Una Mirada a la Capacidad de Generación Eléctrica Mundial (2021)

Por: Nelson Hernández

• Para el 2021, el 71 % de la capacidad de generación eléctrica instalada a nivel mundial clasifica como sustentable. Este es un buen signo, ya que la descarbonización del sector eléctrico global es alcanzable dentro del escenario NetZero.

Motivado al cambio climático, la tendencia mundial es la de “electrificar la demanda de energía” que consiste en utilizar al máximo la electricidad en los procesos y actividades que hoy no la usan directa o indirectamente. Ahora bien, esa electricidad debe ser generada con fuentes energéticas no emisoras de CO2 de tal manera de cumplir con el objetivo de descarbonizar la matriz energética global para el año 2050 (NetZero).

La Organización World Resource Institute (WRI) posee dentro de sus datos un levantamiento global de las capacidades de generación eléctrica instaladas al año 2021, por país y tipo de fuente energética: Almacenamiento, Biomasa, Carbón, Cogeneración, Coque, Desperdicios, Eólica, Gas, Geotermal, Hidroeléctrica, Mareomotriz, Nuclear, Petróleo, Solar y Otros. Esta base de datos contiene 34935 registros (plantas) con una capacidad total instalada de 6535 GW.

La distribución de esa capacidad es como sigue:

	Mundo. Capacidad Plantas Eléctricas (2021)
	TIPO	Capacidad	Plantas	Cap/planta
		GW	Nro.	MW/planta
	Gas	2313	3998	578
	Carbón	1966	2330	844
	Hidroelec	1060	7156	148
	Nuclear	408	195	2092
	Eólica	263	5344	49
	Petróleo	262	2320	113
	Solar	191	10664	18
	Biomasa	34	1430	24
	Desperdicios	15	1068	14
	Geotermal	13	189	67
	Cogeneración	4	41	99
	Otros	4	43	84
	Coque	2	12	202
	Almacenamiento	2	135	13
	Mareomotriz	1	10	55
	TOTAL	6535	34935
	Fuente: WRI                       Infografía: N. Hernández

La grafica a continuación muestra la distribución  de las capacidades por región y tipo de fuente de generación.

                                      

De la grafica se infiere, entre otras, lo siguiente:

• La región con mayor capacidad de generación eléctrica instalada es Asia&Pacifico con 2410 GW. Le siguen. Europa (1648) y Norte América (1411)
• La capacidad de generación eléctrica con carbón es predominante en Asia&Pacifico con 1359 GW, equivalente al 56.3 % del total regional. Esto implica que esta región (especialmente China) tiene que realizar un enorme esfuerzo para sustituir este combustible por uno más amigable al ambiente, de tal manera de poder cumplir con la meta NetZero en el 2050.
• A nivel global, la capacidad de generación eléctrica con base gas tiene predominio con un total de 2313 GW, equivalente al 35.4 % del total. Esto es positivo, ya que este combustible es el ideal para sustituir a las generaciones eléctricas con base carbón y petróleo.
• La capacidad de generación eléctrica con gas es predominante en las regiones: N. América, Europa, CIS y M. Oriente.
• La capacidad de generación eléctrica predominante en S. América es la hidroelectricidad con 161 GW, equivalente al 55.1 % del total para la región.
• Asia&Pacifico es la región con mayor capacidad de generación hidroeléctrica con 409 GW, equivalente al 38.6 % del total global.
• La región con mayor capacidad de generación eléctrica con base nuclear es Europa con 138 GW, equivalente al 33.8 % del total mundial.
• N. América lidera en capacidad de generación eléctrica en eólica con 118 GW (44.8 % del total global). Asia&Pacifico, es el líder en capacidad solar con 92 GW (48.1 % del total global).

Por otra parte, la grafica a continuación, muestra la capacidad de generación eléctrica agrupada por generación sustentable (no emisoras de CO2) y no sustentables. En las sustentables se incluye la generación con base gas, por ser el combustible con menores emisiones de CO2, porque es el sustituto directo en las plantas con base carbón y porque la Unión Europea lo catalogo como generación verde, al igual que la generación con base nuclear. Del grafico se desprende lo siguiente:

• El 71 % de la capacidad de generación eléctrica instalada a nivel mundial clasifica como sustentable. Este es un buen signo, ya que la descarbonización del sector eléctrico global es alcanzable dentro del escenario NetZero.
• Europa, el 86 % de su capacidad de generación eléctrica es sustentable. Su mayor capacidad está basada en gas con 995 GW (60 % del total).
• En lo concerniente a Sur América, el 82 % clasifica como sustentable, debido a su mayor generación con base hidroeléctrica de 161 GW (55 % del total).
• Norte América, presenta el 76 % de su capacidad como sustentable, donde el gas es el principal contribuyente con 592 GW (42 % del total)

