El petróleo cubano y la producción de energía eléctrica sin apagar el futuro
Termoeléctrica Antonio Maceo. Foto: ACN.
La generación de electricidad con plantas termoeléctricas tradicionales se realiza en varios pasos: i) producir vapor de agua a presión, ii) usarlo para activar las turbinas, que son rotores con veletas que se mueven por impulso de chorros de fluidos a presión; iii) producir electricidad con esa rotación en forma de corriente alterna al mover campos eléctricos y magnéticos, unos con los otros.
Todos estos pasos en una industria requieren mantenimiento de sus componentes. Pero la parte más sometida a desgaste es la caldera donde se produce el calor para calentar el agua y evaporarla. Es un infierno donde se busca de alguna forma producir la mayor cantidad de calor posible y transferirlo eficientemente al agua. Hoy existen varios métodos comerciales para ello, incluyendo el aprovechamiento de la energía solar y de la fisión nuclear. Pero en Cuba usamos fundamentalmente todavía la tradicional de “quemar” algo, que puede ser petróleo, o una fracción procesada de este, o bagazo de caña y otros residuos agrícolas.
Es inevitable que nos venga a la mente lo bueno que sería usar los rayos de ese sol nuestro tan intenso para concentrarlos y evaporar el agua que moviera las turbinas. Existen fábricas que lo hacen. Están situadas en desiertos donde el uso del terreno no es costoso y las nubes son escasas. Se cubre un área de espejos que apuntan a un concentrador donde se calienta el agua hasta producir vapor para las turbinas.
Pero nosotros no podemos darnos el lujo de usar inmensas áreas para ello. Además de que solo funcionan de día, y preferiblemente sin nubes Tampoco tenemos reactores nucleares que podrían producir el calor. Por otra parte, nuestra biomasa principal renovable que podemos quemar, que es el bagazo de la caña de azúcar, no la hemos desarrollado suficientemente para este propósito y más bien está escaseando. Eso da para otro artículo.
El petróleo es esencialmente una mezcla de compuestos químicos donde predominan con mucho los de carbono (C) e hidrógeno (H). Cuando estos se queman producen calor, agua y CO2, todo en forma gaseosa. Pero las mezclas del petróleo natural varían de acuerdo con sus yacimientos y los cubanos no hemos tenido mucha suerte de que la naturaleza nos proveyera de grandes cantidades de petróleo, ni siquiera de uno que fuera razonablemente viscoso y “puro” de compuestos de H y C. Al menos hasta ahora.
Las refinerías de petróleo tienen instalados muchos procesos que permiten que del petróleo crudo se puedan sacar los componentes más “ligeros” o evaporables que predominan en la gasolina y en el gas de propano-butano, y los más pesados, que comienzan con el combustible de aviones y terminan con el llamado “fuel oil”, pasando por el diésel. Es el “fuel” el que se usa en las calderas para la producción de electricidad de este mundo. Se trata de lo que queda después de quitar las “fracciones” menos pesadas, pareciéndose cada vez más al asfalto, pero con cierto nivel de purificación, pues se han eliminado bastantes compuestos metálicos y de azufre que son indeseables para la combustión.
Nuestro petróleo es en general muy viscoso. Resulta muy difícil de refinar y de purificar por razones físicas que derivan en barreras tecnológicas. Para ello, se suele hacer más fluido mezclándolo con petróleos menos viscosos. Si se quema directamente, tal y como estamos haciendo actualmente en nuestras plantas termoeléctricas, lo que produce la mayor cantidad de calor es todo lo que se basa en carbono e hidrógeno.
Pero en ese infierno de las calderas las impurezas con otros elementos también se transforman produciendo sustancias que pueden incrustar con verdaderas piedras el recinto de combustión. Algunos de esos productos dan reacción ácida, otros alcalina, pero todos conspiran contra la caldera en ese caos de reacciones químicas que es el plasma ígneo. Otros productos indeseables son óxidos gaseosos de azufre que pasan a la atmósfera y cuando se mezclan con el agua de lluvia la acidifican, contaminando así la tierra. También se produce sulfuro de hidrógeno (SH2), muy venenoso y afortunadamente apestoso, por lo que los humanos lo detectamos muy fácilmente y así lo rechazamos si podemos y evitamos morir intoxicados.
