Apagones y la Suficiencia Energética

Durante el mes de mayo del año pasado (2024), experimentamos apagones en al menos 21 entidades del país (Ver Fig.1). A raíz de estos eventos, surgen preguntas cuyas respuestas pueden ayudarnos a entender el problema:

¿No hay suficiente energía para satisfacer la demanda de las entidades? ¿Es un problema exclusivo de la red eléctrica o las condiciones climatológicas y actividades humanas influyen en los cortes al suministro? ¿Qué estrategias son necesarias para evitar los cortes en el suministro de energía?

Para dar respuesta a las preguntas, iniciamos presentando un contexto del suministro de energía en México, el cual se realiza a través del Sistema Eléctrico Nacional (SEN), integrado por las redes de transmisión eléctrica nacional, general y privada; con una demanda bruta anual de 41,237 MegaWatts (MW) [1] y una potencia máxima de 89,008 MW, proporcionando suministro a más de 129 millones de habitantes y a la industria. Para garantizar el suministro eléctrico con suficiencia, eficiencia, calidad, confiabilidad, continuidad, seguridad y sustentabilidad, la Secretaría de Energía (SENER) realiza la planeación del Sistema Eléctrico Nacional (SEN) (PRODESEN, 2024), mostrando en su reporte más reciente que el consumo residencial en 2023 fue de 78,531.5 GWh, lo que representa el 26.3% del consumo total del Sistema Eléctrico Nacional (SEN) [2].

Ahora, para comprender si hay suficiente energía para satisfacer la demanda de las entidades, podemos recurrir a los reportes de la SENER de los últimos 10 años. En ellos se muestra que la potencia máxima que tiene una central eléctrica, también llamada capacidad instalada, del SEN ha incrementado en promedio un 3.5% anual, el crecimiento de la generación es de 1.8%, mientras que el consumo neto ha aumentado en un 4%. Esta discrepancia sugiere una deficiencia en el uso de la capacidad instalada que puede deberse a problemas en la infraestructura de transmisión y distribución, así como a dificultades en la integración de nueva capacidad. Adicionalmente, el margen de reserva operativo, uno de los indicadores de suficiencia de generación eléctrica, nos pueda dar información del funcionamiento del SEN. Para establecer un valor óptimo del margen de reserva operativo (MRO) se considera el funcionamiento de sistema eléctrico a través de cuatro niveles: Estado Operativo Normal, Estado Operativo de Alerta, Estado Operativo de Emergencia y Estado Operativo Restaurativo, definidos por variables como tensión, frecuencia, entre otros. Los estados operativos de alerta y emergencia del SEN son causados por falta de infraestructura en la red de transmisión, fallas o degradación de las unidades de centrales eléctricas en la red y condiciones climatológicas, por lo que la meta del CENACE (Centro Nacional de Control de Energía) es mantener al SEN operando en estado normal al menos el 95% del tiempo, estableciendo un límite de MRO ≥ 6%. Tan solo hasta el 18 de mayo de 2024, se han presentado 104 eventos que incluyen estados de alerta y emergencia del sistema eléctrico (CENACE) [2], [3].

Los apagones son estados de emergencia, que de manera general son causados por la insuficiencia en la gestión de la calidad energética, cortes programados del sistema, picos de consumo, sobrecarga, planes de mantenimiento inadecuados y la falta de mecanismos de control para estabilizar el voltaje [3]. En los reportes de confiabilidad del SEN, se detallan las causas que generan disturbios de relevancia alta y media, las cuales toman como referencia disparos de carga o generación mayores o menores a 30MW respectivamente: inundaciones o incendios en instalaciones de la Red Nacional de Transmisión, Red General de Distribución, Centro de Control de Generación o de usuario calificado, torres de transmisión caídas o ladeadas, eventos meteorológicos como huracanes o depresiones tropicales, sismos que conlleven disparos de elementos, operación de esquemas de baja frecuencia, disparos de elementos debido a personal accidentado, tiros de carga manual y explosiones de equipo primario. Adicionalmente, los meses más cálidos suelen registrar incrementos en la cantidad de disturbios, por lo que es posible decir que los disturbios y fallas del sistema eléctrico incluyen factores humanos, climatológicos y logísticos [3].

Dentro de los mecanismos para evitar los cortes en el suministro de energía en el SEN, se encuentra el protocolo correctivo y de planeación del CENACE. Estos reportes consideran la seguridad del suministro, a través del margen de reserva operativo y los disturbios; la calidad de la energía y la continuidad del servicio, a través del SAIFI (System Average Interruption Frequency Index) que es un indicador que mide la frecuencia de las interrupciones del servicio de energía eléctrica, para establecer algunas estrategias ante los estados de emergencia. En ellos, se establece que es indispensable consolidar la ejecución de proyectos de ampliación y modernización de la Red Nacional de Transmisión para aumentar la capacidad instalada, mejorar los programas de mantenimiento de la red para mayor disponibilidad de las centrales eléctricas, participación de tecnologías de energía limpia para aumentar el MR. También es importante mencionar que promover la eficiencia energética ha jugado un papel crucial en mantener el equilibrio entre oferta y demanda [4]. Las Normas Oficiales Mexicanas de Eficiencia Energética (NOM-ENER) han sido fundamentales en este aspecto, ya que han contribuido a reducir el consumo energético y mejorar la eficiencia de diversos aparatos y sistemas.

Con la información proporcionada por la SENER y la Comisión Reguladora de Energía (CRE) es posible conocer el funcionamiento del Sistema Eléctrico Nacional y su evolución a través de los años, dando respuesta a los planteamientos iniciales y permitiéndonos entender las causas más comunes de las fallas en el sistema eléctrico, cómo se evalúan y dan seguimiento.