Claudia Rahmann: “Hoy en día las energías renovables tienen la capacidad de ser competitivas” ENTREVISTA Claudia Rahmann es Ingeniera Civil Electricista de la Universidad de Chile, Ph.D. en Ingeniería, de la Universidad Rheinisch-Westfaelische Technische Hochschule Aachen, Alemania. Llegó al viejo mundo en 2007 a especializarse en los temas que hoy son candentes en Chile, estudiando el efecto de altas inyecciones de generación eólica en la estabilidad de tensión de los sistemas eléctricos de potencia. Desde el año 2012 es Profesor Asistente del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Chile y desde el 2013 investigadora invitada del ISCI. Conversamos sobre su investigación y visión sobre energía, electricidad, subsidios, el nivel de la ingeniería local y sus perspectivas en este instituto. Claudia Rahmann Profesor Asistente al Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Chile. Tus líneas de investigación tienen que ver con los sistemas eléctricos de potencia y energías renovables. ¿Qué quiere decir esto y cuál es su importancia? Un sistema de potencia es el conjunto de instalaciones que permiten generar, transportar y distribuir la energía eléctrica a los consumidores finales en condiciones adecuadas de tensión, frecuencia y disponibilidad. Históricamente, los sistemas de potencia se han basado en tecnologías de generación convencionales como son el carbón y el gas. Cuando se incorporan tecnologías “diferentes” como las energías renovables, necesariamente se generan impactos en el sistema ya sea de índole puramente técnico o económico. Esto trae consigo nuevos desafíos en la operación de los sistemas y por ende la necesidad de buscar soluciones que permitan una integración eficiente de este tipo de tecnologías en las redes de energía. Esta es la parte en la cual se centra mi trabajo: análisis del impacto de energías renovables y nuevas tecnologías en la operación y estabilidad de los sistemas de potencia. ¿El sistema de transmisión tendría que innovar? No es descartable que el sistema de transmisión tuviese que adoptar nuevas tecnologías que le permitan una operación más flexible. Sin embargo, desde mi punto de vista, el mayor impacto de una inserción importante de energías renovables sería más bien con las políticas operación del sistema, lo que afecta directamente a los operadores de red, el CDEC en el caso chileno. Lo anterior podría ser importante en el caso del norte del país frente a una eventual incorporación masiva de energía solar como paneles fotovoltaicos principalmente desde el punto de vista frecuencia del sistema. Concretamente, a qué se deben estos desafíos del sistema en el norte desde el punto de vista de frecuencia. Los generadores convencionales están constantemente girando a la velocidad de la red con una cierta inercia. En estas condiciones, su respuesta natural frente a condiciones de falla es entregar o consumir energía dependiendo de lo que el sistema “necesite”. Esta respuesta natural de los generadores convencionales llamada respuesta inercial es beneficiosa para la estabilidad de los sistemas de potencia. En el caso de los paneles fotovoltaicos no se mueve nada; son fijos, es decir no tienen esta respuesta inercial natural de los generadores convencionales. Lo anterior podría ser relevante desde el punto de vista de estabilidad del sistema en caso de altos niveles de penetración fotovoltaica. Para escenarios de bajo nivel de penetración esto no debería ser relevante. Otra característica importante de las energías renovables es la incertidumbre asociada al recurso involucrado (sol, viento) que afecta directamente la generación obtenida. Esto es una gran diferencia con respecto a las fuentes tradicionales con las que se puede saber con certeza cuánta energía se va a producir, y cuándo. Por ejemplo, si un grupo de paneles fotovoltaicos están operando a su capacidad máxima, y de pronto pasa un grupo de nubes que cubre casi en su totalidad la central, se necesitará respaldar rápidamente la energía que los paneles dejen de producir para mantener una correcta operación del sistema. En cuanto a la incertidumbre en la generación de ERNC ¿Es posible buscar respaldos para cuando estas fuentes disminuyan su energía? Se pueden buscar formas de respaldar las ERNC ya sea manteniendo centrales convencionales con reservas de potencia o incorporando grupos de baterías. Sin embargo esto tiene un impacto directo en los costos del sistema. En el caso del SING este costo podría ser alto dadas las características de las máquinas convencionales. 5 Lo malo de esto es que finalmente los costos adicionales los paga el usuario. Por eso es importante buscar soluciones que consideren tanto las restricciones técnicas como económicas. Se dice que la ERNC es más cara que la tradicional. Hasta hace algunos años atrás los costos de inversión de las ERNC eran altos en comparación con tecnologías de generación convencional. Sin embargo, los paneles fotovoltaicos y generadores eólicos hoy en día están siendo competitivos en varias zonas del país (dependiendo del recurso existente). Los paneles por ejemplo están en valores cercanos a los US$2.500 por kilowatt instalado y las turbinas eólicas cerca de los US$1000. 