Proyecto de parque eólico para la Ciudad de México


Energía a debate, Septiembre-Octubre 2010



Se pretende impulsar la aplicación de las energías renovables a través de un modelo innovador que busca solventar las necesidades de energía del Distrito Federal.

Omar Guillén Solís* y Jorge Mendoza Saavedra**


Parque Eólico Malagón, Comunidad de Castilla-La Mancha, España

En una zona ubicada en las inmediaciones de las delegaciones Tláhuac y Milpa Alta, aledaña al Distrito Federal, se ubica un emplazamiento con un potencial eólico que puede ser aprovechado para generación eléctrica, con destino final de la energía en la Ciudad de México.

El destino de la energía generada tendría como destino el Sistema Cutzamala para el abastecimiento de agua a la ciudad, el alumbrado público o quizá la energización de los transportes eléctricos del Distrito Federal, en primera instancia el Sistema de Transporte Colectivo (Metro), la red de trolebuses y hasta la infraestructura del Tren Ligero.

En una primera instancia se habla de un parque eólico con 30 megawatts (MW) instalados, susceptible de modificarse según el requerimiento específico de energía, los terrenos que se tengan disponibles, la infraestructura de evacuación y el entorno socioeconómico general.

Justificación

Buscando innovar e impulsar el desarrollo en materia de energía para reducir las necesidades de combustibles fósiles, satisfaciendo la demanda de nuestras sociedades mediante el uso planeado de energías limpias, buscando con ello, eliminar la emisión de gases de efecto invernadero, se propone un proyecto en materia de energías renovables, mediante la planeación estratégica y un enfoque multidisciplinario integral sobre el análisis, implementación, obtención y uso de energías limpias.

De esta manera, pretendemos impulsar la aplicación de las energías renovables a través de un modelo innovador que busca solventar las necesidades de energía del D.F., particularmente en esta propuesta concreta, utilizar el viento para generar electricidad mediante un parque eólico para la Ciudad de México.

Antecedentes

En su momento, el Ing. Heberto Castillo proponía construir gigantescos ventiladores para expulsar la contaminación de la cuenca cerrada donde se ubica esta gran ciudad. Tal vez no era la solución idónea al tremendo problema de la contaminación del Valle de México, y en un sentido más pragmático se puede plantear el problema con otro enfoque: el de dotar energía eléctrica a la Ciudad de México mediante un proyecto y una tecnología probada capaces de satisfacer ambos requerimientos: el de precisamente dotar de electricidad a gran escala, para un fin social y el de ser respetuoso con el medio ambiente, evitando en buena medida una fuente contaminante, que es la de generación de electricidad por medios convencionales. En ese sentido, es que la presente propuesta plantea un parque eólico para la Ciudad de México.

Para cualquier sistema de generación, es primordial que la fuente de generación se encuentre lo más cerca posible del centro de consumo y satisfaga el fluido eléctrico para la aplicación a la cual va destinado.

Entorno mundial y en México

La tecnología para generación eléctrica por medio del viento es actualmente una alternativa madura de energización, con alta penetración a nivel mundial y a la cual países desarrollados, como Estados Unidos, Alemania y España, y naciones emergentes, como China, Brasil e India,  están haciendo un uso intenso. India inclusive cuenta con un Ministerio de Estado específico, instruido directamente por el primer ministro, enfocado al desarrollo y promoción de las energías renovables, incluyendo parques ecológicos, en el desarrollo de ese país, con una perspectiva de largo plazo. A la fecha, se tienen casi 160,000 MW eólicos instalados en el mundo.

México empieza tarde en este rubro, teniendo conocimiento en el pasado cercano de grandes zonas del país con gran potencial eólico, y en fechas recientes comenzando el desarrollo del Corredor Eólico del Istmo de Tehuantepec con diversos parques eólicos de la Comisión Federal de Electricidad (CFE) y otros en el ámbito privado. En otras regiones del país, existe ya un pequeño parque eólico en La Rumorosa para satisfacer los fluidos eléctricos de algunos usos públicos del Gobierno del Estado de Baja California. Se tienen noticias también de que pronto se construirá un parque eólico en el estado de Tamaulipas, también de índole gubernamental.