¿Tenemos soluciones para seguir produciendo energía soberana sin dañar la industria? Tienen que existir. Una puede ser la de usar o desarrollar procesos que permitan desulfurizar y reducir metales en el petróleo viscoso. No somos los únicos que tenemos este problema. Existen tecnologías más o menos eficientes y también literatura que las explican. Desafortunadamente, no parece ser un problema resuelto totalmente. Otra es yendo al seguro, pero con efectos a mediano y largo plazo. Tenemos que cambiar radicalmente desde ya nuestra matriz de producción de energía con metas realmente ambiciosas, a la altura de los tiempos y como corresponde a un proceso revolucionario.
Pero ahora mismo y solo disponiendo de nuestro petróleo pesado es preciso hacer un importante esfuerzo de inteligencia y despliegue tecnológico. Puede ser logrando una refinación viable y tener el mejor “fuel” posible, aunque no sea óptimo. Puede ser rediseñando las calderas para que las incrustaciones y otros efectos indeseables se puedan enfrentar mejor. Puede ser que de las dos formas combinadamente. Puede ser con otras alternativas, siempre con un enfoque sistémico y no reduccionista. Pero hay que hacer algo porque es preciso producir la energía con las plantas que tenemos y no condenarlas a muerte. “Nunca es tarde si la dicha es buena” reza un viejo refrán. Queda mucho petróleo viscoso e impuro para usar.
El cambio total de nuestra matriz energética es de obligado enfrentamiento. La humanidad se ha dado cuenta del inmenso daño que le hemos hecho al entorno arrojando indiscriminadamente millones de toneladas de carbono en forma de CO2 y otros gases a la atmósfera en solo un siglo. Ya existen convenciones internacionales que penalizan el consumo de petróleo para la producción de energía y premian a las fuentes alternativas. Estas, por otra parte, son cada vez más variadas y eficientes, desde paneles que producen electricidad de la luz solar con excelentes prestaciones y cada vez más baratos hasta parques eólicos gigantes que usan el viento de los mares, el mismo que se desperdicia desde que la navegación a vela dejó de predominar.
Lo que si debemos aprender de una vez es que las soluciones son diversas como la vida misma. No se pueden basar solo en generación distribuida moderna y eficiente, ni solo en parques solares, ni solo en estaciones eólicas costeras, ni solo en techos domésticos que masivamente se autoabastezcan de energía y pongan la sobrante a disposición de la red, ni solo en las futuras plantas de fusión nuclear. Una combinación inteligente, como le toca a una sociedad que se precia de valorar los intereses de todos como prioridad, acelerada y a la altura de los tiempos seguramente que nos traerá bienestar y soberanía energética a los cubanos. Solo tenemos que seguir ideas e iniciativas que seguramente ya existen en las mentes de muchos de nuestros conocedores y promover innovaciones que seguramente aparecerán, si se gestionan bien.
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En el último párrafo lo dijo todo, solo falta una buena gestión.
El proceso de envejecimiento (desgaste tecnológico) de las termoeléctricas es de 30 años. Además tienen impactos de obsolescencia que afecta la eficiencia y control con respectos a las que son modernas. Esto obliga a que hay que tener una estrategia de remplazo en un sistema energético.Si no se hace pasa lo que estamos viendo, colapso.
Para salir de esta crisis hay que tomar medidas a corto plazo que son las que se están tomando ahora y a mediano plazo, construir nuevas termoeléctricas mas compactas y modernas y con ciclos muchos mas abreviados de ejecución de la inversión. No hay alternativas. El financiamiento es otro tema pero para esto el país tiene que dirigir todo su esfuerzo a esta dirección, aun sacrificando otras.
Se puede ahorrar mucho en transporte, hacer parqueos con techos de paneles solares y que presten servicio de carga de triciclos motos y carros eléctricos. Una pregunta hay alguno para este fin en lugares públicos o privados actualmente.???
