Evolución de la energía en las Galápagos

Encargado por el gobierno ecuatoriano para resolver un problema ambiental complejo que enfrentan las Islas Galápagos, uno que amenazaba la designación de la UNESCO como santuario biológico y sitio de patrimonio mundial, Siemens ha desarrollado un sistema híbrido de generación de electricidad utilizando combustibles renovables que podrían servir como modelo para la energía limpia en las próximas décadas.

 

Escrito por: Chris Kraul 

La motivación para este proyecto giró en torno al reemplazo del sistema de energía eléctrica altamente contaminante en la isla Isabela, la mayor de las 21 islas del parque nacional y la plataforma de lanzamiento para decenas de miles de turistas de todo el mundo que cada año realizan excursiones en barco por el archipiélago y su maravillosa vida silvestre. Hasta octubre, la isla y sus hoteles, restaurantes y 2,500 residentes permanentes recibían servicios de una planta a diésel que emitía altos niveles de smog y ruido.

 

La UNESCO estaba preocupada no solo por la contaminación, sino también por los riesgos incurridos por la entrega del combustible diésel de la planta por barco desde el continente a 600 millas de distancia. En los últimos años, se derramaron dos grandes cargas de combustible durante el traslado del barco a la central eléctrica, lo que ensució la costa de la isla y amenazó el frágil ecosistema. La agencia cultural de las Naciones Unidas notificó a Ecuador que había que encontrar una solución de energía eléctrica más limpia o que las Galápagos podrían perder su codiciada distinción de "patrimonio mundial".

 

Ecuador, con el apoyo clave del gobierno alemán, invitó a las empresas de ingeniería globales a presentar ofertas para diseñar un sistema confiable y ecológicamente limpio utilizando combustibles renovables, pero los desafíos técnicos y logísticos de la construcción y el mantenimiento de dicho sistema en una isla remota era todo un reto. Al final, Siemens fue el único postor. Su propuesta: Una planta de energía "híbrida" que combina la generación de energía solar con un componente de energía de biocombustibles que utiliza una planta (Jatropha) poco conocida como su fuente de energía.

Una escala más pequeña para la sostenibilidad del sitio

Con solo 1,8 megavatios de capacidad máxima, la propuesta de Siemens era una planta de energía con una pequeña fracción de la potencia generacional que la empresa está acostumbrada a construir. Por ejemplo, entre las centrales eléctricas mundiales que Siemens puso en servicio este año, hay tres en Egipto, que, combinadas, son capaces de generar 14,400 MW de electricidad. Pero para Siemens, el tamaño no fue el problema decisivo, declaró Sajjad Khan, gerente de Siemens para el proyecto energético de Galápagos. A la empresa le intrigaban los desafíos logísticos del proyecto Isabela, la importancia de preservar un ecosistema único para las generaciones futuras y probar la innovadora tecnología del sistema híbrido como parte de su compromiso con la sostenibilidad.

 

“Decidimos invertir en esta tecnología porque creemos en la filosofía general que la respalda, un proyecto 100% renovable", dijo Khan. “Combina la intermitencia de la energía solar con otra fuente de combustible renovable en la que se puede confiar. Fue una oportunidad para introducir la tecnología y probarla para otros futuros proyectos", señaló Khan.

La tecnología renovable del sistema híbrido consta de tres componentes principales: una “granja” de energía solar de 952 kW que consta de unos 3,024 paneles fotovoltaicos; un sistema de generación de biodiesel de 1625 kW formado por cinco grupos de generación de 325 kW, y un elemento de almacenamiento de batería que puede agregar 660 kW instantáneamente cuando sea necesario. Unirlo todo es un sistema de control único que Siemens está mostrando en Isabela. Incluye un software patentado para administrar, entre otras funciones, los flujos de energía hacia y desde las baterías.