 

• Para la región CIS, el 75 % de su capacidad instalada de generación es calificada como sustentable, donde el gas participa con 130 GW (44% del total)
• El Medio Oriente con el 72 % de su capacidad instalada es sustentable, donde 217 MW son con base gas (61 % del total).
• África, muestra que el 58 % de su capacidad instalada es sustentable. Donde 35 GW (28 % del total) están asociados con generación a gas.
• La región Asia&Pacifico, presenta la menor capacidad sustentable con un  41 %. Dentro de esta, destaca la hidroelectricidad con 409 GW (17 % del total). Es en esta región donde hay que realizar mayor esfuerzo para descarbonizar su sector eléctrico, ya que en el mismo predomina la generación con base carbón con 1359 GW (56 % del total). Destaca,  China  con 956 GW (70 % del total regional con base carbón).

La tabla a continuación muestra las capacidades instaladas para USA y China, siendo estos dos países los lideres.

Del total de 1205 GW de USA, 904 GW son sustentables (75 % del total). En lo concerniente a China, 458 GW son sustentables (32 % del total). China tiene que realizar un gran esfuerzo para revertir la preponderancia de las fuentes emisoras de CO2 en su matriz de generación eléctrica y poder asi cumplir con el escenario mundial NetZero para el 2050.

 

	USA - China. Capacidad de Generación Eléctrica  Instalada (GW) (2021)
		TIPO	USA	CHINA
		Gas	546	60
		Carbón	249	956
		Eólica	104	51
		Nuclear	104	33
		Hidroelec	102	259
		Solar	38	55
		Petróleo	37	1
		Desperdicios	10	0
		Biomasa	5	0
		Geotermal	4	0
		Coque	2	0
		Cogeneración	1	0
		Almacenamiento	1	0
		Otros	1	0
		TOTAL	1205	1415
	Fuente: WRI		Infografía: N. Hernández

 

OPEP. Prospectiva Demanda de Petróleo

 

Por: Nelson Hernández

 

1.     1.  OPEP, vislumbra que existe un pico en la demanda de petróleo en el sector de mayor consumo (transporte terrestre) para el 2025. La prospectiva, a mi juicio, no considera la entrada cada vez mayor del carro eléctrico, así como la eficiencia energética de los vehículos a combustión interna. Es de aclarar, que la producción total de vehículos a nivel mundial (eléctrico y no eléctrico), se mantiene en el orden de los 100 millones.

2.      2. En el sector transporte, el único renglón que crece es el aéreo, donde también se hacen esfuerzos para sustituir el jet fuel por otras fuentes energéticas.

3.   3.    En el sector industrial, el renglón de crecimiento es el petroquímico. Sin embargo, la industria petroquímica se encuentra hoy cuestionada por su impacto ambiental en tres de sus principales productos (plásticos, fertilizantes y pesticidas – herbicidas). Por otra parte, existe a nivel mundial una tendencia de sustituir la nafta (materia prima reflejada en la prospectiva) por gas natural. Otros de los productos petroquímicos de gran consumo es la urea y el amoniaco (N + H) que las prospectivas indican que para su obtención y como transporte de energía será utilizado el H2V.

4.      4.  Si tomamos el consumo de petróleo actual que ronda los 100 MBD, y lo comparamos con  el volumen de la prospectiva del año 2045, observamos un crecimiento de 8 MBD en  23 años (348 kBD por año), lo cual luce poco atractivo para los 70 países que hoy producen petróleo. Más aun, dentro de un escenario NetZero para el 2050, aspecto no considerado en la prospectiva OPEP

5.     5. Esperemos que en el documento WOO 2023 de la OPEP, contemple los ajustes necesarios para incorporar en su prospectiva de consumo de petróleo, la transición energética en la que está inmersa el mundo.

Hidrogeno. Prospectiva de Mercado al 2050

 Por: Nelson Hernández

En la transición energética en marcha, el vector energético hidrogeno juega un papel preponderante en la descarbonización de la matriz energética global por su versatilidad de uso, sobre todo si es hidrogeno verde (H2V) (Ver: Hidrogeno. El Estado del Arte ) .

Sin embargo, el mercado de dicho vector hay que crearlo. En tal sentido, el “Global Hydrogen Flows” realizado por Hydrogen Council y McKinsey, analiza una prospectiva de mercado para el 2050.

La grafica a continuacion muestra la prospectiva del flujo de hidrogeno al 2050. Destaca que Europa sera el gran consumidor de hidrogeno.

