el derecho que se otorga a la Nación de regular el aprovechamiento de

los elementos naturales susceptibles de apropiación (artículo 27), con objeto de

hacer una distribución equitativa de la riqueza pública, cuidar de su conservación,

lograr el desarrollo equilibrado del país y el mejoramiento de las condiciones de

vida de la población rural y urbana; y la necesidad que se establece de asegurar la

eficacia de la prestación de los servicios y la utilización social de los bienes.

34

3.1. Estrategia Nacional de Energía 2013-2027

Para impulsar, entre otras cosas, la sustentabilidad a largo plazo del sector

energético y los impactos negativos al ambiente así como la reducción de gases

de efecto invernadero, la Estrategia Nacional de Energía (ENE) expone de manera

sucinta las problemáticas de orden estratégico sobre las cuales se deben

establecer políticas públicas para mejorar el funcionamiento del sector energético

nacional.

Se estructura con dos objetivos estratégicos (crecimiento del PIB e inclusión

social) y cuatro medidas de política que corresponden a las grandes tareas que

deberán realizarse, tanto por el lado de la oferta, como de la demanda, para

alcanzar dichos objetivos. para consolidar un sistema energético integral y

generar una cultura compartida por todos, se establecen tres elementos de

integración: eficiencia, seguridad y sustentabilidad.

Medidas de política

La cuarta Medida de Política se refiere a la transición energética. Como parte de

los esfuerzos para promover la eficiencia y la sustentabilidad energética y reducir

la dependencia de los hidrocarburos como fuente primaria de energía, México ha

aumentado sus esfuerzos para impulsar el aprovechamiento de fuentes de energía

renovable y tecnologías limpias para generar electricidad.

Adicionalmente, se cuenta con una meta legal para incrementar el porcentaje de

energías no fósiles en el portafolio de fuentes primarias de energía para la

generación de electricidad en por lo menos 35% al 2024. Igualmente, existe una

tendencia global, apoyada por el desarrollo de las energías renovables, la

cogeneración in situ y el desarrollo de infraestructura de comunicación e

informática que está llevando a que los sistemas eléctricos integren capacidades

de generación distribuida en pequeñas capacidades pero en una gran cantidad de

puntos, lo cual es un fenómeno que está modificando la forma en la que se

diseñan y operan las redes eléctricas y los sistemas eléctricos.

Esto obliga a considerar un portafolio amplio y competitivo de proyectos así como

medidas audaces para alcanzar esta meta legal, lo que incluye tanto la eliminación

de barreras y promoción de la energía renovable.

35

Dentro de la medida de política uno “transporte, almacenamiento y distribución”

se incorpora el tema estratégico 8 que se titula “ Dotar de flexibilidad a las redes

de transmisión y distribución” se menciona que hay que ampliar y desarrollar un

mallado nacional de líneas de transmisión permitiría, por una parte, brindar rutas

alternativas para poder llevar la electricidad de las zonas de generación a las de

demanda, incrementando la seguridad del sistema, mientras que, por otra parte,

permitiría el desarrollo de proyectos de generación con base en energías

renovables.

Entre otras líneas de acción, las siguientes se relacionan con interconexión de las

energías renovables:

1. Asegurar la aplicación expedita de las Reglas Generales de Interconexión al

Sistema Eléctrico Nacional, considerando estándares de interoperabilidad,

garantizando acceso transparente y no discriminatorio.

2. Facilitar la interconexión de centrales de generación eléctrica para

autoabastecimiento, producción independiente y pequeña producción con

energías renovables en las regiones del país con mayor potencial y viabilidad

económica.

3. Definir los criterios y hacer públicos los puntos de interconexión para que los

participantes privados puedan llevar a cabo sus inversiones.

4. Implementar mecanismos de coordinación entre desarrolladores privados y

CFE, que permitan construir líneas de transmisión para generación renovable

en regiones prometedoras, en función de solicitudes, estudios y compromisos

en firme.

La medida de política cuatro titulada “transición energética” es sin duda la que

mayor relación tiene con el presente estudio. Luego de argumentar que el

consumo de energía primaria en México ha crecido a mayores tasas que su

producción y que se ha concentrado en un solo energético, el petróleo, menciona

que esta situación es insostenible por lo cual hay que concretar una transición

energética que garantice la sustentabilidad del sector en el largo plazo.

Entre otros temas emergentes se destaca el tema estratégico 15 titulado

“Identificar y aprovechar el potencial de energías renovables en nuestro país”, el

cual se reproduce a continuación:

36

Aun cuando se prevé que los hidrocarburos mantengan su importancia en el país

como detonadores de desarrollo económico, es necesario buscar nuevas fuentes

de energía que promuevan la transición hacia un sector más sustentable. México

cuenta con importantes recursos naturales a lo largo de todo el territorio nacional,

óptimos para el desarrollo de las energías renovables, los cuales pueden y deben

ser aprovechados para garantizar la sustentabilidad del sector en el largo plazo.

México dispone de un potencial renovable indiscutible, con un amplio porfolio de

recursos (eólico, solar, geotérmico, biomasa e hídrico). Derivado de lo anterior,

deben ser impulsadas las diferentes tecnologías para su aprovechamiento, en sus

diferentes etapas de desarrollo, de modo que estos recursos puedan ayudar en la

diversificación de la matriz energética, la eficiencia del uso de recursos no

renovables y la reducción de importaciones de energéticos.

Para ello, es necesario contar con información suficiente y con el nivel de

certidumbre adecuado que permita al país conocer y difundir su potencial. Esto

debe llevarse a cabo a través de la acción coordinada de la industria, academia y

gobierno que permita generar consensos sobre la información generada y los

resultados de su análisis.

37

Además, el desarrollo de recursos humanos y normatividad son fundamentales

para garantizar el éxito en el desarrollo e implantación de estas tecnologías en

proyectos demostrativos, programas o proyectos en las diferentes escalas.

Por otra parte, si bien es cierto que los principales países en el aprovechamiento

de estas tecnologías ejecutaron importantes programas de subsidios para la

penetración de la tecnología en sus mercados, la situación de los subsidios a los

energéticos en México y la gran competencia global que hay en la manufactura de

estas tecnologías, obligan al país a explorar cuidadosamente los mecanismos de

apoyo y a promover y fomentar el aprovechamiento de esta fuente de energía en

las regiones con abundante recurso y en los segmentos que presenten la mayor

costo-efectividad, incluidas las aplicaciones remotas.

En este sentido, hace falta la caracterización de las energías renovables que

permita contar con un inventario del potencial en el país, así como su ubicación y

calidad; asimismo, es importante difundir dicha información, junto con las

características y posibles aplicaciones, para la planeación en el corto y mediano

plazo de nuevos proyectos.

De esta manera, será posible el desarrollo de bases de datos, protocolos y

herramientas públicas para la evaluación de recursos y su manejo, que ayuden a

difundir la experiencia y aceleren el desarrollo. Lo anterior contribuye a un

ambiente de certidumbre a las inversiones en el país, y sobre todo, que permitan

acelerar programas y planes de fomento y desarrollo de cadenas productivas

asociadas a estos proyectos.

Un ejemplo de la necesidad de delimitar el potencial nacional de fuentes

renovables es que, aun cuando se tiene conocimiento que el Golfo de México

cuenta con las condiciones necesarias para la generación eólica costa afuera,, es

necesario evaluar el potencial del aprovechamiento eólico en el ambiente marino,

de un modo más sistemático, estableciendo la posibilidad de realizar los estudios

de investigación necesarios que, enriqueciendo y dándole continuidad a los

trabajos ya iniciados en el Inventario Nacional de Energías Renovables, permita

diseñar acciones para desarrollar, con la participación de los sectores público,

social y privado este tipo de generación.

Cabe señalar que en la actualidad ya existe en el país potencial renovable

competitivo. México es por tanto una opción viable, rentable y atractiva para la

industria renovable mundial, que mira cada vez con mayor interés a este país.

38

En particular, se buscará potenciar las distintas ubicaciones con alto potencial

eólico, el uso de energía solar, aprovechando las regiones con alta irradiación y en

autoabastecimiento local, los yacimientos con potencial geotérmico de alta

entalpía, el biogás de rellenos sanitarios, los residuos agrícolas y forestales como

fuente de biomasa, la hidráulica de pequeña escala, así como la cogeneración

eficiente en la industria.

Para la consecución de lo anterior es necesario llevar a cabo políticas públicas

congruentes con la meta establecida en la Ley de participación de energías no

fósiles, así como utilización de tecnología asociadas a la eficiencia energética,

programas que detallen los mecanismos a través de los cuales dichas políticas se

llevarán a cabo, así como fondos y presupuestos para la ejecución de las

actividades marcadas en los programas, y que serán acordes con el impacto que

el sector energético tiene en las emisiones de GEI.

