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jueves, 21 de noviembre de 2024

La catástrofe de los benditos generadores.

 Es bastante triste la situación ecuatoriana cuando se hacen cosas que lejos de ayudar se convierten en gastos que no van a resolver absolutamente nada. Para ilustrar he realizado un análisis profundo con cifras verdaderas de varios proyectos realizados aquí en Estados Unidos. En la primera parte analizo los costos que realmente implican una planta de diesel de 100MW, la polución que causa y los costos que implican. En la segunda parte hago la comparación de lo que podría hacerse con una inversión de solamente diez millones con cloud seeding. 


1. Generador diésel de 100 MW

Costos de Capital

  • Inversión inicial: $250–$500 por kW
    • Para una planta de 100 MW: $25M–$50M.
  • Equipo auxiliar (tanques de almacenamiento, tuberías, sistemas de enfriamiento, etc.): Añade un 10–15% a los costos de capital.

Costos Operativos

  1. Consumo de combustible:

    • Los generadores diésel consumen típicamente 0.25–0.3 galones de diésel por kWh producido.
    • Necesidad diaria de combustible para 100 MW funcionando 4 horas:
      100,000kW×4horas×0.3gal/kWh=120,000galones/dıˊa100,000 \, \text{kW} \times 4 \, \text{horas} \times 0.3 \, \text{gal/kWh} = 120,000 \, \text{galones/día}
    • Consumo anual (4 horas/día):
      120,000galones/dıˊa×365=43.8millones de galones/an˜o120,000 \, \text{galones/día} \times 365 = 43.8 \, \text{millones de galones/año}
    • Costo del diésel: $3–$4 por galón.
    • Costo anual de combustible:
      43.8millones de galones×$3.5=$153.3millones/an˜o43.8 \, \text{millones de galones} \times \$3.5 = \$153.3 \, \text{millones/año}
  2. Mantenimiento:

    • Costo anual de mantenimiento: 2–3% del costo de capital = $0.5M–$1.5M/año.
  3. Eficiencia y tiempo de operación:

    • Los generadores diésel tienen una eficiencia de ~35–45%.
    • Operan solo 4 horas/día requiere sistemas de almacenamiento adicionales, lo que aumenta los costos.

Contaminación e Impacto Ambiental

  1. Emisiones de CO₂:

    • El diésel emite ~22.4 libras de CO₂ por galón quemado.
    • Emisiones anuales de CO₂:
      43.8millones de galones×22.4lbs/galoˊn=980,000toneladas de CO₂/an˜o43.8 \, \text{millones de galones} \times 22.4 \, \text{lbs/galón} = 980,000 \, \text{toneladas de CO₂/año}
  2. Otros contaminantes:

    • NOx, SOx y partículas contribuyen al smog y problemas de salud.
    • Los derrames de diésel pueden contaminar suelos y cuerpos de agua.

Costos de Integración

  • Los generadores diésel requieren inversores, sincronizadores y estabilizadores para conectarse a la red eléctrica.
  • Costo estimado de conexión a la red: $1M–$2M.

2. Planta hidroeléctrica de 100 MW

Costos de Capital

  • Inversión inicial: $2,000–$3,500 por kW
    • Para una planta de 100 MW: $200M–$350M.
  • Los costos de ingeniería civil (presas, embalses, etc.) representan una gran parte de los costos.

Costos Operativos

  1. Mantenimiento:
    • Bajo: $1M–$2M/año.
  2. Costo de combustible:
    • Ninguno (el agua es gratuita).
  3. Duración de vida útil:
    • Las plantas hidroeléctricas duran 50–100 años, reduciendo los costos a largo plazo.

