Con el objetivo de apoyar el desarrollo de una matriz energética alimentada en un 90% de energías renovables para el año 2050, el investigador del Instituto Sistemas Complejos de Ingeniería (ISCI), Rodrigo Moreno, junto a su equipo, han colaborado con el Ministerio de Energía en las distintas etapas de este desafío país.
En primera instancia, diseñaron en conjunto una metodología para estudiar escenarios energéticos para Chile. Luego, desarrollaron modelos matemáticos que determinaron la viabilidad de aspirar a una descarbonización, estableciendo hitos intermedios. Con esta evidencia, trabajaron con distintos actores de la industria energética para evaluar la forma de desconectar las diversas centrales. Actualmente, se han hecho cargo junto a la autoridad del desafío de la elaboración de políticas públicas y regulación, basadas en ciencia, que permitan cumplir con el objetivo de un Chile energéticamente más sustentable.
El contexto
La colaboración entre el académico del grupo de Ingeniería en Sistemas de Energía del ISCI, Rodrigo Moreno, y el Ministerio de Energía data del año 2015, cuando dirigió el equipo académico que apoyó el desarrollo de la primera política energética de Chile. Luego, ha trabajado en diversas iniciativas. Particularmente, en el año 2018, lo invitaron junto a su equipo a diseñar la metodología base detrás del proceso de Planificación Energética de Largo Plazo. Esta hoja de ruta proyecta el futuro energético de Chile en un horizonte de 30 años y propone objetivos específicos, entre ellos, tener una matriz energética sustentada en un 90% en base a energías renovables para el año 2050, según su última versión.
Actualmente en Chile, un 50% de la energía eléctrica anual proviene de plantas térmicas (carbón, gas y diésel), y un 50% de fuentes renovables (considerando generación hidráulica, eólica y solar). De ese porcentaje, el país destaca por tener uno de los niveles más altos de penetración de energía solar del mundo. Si bien contar con un 50% de energías renovables en la matriz no es bajo, Chile tiene excelentes condiciones geográficas y muchos recursos naturales, que le permitirían desarrollar aún más este potencial.
A nivel de geotermia estamos en deuda, tenemos menos de 100 MW instalados y el potencial es 4000 MW. ¿Por qué pasa esto si la energía geotérmica es una energía probada y económica? Porque en Chile no hay incentivos regulatorios adecuados, que atraigan inversionistas a instalar este tipo de tecnologías. Por otro lado, lo que sí ha resultado conveniente en término de inversiones son las plantas solares, pero el sistema se saturó por la falta de infraestructura. Por ejemplo, la instalación de baterías permite trasladar la energía producida mediante plantas solares hacia la noche y sacarle mayor provecho a la energía solar. Actualmente, las “reglas del juego” no están diseñadas para que el almacenamiento sea un negocio rentable, por lo que no avanzamos tan rápido como deberíamos. Algo similar ocurre con la energía eólica que, siendo menos económica que las plantas solares, presenta potencialmente mayores beneficios por la contribución más distribuida de generación a lo largo del día. También, Chile cuenta con hidroelectricidad, que, por efectos del cambio climático, está en riesgo, aunque nuevas plantas se pueden desarrollar de manera sustentable y algunas plantas existentes se pueden adaptar y transformar a sistemas de bombeo”,
analiza el investigador Rodrigo Moreno.
Más allá del potencial, los académicos constatan que se requiere de investigación, desarrollo de tecnología y del avance en la regulación para alcanzar los compromisos de la Planificación Energética de Largo Plazo actualmente vigente.
¿Cómo viabilizar la descarbonización de la matriz energética?
Hacer un cambio significativo de las fuentes energéticas del país, desde el carbón a energías renovables, es un desafío mayor, que ha requerido que los investigadores desarrollen modelos avanzados de optimización.
Se hacen muchas pruebas aplicando modelos de optimización para determinar cuál es el portafolio óptimo de inversiones que reemplazan las plantas a carbón que hay en el país. Este reemplazo se diseña minimizando los costos, considerando las restricciones de confiabilidad y la calidad del suministro. Finalmente, el modelo entrega una solución con una lista de ítems y condiciones que habilitan la desconexión de cada planta específica, según sus características.
Lo innovador de este modelo es que no solo considera en sus proyecciones el reemplazo de la energía en base a carbón por fuentes renovables, sino también, otras variables relevantes, como el desarrollo de sistemas de almacenamiento como baterías o nuevas líneas de transmisión.
El modelo muestra que el nivel de descarbonización óptimo depende del valor de los impuestos verdes. El actual impuesto de 5 dólares por MWh no lleva a una descarbonización profunda ni temprana, pero un impuesto mayor del orden de 30-35 dólares por MWh podría justificar un retiro del 100% de las plantas a carbón el año 2030. Esto, no obstante, no será posible si no se trabaja en las mejoras necesarias que requiere el sistema en término de nueva infraestructura de transmisión, almacenamiento y mayor generación renovable.
También, se señala que alcanzar la meta del 90% de energías renovables es complejo y aparecen desafíos técnicos. Por ejemplo, las plantas térmicas tienen un rotor girando y este movimiento es capaz de entregar estabilidad a la red eléctrica. Mientras que las fuentes renovables entregan energía, pero no aportan inercia natural al sistema, volviéndolo más vulnerable. De todas maneras, es importante destacar que existen soluciones tecnológicas a este problema, pero se necesita crear regulación que sea capaz de impulsar estas nuevas tecnologías.
“A partir de esta base hemos trabajado en el diseño de política y una regulación que incentive la generación renovable, para poder retirar las plantas térmicas del sistema. Para hacer esto, en un contexto de mercado, trabajamos en una serie de mecanismos de incentivo, que impulse a inversionistas a tomar acciones coherentes con la política de largo plazo para descarbonizar la matriz eléctrica”,
explica Rodrigo Moreno.
Elaboración de regulación y política basada en ciencia
Al alero del ISCI, el investigador y su equipo han diseñado el trabajo con distintos grupos de stakeholders, con las asociaciones gremiales y con el gobierno, en mesas participativas para elaborar y proponer esta regulación que facilite la futura descarbonización de la matriz energética nacional.
“Lo que estamos haciendo en el ISCI es elaborar los estudios cuantitativos que soportan recomendaciones a la política, regulación y diseño de mercado. En el futuro cercano, tenemos la ambición de discutir estos resultados en una mesa con autoridades y stakeholders y, en base al feedback, ir mejorando nuestros estudios y recomendaciones. Históricamente, hemos tenido una experiencia muy positiva trabajando con la industria y con autoridades como el Ministerio de Energía. Esperamos en el futuro cercano poder publicar un ejercicio completo que sirva como una hoja de ruta para los cambios a realizar en Chile en los próximos años, para ir mejorando nuestra regulación y promoviendo un proceso de transición energético rápido, efectivo, resiliente, económico y justo”,
concluye el investigador.