Destacada Portada

Frío Polar, energía y la industria HVACR ante el cambio climático

El consumo de energía del aire acondicionado y la refrigeración experimentará un crecimiento acelerado en los próximos años como consecuencia del calentamiento global, el aumento de la urbanización y el ingreso per cápita, lo que ocasionará una presión insostenible sobre el sistema eléctrico. En esta coyuntura, la eficiencia energética de los equipos HVACR desempeñará un papel protagónico para heredar un futuro más sustentable a las siguientes generaciones

Eleazar Rivera

Existe un gran desconocimiento de lo que en realidad es el cambio climático, ya sea por exceso de información, inexactitud en las fuentes, o bien, por desinformación interesada, lo que da origen a una serie de ideas falsas acerca de este fenómeno. En este espacio abordaremos desde un punto de vista objetivo y científico qué es el cambio climático, cuáles son sus causas, sus consecuencias y cómo se puede combatir. En definitiva, cómo nos afecta el cambio climático.

En primer lugar, es necesario aclarar dos conceptos que, si bien están estrechamente relacionados, con frecuencia se toman de manera errónea como sinónimos: cambio climático y calentamiento global. La diferencia entre ambos conceptos es que el calentamiento global es la causa del cambio climático. En otras palabras, el aumento de la temperatura del planeta a causa de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), derivadas de la actividad del ser humano, a la atmósfera está provocando variaciones en el clima que de forma natural no se producirían.

Los expertos coinciden en señalar la Revolución Industrial como el punto de inflexión en el que las emisiones de GEI arrojadas a la atmósfera empezaron a dispararse. El resultado es el aumento de la temperatura global del planeta, que desde ese período se ha incrementado en 1.1 °C. Se estima que al final del presente siglo el termómetro podría aumentar más, aun cuando se cumpla con los compromisos de reducción de emisiones fijados por los países.

Figura 1. El vórtice polar ártico es una fuerte banda de vientos en la estratosfera que rodea el Polo Norte de 10 a 30 millas sobre la superficie

Recientemente, una tercera parte de Estados Unidos y las entidades del norte de México experimentaron una ráfaga de clima invernal (bajo cero) atípico en febrero. Este fenómeno, que trae viento frío y agua nieve, causó nevadas, varias muertes, cortes de agua y dejó sin electricidad a miles de personas. La causa fue una desestabilización en el vórtice polar, un área de baja presión que circula en una formación compacta en la estratosfera durante el invierno y donde normalmente se concentra el aire frío. Los grupos científicos comparan esta rotación con un trompo que, si se interfiere con él, podría serpentear. Esta interferencia, afirman las y los investigadores, se produce a través de cambios en la corriente de chorro, una banda de vientos fuertes que envuelve el mundo a elevaciones más bajas que el vórtice polar. Se cree que el calentamiento del Ártico provocó que la corriente en chorro cambiara de rumbo e interfiriera con la rotación del vórtice polar.

A inicios del año, una desestabilización en el vórtice azotó a Estados Unidos; siendo Texas, el corazón energético de ese país, el más afectado. El aire ártico congeló tuberías y turbinas del sistema eléctrico del estado, lo que afectó más de la mitad de la capacidad de generación eléctrica, informó el Consejo de Confiabilidad Eléctrica de Texas (ERCOT, por sus siglas en inglés). La producción de energía a través de fuentes no renovables funciona bajo un principio básico: la quema de combustibles y el uso de agua para mover generadores, o sea, el llamado ciclo de Rankine. El agujero en el suministro eléctrico de 45 gigavatios (GW), ocasionado por este fenómeno, fue mayor que toda la capacidad de Suecia y 11 GW más profundo que en días anteriores. Un dato comparable a los 83 GW en capacidad de generación que el Consejo de Texas informó cuando comenzó el invierno. La infraestructura de energía de Texas demostró no ser rival para una explosión fría que dio un giro hacia el sur desde el círculo polar ártico; un patrón que es más común a medida que el cambio climático calienta la región polar, según algunas investigaciones.

