Gestión del Agua en tiempos de crisis energéticas y su Costo de Oportunidad

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 ¨No se aprecia el valor del Agua hasta que se seca el pozo¨ 

Proverbio inglés.   

¨En este artículo no se pretende llamar la atención de ninguna institución gubernamental de República Dominicana, ya que el mismo habla sobre una problemática a nivel mundial, y cuando se menciona la palabra Gobierno se refiere a cualquier gobierno del mundo, y se ha sido muy cuidadoso en cada palabra o idea aquí expresada. ¨ 

El vocablo Agua aparece cientos de veces en las sagradas escrituras; es como si la Biblia hiciera alusión y de una manera muy directa a la experiencia humana y religiosa con dicha sustancia. La riqueza de dicho vocablo en los textos sagrados nos demuestra la gran importancia del preciado líquido para aquella época. En dicha época el Agua tenía que ver con todos los aspectos de la vida diaria y para ello usaban varias terminologías que hacían referencia a las condiciones sociales, culturales y atmosféricas, es decir, lluvias estacionales, tormentas, nieve, océanos, ríos, torrentes, pozos, aljibes, y otros términos referentes al uso como beber, bautizar, lavar, sed, purificar. 

Luego de grandes inventos antiguos que evolucionaron a los actuales nuestra relación con el Agua no ha cambiado mucho, pero si han cambiado los términos y la gestión económica de la misma. 

En estos tiempos de pandemias, guerra convencional, bloqueos comerciales y sobre todo escasez de combustibles, situación que pone en riesgo el sector energético a nivel mundial, nos es más urgente que nunca y políticamente correcto la inclusión y gestión del Agua en la agenda de los gobiernos y sus planes estratégicos.

Es por lo antes dicho que nos vemos motivado a plasmar en este artículo algunas situaciones actuales y otras que podrían ser futuras en torno a la gestión del agua y su importancia en esta época de incertidumbre, pero al mismo tiempo de muchos avances tecnológicos.  

Queremos además que estas ideas e informaciones sirvan de reflexión para no olvidar tan importante recurso dentro de la matriz de las energías no contaminantes y recordar que con gran apego a una buena gestión ambiental y un plan hidrológico funcional podrían ser regeneradas varias fuentes de agua desde sus mismos yacimientos, y mantenida desde la cuenca alta, media y baja, como muchos proyectos hídricos lo han demostrado.  

El progreso económico siempre vendrá acompañado de nuevos y mayores desafíos con los cuales se debe equilibrar unos recursos limitados al mismo tiempo que crece la demanda. El agua y la energía son esenciales para la vida, el crecimiento económico y el desarrollo humano. Cuando se tiene un gran crecimiento económico se debería potencializar los ecosistemas para satisfacer demandas insatisfechas de agua y energía. 

El agua y la energía están estrechamente conectadas. Toda central de energía utiliza agua en cada proceso de su etapa de producción. Y la provisión de los servicios de agua necesita de la energía. Por esto se requiere de una respuesta integral y coordinada para enfrentar los desafíos que interrelacionan a estos dos servicios. 

Las medidas no pueden consistir en seguir opciones que resuelvan la escasez de energía aumentando la escasez de agua, tampoco que optimicen la seguridad hídrica agravando los problemas de energía, y mucho menos querer resolver ambos problemas comprometiendo el medio ambiente. 

Las consecuencias de ver la conexión agua-energía como dos desafíos por separados son negativos para el medio ambiente. Tener una visión amplia del conjunto agua-energía nos permite avanzar en comprender las interdependencias y dificultades de ambos servicios. Una vez se tengan los detalles de la interdependencia del agua y la energía se pueden tratar una gran variedad de problemas que alcanzan desde la gestión de los servicios hídricos a gran escala hasta el diseño de sistemas de energía eficientemente sostenibles. 

Estamos muy seguros que la mayoría de todos ustedes, los profesionales de la energía sostenible y defensores del medio ambiente conocen al detalle, han visto o al menos escuchado de varias tecnologías futuristas y oportunidades inexplotadas que sirven para aumentar la oferta de agua y energía, entonces es nuestro deber hacer eco, servir de intermediarios, difusores y auspiciadores de dichos avances.  