Contaminación e Impacto Ambiental

  1. Emisiones de CO₂:

    • Insignificantes durante la operación.
    • Emisiones del ciclo de vida (fase de construcción): ~5–10 g CO₂/kWh.
    • Emisiones anuales:
      100,000,000kWh/an˜o×5g/kWh=500toneladas de CO₂/an˜o100,000,000 \, \text{kWh/año} \times 5 \, \text{g/kWh} = 500 \, \text{toneladas de CO₂/año}.
  2. Impacto ambiental:

    • Alteración de ecosistemas y desplazamiento de fauna por la construcción de presas.
    • Posible emisión de metano por descomposición de materia orgánica en los embalses.

Costos de Integración

  • Las plantas hidroeléctricas se conectan directamente a las redes eléctricas con pocos equipos adicionales.
  • Costo estimado de conexión a la red: $0.5M–$1M.

3. Planta solar de 100 MW

Costos de Capital

  • Inversión inicial: $1,200–$1,500 por kW
    • Para una planta de 100 MW: $120M–$150M.
  • Costos adicionales para almacenamiento en baterías para garantizar 4 horas de operación:
    $1,000 por kWh de capacidad de almacenamiento.
    • Para 400 MWh (100 MW × 4 horas): $400M.

Costos Operativos

  1. Mantenimiento:
    • Bajo: $1M/año.
  2. Costo de combustible:
    • Ninguno (la luz solar es gratuita).
  3. Duración de vida útil:
    • Los paneles duran 25–30 años; las baterías pueden necesitar reemplazo cada 10–15 años.

Contaminación e Impacto Ambiental

  1. Emisiones de CO₂:

    • Insignificantes durante la operación.
    • Emisiones del ciclo de vida: 40–50 g CO₂/kWh.
    • Emisiones anuales:
      100,000,000kWh/an˜o×40g/kWh=4,000toneladas de CO₂/an˜o100,000,000 \, \text{kWh/año} \times 40 \, \text{g/kWh} = 4,000 \, \text{toneladas de CO₂/año}.
  2. Impacto ambiental:

    • Alteración mínima del terreno.
    • Los paneles y baterías requieren reciclaje adecuado en el futuro.

Costos de Integración

  • Requiere inversores y estabilizadores para conexión a la red.
  • Costo estimado de conexión a la red: $2M–$5M.

Resumen de Costos e Impactos

MétricaDiésel (100 MW)Hidroeléctrica (100 MW)Solar (100 MW)
Costos de Capital$25M–$50M$200M–$350M$120M–$150M (+$400M almacenamiento)
Costo Operativo Anual$155M+ (combustible + mantenimiento)$1M–$2M$1M–$2M
Emisiones de CO₂ (Anual)~980,000 toneladas~500 toneladas~4,000 toneladas
Eficiencia~35–45%~90%~20% (pérdidas por baterías)
Duración de Vida Útil20–30 años50–100 años25–30 años

Conclusiones

  1. Diésel:

    • Altos costos operativos y enorme contaminación.
    • Útil solo para emergencias o uso a corto plazo.
  2. Hidroeléctrica:

    • Alta inversión inicial, pero bajos costos a largo plazo.
    • Limpia y confiable, aunque tiene impactos ecológicos.
  3. Solar:

    • Costos moderados de capital, pero almacenamiento costoso.
    • Limpia y escalable, aunque limitada por la disponibilidad de sol.
Presentación: Ventajas de Invertir en Proyectos de Cloud Seeding frente al Uso de Generadores Diésel

Introducción

  • Problema: El alto costo y el impacto ambiental del uso de generadores diésel para suplir la demanda energética.
  • Alternativa: Maximizar la generación hidroeléctrica mediante la implementación de cloud seeding para aumentar las lluvias y garantizar un suministro constante de agua.