Finalmente, es importante crear un marco regulatorio adecuado para el

aprovechamiento de estas fuentes de energía, con instrumentos fiscales y

económicos que permitan a las industrias alcanzar un mayor grado de madurez en

el mediano plazo. Asimismo, la innovación institucional en materia de contratos es

una de las fronteras más promisorias a explorar, ya que la seguridad en la

inversión y opciones para provisión de estas energías promueven el desarrollo del

potencial.

En relación a la definición de paquetes tecnológicos para fomentar la producción

sustentable de insumos para bioenergéticos, es necesario detectar y divulgar

aquellos paquetes ya disponibles y establecer metas claras en el tiempo para la

emisión de los restantes. Asimismo, para introducir exitosamente el uso de los

biocombustibles en el sector transporte mexicano, es necesario determinar metas

adecuadas conforme a la realidad nacional y continuar con la estrategia de

adquisición de éstos por parte de las paraestatales, de manera gradual,

comenzando por el etanol anhidro.

Se pueden destacar las siguientes líneas de acción:

Sustentabilidad y aprovechamiento de recursos energéticos

o Incrementar el aprovechamiento de energía primaria para asegurar

la sustentabilidad energética en el largo plazo.

o Explorar el territorio nacional para generar una base de datos que

permita mejorar las estimaciones de los recursos no aprovechados.

39

o Impulsar el desarrollo de un mercado competitivo de

biocombustibles, sin afectar la seguridad alimentaria, siempre y

cuando constituyan una alternativa en términos ambientales (de

acuerdo a un análisis de ciclo de vida), económicos y sociales.

o Promover la vinculación efectiva de los sectores; académico

nacional, centros de investigación e industriales para el desarrollo

óptimo de las energías renovables.

Desarrollo de investigación

o Fomentar el desarrollo de recursos humanos especializados para la

innovación tecnológica y aprovechamiento de las energías

renovables, tanto en aplicaciones eléctricas como térmicas.

Regulación e integridad de infraestructura

o Mejorar los instrumentos vigentes para el desarrollo de

infraestructura e identificar nuevos instrumentos que permitan el

aprovechamiento de zonas con potencial importante.

o Perfeccionar la modalidad de pequeña producción para dar mayor

claridad y aprovechar las oportunidades costo-efectivas en todo el

país.

o Desarrollo de lineamientos justos y competitivos de renta de tierras.

Entre los resultados esperados que presenta la ENE, con la intención de lograr los

objetivos estratégicos que se proponen se encuentran los siguientes relacionados

con las energías renovables

• Unificar y consolidar la infraestructura energética.- Ampliar los sistemas de

transporte, almacenamiento y distribución de modo que el país se encuentre

interconectado y con la infraestructura suficiente para apoyar el desarrollo de

cualquier región.

• Avanzar hacia la transición energética.- Diversificar la matriz energética

aprovechando la disponibilidad de gas natural como combustible para la transición

hacía un sector más sustentable y el uso de energías renovables y tecnologías

limpias.

• Reducir la huella ecológica del sector- Mitigar el impacto del sector sobre el

medio ambiente al aprovechar el potencial de recursos renovables del país y

desarrollar tecnologías más limpias como la nuclear.

40

3.2. Leyes estatales relacionadas con energías renovables

Es de fundamental importancia contar con un marco normativo que permita

impulsar políticas públicas que coadyuven al desarrollo de las fuentes renovables

de energía. En México varias entidades federativas han establecido leyes y

reglamentos que las ubican en mejor posición para estimular inversiones y

proyectos en esa dirección. Ello se muestra en el cuadro 2.

Cuadro 2. Estados que impulsas las energías renovables

Estado Leyes

Chiapas

Ley ambiental para el estado de Chiapas, Ley

orgánica del Instituto de Energías

Alternativas, Renovables y Biocombustibles

del estado de Chiapas.

Oaxaca Ley de Coordinación.

Sonora Ley de Fomento de Energías.

Durango

Ley para el fomento, uso y aprovechamiento

de las fuentes renovables de energía del

estado de Durango y sus municipios.

Coahuila Ley de uso racional de energía en Coahuila.

Morelos Ley de desarrollo económico sustentable del

estado libre y soberano de Morelos.

Quintana Roo Ley de desarrollo económico y competitividad

para el estado de Quintana Roo.

Nuevo León Ley de desarrollo rural integral sustentable del

estado de Nuevo León.

Baja California Ley de Energías Renovables.

Fuente: CONUEE y páginas electrónicas de gobiernos de los estados

41

3.3. Ley de Fomento de Energías Renovables y Ahorro de

Energía del Estado de Sonora.

Sonora fue de los primeros Estados en el país que aprobó la Ley de Fomento a las

Energías Renovables. A continuación se presenta la exposición de motivos, la

estructura para operarla así como las distintas funciones y atribuciones.

3.3.1. Exposición de motivos

El Estado de Sonora debe enfocarse hacía el desarrollo energético sostenible, y

uno de los elementos fundamentales para ello es el aprovechamiento del gran

potencial energético en los recursos renovables de energía que existe en la

Entidad.

Sonora tiene la característica dual de poseer un gran potencial energético en los

recursos renovables, principalmente en energía solar, pero también se ubica en el

primer lugar en consumo eléctrico por habitante de México, debido a la

climatización de las edificaciones en verano y en otras regiones durante el invierno

y asimismo en la mayoría de las actividades económicas.

Esta necesidad de climatización repercute en el presupuesto de los diferentes

sectores productivos y sociales, ya que asignan una parte importante del mismo a

la factura energética, ya sea eléctrica, de gas o leña.

Las tecnologías en energías renovables son de aplicación consolidada en varios

países, y existe un mercado emergente a la alza para estas energías en diversas

partes del mundo, en México esta situación es incipiente aunque con experiencias

valiosas como la electrificación solar rural, así como proyectos solares pilotos en

localidades remotas.

En Sonora tenemos un gran potencial que requiere ser estudiado y aprovechado

profusamente. La región costera puede proveernos de energía del mar y del aire,

la región serrana tiene grandes posibilidades en energía hidráulica y eólica. Los

valles pueden aportar cuerpos de agua para la minihidráulica, y en la mayor parte

de la extensión territorial de la Entidad tiene una insolación de las más altas del

mundo.

42

Cabe destacar que la energía solar, nos brinda una mayor seguridad en cuanto a

disponibilidad y accesibilidad ya que en casi todo el territorio de la Entidad existe

la mayor radiación solar del país. Tenemos el Desierto de Altar, con una extensión

sin uso alguno, en donde podría instalarse una central de generación eléctrica con

capacidad industrial y ayudar a resolver el problema de satisfacer localmente el

consumo eléctrico.

Por el lado tecnológico, la energía solar tiene diversas aplicaciones: desalación de

agua de mar, calentamiento de agua, generación eléctrica, refrigeración, secado y

otros procesos de transformación, que pueden aplicarse a pequeña, mediana y

gran escala, por lo que todos los sectores se beneficiarían con su

aprovechamiento. En hoteles y restaurantes, puede usarse para calentamiento de

agua e iluminación de áreas comunes, en bombeo de agua para riego agrícola,

iluminación de parques y jardines, entre otras.

Es necesario tener un marco legal fundamentado en una política energética de

largo plazo que garantice un desarrollo sostenible, bajo el modelo tridimensional

que considere las dimensiones económica, social y ambiental, en las cuales contar

con un sector energético vigoroso es estratégico para el crecimiento de dichas

dimensiones. La sostenibilidad del desarrollo energético depende en gran medida

de la utilización de las energías renovables, ya que la disponibilidad de las no

renovables es temporal. Se debe proveer de un marco legal que contenga

instrumentos y mecanismos que garanticen el uso de la tecnología en energías

renovables.

Es preciso también la planificación del fomento a las energías renovables, con

objetivos y metas muy claras, así como un organismo que elabore y concretice los

planes y programas previstos en la planificación, asegurando la participación de

todos los actores involucrados en el fomento a las energías renovables, como

autoridades gubernamentales, estatales y municipales; representantes de los

sectores privado y social, así como científicos y técnicos de las instituciones de

educación superior del estado.

El Estado de Sonora al igual que todas las Entidades Federativas de los Estados

Unidos Mexicanos, se tienen problemas y opciones propios por lo que la selección

de políticas energéticas y se deben de considerar estos principios. Sonora cuenta

con un gran potencial en energías renovables, principalmente la solar y eólica y

aprovechándola permitiría reducir costos económicos en general, aumentar la

productividad, mejorar accesibilidad y mitigar impactos ambientales para avanzar

firmemente hacía un desarrollo energético sostenible.”

43

3.3.2. De la Autoridad y las competencias

ARTÍCULO 3.‐ Son autoridades competentes para aplicar la presente ley:

I. La Secretaría;

II. Los ayuntamientos; y

III. La Comisión.

ARTÍCULO 4.‐ Corresponde a la Secretaría:

I. Proponer la política estatal para el fomento de las energías renovables y la

eficiencia energética en la Entidad;

II. Proponer la previsión de los recursos necesarios para la promoción de las

energías renovables y la eficiencia energética en la Entidad, para que sean

contemplados en el proyecto de presupuesto de egresos del Gobierno del

Estado para el ejercicio fiscal que corresponda;

III. Aprobar el Programa Estatal; y

IV. Las demás que en esta materia le otorguen esta ley u otros

ordenamientos.