’’Actualmente estamos en una época donde urge y se necesitan más actores políticos profesionales y éticos; que más profesionales actualizados incursionen y aspiren a dirigir la ¨cosa nostra¨, profesionales que no teman enfrentar y dirigir el tren gubernamental, profesionales preocupados por el desarrollo económico de la nación, pero conscientes de que esto no basta, estos nuevos actores deberían velar además por el crecimiento ético de las personas.’’ 

Para encontrar un equilibrio óptimo y sostenible en el tiempo entre la oferta y la demanda de agua y energía se necesitan de unos recursos económicos y de una tecnología que muchos conocemos está disponible en el mercado.  Pero una vez obtenido los recursos y dicha tecnología, no se alcanzará el objetivo si las instituciones u organismos competentes no hacen cambios radicales en su forma de actuar.

Una estrategia del nexo agua-energía debe pensarse y diseñarse para el largo plazo, dentro de dicha estrategia se debe tener todo un portafolio de posibles fuentes de agua y energías alternativas, a la vez que se trazan pautas para cuidar el medio ambiente. Lo más básico que se debe mirar en unas estrategias responsables ambientalmente es la de recuperar ecosistemas destruidos por la irresponsabilidad humana y también de causas fortuitas. Concientizar, imponer y vigilar bajo un régimen de incentivos, pero con consecuencias punibles, las buenas prácticas agrícolas, ganaderas y forestales que permitan mantener el agua a lo largo de las cuencas de los ríos. Uno de los métodos más poderosos para mitigar las sequias es precisamente recuperar fuentes de agua y la reforestación de sus laderas. 

En consecuencia, a todo esto, debemos decir que el agua y la energía son servicios básicos pero muy importantes ya que mejoran las condiciones de salud, educación y alimentación de un pueblo o nación. Según un estudio de la ONU, aproximadamente el 40% de la población mundial depende de la leña o carbón para cocer sus alimentos. Al respirar el humo tóxico que se desprenden del carbón se obtienen enfermedades que causan la muerte cada año de al menos 2 millones de personas, y siempre son mujeres y niños. 

Estrategias y Políticas Públicas 

Sin pretender desestimar la opinión de los verdaderos eruditos en temas combinados de energía, recursos hídricos y sociedad, redactaremos algunas medidas que con buena fe podrían llevarse a vistas públicas, y poder convertirse en acciones concretas.  

Se propone lo siguiente:

•Legislar para establecer, como materias básicas en las escuelas, libros y material didáctico sobre energía y su relación con la sociedad y el medio ambiente.   

•Diseñar una campaña de concientización a nivel nacional sobre la protección de nuestras fuentes acuíferas.

 •Destinar fondos por ley para la sostenibilidad de proyectos hidroeléctricos de pequeña y gran escala.

•Realizar investigación de políticas en otros países sobre su gestión relacionada con los incentivos a fuentes de energía hidroeléctricas.

•Aumentar la cartera de Proyectos Hídricos, principalmente los diseñados para pequeños sistemas aislados, de manera que las comunidades de lugares lejanos de las redes centrales de energía se puedan beneficiar y las redes de distribución de esos lugares puedan ahorrar tanto en estructuras como en energía servida. 

• Creación e incentivo de las cooperativas de energía para mini hidroeléctricas.

•Gestionar mayor inversión para rehabilitar y modernizar el parque hidroeléctrico existente. 

•Agendar la investigación y desarrollo sobre centrales Hidroeléctricas Reversibles ya que, desde hace mucho tiempo, años 1920, se ha demostrado su eficacia, es muy confiable, y es una alternativa de bajo costo para almacenar energía, y actualmente es una tecnología muy difundida en el mundo. A todo esto, se le puede sumar que las Hidroeléctricas Reversibles causan, por mucho, un menor impacto al medio ambiente. 

•Revisión y ajuste de beneficios hacia las hidroeléctricas contemplados en los reglamentos de energía, sobre las cobranzas y precios de energía activa y reactiva, servicios auxiliares y otros beneficios que se pudieran obtener. 