Debemos bajar la demanda de electricidad, una de las formas. Luminarias y equipos mas eficientes, otra y les pido que hagan este ejercicio, en un horario de noche observe cuantas luces o equipos INNECESARIOS tiene encendido. Estoy seguro que se sorprenderá y vera que serán dos o tres. Ahí nos daremos cuenta que la demanda de horario nocturno se puede bajar
Muchas gracias al profesor Montero por abordar este tema. Hay una realidad que no se ha dicho, desde los años 90 los hidrocarburos nacionales (crudo y gas) han sido el soporte fundamental de la generación en Cuba. Hay una gran experiencia en los técnicos de la UNE en la quema de crudo nacional, en el uso de aditivos, en adaptaciones a quemadores e instalaciones para minimizar su impacto en estas. Evidentemente, sin recursos para su uso el problema se agudiza, sin inversiones en nuevas plantas, las viejas colapsan por envejecimiento y falta de mantenimiento. Dicho sea de paso, las deposiciones metálicas no son por la quema de crudo nacional, son por la quema de fuel oil de alto vanadio y otros metales, el nacional como tal tiene poco contenido de metales, no así de azufre. A principios de siglo vino la Revolución Energética y con ella la generación distribuida a base de fuel de bajao vanadio y de diesel de bajo azufre, ambos importados y que ahora tienen un costo prohibitivo, a demás de las deudas a los proveedores que impiden la llegada de los repuestos y kits de mantenimiento. Para los que han mencionado la desulfuración, si, esa tecnología existe, se llaman mejoradores de crudo (upgraders). Se utilizan por ejemplo en Venezuela y son grandes plantas de tecnologías con licencias y muy costosas que utilizan hidrógeno, catalizadores y altas temperaturas para romper el enlace molecular del azufre con el carbono, que es muy fuerte port cierto. No creo que Cuba pueda asumir inversioes como estas. En conclusión estamos pagando caro la desatención al complejo combustible - generación de energía, la reducción administrativa de los fondos para su sostenimiento, la improvisación en los esquemas de financiamiento con nuevos experimentos fallidos como la Resolución 115, nos está pasando factura. Con los soportes vitales estratégicos de una nación no se puede improvisar. La inseguridad energética pone a toda la economía de rodillas.
Como bajar la demanda nocturna. Cuanto cuestan 7 millones de luminarias led . Vender dos para cada vivienda de este país y colocadas en lo lugares de la casa más utilizados, como puede ser, cocina, sala, terraza, portal u otro espacio. Esto puede tener un impacto de un bloque térmico de mas de 60 MW
¿Por qué tenemos que preguntarnos si vamos a poder producir energía o alimentarnos adecuadamente en wl futuro? No somos naúfragos o exploradores dando tumbos por una tierra desconocida. Somos un país institucionalizado, con un Estado que controla absolutamente todas las riquezas y recursos; y no un 30-40 % a titulo de VAT o tax como en el resto del mundo. Es como si nadie tuviera la responsabilidad o la capacidad de generar o al menos iniciativas eficaces, ni regular o legislar para sentar las bases del desarrollo. Si a quien le pagan para eso no lo hace... ¿por qué sería mi obligación entretener divagaciones sobre el tema, o mucho menos sufrir las consecuencias? Si la razón de ser del Estado es priorizar las necesidades colectivas... ¿Qué hacemos nosotros gastando neuronas, como si fuera nuestra culpa que esto no se haya logrado? Creo que esta película está al revés
Tan importante como la generación es la eficiencia energética de nuestras edificaciones.
Desde hace años se aprobaron en Cuba la familia de normas de egiciencia energética NC 220, así como las NC 148 y otras para disrño de viviendas.
En ellas se establece para zonas urbanas que el área de ventanas de cada local debe ser el 20% del área de piso del local, para zonas rurales aumenta al 30%, y para viviendas climatizadas de alto estándar lo reduce al 15%. Por ejemplo, si su cuarto es de 3x3 m, y vive en la ciudad sin aire acondicionado ni falso techo, su área de ventanas debería ser de 1.8 m2. Una ventana doble miami es de 1.68 m2 sin descontar marco y tablillas. Si vive en el campo, debería ser de 2.7 m2.