ARTÍCULO 5.‐ De acuerdo con lo estipulado en el artículo 4, fracciones II y III de

esta ley, la Secretaría propondrá la previsión de los recursos y aprobará el

Programa Estatal basado en el principio del desarrollo energético sostenible.

ARTÍCULO 6.‐ Los ayuntamientos tendrán las siguientes atribuciones:

I. Establecer la política municipal para el fomento y aprovechamiento de

energías renovables así como el desarrollo, innovación y aplicación de las

tecnologías en este ámbito;

II. Prever en su presupuesto de egresos para el ejercicio fiscal que

corresponda, los recursos necesarios para la promoción de energías

renovables y la eficiencia energética en su Municipio;

III. Emitir los programas municipales en el marco del Programa Estatal dentro

de su competencia territorial;

IV. Celebrar convenios de coordinación y colaboración con la Federación, el

Estado, otros municipios, instituciones de educación e investigación, así

como los sectores social y privado en materia de fomento y apoyo a la

investigación, desarrollo, innovación y aplicación de las energías renovables;

V. Implementar mecanismos de aprovechamiento de energías renovables en

la prestación de los servicios públicos;

VI. Implementar la reglamentación necesaria en materia de desarrollo

urbano, con el fin de aprovechar las energías renovables en las obras

públicas a realizar por los ayuntamientos; del mismo modo, se incorporen a

los reglamentos de construcción, la normatividad pertinente que garantice la

44

eficiencia energética en las edificaciones dentro de la jurisdicción de cada

Ayuntamiento, considerando las condiciones del medio ambiente; y

VII. Las demás que le otorgue esta ley u otros ordenamientos.

3.3.3. Del Objeto y Atribuciones de la Comisión

Capítulo III. de la comisión de energía del estado de sonora

Sección I

ARTÍCULO 7.‐ Se crea la Comisión de Energía del Estado de Sonora como un

Organismo Descentralizado de la Administración Pública Estatal, sectorizado a la

Secretaría, con personalidad jurídica y patrimonio propio, que tiene por objeto el

fomento, apoyo a la investigación, desarrollo, innovación y aplicación de fuentes

renovables de energía y eficiencia energética.

La Comisión tendrá su domicilio en la ciudad de Hermosillo, Sonora, pudiendo

establecer oficinas en otros municipios del Estado.

ARTÍCULO 8.‐ Para el cumplimiento de su objeto, la Comisión tendrá las

siguientes atribuciones:

I. Desarrollar e implementar la política estatal para el fomento de la eficiencia

energética y el aprovechamiento de energías renovables;

II. Proponer, administrar y operar el Fondo, de acuerdo a los términos del

reglamento que se emita para tal efecto;

III. Diseñar, vigilar, supervisar, ejecutar y evaluar el Programa Estatal,

procurando la participación social durante su planeación;

IV. Fomentar el debido aprovechamiento de la eficiencia energética y de

energías renovables y propiciar la conservación de los recursos no

renovables;

V. Realizar y promover acciones técnicas, de gestión, de promoción y

difusión, encaminadas a lograr una cultura de eficiencia energética y el

aprovechamiento de las fuentes renovables de energía;

VI. Promover el fomento a la investigación, el desarrollo, la transferencia de

tecnología y la innovación en la entidad de las energías renovables y

eficiencia energética, procurando su vinculación con los sectores productivos

con el fin de incrementar la proporción del uso de fuentes renovables en la

producción y consumo de energía;

VII. Elaborar un Balance Estatal de Energía y su actualización anual;

VIII. Procurar que la construcción de edificaciones con recursos de

participación estatal y municipal, se apliquen criterios de eficiencia energética

y utilización de energías renovables;

45

IX. Promover y difundir mediante programas, campañas y acciones los

beneficios socioeconómicos y ambientales del aprovechamiento de la

energía renovable;

X. Fomentar en nuevas empresas e industrias ya instaladas en el Estado, la

introducción de tecnologías limpias y la sustitución de combustibles

altamente contaminantes;

XI. Impulsar el ahorro de energía mediante el aprovechamiento de todas las

oportunidades rentables de cogeneración de electricidad, de acuerdo a los

lineamientos permitidos y establecidos para el caso;

XII. Promover, en el ámbito de competencia del Estado, la observancia de las

Normas Oficiales Mexicanas sobre eficiencia energética y energías

renovables;

XIII. Otorgar y promover la aportación de recursos para fomentar y apoyar la

realización de investigaciones y desarrollos tecnológicos, así como proyectos

de eficiencia energética y aprovechamiento de energías renovables, en los

términos de esta ley y de conformidad con la reglamentación o lineamientos

que se fijen al efecto;

XIV. Apoyar a las instituciones de educación superior y centros de

investigación en la gestión para la obtención de recursos para la realización

de proyectos de investigación y desarrollo tecnológico en materia de

eficiencia energética y energía renovable;

XV. Promover el otorgamiento de estímulos fiscales a las personas,

especialmente a las pequeñas y medianas empresas, que inviertan en la

generación de energía renovable en el Estado;

XVI. Promover, crear y otorgar reconocimientos a quienes a las personas que

se comprometan implementen mecanismos de generación de energía

renovable, así como a quienes cumplan con las normas oficiales mexicanas y

demás disposiciones aplicables en materia de eficiencia energética,

utilización de energías renovables;

XVII. Impulsar la actualización de la normatividad en materia de eficiencia

energética y energías renovables;

XVIII. Promover, en coordinación o con la participación de los sectores social

y privado, la operación de un Centro Estatal de Investigación en Energías

Renovables, con el propósito de desarrollar tecnología de vanguardia en esta

materia para su aprovechamiento en el Estado;

XIX. Asesorar a los Municipios del Estado que así lo soliciten en materia de

fomento de energía de energías renovables y eficiencia energética;

XX. Celebrar convenios de colaboración con las autoridades federales,

estatales y municipales, así como convenios de concertación con los

sectores social y privado para el cumplimiento de su objeto;

46

XXI. Para cumplir con las metas establecidas en el Programa Estatal, la

Comisión coordinará el

Fondo que operará en los términos del Reglamento que se emita para tal

efecto; y

XXII. Las demás que le asigne esta ley o las demás disposiciones legales

aplicables.

47

4. Situación Actual y Potencial de aprovechamiento

de las Energías Renovables en Sonora.

La etapa en la cual la humanidad usó la aportación energética de los combustibles

fósiles se caracteriza por un gran crecimiento económico e industrial que ya se

prolonga por más de cien años; sin embargo, esa etapa está llegando a su fin por

lo escaso del recurso y por la gran contaminación que ocasiona, principalmente

por la generación de gases de efecto invernadero. Como opción alternativa se

propone el desarrollo de energías a partir de fuentes renovables.

Además del bajo impacto ambiental y la reducción de emisiones del dióxido de

carbona que presentan las energías renovables, con ellas se tiene la oportunidad

de independizar las políticas energéticas locales del mercado global, actualmente

basado en la supremacía petrolera.

Por ello es importante que una región determine el potencial de las distintas

fuentes renovables con que cuenta. En este capítulo se presenta una relación,

preliminar, de las posibilidades de explotación de energías renovables en el

Estado de Sonora como un primer paso para que en el futuro se puedan hacer

mejores prospecciones sobre la disponibilidad de estos valiosos recursos

energéticos.

48

4.1. Hidroeléctrica

Hasta donde se tiene conocimiento, en el estado sólo existe un proyecto para

establecer cuatro plantas generadoras de electricidad en el río yaqui.

De acuerdo con la manifestación de impacto ambiental promovida por la compañía

mexicana de energía y elaborado por la empresa servicios profesionales

especializados en el 2006, el proyecto pretende aprovechar los escurrimientos del

Río Yaqui, en la zona este del Estado de Sonora para generar electricidad con la

instalación de cuatro plantas minihidraúlicas.

El Sistema Hidroeléctrico Río Yaqui, se encuentra comprendido entre la Central

Hidroeléctrica Plutarco Elías Calles (El Novillo) y la presa Álvaro Obregón (El

Oviachic). Soyopa es la primer central hidroeléctrica a construir y se encontrará a

unos 20 km aguas debajo del Novillo; 25 km después estará la 2da central,

denominada El Mezquite; 18 km aguas abajo se ubicará la 3er central, llamado

Faustino; finalmente la 4ta y última central, nombrada La Dura, se encontrará a 20

km más abajo. Cada una de las centrales estará interconectada, mediante la

instalación de una nueva línea de transmisión de 115 KV, hasta llegar al Novillo.