Tecnología de generación

Actualmente es posible generar electricidad con el viento por medio de “aerogeneradores”, los cuales transforman la energía cinética en energía mecánica y luego en energía eléctrica. Cada máquina tiene una potencia instalada (lo máximo que puede generar, con la mejor condición de viento posible en el sitio) en el orden de los 1,500 y hasta 3,000 kW (según las marcas comerciales existentes) para que la suma defina la potencia instalada del conjunto. La tecnología eoloeléctrica se encuentra regulada internacionalmente, por lo que se tienen criterios, normas, especificaciones y demás elementos que permiten tener dispositivos confiables y probados para la generación eléctrica con el viento.

Ubicación y potencial eólico

Para el desarrollo de un parque eólico para la Ciudad de México, se propone un área aledaña al Valle de México, ubicada en las inmediaciones de las delegaciones Tláhuac y Milpa Alta, en una meseta adyacente a la carretera Xochimilco-Oaxtepec, siendo la población más cercana la de Santa Ana Tlacotenco, con una vista magnífica de los volcanes Popocatépetl e Iztaccíhuatl.

Por el conocimiento que se tiene de la zona, se tienen indicios de que existe un potencial eólico ahí para generación eléctrica que puede ser aprovechado. Se tiene la evidencia ecológica del recurso eólico y con ayuda de tecnológicas de prospección del recurso a nivel mesoescala (de gran visión) se contempla un potencial eólico en la zona propuesta que es posible aprovechar.

Se observa un potencial eólico aprovechable en la zona en el orden de los 6 a 7 m/s; a 80 m de altura sobre el terreno, y puede ser equipada con aerogeneradores Clase III (IEC(1)-61400). Cabe mencionar que las máquinas de esta clase se encuentran disponibles comercialmente a alturas mayores (100 m, 120 m), por lo que el potencial de generación puede ser aún mayor.

Se pretende que el cliente consumidor de la energía sea alguna de las instancias mencionadas al inicio de este documento y que puede constituir una sociedad de autoabastecimiento, con la instancia gubernamental del Distrito Federal como consumidor y quien sea el interesado del desarrollo del parque como generador (generalmente, es una firma inversionista ubicada en la iniciativa privada).

La sociedad de autoabastecimiento está contemplada como una figura legal dentro de la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica, pudiendo ser el ente consumidor instancias públicas, como el Gobierno del Distrito Federal o cualquiera de sus dependencias, o bien del Gobierno Federal que traiga beneficios a la capital, como las ya propuestas.

Otro punto importante es la factibilidad de interconexión. Muchos buenos sitios para este tipo de proyectos están a mucha distancia de la infraestructura de evacuación, lo que muchas veces hace inviable el proyecto, pero, en este caso, se tiene la evidencia del paso de la infraestructura de transmisión de la CFE en la zona misma.

Equipamiento inicial en el sitio

Una vez definida la zona, es necesario ubicar un sitio de me-dición del recurso eólico, donde se colocará una torre de mediciones anemométricas de 60 m, la cual tomará datos de velocidad y dirección de viento a tres alturas (60 m, 40 m y 20 m) y temperatura, para el posterior análisis de los datos. El sitio específico debe estar expuesto a los vientos dominantes del mismo y, preferentemente, contar con vigilancia para evitar el vandalismo.

La torre de mediciones anemométricas aportará los indicadores descriptivos del sitio para estimar su potencial de generación eléctrica. Con ayuda de paquetes informáticos especializados procesará la información recolectada en campo, de cuando menos un año, para conocer el ciclo estacional del viento en la zona. Posteriormente, si el primer año de mediciones resulta prome-tedor, la torre seguirá midiendo el viento cuando menos otros dos años, porque los datos son un requerimiento primordial para las potenciales instancias financieras que puedan interesarse por el proyecto. Mientras más años de información anemométrica se aporte, más valorado es un sitio con potencial.