Sostenibilidad de los servicios 

La sostenibilidad o sustentabilidad como también se le puede llamar, no es más que las medidas o acciones tomadas para satisfacer algunas necesidades actuales sin comprometer las necesidades de generaciones futuras. 

En varias partes del mundo se definen cuatro tipos de sostenibilidad, estando curiosamente entre las primeras, la sostenibilidad de la energía y el medio ambiente como materia principal de la agenda. Las otras dos son la sostenibilidad social y la sostenibilidad económica. 

Según un informe mundial de las naciones unidas sobre los recursos de agua y energía, para el año 2030 se espera un incremento de un 55% en energía sobre el consumo actual, esto debido a dos factores básicos que son el crecimiento de la población y el aumento de mejores estándares de vida. Se necesitan 396.3 galones de agua y unos 10 mega Julius de energía para producir 2.2 libras de trigo, y para producir 2.2 libras de carne se consumen casi 10 veces más agua y 20 veces más energía. 

Todo este panorama combinado a otras demandas sociales y económicas podrían perjudicar seriamente el medio ambiente a nivel mundial y todo el bien-estar que se ha logrado hasta ahora. Alimentar al mundo en el año 2050 requeriría que se incremente la producción de alimentos hasta un 70%, por lo que se incrementaría un 50% más de agua, ya en 2025 dos de cada tres países pueden sufrir escases de agua. 

Impacto ambiental

Como resultado de la quema de combustibles fósiles para generar energía, y la tala de árboles para leña, se describen varias oportunidades a considerar.

• Las lluvias ácidas a nivel mundial producen un gran impacto al medio ambiente, estas provienen de la combinación de la humedad del aire con óxido de nitrógeno, dióxido de azufre y otras partículas emitidas por las grandes centrales eléctricas, fábricas y vehículos. Este tipo de lluvia provoca daños a la agricultura y ecosistemas.  

• La sedimentación, que ocurre al talar los árboles cerca de las cuencas de los ríos, acumulándose tierra en el fondo de los cuerpos de agua y disminuyendo la capacidad de almacenaje de ríos y lagos. Esto impacta grandemente a los ecosistemas y las comunidades que al quedarse sin fuentes de agua tienen que desplazarse a otros territorios. 

• Las fuentes de contaminación atmosférica pueden ser naturales, como su nombre lo indica, y antropogénicas causadas por la intervención humana, según estudios realizados por la ONU, cerca del 80 % de las aguas servidas o residuales a nivel global no son recogidas para luego ser tratadas y vertidas a los ríos, lagos y zonas costeras. El tratado de las aguas servidas requiere un gran uso de la energía eléctrica. 

Instrumentos Económicos y Políticos 

La creación e implementación de alianzas público-privado puede ayudar enormemente a crear estrategias para la sostenibilidad y el desarrollo de instrumentos económicos.  El compromiso del sector privado con los adecuados instrumentos económicos que más se identifiquen a sus empresas puede traer consigo la creación de nuevos empleos sostenibles en determinadas comunidades. El colectivo público asociado a la toma de decisiones grupales debe tener el compromiso de crear actividades políticas para el bien común como por ejemplo la correcta distribución de los recursos.  

Algunos instrumentos propuestos:

Económicos 

• Las instituciones de un gobierno deben estar dispuestas a dar una rendición de cuenta muy detallada de sus políticas operativas, es decir, la transparencia gubernamental debe imperar por sobre todo, permitiendo a la ciudadanía tener acceso a la información de las inversiones en agua y energía, de las subvenciones, de las fórmulas y sus sistemas de precios. Aplicar estas medidas generará mayor confianza en el sector privado, el cual eventualmente se podría interesar en realizar algunas inversiones.  

• Pagos por Servicios Ecosistémicos, son incentivos que se le otorgan a los agricultores y granjeros a cambio de gestionar sus tierras y actividades de manera que ofrezcan un servicio ecológico. En el pasado el Banco Mundial ha servido de promotor de este tipo de iniciativas.  