En México, se vivió un efecto dominó a raíz de dicho fenómeno, que demostró la dependencia y falta de soberanía energética que vivimos en temas económicos, políticos y técnicos. La falta de gas natural que México importa desde Texas para alimentar centrales generadoras provocó severas fallas en el servicio eléctrico, siendo la Central Termoeléctrica Carbón II en Nava, Coahuila, la más afectada. Esta central es la segunda en gran escala construida en México. Forma parte de la Gerencia Regional de Producción Norte y entrega la energía generada al Área de Control Noreste, a través de las líneas de transmisión de 400 kV Lampazos I y II, además de un enlace con la subestación Río Escondido en el mismo nivel de voltaje.

La central cuenta con cuatro unidades generadoras con capacidad de 350 MW cada una, para un total de 1,400 MW, por lo que es en la actualidad la mayor central termoeléctrica a base de carbón de América Latina.

Casi 5 millones de clientes de la Comisión Federal de Electricidad (CFE) en Nuevo León, Coahuila, Tamaulipas y Chihuahua, estados fronterizos con Texas, se quedaron sin electricidad. El 79 por ciento del servicio fue restaurado en cuestión de días, pero la falta de energía también afectó al resto del país. Esto porque se tuvieron que programar “cortes de carga rotativos y aleatorios” en el norte, centro y oeste de México con el fin de enfrentar la emergencia y abatir la carga al sistema eléctrico causada por la deficiencia en los insumos, informó el Centro Nacional de Control de Energía (Cenace), organismo que regula a la CFE y a las empresas privadas.

Este problema nos demostró la profunda interrelación entre climatización de espacios, no sólo en la versión de enfriamiento, sino también en calefacción, producción y, por consiguiente, consumo de energía a macro escala, y la importancia de acuerdos como el Protocolo de Montreal, la Enmienda de Kigali y el Acuerdo de París para un futuro sostenible. Hoy más que nunca el cambio climático, la eficiencia energética y el sector HVACR convergen en agendas internacionales como una prioridad.

Los retos del sector HVACR
Enfriar espacios consume casi el 10 por ciento de la electricidad usada en el mundo (equivalente a 2.5 veces el consumo eléctrico total de África), y se espera que para el 2050 esta proporción se vea triplicada. Este consumo va en aumento rápidamente derivado del crecimiento económico y demográfico en países con climas cálidos. Esto genera dos problemas: uno de contaminación y otro de demanda eléctrica.

En cuanto a la contaminación, los sistemas de refrigeración dependen de hidrofluorocarbonos (HFC), que podrían representar casi el 20 por ciento de las emisiones contaminantes para el 2050 si no se eliminan gradualmente y se reemplazan con alternativas existentes.

La comunidad internacional asumió compromisos importantes para mitigar estas emisiones. Por ejemplo, en 2015 y 2016 se firmaron dos acuerdos internacionales importantes, el Acuerdo de París y la Enmienda de Kigali al Protocolo de Montreal, respectivamente. En el primero se acordó mitigar el aumento de la temperatura del planeta a 2 °C por encima de los niveles preindustriales, así como proseguir los esfuerzos para limitar aún más el aumento de la temperatura a 1.5 °C. Con la enmienda de Kigali se estableció la eliminación de la producción y el consumo de sustancias que agotan la capa de ozono (SAO) y se añadieron a la lista los HFC para su eliminación gradual y reemplazo.

Por el lado de la demanda eléctrica, la carga del enfriamiento en el sistema eléctrico de México es alta (9 por ciento de la energía generada en México es consumida por los sistemas de refrigeración industrial, comercial y residencial), y se espera que para los siguientes 15 a 35 años crezca desproporcionadamente.

Este uso se concentra mayoritariamente en el norte del país, en las entidades de Sonora, Nuevo León, Sinaloa, Tamaulipas y Baja California, principalmente, las cuales representan más de la mitad del consumo de energía de enfriamiento del país.

9% de la energía generada en México es consumida por sistemas de refrigeración industrial, comercial y residencial

¿Cuál es el papel de la industria HVACR en México en esta nueva etapa?
En países en desarrollo con climas cálidos como el nuestro, el consumo de aire acondicionado y refrigeración tendrá un crecimiento acelerado debido al incremento de la urbanización y el ingreso per cápita. Esto ocasionará una presión insostenible a largo plazo en los sistemas eléctricos.

