Diversos factores impactan la planificación de la expansión de la capacidad de generación, trasmisión y distribución de los sistemas eléctricos. Pero sin dudas, entre los más importantes, se encuentra la carga máxima de potencia; también denominada demanda pico. En el pasado mes de julio, alcanzó el mayor registro histórico en nuestro país. Comentamos a continuación la evolución de este indicador, junto con algunas tendencias y reflexiones futuras.

Potencia versus energía

Vale la pena comenzar con una breve distinción entre potencia y energía. Potencia es la tasa a la cual se consume energía, y se mide en vatios (“W”, o múltiplos de este: 1000 W = 1 kW, 1000 kW = 1 MW, 1000 MW = 1 GW, etc.). Energía es la capacidad de realizar un trabajo, y en el caso de la energía eléctrica, se mide en vatios-hora (“Wh”, o múltiplos de este). Esta distinción es importante ya que, si un hogar tiene contratada una potencia de 10 kW, y pone en operación todos sus equipos eléctricos que totalizan ese mismo valor, por un periodo de media hora, su demanda de potencia es 10 kW mientras que su demanda de energía es 5 kWh. La planificación de los sistemas eléctricos suele hacerse para asegurar poder atender los picos de demanda de potencia en todo momento (o la mayor parte del tiempo, en base a simulaciones de los estados futuros del sistema con un nivel de confianza dado).

Evolución de la carga máxima

La Figura 1 muestra la carga máxima del sistema eléctrico uruguayo en cada año del período 1999-2024, junto con el mes de ocurrencia. A las 21:01hs del pasado 9 de julio, la carga máxima alcanzó 2289 MW, el mayor valor histórico, en contexto de la ola de frío que atravesó el país entre el 6 y el 15 de ese mes. Este valor es 70% superior al de 1999, en que alcanzaba 1349 MW, lo que implica una tasa de crecimiento anual compuesto de 2,1%.

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Respecto al mes de ocurrencia, como puede apreciarse en la Figura 1, el pico de demanda solía registrarse en invierno (barras azules), usualmente en el mes de julio. Esta tendencia se quiebra por primera vez en el año 2019, cuando este evento se registra en verano (barras rojas), más particularmente, en enero. A partir de allí, el patrón es errático, cambiando el mes de ocurrencia cada año. En 2020, se registró en febrero, en 2021 en junio, en 2022 en diciembre, en 2023 en marzo, y en lo transcurrido de 2024, en julio.

Ya finalizado el invierno, no se espera que este valor récord de demanda pico sea superado este año, al menos hasta diciembre, en caso de resultar éste particularmente caluroso. El denominado “factor aire acondicionado” suele mencionarse para explicar esta nueva tendencia de demanda pico en verano, considerando que la penetración de esta tecnología en los hogares uruguayos ha crecido significativamente. En la actualidad, aproximadamente la mitad de los hogares cuenta con aire acondicionado, cuando en 2008 era menos del 10%. Vale la pena destacar que esta tecnología también impacta en el pico de invierno, ya que representa la modalidad de calefacción más económica para los hogares, y para varios usos comerciales e industriales (incluyendo por ejemplo bombas de calor).

Como puede apreciarse en la Figura 2, que contiene datos mensuales, la carga máxima en la última década ha incrementado su volatilidad. El desvío respecto a la media de toda la serie es 277 MW, mientras que en el período 1999-2012 es 143 MW, y en el período 2013-2024 es 186 MW. Esto refleja el mencionado aumento de la carga en verano más que proporcionalmente a la del invierno, que no fue el caso en primavera y otoño.

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Aplanar la curva de carga

Se han implementado diversas medidas que buscan fomentar un consumo eficiente, como tarifas doble y triple horario para el sector residencial, y señales para medianos y grandes consumidores para orientar su consumo a horas del bloque de valle (entre 00:00 y 07:00 hrs.). Sin embargo, el pico de consumo del sistema ha crecido en igual proporción que la demanda de energía en las últimas décadas. Comparando datos a año cerrado en el período 2020-2023, la demanda de energía eléctrica creció 47% (de 8107 a 11924 GWh), mientras que la carga máxima creció 51% (de 1463 a 2213 MW); tasa de crecimiento anual compuesto 1,7% vs. 1,8%.

Actualmente, la electricidad alcanza 20% del consumo final energético, según los datos del Balance Energético Nacional de 2023. Se espera que el peso incremente, aparejado a una creciente electrificación directa de consumos (por ejemplo vía vehículos eléctricos y bombas de calor), e indirecta (por ejemplo vía hidrógeno verde y derivados). A esto se suman diversos megaproyectos como el reciente datacenter anunciado por la empresa Google, o la minería de criptomonedas, que se están transformando en los consumidores de mayor porte del sistema. El consumo esperado del datacenter de Google equivale a 5% de la demanda actual de energía eléctrica del país.

Como hemos comentado en otras ocasiones, existen oportunidades para seguir promoviendo un consumo eficiente. Por ejemplo, fomentando demandas flexibles, que se adapten a la variabilidad de las fuentes de energía renovable, consumiendo energía cuando el costo marginal del sistema es bajo (típicamente ante excedentes de generación), y cortando el consumo cuando no se cumpla esta condición, o ante picos de demanda.

En mercados eléctricos desarrollados, los mecanismos de respuesta de demanda son los que permiten esta flexibilidad en la demanda, como es el caso en EE.UU., Inglaterra, Australia, Nueva Zelanda, y Japón. Por ejemplo, en algunos estados de EE.UU. más de 10% de la demanda pico es cubierta con este mecanismo, mientras que en Nueva Zelanda alcanza más de 16%. En estos esquemas, se paga a consumidores que estén dispuestos a cortar el consumo en momentos de demanda pico. A nivel mayorista, el precio pagado por respuesta de demanda en Australia alcanza entre 200 y 1540 USD/MWh, mientras que comercializadores minoristas ofrecen a clientes residenciales hasta 1400 USD/MWh por cortar consumo en demanda pico respecto al uso normal o base.

Este tipo de medidas y regulaciones permiten incrementar el consumo de energía eléctrica sin afectar los picos de potencia (o incrementarlo menos que proporcionalmente a largo plazo), optimizando infraestructuras existentes. A fin de cuentas, evitar inversiones en expansión de capacidad impacta en la tarifa eléctrica, y será crucial ante el esperado crecimiento del sector, para mantenerla en niveles asequibles para los hogares, y competitivos para la industria.

- Felipe Bastarrica es Director Ejecutivo del Observatorio de Energía y Desarrollo Sustentable (UCU).