• Incentivos o beneficios fiscales, estos son un ahorro para el patrimonio de una empresa o persona física al pagar menos impuestos. Los mismos ayudan a favorecer algunas actividades ecológicas en beneficio del medio ambiente. 

Políticos 

• Crear organismos reguladores o mejorar los que ya están, para identificar las oportunidades de mejora y reducción de pérdidas tanto en agua como energía. 

• Incrementar los procesos participativos para que la comunidad consumidora de agua y energía pueda aportar a que se generen cambios en las políticas y leyes para flexibilizar el acceso a los servicios.

• Crear grupos de interés con objetivos a largo plazo para motivar al sector privado, a los gobiernos y otras partes interesadas en hacer inversiones para el ahorro y eficiencia de agua y energía. 

El futuro del Agua en Wall Street

El preciado líquido alcanzó a la Bolsa de Nueva York esta semana a un precio de US$486,5 por acre-pie y apuntó una ganancia de 1,06%. 

Así lo publicó el periodista Jonathan Toro, del periódico colombiano digital La República. 

Realmente no lo podemos considerar como una idea asombrosa el hecho de que el agua se pueda cotizar en el mercado bursátil de EE.UU., ya que, en el estado de California, por ejemplo, hace muchos años se ha estado pagando (entre los agricultores) el derecho de paso y/o de uso del agua. Esta práctica es muy común en todo el mundo en el sector agrícola, pero de un modo informal. Lo que sucede es que, debido a la escasez de agua en algunos sectores agrícolas, si un granjero no tiene riego de tierra en un tiempo determinado, pero tiene agua disponible en sus tierras, este la concede a otro que si la esté necesitando y ahí comienza la transacción comercial del agua. 

El mercado de futuros es la elaboración de contratos de compra y/o venta de ciertos bienes, que se consiente negociar desde el presente con un precio, una cantidad y una fecha de vencimiento futura establecidas de antemano, es decir, es una herramienta utilizada para asegurar la disponibilidad de un bien antes de que pueda escasear. 

Habiendo explicado todo esto, el agua ingresó al mercado de futuros de Wall Street bajo el índice Nasdaq Veles California Water Index, que funciona desde 2018, y se encarga de grabar los precios de los futuros del agua apoyado en las 5 principales zonas de California con mayor volumen de transacciones de este tipo. Es bueno aclarar que realmente lo que se cotiza en el mercado bursátil de California no es el Agua como tal, tampoco el Agua de todo el mundo, más bien se cotizan los derechos de uso del Agua, con la característica de que este derecho de uso involucra cierta cantidad de agua y un tiempo definido. 

El índice Nasdaq Veles California Water (NQH2O) es un índice de referencia establecido para los precios del agua, brinda mayor transparencia y supervisión de precios para la industria y sus participantes. El Nasdaq es el acrónimo de National Association of Securities Dealers Automated Quotation y es la segunda bolsa de valores electrónica automatizada más grande de Estados Unidos. Veles es una empresa de productos financieros, especializada en precios del agua, productos financieros del agua y metodologías económicas y financieras del agua. Nasdaq y Veles se asociaron en una consultora económica líder en comercio de agua y desarrollaron el Nasdaq Veles California index, en al año 2018.    

Finalmente, y a nuestro entender, es hora de aplicar medidas drásticas para hacer entender a la humanidad el valor inalienable del preciado líquido. Es muy posible que, al implementarse algunas herramientas económicas con relación a los derechos de uso y los precios del agua, esta suba el nivel de importancia ante la industria y la sociedad, aumentado así el cuidado del Agua.  

Plan Hídrico de un País

El plan Hidrológico Nacional de un país debiera ser, a nuestro entender, y por el tema tan importante que ocupa, un instrumento legislativo con poder legal, (aprobado por una asamblea legislativa, parlamento o un congreso de diputados), donde se ordenan y administran los recursos hídricos de un país, bajo los preceptos de sostenibilidad y buenas prácticas medioambientales. Este plan debe alinearse a identificar y corregir los problemas de abastecimiento de agua a la población, así como diversas actividades económicas relacionadas al consumo de la misma, y a eliminar el problema del dominio público hidráulico y sobreexplotación de acuíferos. 