Entonces, en el primer año se obtendrán los indicadores principales del sitio que normalmente son procesados mediante modelación estadística. Posteriormente, se tienen los elementos para efectuar un estudio de “micro-ubicación” de máquinas en el espacio, con base en los indicadores calculados, la topografía del sitio, y datos sobre temperatura y altitud.

En una siguiente etapa, se tienen los elementos para efectuar el estudio de prefactibilidad del parque eólico, el cual valorará todos los elementos en el ámbito técnico-económico para dar soporte al proyecto. Se incluye también la ingeniería básica del proyecto, correspondiente a suministros y construcción del parque eólico, línea de transmisión y subestación eléctrica.

Se hará énfasis en los dos principales indicadores de factibilidad en esta etapa. En el ámbito meramente técnico, el factor de planta, el cual describe la relación entre la energía verdaderamente generada con respecto a la capacidad a plena carga del parque. En la parte económica, al costo nivelado de generación, el cual es un indicador del costo de la energía a lo largo de la vida útil del parque, comparable directamente con las tarifas de la CFE.

Posteriormente, se efectuará el estudio de factibilidad del parque eólico, donde adicionalmente a lo anterior, se hablará de corridas financieras, instancias potenciales de financiamiento, características del mismo, cliente final de la energía (instancia del Gobierno del D.F.) y los adenda legales que se consideren pertinentes. En este sentido, son indicadores como la tasa interna de retorno, periodo de retorno, etc.

Zona de proyecto propuesta.

Características del parque eólico

La configuración inicial propuesta corresponde a un parque eólico de 30 MW instalados, con 15 máquinas tipo Clase III (IEC-61400), de 2 MW instalados cada una, comercialmente dis-ponibles.

Cabe aclarar que esta potencia instalada puede ser modificada debido al polígono de terrenos que finalmente se logre arrendar (2), la dirección de vientos dominantes, la necesidad eléctrica del Gobierno del D.F. a satisfacer, y la capacidad de evacuación existente en la zona (subestación y línea de transmisión).

Se propone la siguiente configuración geométrica preliminar de aerogeneradores; atendiendo a la ocurrencia de los vientos alisios en la zona:

Por las características de la zona y la tecnología de gene-ración propuesta, se puede hablar presumiblemente de un factor de planta del 25%, en el rango habitual de parques eólicos europeos. Se plantea una vida útil del parque, habitual en este tipo de proyectos, de 20 años.

Costos

Como índices indicativos del costo de los estudios y del parque se tiene los siguientes:

Fase I: Visita preliminar de campo, ubicación del sitio para instalar la torre, suministro e instalación de torre, campaña de seguimiento mensual, primer Informe anual de resultados. TOTAL: 90,000USD.

Fase II: Estudio de microubicación de máquinas, consultoría de apoyo a la ubicación de máquinas, selección de la máquina entre las alternativas comerciales, recomendaciones generales. TOTAL: 30,000 USD.

Superando estas fases, se puede hablar de emprender la construcción del parque. Se manejan unos índices en el medio de entre 1.8 y 2.0 millones de dólares por MW instalado. Para el proyecto propuesto de 30 MW instalados, puede hablarse de un presupuesto de procura, suministros, construcción y puesta en marcha en el rango de 54 a 60 millones de dólares. Este costo incluye los proyectos de ingeniería básica y de ingeniería de detalle.

Dentro del monto de inversión, normalmente entre un 70 y 75% corresponde al costo de los aerogeneradores, de proveeduría extranjera. El resto corresponde a manufacturas eléctricas nacionales, concreto, así como otros servicios (fletes especializados, por ejemplo) y la mano de obra, lo que perfectamente puede ser de origen nacional.

Falta considerar la tramitología y los costos derivados de ella, que comprenden diversos trámites ante instancias locales y federales, con costos muy variables, probablemente en el rango de la suma de los estudios de las fases I y II. Al final de este artículo se da un listado de los trámites a efectuar y ante cuál instancia. Se recomienda empezar con estos trámites una vez efectuado los trabajos de la Fase I, que manifieste resultados alentadores.