A esto sumese que la absorción térmica del zinc y del fibrocem es el doble de lo admitido por la norma cubana, ya que la norma admite 1 Wm2/oC y éstos alcanzan valores de 2. Y por último, el módulo típico para viviendas sociales incluye cinco ventanas sencillas 0.7x1.2 m, dos ventanas dobles 1.4x1.2 m y una ventana de baño, por lo que para casas de 3 cuartos con sala-comedor-cocina y 60 m2 no cumple con las normas cubanas de ventilación e iluminación natural establecidas legalmente. Les falta al menos una ventana para llegar al 15%. A ello sumese que los aleros deben ser de 50 cm como minimo excepto al norte, y se hacen a veces de 30 cm, aumentando la ganancia termica en muros.
Moraleja: Por un mal diseño de viviendas, y por ahorrarse una ventanita de zinc, se construyen viviendas que dependen de la ventilación artificial de por vida para lograr el confort térmico, y de iluminación artificial de por vida para confort visual.
Considerando un ventilador consuma 0.5 Kwh a 0.9 los más potentes, dos ventiladores por vivienda, calculando 50000 viviendas, y 12 horas encendidos, 300 días del año, hablamos de 216 GW al año. Solo en dos ventiladores. Por "ahorrar" una ventana de zinc una vez y no respetar las normas técnicas establecidas. Quien dude de este alarmante dato que busque la NC 220 parte 1, la NC 148, las otras normas de vivienda, saquen las cuentas (es fácil) y me desmienten si les da otra cosa. Pero por favor publiquenme, es un disparate gigantesco. No reconocer un error cometido es cometer otro error.
Esto ya lo había visto en un evento. Está jugoso.
Implica que haciendo las cosas como están normadas nos ahorraríamos una termoeléctrica.
Además de hacer más felices a los moradores.
Ahora hace falta que CITMA, MINEM, MICONS y las entidades de la vivienda se miren en el espejo con esto, pues todos ellos crearon las NC 220 y muchos de ellos son los que las incumplen o no controlan.
Amigo, revise sus cálculos, los ventiladores tienen un consumo de 60wh.
Muy atinado artículo. Podría estimular la creación de un consejo energético nacional, con especialistas que promuevan alternativas con soluciones viables y definitivas. Esto debería ser para ayer!!!
Es cierto que hoy en día,nuestro crudo tiene un alto grado de compuestos dañinos y corrosivos ,en lo fundamental azufre ,que para se separacion requiere un proceso secundario ,y los existentes no rinden,se necesita otros tipos y eso cuesta,hidrofinacion,membranas etc PERO HAY QUE HACERLO,claro,sobre la base de calcular que cuesta más,no creen,?.El bloqueo nos está afectando las ideas del desarrollo metalurgico de la zona oriental,y la pandemia,ni que hablar,EN CUPET HSY MENTE Y GENTE PREPARADA,HAY BUZCAR UNA SOLUCION VIABLE.
Excelente artículo que, al revelar la realidad sobre la generación eléctrico en Cuba y sus posibles soluciones, confirma el círculo vicioso en el que estamos. Necesitamos financiamiento que depende de que reanimemos la economía, que a su vez depende, entre otras cosas, de que estabilicemos la generación eléctrica.
Articulo muy recurrente. Es lo que en años llevo diciendo. Debemos primero que todo fabricar nuestro propio combustible; luego lo demás.
Para un pais como el nuestro la fotoviltaica en todo el país y un buen aprobechamiento de la eólica en zonas costeras donde habitan gran parte de la poblacion con turbinas de 2;3;5 y 10kw muy sencillas sobre las cubiertas de las viviendas y edificios es la gran solucion. Eso sí a precio de costo.