A continuación algunos TIPS, que se desprenden del estudio de referencia:

• Para 2050, existirá una extensa red que conectará la producción con la demanda global de H2, muy similar a la que hoy existe para el gas y el GNL.
• Es probable que haya más de 40 rutas comerciales de H2 con capacidad de más de un millón de toneladas anuales (MTA), con la más grande de 20 MTA.
• Europa será abastecida principalmente por hidroductos, mientras que Asia será abastecida vía barcos.
• Europa más importaciones de H2V, vía hidroductos, particularmente del norte de África.
• La región del Medio Oriente surgirá como una potencia exportadora de H2V, particularmente con extensos y grandes flujos comerciales hacia Asia, así como  amoníaco y querosén sintético.
• Creciente demanda de acero verde y querosén sintético en Asia y Europa permite escalar las exportaciones sudamericanas.
• Las exportaciones australianas se diversifican a medida que el país se convierte cada vez más en un principal exportador de amoníaco al resto de Asia. Estados Unidos es  también un importante exportador de este derivado.
• Las exportaciones de metanol de América del Norte a China serán facilitadas por la producción de bajo costo y abundante CO2 en América del Norte.
• Para el 2050, la demanda estimada es de 682 MTA, siendo el 71 % de H2V y el resto de bajo carbono. Latinoamérica contribuye con una producción de 49 MTA (7,2 % del total mundial)
• Para mover el H2, para el 2050, se requieren 1100 barcos hidrogeneros (incluyen derivados) y una capacidad para transportar 200 MTA hidroductos. A nivel de barcos, muy pocos pueden ser convertidos, por lo que hay que construirlos. En lo que respecta a los hidroductos, se utilizará mucha infraestructura de gasoductos.
• Para facilitar las exportaciones e importaciones marítimas de hidrógeno y sus derivados, el tonelaje portuario global para los hidrogeneros debe incrementarse a más de 2000 millones de toneladas métricas. Esto es aproximadamente de tres a cuatro veces la capacidad de los puertos de Róterdam o Singapur.
• Las inversiones en el periodo 2025 - 2050, totalizan 400 G$ cada año. De estos 247 G$ (61,8 %) son en la producción de H2V; 51 G$ (12,7 %) en H2 bajo carbono; 40 G$ (10,0 %) en conversión a derivados y 62 G$ (15,5 %) en transporte.
• El costo marginal del suministro competitivo de hidrogeno no debe ser mayor a 2 $/kg. La gráfica a continuación muestra esa competitividad por regiones. De estas la mas competitiva es el este de los Estados Unidos.

 

 

 

Por otra parte, las regiones globales tienen claramente sus roles de liderazgo único en construir  un mercado para comercializar el hidrógeno. Al ejercer esos roles pueden desarrollar beneficios para sí mismos y garantizar la eficiencia en la descarbonización. La grafica a continuacion indica los paises claves para el desarrollo del mercado de H2.

 

El mercado negociado del H2 será cada vez más especializado. Las regiones deben considerar especializarse e invertir con el objetivo de aprovechar su ventaja comercial relativa. Los de menor costo o más competitivos tendrán que producir para usos específicos (nichos de mercados). Otros pueden compensarse si se mantienen ventajosas o materias primas tales como mineral de hierro y dióxido de carbono.

El hidrógeno tiene un largo viaje para convertirse en un producto básico maduro en un mundo descarbonizado. En el corto y mediano plazo, es muy probable que el comercio transfronterizo de hidrógeno comience con acuerdos bilaterales a largo plazo, con contratos y modelos de precios de costo incremental. Ya maduro el mercado, existirán los futuros de H2.

En ese mercado maduro, el H2 y los derivados estarán estandarizados, incluyendo una certificación para aportar transparencia a la huella de carbono del H2. Ya están surgiendo varios mecanismos e intercambios que podrían en última instancia evolucionar para desempeñar estos roles, ya sea a nivel local, regional o global.

La evolución del mercado mundial del gas y del GNL tiene paralelismo con el mercado global prospectivo para el H2. Sin embargo, la clave diferenciadora es que el valor del H2 está contenido tanto en el valor del producto físico como en el valor del atributo ambiental; en otras palabras, la certificación. Esta es vital  para estimular la demanda y permitir  un enfoque basado en el abastecimiento de H2,  permitiendo que la oferta y la demanda se satisfagan de manera eficiente en todo el mundo.

Finalmente, es de resaltar que en mayor o menor grado, todos los países pueden producir H2V, lo que convierte a este vector energético en un factor clave en la seguridad energética sustentable.

Falta mucho por hacer en materia de H2, pero lo importante es que muchos países han tomado conciencia sobre el rol de este en la descarbonización de la matriz energética global, y han iniciado los primeros pasos para hacer realidad un mercado de H2.