Lo anterior impulsa al estudio del potencial energético del país, viéndose corno

una alternativa el rio Yaqui en el estado de Sonora, que en su porción

comprendida entre la Central Hidroeléctrica Plutarco Elías Calles (El Novillo) y la

presa Álvaro Obregón (El Oviáchic), presenta un potencial energético

aprovechable de cuando menos 94 MW, repartidos en cuatro centrales a lo largo

de los 150 km de cauce y 136 metros de desnivel aprovechable.

Para satisfacer el diferencial que habría con respecto a la demanda propia de 120

MW de Compañía Minera Autlán (CMA), así como para prepararla corno productor

independiente de energía eléctrica en el mediano y largo plazo. Compañía de

Energía Mexicana (CEM), se encuentra estudiando otras alternativas con potencial

energético en el país, las cuales no involucran al Río Yaqui, por lo que no se

considera ningún plan de ampliación para las 4 Centrales Hidroeléctricas

propuestas.

El proyecto "Sistema Hidroeléctrico Río Yaqui" consiste en un conjunto de 4

centrales hidroeléctricas denominadas: Soyopa, El Mezquite, Faustino y La Dura.

Por lo tanto, se trata de un conjunto de obras del mismo tipo y sector.

49

El proyecto representa una oportunidad de satisfacer parcialmente las

necesidades de 120 MW de la Compañía Minera AutIán, en el cual se realizaron

diversos análisis en los que se consideraron las características morfológicas de los

sitios, ubicación de poblaciones, infraestructura de servicios asociada, así como

los aprovechamientos agrícolas y mineros existentes, de forma que se visualice la

viabilidad sustentable del proyecto.

Corno se ha mencionado, se pretende construir y operar esas 4 centrales

hidroeléctricas, las cuales formarán 4 presas a lo largo del Río Yaqui, quedando

los embalses comprendidos entre la Hidroeléctrica Plutarco Elías Calles (El

Novillo) y la última cortina aguas abajo correspondiente al proyecto de La Dura,

con una longitud aproximada de 80 km entre los extremos del primer y cuarto

embalse.

50

4.2. Energía Geotérmica

A nivel mundial, México ocupa el cuarto lugar como generador de electricidad por

medio de la energía geotérmica con una capacidad instalada de 964.5 MWe. La

Gerencia de Proyectos Geotermoeléctricos (GPG) es la responsable del

aprovechamiento de estos recursos y como parte de la estrategia de la CFE para

incrementar la generación de energía eléctrica mediante fuentes no

convencionales llevó a cabo un cálculo del potencial geotérmico del país.

El cuadro 3. muestra las posibilidades de explotación geotérmica en Sonora.

Cuadro 3. Posibilidades de explotación geotérmica en Sonora.

Proyecto Riíto:

Se localiza a 46 kms., al Sur-Este del campo de Cerro Prieto, al borde del Desierto

del Altar, en los límites de los Estados de Sonora y Baja California Norte. En base

a los estudios exploratorios geológicos, geofísicos y geoquímicos realizados,

resaltando la utilización de pozos de uso múltiple de pequeño diámetro, se

determinó la existencia de un posible yacimiento geotérmico que permitió decidir la

perforación de tres pozos exploratorios profundos, el primero de los cuales se

encuentra en proceso de perforación a 3,100 m de profundidad y está confirmando

la existencia de condiciones geológico estructurales y térmicas adecuadas que

han permitido estimar en forma muy preliminar un potencial mínimo de 100 MW y

un máximo probable de 800 MW, basada esta última cifra en la extensi6n del área

y profundidad de las formaciones con almacenamiento de agua de alta

temperatura, cuyo mínimo valor se estima en 280'C.

Estado

No. de ma-

nifestaciones

en el Estado

No. Para

estimar

reservas

localidades

incluídas en

reservas

Energía

Térmica (kJ)

(90% de

confianza)

Reservas (kJ)

intervalo 90%

confianza

Sonora 77 9 8

4.84E+15

9.80E+15

1.21E+15

2.45E+15

51

Ventilas Submarinas

Ligadas a la extensión tectónica que originó corteza oceánica en el Golfo de

California durante los últimos 3-4 millones de años (Martín-Barajas, 2000), se han

identificado sistemas hidrotermales submarinos con temperaturas de hasta 300°C.

La presencia de estas ventilas es notoria en la Cuenca de Guaymas frente al

puerto de este nombre (p.e., Von Damm et al., 1985), y en las cuencas de Wagner

y Consag frente a Puerto Peñasco (Canet et al., 2009).

En el Programa IMPULSA IV se ha diseñado un equipo de generación (Hiriart y

Espíndola, 2007), que consiste en una planta de ciclo binario, encapsulada en un

tubo hermético que tiene en un extremo un intercambiador de calor equivalente a

la caldera del circuito y, en el otro, un enfriador que sirve para condensar el vapor

del ciclo con el agua fría del mar. Si se lograra bajar cuidadosamente este equipo

con el intercambiador-caldera colocado exactamente sobre la ventila submarina se

lograrían las condiciones adecuadas para generar electricidad.

Se calcula que con una sola ventila de 300°C se podrían generar

aproximadamente hasta 20 MW eléctricos. Tanto el diseño del equipo de

generación como la cuantificación y caracterización de las ventilas están siendo

realizados en el marco del Programa IMPULSA IV para lograr eventualmente un

aprovechamiento sustentable y económico de esta fuente de energía renovable

tan poco conocida en la actualidad (Hernández, 2008). De resultar ciertas las

estimaciones preliminares, ésta constituiría una fuente de varios cientos de MW a

lo largo del Golfo de California.

52

Figura 6. Sistemas hidrotermales submarinos potenciales en el Océano

Pacífico y el Golfo de California dentro y cerca de la zona económica de

México.

53

4.3. Energía Eólica

El potencial eólico del país no ha sido evaluado de manera exhaustiva. Se han

realizado, sin embargo, evaluaciones del recurso en regiones específicas. En

particular el Laboratorio Nacional de Energías Renovables de los Estados Unidos

ha coordinado la realización de mapas eólicos para Oaxaca (véase la Ilustración),

Baja California Sur, las costas de Yucatán y de Quintana Roo y las franjas

fronterizas de los estados de Baja California, Sonora y Chihuahua. Estos mapas

se han realizado conjuntando información de estaciones meteorológicas con

técnicas de prospección remota.

Fuente: Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE)

Figura 7. Densidad de potencia del viento.

54

Como se puede observar en la figura 8 Sonora tiene potencial en el área de

Puerto Peñasco y en la frontera noreste, colindando con Chihuahua. Ello se

muestra, respectivamente, en las siguientes figuras:

Figura 8. Región Oeste de Sonora Densidad de potencia del viento en 50 m.

55

Figura 9. Región noreste de Sonora Densidad de potencia del viento en 50 m.

De acuerdo con la SIDUR, en una nota del portal EHUI en el 2010, se prospectaba

una inversión privada de 40 millones de dólares en energía eólica; se estima que

la generación de energía será de 60 millones de kilowatt/hora por año, es decir 60

mil megawatts anuales, lo que equivale a dejar de emitir aproximadamente 25 mil

Toneladas de bióxido de carbono anuales a la atmósfera por ser un tipo de

energía limpia.

56

4.4. Solar

Figura 10. Potencial solar en el mundo.

Como se observa en la figura 10, Sonora se encuentra en uno de los lugares con

mayor potencial en el mundo. La región del noroeste del país presenta los más

altos valores de radiación solar de México ( Galindo y Valdez, 1991). Sonora,

conformado por una gran planicie que se encuentra entre la costa del Mar de

Cortes (Golfo de California) y la Sierra Madre Occidental, cuenta con una variedad

de climas que van desde cálido húmedo (sur del estado), subtropical templado (en

la sierra), hasta cálido seco (en el desierto).

La escasez de nublados y las pocas lluvias que ocurren en un corto periodo del

año hacen que la atmósfera sea clara y permita el paso de los rayos solares hacia

la tierra.

Como es común para muchas otras localidades del país, no se cuenta con

registros de mediciones de radiación solar; de las estaciones climatológicas

existentes muy pocas cuentan con piranómetros o sensores de radiación y las que

cuentan sus equipos no han seguido procesos de calibración por lo que sus

mediciones no son confiables.

57

Sin embargo en los últimos años diversos organismos que cuentan con estaciones

climatológicas en la región empezaron a incluir medidores de radiación de buena

calidad, entre las que destacan la CNA (Comisión Nacional del Agua), Universidad

de Sonora, Organizaciones de Agricultores y CFE (Comisión Federal de

Electricidad).

Lo anterior ha permitido obtener registros confiables durante los últimos cinco

años. Si a esto le agregamos la disponibilidad de información de sensores

satelitales, se podría hablar de contar con información preliminar para estimar los

valores promedios de radiación solar para todo el territorio sonorense.