6 Has estudiado el sistema eléctrico chileno bajo distintos escenarios de energía eólica. ¿Qué ventajas tendrían para el mercado nacional, la incorporación de energía eólica? ¿Cuáles son las desventajas y/o dificultades? Dentro de las ventajas que deberían observarse a medida que aumenta la energía eólica en la red es que los costos de operación del sistema bajen. Las tecnologías renovables tienen un costo marginal muy bajo principalmente porque el costo de “combustible” es cero. Sin embargo a medida que aumenta el nivel de penetración ERNC podría ser que la operación del sistema comience a verse afectada por lo que los costos podrían eventualmente subir. En ese punto uno puede decir que las ERNC están encareciendo el sistema. El punto de inflexión en que esto comienza a ocurrir depende de las características propias de cada sistema de potencia y de las características de las ERNC en cuestión por lo que no es posible dar “recetas”. Sin embargo, hasta llegar a este punto de cambio de tendencia, el nivel de penetración ERNC podría ser alto. En el caso del SIC, por ejemplo, hay buenas condiciones para incorporar energía eólica, debido las unidades hidráulicas con embalses que operan en el sistema, las que tienen buenas capacidades de regulación. ¿Podría entonces usarse parte de la generación hidráulica como complemente de la eólica? De esto se trata el proyecto Fondecyt Regular 2012 – 2015 “Power balancing service and UpPowering in hydrothermal systems for high penetration of wind energy: economic incentives and the environment”. Creemos que en el SIC el máximo nivel de penetración de energía eólica es mayor que en el SING, que es un sistema restrictivo debido a las características técnicas de las unidades térmicas que lo componen (baja inercia, limitadas tasas de subida y bajada). Un embalse es comparable con una gran batería de bajo costo, con energía acumulada que se puede usar para respaldar fuentes variables por lo que un sistema de este tipo podría representar una ventaja para la integración de fuentes intermitentes. Los desafíos asociados a este Fondecyt son, por una parte, demostrar que los embalses en Chile permiten tener una presencia importante de energía eólica en la matriz energética y, por otra, determinar cómo funcionaría un mercado de servicios complementarios. Varios países en Europa subsidian ERNC desde los 90. ¿Puede Chile hacerlo hoy? No es trivial preguntarse qué queremos como país. ¿Queremos destinar recursos de todos los chilenos a subsidiar las energías renovables o queremos dirigir recursos para mejorar la educación básica y media? Los recursos son siempre escasos por lo que la pregunta clave es cómo distribuirlos. Si bien trabajo en el área eléctrica y me gustaría ver que se avanza con mayor rapidez en el desarrollo de las renovables, creo que se puede hacer sin necesidad de subsidio, con un poco de esfuerzo. ¿De qué manera la ingeniería nacional puede ayudar a desarrollo energético de Chile? Creo que en Chile hay cada día más profesionales capaces de enfrentar los desafíos que implica una inserción de nuevas tecnologías como las ERNS. Hace 10 años atrás era complicado encontrar una empresa que supiera instalar un parque fotovoltaico o eólico. Hoy en día hay varias empresas bien preparadas que pueden hacerlo. En el marco de las ERNC, hay mucha gente haciendo cosas a nivel nacional. Lentamente crece la masa crítica y, aunque no sea demasiado grande, para el tamaño de Chile, creo que hemos hecho varias cosas. ¿Sobre tu incorporación al ISCI, qué te motivó a formar parte de este centro y cuáles son los planes que tienes para desarrollarte en él? ¿Qué te aporta el ISCI a ti? Las motivaciones para entrar al ISCI son claras. Es un instituto fuertemente establecido, con un grupo humano bueno y bien organizado, diversidad de investigadores con altos grados de productividad y líneas de investigación bien establecidas. Siempre entrar a una organización que funciona bien, con gente buena, es beneficioso, porque la sinergia que puedes obtener es gigante. Los ingenieros tenemos la tendencia a trabajar solos frente al computador, de esta forma incorporarse a un instituto como el ISCI permite que se generen más opciones de hacer trabajo en equipo con gente de distintas áreas, como un ingeniero industrial o en transporte. Este tipo de instituciones permite generar los lazos de contacto con académicos con los que a priori no se ve una clara relación, lo que veo como una de sus principales fuerzas. Es mucho más fácil cuando dos personas piensan una misma pregunta que cuando una persona la piensa sola, te da otras perspectivas. Estas cosas instituto como el ISCI lo potencian y estoy súper contenta de que me hayan aceptado. Respecto de mis planes, me gustaría hacer una colaboración con algunos académicos con los que tengamos algún punto en común. Pienso en Francisco Martínez por ejemplo, con sus temas de ciudad y el desarrollo sustentable. Con gente de industrias con quienes ver temas económicos. 7 8 OI