Justificación de rentabilidad

Existe una serie de beneficios que hacen atractivos los proyectos de generación eléctrica con base en energéticos de origen renovable, entre los cuales se destacan:

• Al utilizar energía limpia, existe una clara disminución en la generación de gases de efecto invernadero (GEI), beneficiando de manera directa al medio ambiente. En consecuencia, se genera un ahorro indirecto en gastos del sector salud por concepto de enfermedades relacionadas con las vías aéreas.

• Es una tecnología que utiliza un recurso renovable que si bien presenta una fuerte inversión inicial, al mediano y largo plazo representará un ahorro en materia energética por concepto de generación, distribución y pago de servicios.

• Actualmente, la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM) depende de otras entidades para satisfacer su demanda en materia de energía eléctrica. Al volverse autogenerador, los costos de generación y distribución se reducen considerablemente.

• Dado lo anterior, la ZMVM se convertirá en una entidad competitiva a través del uso de nuevas tecnologías donde la demanda de energía no sea una limitante para los usos contemplados

• El mercado actual de este tipo de energías está delimitado al autoconsumo sin tener el impacto y potencial que podría tener a nivel social una vez que se amplíe el uso de las mismas.

Existe red de transmisión de CFE en la zona propuesta.

Productos

En el mejor de los casos, se tendrá un emplazamiento con potencial eólico para generación eléctrica, con todos sus estudios de soporte y la infraestructura propia del parque eólico. Los productos tangibles son:

– Torre anemométrica instrumentada.

– Base de datos crudos sobre velocidad y dirección del viento, acordes a los estándares internacionales para proyectos eoloeléctricos.

– Estudio de análisis estadístico de datos.

– Conjunto de tramitologías ante las instancias correspondientes.

– Estudio de micro-ubicación de aerogeneradores en el emplazamiento.

– Estudio de prefactibilidad del parque eólico.

– Estudio de factibilidad del parque eólico.

Parque eólico construido y en plena operación.

BENEFICIOS

Los beneficios detectados para la realización del parque eólico se estiman en los siguientes:

– Energía para el Gobierno del Distrito Federal para los usos que estime convenientes y que, bajo la sociedad de autoabastecimiento establecida, obtiene un costo de la energía más competitivo al que ofrece la CFE.

– Generación y uso de electricidad verdaderamente ecológica para fines de uso común en la Ciudad de México.

– Aumento en las reservas de agua, si es el caso que se sustituya generación hidroeléctrica.

– Desarrollo de proyectos privados con la correspondiente derrama económica de recursos no comprometidos a fines públicos.

– Pago de arriendos a los dueños de las tierras.

– Fuentes de empleo durante la construcción del parque.

– Fuentes de empleo durante la operación del parque, por la prestación de servicios externos para el mantenimiento y preservación de las instalaciones.

– Emisiones evitadas por la generación con base en energéticos de origen renovable, sustituyendo a combustibles fósiles, lo cual además califica para bonos de carbono.

– Promoción del desarrollo de infraestructura local para pres-tación de servicios asociados con la operación y mantenimiento del parque.

– Promoción del desarrollo de infraestructura local para la pres-tación de servicios al turismo académico, educativo, industrial, y a los visitantes en general.

– Avance en el desarrollo tecnológico de parques eólicos, teniendo el particular la característica de estar éste a una considerable altitud (otros ejemplos en este sentido, en Suiza y Chile).

Además, como fuente de energía renovable que es el viento:

– Plantea el rumbo a seguir para el sector eléctrico.

– Su aplicación paga empleos, no combustibles.

– Se promueve el uso de energéticos locales y la independencia energética.

– Su economía de escala es por magnitud de aprovechamiento.

– Es modular (crecimiento de instalaciones acorde a la demanda).

– Fomenta el desarrollo económico, social y regional.

– Protege la ecología.

– Permite el desarrollo sustentable del país.

Anexo 1. Reseña fotográfica del emplazamiento




Anexo 2. Lista de gestiones para desarrollar un parque eólico en México

Lista de gestiones para desarrollar un parque eólico,
con una
potencia instalada en el orden de varios MW

El trámite correspondiente se efectúa con la instancia mencionada.