Una posible solución es introducir tecnologías más eficientes energéticamente a nuestros países conectando a los grandes consumidores de enfriamiento con innovadores de todo el mundo.

Desde otra perspectiva, atender la eficiencia energética del enfriamiento es una de las palancas con mayor impacto en la lucha por mitigar el cambio climático en nuestro planeta debido al peso que tiene este rubro en el consumo de energía global.

Figura 2. Agenda 2030 de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU

Nuestro país cuenta con un ecosistema apropiado, tanto en el sector público como en el privado para fomentar las soluciones más vanguardistas, eficientes y sostenibles de acondicionamiento de espacios. La innovación para incrementar la eficiencia y reducir el impacto ambiental del enfriamiento se concentra en tres ámbitos: generación (fuentes renovables), distribución (distritos térmicos) y modelo de negocio (cooling as a service).

Figura 3. La eficiencia energética del enfriamiento es una de las palancas con mayor impacto en la lucha por mitigar el cambio climático en nuestro planeta

Rumbo a un enfriamiento ecológico y eficiente en México
En la Cumbre sobre los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), celebrada en septiembre de 2019, los líderes mundiales solicitaron un decenio de acción y resultados en favor del desarrollo sostenible y prometieron movilizar la financiación, mejorar la aplicación a nivel nacional y reforzar las instituciones para lograr los objetivos en la fecha prevista, el año 2030, sin dejar a nadie atrás.

El documento final, titulado Transformar Nuestro Mundo: la Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible, fue adoptado por los 193 Estados Miembros de las Naciones Unidas e incluye los 17 ODS, cuyos objetivos son poner fin a la pobreza, luchar contra la desigualdad y la injusticia, y hacer frente al cambio climático. Este marco de desarrollo da una oportunidad para el Sistema de las Naciones Unidas, a nivel mundial y en México, de focalizar nuestra cooperación y programación, de seguir abogando y promoviendo el tema de inclusión y equidad en un marco de derechos, así como de construir más ciudadanía para las y los mexicanos en este país. De acuerdo con este enfoque holístico, la industria HVACR se ve relacionada directamente a dichos objetivos, desde la cadena de frío para asegurar alimento y medicinas a la población, pasando por el uso eficiente del agua en sistemas de AA, hasta concluir con temas de calidad del aire interior para evitar propagación de enfermedades y asegurar una reapertura pospandemia adecuada.

Los efectos del cambio climático, la imparable urbanización y el crecimiento económico ejercen una presión creciente en todos los países para explorar tecnologías HVACR más eficientes y ecológicas

Los efectos del cambio climático, una mayor urbanización y el crecimiento económico ponen una presión creciente en todos los países para explorar alternativas y soluciones más eficientes y ecológicas en el aire acondicionado y el enfriamiento. Implementar las innovaciones en generación, distribución y modelo de negocio para construir un modelo de enfriamiento limpio y eficiente pasa por la colaboración público-privada y el liderazgo del gobierno en todos sus niveles para facilitar su desarrollo en México.

La Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat) publicó en 2019 un “camino a seguir” para cumplir las metas de reducción de la Enmienda de Kigali, con las cuales México se ha comprometido. En esta hoja de ruta se presenta la implementación de instrumentos de política pública que promoverán la eficiencia energética en el sector HVACR, pero no menciona ninguna práctica en específico para lograr estos objetivos.

En el futuro cercano, se necesitará que la planeación del Sistema Eléctrico Nacional establezca condiciones propicias para el desarrollo de este tipo de modelos distribuidos y fomentar el vínculo con la academia y el sector privado nacional e internacional. Esto para promover la investigación, el desarrollo tecnológico y la innovación, así como hojas de ruta sólidas que ayuden a los tomadores de decisiones a cumplir con los compromisos que el país suscribió en la búsqueda de un desarrollo sostenible. ¿Cómo nos estamos coordinando en la industria HVACR para alcanzar esos objetivos?
——-

Eleazar Rivera

Socio Director – Eficiencia energética y Cambio Climático en Innovatorio. 

Comentarios

Deja una respuesta

Or

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Scroll to top