Soñar con soluciones pequeñas y al alcance de rodos es la verdadera solucion. Los gigantismos no funcionan en esta isla. Herradura I y II Que? La vemos a mitad de camino sin recursos basicos. Cemento; acero. Lo demás personal especializado. No se cumpliran los 110 MW planificados. Entonces los gigantisnos no funcionan.
Muchos hablan de lo caro de algunas tecnologías y les pregunto. Cuanto cuesta un barco de petroleo? Cuanto cuesta que lo agredan. En tonces lo más barato es fabricar el conbustible en casa como sea. Y la produccion de etanol pa' cuando. Hasta cuando con este maldito taboo.
Hace falta qué expliquen bien claro pq no hay petróleo en los cupet, estamos como tontos esperando a ver si traen una pipa, hablen claro y digan la verdad para no perder más el tiempo......
Dr Montero. Tenemos cobalto. Tercera recerva mundial. Este es el componente que acompaña a las betrias de Litio. Es decir contamos con el 50% de los componentes o más y fabricamos bateria de Zinc y plomo en pinar del rio. Y compramos baterias de litio a China. Quien nos orienta hacia el desarrollo. Estamos errados.
Coincido con el académico. Por otro lado creo que tenemos el potencial científico para ser posible que nuestro petróleo pueda ser refinado o cuanto más hacerlos algo más ligeros al límites que muestras termoeléctricas los puedan consumir sin que les cause el daños que hoy vemos en nuestras plantas.
Las Centrales Termoeléctrica, seguirá siendo el eje de la generacion electrica y no nos puede pasar lo de la industria azucarera, pero rl crecimiento de la generación de electricidad a través de la ESFV debe ser en forma de rampa, utilizando los techos de grandes edificaciones, de estadio, etc. Debemos rescatar la fabrica de paneles solares y construir fabricas para producir tofo los elementos necesarios y así no depender tanto de Importaciones. La ESFV, es la salvación para Cuba, pero sin renunciar
a la generación a partir de los hidrocarburos, se necesita inteligencia ciencia, innovación, pero cuidado con los libretazos y las improvisaciones.
Tenemos frente a nuetrras narices caña de azucar con nuevas variedades energeticas que producen entre 70-100 ton de biomasa por ha, (cifras inigualables por año) y practicamente lo insoñito es que nuestra ciencia no habla y nada hace por el buen uso de esta fuente adaptable a Cuba de energia renovable...vayan el INICA y averiguen,, comparen las factibilidades, no pierdan la oportunidad!!
¡¡¡Muy interesante artículo , esclarecedor ...no sé porque en nuestra prensa escrita no se hacen más artículos cómo esté ,!!!!!!!!
Gracias al doctor !!!!
Sí, se precisa con urgencia aunar voluntades e inteligencia para lograr superar el grave déficit de generación e incluso, ser capaces de aumentar cada vez más la cantidad a generar porque veo como se está llenando el país de equipos eléctricos de todo tipo incluyendo las motorinas. Muy buena su explicación y razonamiento.
Muchas gracias profesor Montero por sus explicaciones, ayudan a arrojar luz sobre el complejo proceso de generación eléctrica. Donde hay que transformar la energía química del combustible en energía calorífica, de esta en energía mecánica y entonces energía eléctrica de ahí la complejidad del proceso.
Sin energía no hay economía. Creo que no habrá desarrollo sostenible sin energía renovable.
Nuestro principal recurso natural es el sol.
Necesitamos un programa de desarrollo a la altura de la concepción de lo que se ha realizado en Biotecnología, para poner los mejores expertos en la solución de este grave problema, que en el mundo tiende a agudizarse.
Hay que buscar el financiamiento para su impulso.
Saludos
JJ Silva
¡Excelente artículo por MUY OBJETIVO!
Soy de la misma opinión que "hay que tirar con lo hay" y busca una solución al mantenimiento de las calderas.
Cubadebate ha publicado dos veces mi sugerencia sobre usar la.Química y el posible uso del vinagre contra las incrustaciones, y hubo quien comentó sobre la hidrosulfuración.
Creo que en este punto estamos de acuerdo:
Si es muy complicado refinar nuestro petróleo y hay que usarlo, entonces "hay que entrarle" a las incrustaciones con la Química.