Metodología

Se dividió el Estado de Sonora en cinco regiones para tratar de ubicar diferentes

características climatológicas o geográficas. Así se identificaron la región sur,

centro, norte, costa y sierra. Posteriormente se tomaron las poblaciones que

representaban dichas regiones y donde se contara con información del recurso

solar.

Un primer paso para estimar el potencial solar de las zonas identificadas consistió

en el cálculo de las trayectorias solares. Utilizando una rutina en hoja electrónica

(Excel) se realizaron los cálculos de las trayectorias para los sitios seleccionados.

Se realizó una recopilación de información climatológica de estaciones terrestres

donde se tiene relativa certeza que los datos y las mediciones fueran

suficientemente confiables; esto en general se cumple con las estaciones

denominadas EMAS (estaciones meteorológicas automáticas).

Para algunos sitios no se encontró información de mediciones de radiación solar;

para muchos de estos se contaba con información meteorológica, pero se decidió

utilizar información de satélite. La evaluación del recurso solar usando las

mediciones de los satélites geoestacionarios presenta mayores ventajas que los

tradicionales métodos basados en datos climatológicos, como demuestran R.

Pérez. R. Seal and D. Renne (2005).

58

Trayectorias solares para algunas ciudades de Sonora

Las trayectorias solares representan los recorridos del sol, a través de proyectar

las posiciones del astro rey para un día determinado del año de forma horaria. La

información que la gráfica solar nos provee, se refiere a las condiciones de

asoleamiento durante todo el año del sitio que corresponda. La figura 11, muestra

los recorridos en tres dimensiones de las fechas correspondientes a los solsticios

y los equinoccios, para un sitio en el Hemisferio Norte.

Figura 11. Recorridos de las trayectorias solares en solsticio y equinoccio

Esta herramienta nos permite estimar visualmente la forma en que incide el sol en

determinadas épocas del año, así como las horas-sol promedio mensuales,

considerando el 100% de los días despejados.

Para este trabajo en particular se utilizan dos tipos de gráficas:

• Proyección Estereográfica. Es la proyección horizontal de los recorridos del

sol ubicando las coordenadas de posición solar en el plano horizontal observadas

desde el Nadir. A diferencia de la proyección Ortogonal (real) que las trayectorias

59

solares se representan por elipses, en la proyección Estereográfica las

trayectorias solares son porciones de círculos con centros en el eje Norte-Sur.

• Proyección X-Y. Es la proyección vertical de los recorridos del sol ubicando

cada posición en un plano vertical con los valores del Azimut (x) y la Altura Solar

(y). El principio de proyección es cilíndrico, donde el eje “X” representa el horizonte

cuya graduación puede variar de 0º a 360º, sin embargo para el sitio con mayor

latitud en Sonora los valores extremos de “X” son mayores a 60º y menores a 360º

(ver figuras). Por su parte, el eje “Y” que corresponde a la altura solar, tienen una

graduación varía de 0º a 90º (cenit); en Sonora no se tienen localidades cuya

latitud sean menores que 23º 27’, lo que me indica que en ninguna fecha del año

el sol alcanzará el cenit.

Las gráficas que se desarrollaron corresponden a diversos sitios representativos,

que, de acuerdo con la investigación realizada, requieren del conocimiento de

éstas. Para facilitar el manejo de las gráficas, se desarrollaron rutinas en EXCEL®

-hoja electrónica de MICROSOFT- mismas que se muestran a continuación.

Resultados

Las figuras 12, 13, 14, 15, 16 y 17 muestran las trayectorias solares para las

correspondientes localidades. En el cuadro 4 se muestra el resumen de los datos

obtenidos por los diferentes métodos descritos en la sección anterior.

60

Figuras 12 y 13 Trayectorias Solares para la Ciudad de Álamos, Sonora. Latitud

27° 01' 16"

Figura 12.

Figura 13.

61

Figuras 14, 15 Trayectorias Solares para la Ciudad de Hermosillo, Sonora Latitud

29° 04' 29"

Figura 14.

Figura 15.

12

:00

h

11:0

0 h

10:0

0 h

9:0

0h

8:00 h

7:00 h

6:00 h

13:0

0 h

14:0

0 h

15:0

0 h

16:0

0 h17

:00

h

18:0

0 h

SUR

170°160°

150°

140°

130°

120°

110°

100°

90° ESTE

80°

70°

60°

50°

40°

30°

20°10°

NORTE

0°350°340°

330°

320°

310°

300°

290°

280°

OESTE 270°

260°

250°

240°

230°

220°

210°

200°190° 180°

21 de Mayo/Julio

21 de Junio

21 de Abril/Agosto

21 de Marzo/Septiembre

21 de Febrero/Octubre

21 de Enero/Noviembre

21 de Diciembre

62

Figuras 16, 17 Trayectorias Solares para la Ciudad de San Luís Río Colorado,

Sonora. Latitud 32° 30' 00"

Figura 16.

Figura 17.

Trayectorias Solares para la Ciudad de San Luis Río Colorado, Sonora

Latitud 32° 30' 00"

9:00 h

10:00 h

11:00 h

12:00 h

13:00 h

14:00 h

15:00 h

16:00 h

17:00 h

8:00 h

7:00 h

6:00 h 18:00 h

21 de Junio

21 de Mayo/Julio

21 de Abril/Julio

21 de Marzo/Septiembre

21 de Febrero/Octubre

21 de Enero/Noviembre

21 de Diciembre

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

50 70 90 110 130 150 170 190 210 230 250 270 290 310

Azimut Solar (grados)

Alt

ura

So

lar

(gra

do

s)

18:00

17:0

0 h

16:0

0 h

15:0

0 h

14:0

0 h

13

:00

h

6:00 h

7:00 h

8:00 h9

:00h

10:0

0 h

11

:00

h12:0

0 h

170°

SUR

160°

150°

140°

130°

120°

110°

100°

ESTE90°

80°

70°

60°5:00 h

50°

40°

30°

20°10°0°

NORTE

350°340°

330°

320°

310°

17:00 h300°

290°

280°

270°OESTE

260°

250°

240°

230°

220°

210°

200°180°190°

21 de Diciembre

21 de Enero/Noviembre

21 de Febrero/Octubre

21 de Marzo/Septiembre

21 de Abril/Agosto

21 de Junio

21 de Mayo/Julio

63

Cuadro 4 Resumen de horas-sol promedio mensuales y radiación solar para

ciudades del Estado de Sonora.

ÁLAM

OS

Ener

oFe

brer

oM

arzo

Abril

May

oJu

nio

Julio

Agos

toSe

ptie

mbr

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(hh:

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07:0

7:00

06:5

2:00

06:2

4:00

05:5

2:00

05:2

8:00

05:2

1:00

05:3

3:00

05:4

8:00

06:0

2:00

06:1

6:00

06:3

7:00

06:5

5:00

Hor

a de

la p

uest

a: (h

h:m

m:s

s)17

:46:

0018

:09:

0018

:26:

0018

:41:

0018

:57:

0019

:11:

0019

:12:

0018

:52:

0018

:20:

0017

:47:

0017

:25:

0017

:24:

00

Dur

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n de

l día

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:mm

:ss)

10:3

9:00

11:1

7:00

12:0

2:00

12:4

9:00

13:2

9:00

13:5

0:00

13:3

9:00

13:0

4:00

12:1

8:00

11:3

1:00

10:4

8:00

10:2

9:00

Rad

iaci

ón: (

kWh/

m2 )

4.10

44.

968

6.38

47.

152

7.92

7.53

67.

26.

648

5.88

5.35

24.

416

3.64

85.

934

GU

AYM

AS

Ener

oFe

brer

oM

arzo

Abril

May

oJu

nio

Julio

Agos

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reN

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mbr

e

Hor

a de

sal

ida:

(hh:

mm

:ss)

07:1

6:00

07:0

1:00

06:3

3:00

05:5

9:00

05:3

4:00

05:2

7:00

05:3

9:00

05:5

5:00

06:0

9:00

06:2

4:00

06:4

5:00

07:0

4:00

Hor

a de

la p

uest

a: (h

h:m

m:s

s)17

:52:

0018

:15:

0018

:33:

0018

:49:

0019

:06:

0019

:20:

0019

:21:

0019

:00:

0018

:28:

0017

:54:

0017

:32:

0017

:29:

00

Dur

ació

n de

l día

: (hh

:mm

:ss)

10:3

6:00

11:1

4:00

12:0

0:00

12:5

0:00

13:3

2:00

13:5

3:00

13:4

2:00

13:0

5:00

12:1

9:00

11:3

0:00

10:4

7:00

10:2

5:00

Rad

iaci

ón: (

kWh/

m2)

4.10

44.

992

6.45

67.

608

8.32

88.

064

7.22

46.

312

6.21

65.

44.

296

3.64

86.