1. Comparación: Generadores Diésel vs. Hidroeléctricas con Cloud Seeding

AspectoGeneradores DiéselHidroeléctricas con Cloud Seeding
Costo Inicial$25M–$50M para 100 MW$5M–$20M (equipos y logística de cloud seeding)
Costo Operativo Anual$155M+ (combustible y mantenimiento)$1M–$5M (costos de operación del cloud seeding)
Emisiones de CO₂~980,000 toneladas/año~500 toneladas/año (de las hidroeléctricas existentes)
Duración de Vida Útil20–30 años50–100 años (vida útil de las hidroeléctricas)
Eficiencia Energética~35–45%~90% (generación hidroeléctrica optimizada)
Impacto AmbientalAltamente contaminanteImpacto mínimo; mejora el ciclo hidrológico

2. ¿Qué es el Cloud Seeding?

  • Definición: Técnica de modificación climática que utiliza productos químicos como yoduro de plata, sodio o hielo seco para inducir precipitaciones en nubes.
  • Objetivo: Incrementar la cantidad de lluvia en áreas estratégicas, como cuencas hidrográficas que alimentan plantas hidroeléctricas.

3. Ventajas del Cloud Seeding

Económicas
  1. Reducción de costos operativos:
    • Costos operativos de $1M–$5M/año frente a $155M+ del diésel. La propuesta enviada al Sr presidente y entregada a la embajada estipula un proyecto de $10 millones anuales para posicionar veinte estaciones en cada volcan Chimborazo, Cotopaxi, Antisana, Cayambe, Illinizas y Carihuarazo
  2. Inversión inicial baja:
    • Cloud seeding requiere una fracción de la inversión necesaria para instalar nuevos generadores o plantas solares.
  3. Mayor generación hidroeléctrica:
    • Garantiza niveles de agua constantes para las plantas existentes, maximizando su capacidad. 

Ambientales

  1. Reducción drástica de emisiones:
    • No genera emisiones directas de CO₂.
  2. Ciclo de agua sostenible:
    • Aumenta las lluvias en regiones críticas sin alterar significativamente los ecosistemas.

Operativas

  1. Rápida implementación:
    • Puede activarse en semanas, en comparación con los años necesarios para construir nuevas plantas.
  2. Apoyo a múltiples sectores:
    • Beneficia la agricultura, el suministro de agua potable y la generación energética.

4. Impacto en Hidroeléctricas Existentes

Hidroeléctricas Actuales en Ecuador

  • Capacidad instalada: ~5,000 MW.
  • Factores limitantes:
    • Variaciones estacionales de lluvia reducen la generación durante la temporada seca.

Beneficio del Cloud Seeding

  • Aumenta el caudal de los ríos alimentadores.
  • Reduce la dependencia de fuentes contaminantes como el diésel.
  • Prolonga la vida útil de las instalaciones al evitar periodos de estrés por bajo nivel de agua.

5. Ejemplo de Costos del Cloud Seeding



  • Operaciones en un área de 1,000 km²:

    • Costos anuales: $3M–$5M (aviones, químicos, logística).
    • Resultados esperados: Aumento del 15–30% en las precipitaciones.
  • Retorno de inversión:

    • Un aumento del 20% en las lluvias puede generar 50–100 MW adicionales de capacidad en las hidroeléctricas existentes.

6. Comparativa Visual

IndicadorDiésel (100 MW)Hidroeléctrica + Cloud Seeding
Costo Anual Total$155M+$1M–$5M
CO₂ Emitido (toneladas)~980,000~500
Duración de Operación4 horas/día24 horas/día (generación estable)

7. Conclusión: La Mejor Alternativa

  • El cloud seeding es una solución económica, sostenible y efectiva para incrementar la capacidad energética de Ecuador.
  • En lugar de invertir en tecnología contaminante y costosa como generadores diésel, es más rentable:
    • Optimizar las hidroeléctricas existentes.
    • Implementar tecnologías de cloud seeding para garantizar agua constante.

8. Próximos Pasos



  1. Estudio de viabilidad:
    • Identificar cuencas hidrográficas prioritarias.
  2. Inversión inicial:
    • Financiar el equipo y la logística para operaciones piloto.
  3. Monitoreo de resultados:
    • Medir el impacto del aumento de lluvias en la generación energética.

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