Trámites para constituirse como sociedad

– Expedición del acta constitutiva | Notario
– Solicitud de inscripción en el Registro Nacional de Inversiones Extranjeras | SE
– Aviso del uso de los permisos para la constitución de sociedades | SRE
– Solicitud de inscripción al Registro Federal de Contribuyentes | SAT
– Permiso para la constitución de sociedades | SRE
– Expedición de permisos de exportación (cuando aplique) | CFE

Gestiones para generar electricidad

– Estudio de factibilidad de interconexión | CFE
– Estudio de porteo | CFE
– Solicitud de permiso de autoabastecimiento de energía eléctrica | CRE
– Solicitud de permiso de producción independiente de energía eléctrica | CRE
– Solicitud de permiso de pequeña producción de energía eléctrica | CRE
– Solicitud de permiso de exportación de energía eléctrica | CRE

Gestiones ambientales y para aprovechamiento del recurso natural

– Recepción, evaluación y resolución de la Manifestación de Impacto Ambiental  en su modalidad particular | SEMARNAT
– Recepción, evaluación y resolución de la manifestación de impacto ambiental en su modalidad regional | SEMARNAT
– Informe Preventivo | SEMARNAT
– Autorización de cambio de uso de suelo en terrenos forestales | SEMARNAT
– Informe de aprovechamiento de vida silvestre | SEMARNAT

Gestiones para la instalación local

– Licencia de funcionamiento | GOB-DF
– Licencia de uso de suelo | GOB-DF
– Factibilidad del servicio de agua potable, alcantarillado sanitario y tratamiento de aguas residuales | GOB-DF
– Factibilidad del servicio de energía eléctrica | GOB-DF
– Visto bueno de la Unidad de Protección Civil | GOB-DF
– Factibilidad de giro | GOB-DF
– Licencia de construcción | GOB-DF
– Registro público de la propiedad y del comercio | GOB-DF
– Manifestación de terminación de obra | GOB-DF
– Autorización de ocupación | GOB-DF
– Autorización para ampliación o modificación de una edificación | GOB-DF
– Balizamiento (señalización de navegación aérea en aerogeneradores) | SCT

Gestiones para el reporte de actividades

– Informe estadístico de operación eléctrica       CRE

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Entiéndase los acrónimos expuestos por los siguientes significados:

SE – Secretaría de Economía.
SRE – Secretaría de Relaciones Exteriores.
SAT – Servicio de Administración Tributaria.
CFE – Comisión Federal de Electricidad.
CRE – Comisión Reguladora de Energía.
SEMARNAT – Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales.
SCT Secretaría de Comunicaciones y Transportes.
GOB-DF Gobierno del Distrito Federal.

(1) Acrónimo en idioma inglés de la Comisión Electrotécnica Internacional, siendo el grupo de normas 61400 el correspondiente a tecnología de aerogeneradores.

(2) Los terrenos se arriendan, no es necesario adquirirlos, pudiendo continuar con el uso que normalmente han tenido, y por lo que se puede deducir de la zona, se trata de usos agrícolas y algo de pastoreo.

*Ingeniero civil por la UNAM y maestro en Energías Renovables por la Universidad Internacional de Andalucía, España. Colaboró en el Instituto de Investigaciones Eléctricas como investigador en energía renovable. Es Coordinador de Proyectos Eólicos en la empresa SOCOIN, del Grupo Gas Natural-Unión FENOSA ([email protected]).

** Ingeniero Civil por la Universidad Tecnológica de México (UNITEC) y Maestría en Finanzas y Negocios Internacionales por la Facultad de Contaduría de la UNAM. Tiene experiencia en el desarrollo de proyectos de vivienda, deportivos e infraestructura general en Bolivia, Colombia y Panamá  Ha colaborado en el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI) y actualmente en la iniciativa privada en proyectos de educación y desarrollo social.


Energía a Debate es una revista bimestral de análisis y opinión
de temas energéticos, editada por: Mundi Comunicaciones, S.A. de C.V.

Publicado por en nov 2, 2010 Imprimir ésta entrada Imprimir ésta entrada y archivado en Sin categoría. Puede seguir los comentarios a esta nota a través de RSS 2.0. Puede dejar un comentario o un trackback a esta nota

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