054

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Sept

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2:00

05:2

5:00

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64

De la cuadro 4 y figuras anteriores se observa que las horas de insolación

mínimas entre las ciudades que se localizan en los extremos Sur y Norte del

Estado (San Luís Río Colorado y Álamos, respectivamente) van desde 10 horas

17 minutos hasta 10 horas 39 minutos, en tanto que las máximas van desde 13h

50m hasta 14h 10m, esto garantiza que durante el año se tendrían por lo menos

10 horas diarias de insolación en los equipos como el caso más desfavorable.

Esto puede ser alterado por presencia de lluvias o días nublados, pero

estadísticamente se tiene que en la región del estado de Sonora, se presentan

alrededor del 85% de días despejados en el año.

En la figura 18, se muestra las isolíneas de insolación promedio anual de energía

solar diaria que se recibe por metro cuadrado en el Estado de Sonora. Se puede

observar que los valores de radiación van desde 5 hasta 6 KW-h/m2, siendo las

zonas costeras donde se recibe mayor radiación y las zonas serranas (para la

región de Yécora) donde el valor promedio disminuye un poco.

Figura 18. Isolíneas de insolación promedio anual de energía solar diaria.

65

Para el caso de la energía solar en Sonora Se concluye que no existen

diferencias significativas en las horas de insolación entre las localidades más

septentrionales con las ubicadas más al sur del Estado; se puede afirmar que

cualquier localidad dentro del Estado posee condiciones óptimas de periodos de

insolación. Los valores de 5 a 6 de KW-hr/m2 son valores ideales para

aplicaciones de aprovechamiento de energía solar.

4.6. Biomasa

La energía de la biomasa es aquella que se obtiene de productos y residuos

animales y vegetales. Así, la energía contenida en la leña, los cultivos energéticos,

el carbón vegetal, los residuos agrícolas, los residuos urbanos y el estiércol puede

ser calificada como energía de la biomasa y clasificarse como formas primarias a

los recursos forestales y como formas secundarias a los residuos forestales,

agrícolas, ganaderos y urbanos.

Si toda la basura que se recolecta en el País fuera aprovechada en la generación

de energía eléctrica, México podría producir hasta 400 megawatts anualmente,

afirmó Odón de Buen, presidente de Energía, Tecnología y Educación (ENTE).

La producción de biogás a través de la digestión anaeróbica depende de las

características y tipo de la materia orgánica, así como de la cantidad de la misma.

En términos generales, el biogás puede ser obtenido de las aguas residuales

orgánicas y de residuos sólidos, como por ejemplo, el estiércol, desechos de

pastos o desechos urbanos (basura).

En sonora, ya se han instalado dos plantas en Hermosillo. La intención es

aprovechar los gases contaminantes que se forman por la descomposición de

residuos sólidos urbanos en los rellenos sanitarios ubicados en las minitas y en la

carretera a la mina “nico” con el fin convertirlos en energía aprovechable que

contribuyan al desarrollo sustentable de la comunidad. Si se extrapola al potencial

sonorense, de la biomasa de residuos sólidos se pueden generar de 10 a 12 MW.

También se pueden Aprovechar desechos orgánicos bacterias para crear

biocombustibles de segunda generación (primero fue maíz y caña) y en Sonora

se puede usar los residuos de la producción del trigo

66

Tanto las granjas porcinas tecnificadas, como los establos de sistemas de

producción especializados, son unidades productivas que prevén una demanda

para el establecimiento de sistemas de biogás integrales y que lo posibiliten dada

su capacidad económica de realizar proyectos de este tipo.

Lo más notorio se manifiesta en las granjas porcinas, aunque esta tendencia se

está ampliado a establos lechero y granjas avícolas. De hecho en algunas

explotaciones se han adquirido algunos motogeneradores por cuenta de los

dueños de las granjas. Sonora ocupa un lugar destacado en el país por la cantidad

de granjas y ganado porcino que posee. Ver cuadro 5 y figura 19

Cuadro 5. Potencial de generación eléctrica por biogás por ganado

porcino en el territorio nacional

Cabezas de ganado

Potencial de generación CH4

Potencial de generación eléctrica biogás

-2007

Miles de cabezas (miles ton/año) MW

0 – 500 0 - 15 0 - 10

550 - 1,000 15 - 30 10 – 20

1,000 – 2,000 30 - 60 20 – 40

2,000 – 2,500 60 - 90 40 - 80

2,500 – 5,000 90 - 160 80 - 140

Nacional. 9,210 492 – 738 246 - 492

Fuente. SENER a partir de FIRCO-SAGARPA.

Fuente: SENER a partir de FIRCO-SAGARPA.

Figura 19. Potencia de generación eelectrica por biogás para ganado porcino

67

En Sonora se han registrado 14 proyectos de granjas porcinas para aprovechar

los desechos y generar electricidad. Por la cantidad de cabezas porcinas que se

manejas se estima que se pueden generar de 65 a 100MW.

4.7. Energías Oceánicas

4.7.1. Energía Mareomotriz

En México se tiene un importante potencial de energía en la región del alto Golfo

de California (Mar de Cortés) en donde se podría tener en un área de embalse de

2590 Km2, una potencia máxima instalada de 26 GW y una producción de 23,000

GWh/año que representa aproximadamente la producción total de todas las

centrales hidroeléctricas del país

Figura 20. Energía mareomotriz

Un ascenso del nivel del agua de 6 m en 6 horas, como el que tiene lugar en el

extremo norte del Golfo de California, equivale a un trabajo de 50 MWh/Km2

y a

una potencia media de 15 MW/km². Si se construyera un dique desde la Península

de Baja California hasta el continente, con las compuertas adecuadas para dejar

que en la parte alta se embalsara agua al subir la marea y luego se cerraran al

momento de bajar (obligando al embalse a vaciarse a través de una gran batería

de turbinas hidráulicas), la potencia eléctrica que teóricamente se podría generar

68

es de varios miles de MW. En la Fig. 20 se presentan esquemáticamente distintas

configuraciones posibles del dique y se calcula, con valores ideales de eficiencia,

la potencia y energía de cada arreglo.

Los estudios realizados por el grupo de trabajo integrado mediante el Programa

IMPULSA IV han permitido extender este análisis a lugares más restringidos de

configuración adecuada, donde se podrían manejar simultáneamente dos

embalses menores, uno de alto nivel y otro de bajo nivel. Ello permitiría la

generación continua entre el estanque alto y el estanque bajo. En la Fig. 21 se

presenta un esquema del funcionamiento de una mareomotriz de doble embalse.

Sin tomar en cuenta todavía los aspectos ambientales, se han identificado lagunas

que podrían producir más de 50 MW por el método del doble embalse.

Figura 21. Esquemas teóricos para el aprovechamiento de mareas

(contornos de batimetría, en m).

69

4.7.2. Energía de las Corrientes

Las fuertes corrientes que induce la marea frente a las islas Tiburón y Ángel de la

Guarda implican, durante las horas punta, una potencia aprovechable de 5 kW/m².

Es decir, analizando la situación en forma teórica, se podrían obtener cientos de

MW con dispositivos de generación de corrientes marinas en los canales. Estos

dispositivos pueden ser turbinas ancladas, turbinas flotantes o una lancha con

generadores hidráulicos verticales instalados en la parte inferior de ésta.

Hay estudios que indican que aprovechando las marejadas en la región conocida

como canal del infiernillo entre la isla del tiburón y la región de Bahía Kino, se

puede obtener una capacidad de generación de energía eléctrica de entre 1,500 a

5,000 megavatios/día.

Figura 22. Canal del infiernillo - Potencial mareomotriz

70

5. A Manera de Conclusión

Con base en el Balance Nacional de Energía del 2011, en México sólo el 7.4% de

la oferta interna bruta de energía es cubierta por las fuentes renovables,

mayoritariamente por las plantas hidroeléctricas. En el caso de Sonora, el 95.2 %

de los energéticos se importan de otros estados o del extranjero. Sólo el 4.8 % se

produce localmente a partir de hidroelectricidad y biomasa (Balance Estatal de

Energía 2011-COEES).

En cuanto a la generación de electricidad en Sonora, las energías renovables

contribuyen con el 8 %. Si la Estrategia Nacional de Energía plantea para el país

que el porcentaje de energías no fósiles para la generación de electricidad deberá

ser de al menos el 35 % para el año 2024, se entiende la magnitud del reto que

tiene el Estado de Sonora en el aprovechamiento de las energías renovables.

Afortunadamente, como se ha mostrado en el presente estudio, Sonora cuenta

con grandes posibilidades de obtener energía a partir de fuentes renovables. Sin

que la afirmación sea exhaustiva, se puede decir que es factible promover, entre

otros, los siguientes desarrollos energéticos: establecer 4 plantas minihidráulicas

en el Rio yaqui; desarrollar la geotermia en estación Riito cercana a la frontera con

Baja California; aprovechar la energía eólica en el área de Puerto Peñasco y el

noreste del Estado, cercano a la frontera con Chihuahua; fomentar el uso de

generadores de electricidad a partir de la basura urbana y las granjas porcinas; en

el caso de la energía maremotriz es factible aprovechar las corrientes del canal del

infiernillo, situado entre la isla del Tiburón y el litoral del estado.