Hay que buscar un líquido que las diluya, como hace el vinagre con las superficies corroídas.
La objeción sería en la cantidad de ese líquido cuando se descubra el apropiado, pero antes si el vinagre sirviera creo que se puede producir de modo artesanal.
¡Químicos, a pensar!
¡Cerebros de toda Cuba, UNIDOS POR LAS TERMOELÉCTRICAS! ¡EVITEMOS LOS APAGONES!
Lamentablemente muchos trabajos investigativos desarrollados en nuestro país siguen engavetados y mientras tanto nuestros ingenieros y obreros electroenergeticos siguen desgastandose, remendando las viejas y obsoletas tecnologias, sin muchas esperanzas de que el panorama cambie. Lo mismo sucede con la industria azucarera, que todos los años se enfrasca en las reparaciones antes de empezar la zafra, que no son más que remiendos poco duraderos. Toda nuestra industria requiere modernización y automatización, si queremos que el país marche adelante.
Hace muchos años, en la década de los 80, los japoneses quisieron comprar toda la paja de caña que hubiera en Cuba. Por supuesto no dijeron por qué ni para qué. El negocio no prosperó pero creo que hasta hoy nadie se ha interesado en saber que buscaban los japoneses en esa paja que se quemaba inútilmente en nuestros campos. Con esa mentalidad no podemos hablar de Ciencia e innovación tecnológica.
Brillante artículo. Explica de forma sencilla los complejos procesos que intervienen en la generación eléctrica, y las caracterísiticas particulares de nuestro país. Ahora bien, partiendo del hecho de que el petróleo que se utiliza para la generación de electricidad en Cuba es sumamente dañino y corrosivo para las termoeléctricas, lo que ocasiona frecuentes averías y necesidad de paradas y mantenimientos constantes, ¿ se ha hecho algún estudio o análisis de si es menos costoso, a mediano y largo plazo, emplear combustible importado, menos agresivo, que produciría menos averías, o continuar empleando el crudo cubano, a sabiendas de que ocasiona considerables gastos en recursos, tiempo y fuerza de trabajo por las constantes averías derivadas de su utilización ?
Cuestan caros, pero hay que seguir montando paques solares fotovoltaicos y parques eólicos que es energía limpia y renovables para de esta forma utiizar menos el crudo Cubano para depender menos de los combustibles que dañan el medio ambiente
Muyyy bueno este artículo..y por demas....COMPLETAMENTE DE ACUERDO
Cuba enfrenta una grave crisis energética dado por los largos años de explotación de nuestras plantas térmicas además de la falta de combustible fósil q se necesita para el proceso de generación de energía eléctrica.Para aumentar los niveles de generación electrica hay q hacer inversiones de Miles de millones de dólares en estás plantas .Este es un país donde sus tierras son fértiles en casi su totalidad, quiero decir con esto que existe un potencial de energía renovable q podemos utilizar para apoyar la generación base de nuestro país.me refiero a la generación de electricidad a partir de la biomasa cañera.Deberiamos considerar realizar pequeñas inversiones en el sector agroindustrial azucarero dónde existe una capacidad instalada de bloques energéticos .Se debe aumentar la producción de caña de azúcar para aumentar la producción de azúcar y todos sus derivados como el alcohol mieles y la generación de electricidad como un gran apoyo al proceso de generación electrica,a demás de contribuir al ingreso de divisas por concepto de sus producciones y al ahorro de la compra de combustible fósil además de ser un proceso de generación de energía eléctrica limpio menos contaminante al medio ambiente por utilizar un combustible renovable Se puede entregar energía eléctrica al SEN en la campaña de Zafra y si creamos las condiciones necesarias para almacenar el bagazo se puede extender posterior a la campaña
Una de las cosas que se puede hacer es vender a la población paneles solares con los sistemas para que puedan aportar a la red eléctrica nacional a precios más asequibles. Los que se venden ahora son muy caros y resulta muy difícil lograr recuperar el dinero invertido.