Un nuevo biocombustible

El sistema ha estado en pleno funcionamiento desde octubre, pero solo después de un extenso período de prueba en proyectos piloto en Ecuador y en una maqueta en Alemania. Instalar el proyecto con sus 600 toneladas de maquinaria y material de construcción fue una tarea enorme, que se hizo inusualmente compleja por el hecho de que no hay muelles ni embarcaderos en la isla Isabela en los que puedan atracar los buques.

 

La nueva planta de energía híbrida ya ha brindado impresionantes beneficios ambientales. Al evitar quemar 33,000 litros de diésel que alimentaban la antigua planta cada mes, la nueva planta de energía ahorró 88 toneladas de emisiones de CO2 y una entrega de combustible durante octubre. Además, la nueva planta es mucho menos ruidosa y opera a una reducción promedio de 30 decibelios, que es la diferencia percibida entre una sierra de calar y una conversación a bajo volumen. Y el sistema demostró ser confiable, operando al 99% de su capacidad.  

Decidimos invertir en esta tecnología porque creemos en la filosofía general que la respalda, un proyecto 100% renovable”.
Sajjad Khan, Gerente de Siemens para el proyecto de energía de Galápagos

Un aspecto novedoso del componente de biodiesel del proyecto es su uso de Jatropha, también conocida como nuez de Barbados, como fuente de combustible. La nuez, que crece en áreas tropicales en varios países de América del Sur, incluido Ecuador, está compuesta de un 40% de aceite que se puede procesar en un biodiesel de alta calidad. Pero la nuez hasta ese momento no se había probado y, por lo tanto, se enviaron a Alemania más de 5,000 litros de combustible para pruebas previas antes de la aprobación final. Todo el sistema se sometió a una prueba de seis semanas en una maqueta cerca de Hamburgo el año pasado, lo que demuestra el funcionamiento preciso de la planta incluso antes de ser enviado a su destino final.

 

Los aspectos especiales de este tipo novedoso de planta híbrida demandan un alto grado de confiabilidad para alimentar una isla completa como una fuente única. La puesta en marcha no registró problemas, y gracias al extenso trabajo de I + D invertido en el desarrollo de la solución y las pruebas prolongadas e intensivas, Siemens pudo garantizar el rendimiento de la planta de energía híbrida. Un monitoreo remoto de la planta desde Austin / Texas y Múnich / Alemania hace que toda la experiencia de Siemens en la generación de energía esté disponible para los operadores locales de la planta.

Se ha establecido una planta de procesamiento de Jatropha con personal de una cooperativa local en la región costera de Manabí, en Ecuador, para suministrar biocombustibles a la nueva planta de Isabela, que a diferencia de los combustibles fósiles se degradaría relativamente rápido si se produjera un derrame durante el transporte.

 

El resultado es un sistema que Siemens describe como único en el mundo por su "alta penetración", una referencia al hecho de que la energía fotovoltaica que genera el sistema durante el día supera la demanda de energía actual de la isla Isabela. Además, el exceso de energía fotovoltaica generada se almacenará en el sistema de la batería, permitiendo el cierre completo de los grupos de generación, brindando estabilidad durante el día y dándole tiempo para empezar a operar a las unidades de energía de biodiesel cuando las nubes lleguen. 

Un modelo para pequeños sistemas de generación híbrida

Siemens ve la operación exitosa del sistema de energía híbrido de Isabela como un "punto de activación" para futuras ventas. Se espera que otras islas en el archipiélago de Galápagos también lo instalen eventualmente, e Isabela, donde la demanda de energía crece a un 5-10% por año, es probable que pronto expanda su nueva planta híbrida.

 

Fuera de Ecuador, existe un enorme mercado potencial en las islas del Caribe y el Pacífico, por ejemplo, que enfrentan desafíos ambientales y de suministro de combustible similares a los de Galápagos. Lo mismo podría decirse de las ciudades aisladas de la selva o los proyectos mineros a gran escala, o en cualquier lugar donde se utilice diésel altamente contaminante como combustible primario para la generación de energía eléctrica.

2018-11-30

Chris Kraul es un escritor independiente con sede en Bogotá, Colombia.

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