Finalmente se tiene que destacar que nuestro estado posee un abundante recurso

solar. Los altos valores de radiación solar que en promedio diario anual van de 5 a

6 KW-h/m2, la claridad de la atmosfera durante la mayor parte del año y un

promedio de 10 horas sol por día, hacen de Sonora un lugar privilegiado para el

aprovechamiento de la energía solar.

Basado en los estudios reportados se muestra que no hay diferencias

significativas del recurso solar en todo el estado, lo que lleva a concluir que

aplicación de energía solar son perfectamente viable en cualquier lugar del estado.

La posibilidad de establecer plantas termosolares de torre central, potenciaría

grandemente el aprovechamiento de la energía solar para producir electricidad.

Considerando ciertos criterios para el funcionamiento adecuado de dichas plantas,

71

se tiene una área potencial de 675,334 Has. que representan aproximadamente el

3% de la superficie estatal. (Cabanillas et al, 2013)

Hay para Sonora muy buenas perspectivas en cuanto a energías renovables se

refiere. Se recomienda iniciar estudios de prospectiva energética, económica y

financiera que permitan tener mayor seguridad en el desarrollo de las energías

alternativas, lo que permitirá un desarrollo equilibrado y sustentable del sistema

energético estatal.

72

Referencias consultadas

Balance estatal 2011 COEES pag. 41

Iglesias E.R. y Torres R.J., 2004 “Estimación de las reservas geotérmicas de 20

Estados Mexicanos”, Informe IIE/11/11542 01/F, 27 p

Cabanillas-López R. E., Taddei-Bringas J.L.,. Navarro-Trujillo (2013) R.F

DETERMINACIÓN DE LAS AREAS DE MAYOR FACTIBILIDAD PARA LA

INSTALACIÓN DE PLANTAS TERMOSOLARES DE TORRE CENTRAL. CASO

SONORA, MEXICO. Poster en simposium internacional de energías renovables,

temixco, México

Cabanillas L., R. E. J. B. Pérez V. y C. Watts T.,” EVALUACIÓN DEL RECURSO

SOLAR EN EL ESTADO DE SONORA”, Grupo de Energía, Depto. de Ing.

Química y Met., Universidad de Sonora, ANES 2005.

Canet, C., Prol–Ledesma, R.M., Dando, P.R., Vázquez–Figueroa, V., Birosta, E.,

Villanueva–Estrada, R.E., Camprubí, A., Robinson, C.J., Shumilin, E., Franco, S.I.,

Peláez–Gaviria, J.R., Estradas, A., Hiriart, G., Sánchez, A., Rodríguez–Figueroa,

G., Tauler, E.: Discovery of massive gas seepage along the Wagner Fault,

Northern Gulf of California. Marine Geology (aceptado).

Eibenschutz, Juan * Recursos Geotérmicos en la Frontera Noroccidental proyecto

riito

Energias renovables 21

http://www.ren21.net/REN21Activities/GlobalStatusReport.aspx

Estrategia Nacional de Energía

http://www.sener.gob.mx/res/PE_y_DT/pub/2013/ENE_2013-2027.pdf

Galindo, J, Valdés M., “ATLAS DE RADIACIÓN SOLAR DE MEXICO”, Programa

Universitario de Energía, UNAM 1991.

Hernández, I., 2008, Factibilidad técnica de la generación eléctrica con ventilas

hidrotermales. Instituto de Ingeniería, UNAM, Tesis de Licenciatura.

Hiriart, G., Espindola, S., 2007, Aprovechamiento de las ventilas hidrotermales

para generar electricidad (resumen), en VIII Conf. Anual de la AMEE, 153–159

Key world energy statistics

http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/kwes.pdf

Ley De Fomento De Energias Renovables Y Ahorro De Energia Del Estado De

Sonora

Martin Barajas, J. A. (2000) Volcanismo y extensión en la provincia extensional del

Golfo de California.. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana. Vol. LIII,: pp 72-

83.

73

Perez, R., R. Seal and D. Renne, “THE STRENGTHS OF SATELLITE-BASED

SOLAR RESOURCE ASSESSMENT”, dirección en Internet vigente 2005

http://www.asrc.cestm.albany.edu/perez/strength.html

prospectiva de energías renovables Mexico 2026

http://www.sener.gob.mx/res/PE_y_DT/pub/2012/PER_2012-2026.pdf

Villa, H., S. Robles y R. Cabanillas, “SISTEMA DE ACCESO, A TRAVÉS DE

INTERNET, A LOS DATOS DE LA ESTACIÓN SOLARIMÉTRICA DE LA

UNIVERSIDAD DE SONORA”, XXV SEMANA NACIONAL DE ENERGIA SOLAR,

México, 2001.

Von Damm, K.L., Edmond, J.M., Grant, B., Measures, C.I., Walden, B. and Weiss,

R.F. (1985). Chemistry of submarine hydrothermal solutions at 21.N, East Pacific

Rise.

74

ANEXO I

Tipos de Energías Renovables

A continuación se enlistan los distintos tipos de ER:

Energía Hidráulica

Actualmente, la energía hidráulica es la de mayor desarrollo en la mayoría de los

países. El proceso de generación de potencia eléctrica en una planta

hidroeléctrica, inicia con el embalsamiento de agua. Posteriormente, el agua con

su potencia hidráulica disponible, pasa por una turbina, la cual la transforma en

potencia mecánica y ésta a través de un generador, es transformada en potencia

eléctrica. Desde ahí pasa a los transformadores, para luego iniciar su viaje a los

centros de consumo (figura 1).

Figura 1. Esquema de una planta hidroeléctrica.

En relación con los aspectos ambientales de las plantas hidroeléctricas, los

impactos que las actividades pueden generar en el medio ambiente se presentan

en las etapas de construcción y operación de las instalaciones.

75

Energía Minihidráulica

Frente a lo presentado anteriormente, se puede pensar en instalaciones de

pequeña escala (miniplantas) que no requieren grandes instalaciones y -por ende-

su impacto ambiental es mínimo. No existe un criterio único para definir el rango

de las miniplantas, en algunos países son hasta 5 MW, en otros 10 MW (figura 2).

Figura 2 Miniplanta hidráulica.

La energía minihidráulica puede ser una buena alternativa de suministro de

electricidad en comunidades aisladas de los países en desarrollo. Además, las

miniplantas hidráulicas pueden proporcionar otros servicios a las comunidades,

como es el caso del suministro de agua para usos sanitarios o para la agricultura.

Energía Eólica

La energía cinética del viento puede transformarse en energía útil, tanto mecánica

como eléctrica. La energía eólica, transformada en energía mecánica ha sido

históricamente aprovechada, pero su uso para la generación de energía eléctrica

es más reciente.

En el desarrollo actual de la energía eólica y el diseño de aerogeneradores, se

consideran áreas de interés aquellas que presentan velocidades medias del viento

entre 6 m/s y 12 m/s. En relación con la producción de energía eléctrica, los

diseños más utilizados corresponden a los aerogeneradores de eje horizontal de

tres palas (figura 3).

76

Figura 3 Aerogenerador de eje horizontal de tres palas.

La energía eólica es una opción limpia, pero la instalación de un parque (granja

eólica)puede producir un impacto ambiental que es necesario evaluar de acuerdo

a las condiciones del entorno, tanto físico, biológico y social.

Energía Geotérmica

La energía geotérmica, como su nombre lo indica, es energía calorífica

proveniente del núcleo de la Tierra, la cual se desplaza hacia la superficie terrestre

a través de las fisuras existentes en las rocas sólidas y semisólidas del interior de

la Tierra.

En general, son tres los tipos de plantas geotérmicas, cuya elección de tecnología

y tamaño depende fundamentalmente de las condiciones del yacimiento

geotérmico y de los recursos disponibles. Estos tipos de plantas corresponden a:

unidades a contrapresión, unidades a condensación y unidades de ciclo binario.

Los países con mayor aplicación de la energía geotérmica son: Estados Unidos,

Filipinas, Nueva Zelanda, Indonesia, Italia, Japón y México (figura 4).

77

Figura 4 Planta Geotermoeléctrica Cerro Prieto, Baja California, México.

En cuanto a la contaminación atmosférica que una planta geotermoeléctrica puede

producir, son las emisiones de gases de CO2 y pequeñas cantidades de gas

sulfhídrico (H2S).

Energía de la Biomasa

Por biomasa se entiende el conjunto de materia orgánica renovable de origen

vegetal, animal o procedente de la transformación natural o artificial de la misma.

La biomasa se usa principalmente como combustible para los medios de

transporte, establecimientos industriales (por ejemplo, plantas de cogeneración,

figura 5) y en el sector doméstico para calefacción, cocina y agua caliente.

Figura 5 Planta de cogeneración (calor y energía eléctrica).

78

Como aplicación en la generación de electricidad, la energía contenida en la

biomasa se puede utilizar para accionar diferentes turbinas de vapor, motores

diesel o motores de combustión externa Stirling.

Con respecto a los aspectos ambientales, la utilización de la biomasa con fines

energéticos tiene las siguientes ventajas ambientales: disminución de las

emisiones de CO2 y contaminantes sulfurados o nitrogenados (precursores de la

lluvia ácida).

Energía del Mar

El aprovechamiento de la energía del mar puede ser de tres tipos: energía de las

mareas (mareomotriz), energía de las olas y energía térmica oceánica. La

explotación de esta energía es antigua, aunque la producción de electricidad no se

encuentra desarrollada, más allá de casos puntuales.

Las principales ventajas de obtener energía eléctrica del mar es su carácter

renovable, no emite contaminantes o residuos durante la explotación y presenta

baja agresividad con el medio natural.

A continuación se enlistan los distintos tipos de energías del mar:

6. Energía de las Mareas (Mareomotriz)

Para generar energía eléctrica a partir de las mareas se requiere construir un

dique que almacena agua convirtiendo la energía potencial de ésta en electricidad

por medio de una turbina. La energía producida es proporcional a la cantidad del

agua desalojada y a la diferencia de altura existente.

La primera gran planta mareomotriz para la producción de energía eléctrica

comercial se construyó en 1967 en el estuario de Rance, Francia (figura 6). Se

79

construyeron después tres plantas experimentales, en 1968 en Murmansk, en el

mar de Barents, en 1983 en Jiangxi, China, y en 1984 en Anápolis, Canadá.

Figura 6 Central Mareomotriz en Race, Francia.

Las ventajas de esta fuente de energía es que es una fuente muy abundante y

renovable, y además es una energía limpia que no genera GEI. Entre los

inconvenientes cabe destacar que no es una tecnología desarrollada y que las

labores de instalación y mantenimiento son complejas y costosas.

7. Energía de las Olas

Las olas (figura 7) se forman por la acción del viento, después crecen y se

entremezclan en el mar. La altura de las olas es variable según los océanos. Las

distribuciones geográficas y temporales de los recursos energéticos de las olas

están controladas por los sistemas de viento que las generan (tormentas, alisios y

monzones).

Figura 7. Las olas.

80

La tecnología de conversión de movimiento oscilatorio de las olas en energía

eléctrica, se fundamenta en que la ola incidente crea un movimiento relativo entre

un absorbedor y un punto de reacción que impulsa un fluido a través del

generador.

Actualmente, se puede nombrar el Convertidor de Kvaener de Noruega, basado

en la columna de agua oscilante, con una potencia instalada de 500 kW que

abastece de energía eléctrica a unas cincuenta viviendas. También, existe la

planta hindú de Wizhinja con una potencia de 150 kW y la planta japonesa de

Sanaka, con una potencia de 60 kW.

8. Energía Térmica Oceánica

La conversión de energía térmica oceánica es un método para transformar en

energía útil la diferencia de temperatura entre el agua de la superficie y el agua

que se encuentra a 100 m de profundidad. En las zonas tropicales esta diferencia

varía entre 20 y 24 ºC. Para el aprovechamiento energético es suficiente una

diferencia de 20ºC. Existen dos tipos de sistemas para el aprovechamiento de esta

fuente de energía: sistemas de circuito abierto y cerrado.

En 1979, cerca de las islas Hawai, comenzó a funcionar una Mini-OTEC (Ocean

Thermal Energy Conversion) con potencia máxima de 53 kW (figura 8).

81

Figura 8. Planta Mini-OTEC, cerca de las costas de Hawai.

La energía térmica de los océanos es una técnica que produce entusiasmo y, a la

vez, oposición. Los que se alinean a su favor la ven como una aplicación

provechosa de una fuente abundante, y los que se oponen esgrimen el costo de

sus fallas técnicas.

9. Energía Solar

En estricto rigor, las energías renovables tienen su origen en la energía solar; es

decir, la energía eólica, geotérmica, mareomotriz, e incluso la biomasa, son

aprovechamientos indirectos de la energía aportada por el Sol.

La energía solar puede ser pasiva o activa. La primera se caracteriza por hacer

uso de la luz y el calor del Sol captándolos, almacenándolos y distribuyéndolos de

forma natural, sin necesidad de elementos mecánicos. Una aplicación de este tipo

de energía solar, es lo que hoy se conoce como arquitectura bioclimática (figura

9).

Figura 9 Aplicaciones de la energía solar a la arquitectura de una vivienda.

La segunda, la activa, consiste en el uso de la luz y el calor del Sol mediante

procedimientos técnicos, que permiten captarla, almacenarla y transmitirla a otros

usos derivados. Las aplicaciones en este concepto pueden ser para bajas y altas

temperaturas.

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La tecnología solar activa de baja temperatura basada en colectores de placa

plana es la más desarrollada. Se utiliza en aplicaciones que requieren

temperaturas inferiores a los50-60°C. El sistema está constituido por un colector

que capta la radiación, un subsistema de almacenamiento, un sistema de

transporte de energía (tuberías, bombas, intercambiadores) y otro de utilización

(consumo) de la energía solar captada. Un ejemplo de esta tecnología se presenta

en la figura 10..

Figura 10 Tecnología solar activa de baja temperatura.

La tecnología solar activa de media y alta temperatura está menos desarrollada.

En efecto, a partir de los 80°C la eficiencia de los colectores solares de placa

plana es baja, y por ello es necesario el uso de otro tipo de colectores, por

ejemplo, cilíndricos parabólicos (figura 11).Además, para temperaturas altas se

precisa mayor cantidad de radiación solar y, por lo tanto, una mayor concentración

de ésta, así como la utilización de nuevos elementos para conseguirlo. Estos

elementos son costosos y todavía están en proceso de desarrollo.

Figura 11 Colector cilíndrico parabólico.

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Últimamente se han desarrollado las tecnologías de los concentradores de disco

parabólico con motor (combustión externa) Stirling, especiales para su aplicación

en zonas aisladas, los sistemas de helióstatos con concentración en torre central

y los concentradores lineales de Fresnel. Las figuras 12, 13 y 14muestran estas

tres últimas tecnologías.

Figura 12 Concentrador de disco parabólico con motor Stirling.

Figura 13 Concentrador en torre central y sistema de helióstatos.

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Figura 14 Concentrador lineal de Fresnel.

La energía solar ofrece dos formas de producción de electricidad: térmica y

fotovoltaica. La primera se basa en la concentración de la radiación solar, a fin de

llevar un fluido a suficiente temperatura para accionar motores (turbinas) térmicos

que van acoplados a generadores eléctricos. En este tipo de utilización juegan un

papel relevante las tecnologías indicadas precedentemente.

También se han desarrollado sistemas híbridos, que combinan dos sistemas: uno

tradicional, sobre la base de un combustible convencional, más el vapor,

proveniente de una fuente solar activa de alta temperatura, que conforman lo que

se conoce como ciclo combinado.

La energía solar fotovoltaica consiste en la conversión directa de la radiación solar

en electricidad mediante sistemas fotovoltaicos. Un sistema fotovoltaico (figura 15)

está formado por las células solares (que transforman la luz en electricidad), un

acumulador, un regulador de carga (que impide que llegue más energía al

acumulador cuando ha alcanzado su máxima carga) y un sistema de adaptación

de corriente (que adapta a la demanda las características de la corriente

generada). Es importante la posición de las células o paneles fotovoltaicos, que

deben estar inclinados y orientados de forma determinada, con el fin de

aprovechar al máximo la radiación solar a lo largo del año.

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Figura 15 Sistema fotovoltaico.

Una ventaja importante de los sistemas fotovoltaicos es que no necesitan estar

conectados a la red de distribución eléctrica, ya que generan la electricidad en el

mismo lugar de consumo. Por esta razón, los paneles solares fotovoltaicos se

utilizan -preferentemente- en lugares de difícil acceso a la red eléctrica, tales como

repetidoras de radio y TV, sistemas de bombeo, iluminación, faros y, sobre todo,

en zonas aisladas (zonas rurales, refugios de montaña y otros).La electricidad

obtenida mediante los sistemas fotovoltaicos puede usarse en forma directa o bien

ser almacenada en baterías, para utilizarla durante la noche.

En cuanto a los aspectos ambientales de la energía solar térmica (sistemas

pasivos y activos), cabe indicar como aspecto positivo la desaparición de todos los

impactos relacionados con los combustibles fósiles.

Como aspecto negativo se tiene el impacto visual. En el caso de energía solar

pasiva, la introducción de nuevos elementos en el edificio no suele dar lugar a

efectos negativos; en cambio, con los paneles de energía solar activa se pueden

producir efectos visuales no deseados, los cuales se pueden enmascarar o reducir

adaptando estos elementos a su entorno. También en estos últimos es importante

tener presente la superficie que ocupan las instalaciones.