El recurso agua de una nación debe ser considerado tan importante como cualquier otra fuente de ingresos estatales como lo es la minería en muchos países, oro, energía, ganadería, es decir, debiera estar a la altura económica y legal como otros commodities de una nación.  

Un plan hidrológico común ofrece los siguientes beneficios:

• Gestionar los recursos de agua en las cuencas de los ríos. 

• Establecer las políticas y restricciones a nivel nacional para el mejor aprovechamiento de los recursos hídricos.

• Someter y hacer cumplir los reglamentos bajos las cuales se regirán los usos de agua en los sectores regionales de agricultura, ganadería, urbanos, industriales y otros por haber. 

• Gestionar los proyectos pertinentes priorizando el cuidado del medio ambiente.    

Objetivos y alcance de un plan Hídrico

Técnicamente el objetivo es beneficiar una administración integral de los recursos hídricos de una nación, diseñando estrategias e instrumentos de gestión para procurar la distribución equitativa de los recursos agua y sus restricciones. 

Idealmente, a nuestro entender, el objetivo principal debiera ser la sensibilización de toda la nación, crear estrategias y políticas reglamentarias para educar constantemente a la población tanto urbana como rural. Diseñar campañas de capacitaciones en los lugares de interés como cuencas y nacimientos de ríos, una vez entrenado dicho capital humano contratarlo como guardianes de estos recursos, sistema este usado en muchos países desarrollados como Estados Unidos, Alaska, Canadá, UE, dejando buenos resultados.     

Desafíos 

Al diseñar e implementar un plan Hídrico se encontrarán algunos desafíos, aquí solo mencionaremos los más críticos y comunes según la experiencia general:

Acceso al agua: se debe procurar una estrategia que reconozca por cada zona de interés los roles de cada sector económico y social en dicha región, para ofrecer una correcta distribución de los recursos. 

Erosión de los suelos: la primera causa es la deforestación, muchas veces debido a la ganadería y la más común según nuestra experiencia es la provocada para emprender pequeños cultivos de sustentación familiar. Estas malas prácticas realizadas por desconocimiento y falta de entrenamientos técnicos para cultivar, crean arrastres de sedimentos a las cuencas bajas provocando inundaciones. 

Contaminación de las aguas: la falta de plantas de tratamientos de aguas servidas son la causa principal a nivel mundial de este problema.  

Uso ineficiente del agua: el uso irracional del agua por parte de la ciudadanía y la falta de mantenimiento de las redes de distribución son el principal problema. 

Situaciones Hidrológicas fortuitas: la escasez de agua y las lluvias extremas provocan condiciones desfavorables a la gestión de un plan hídrico.  

Central Hidroeléctrica Reversible 

O central de bombeo, es una central hidroeléctrica que además de generar energía por medio de su embalse principal de agua, tiene la capacidad de re-usar el agua ya turbinada a través de bombas de agua y depositarlas nueva vez en un embalse predeterminado y comenzar el ciclo sucesivamente. 

Este método es visto como uno de los mejores medios para almacenar energía en grandes cantidades. De esta manera se puede contribuir con la regulación de la carga en las redes eléctricas, ya que se puede satisfacer cierta demanda en horas picos y almacenar agua/energía en horas valle.  

La eficiencia económica de este tipo de hidroeléctricas varía mucho, aproximadamente entre 70 y 80 %, algunas fuentes confirman que puede llegar hasta un 87%, incluyendo las perdidas por evaporación del agua de la superficie más las perdidas por conversión. A pesar de ser uno de los medios más rentables de almacenar energía, los altos costos de inversión y los factores geográficos muy específicos que se necesitan, hacen de este modelo una decisión critica a la hora de proponerlo. No obstante, a todo esto, podemos mitigar ciertas desventajas debido a la larga vida útil de hasta 75 años o más de dichos proyectos.  

La primera vez que se usó este sistema de almacenar energía por bombeo fue en los años 1890 en Italia y Suiza. Ya para los años 1920 estaban disponibles las turbinas hidroeléctricas reversibles.  

Costo de Oportunidad   

El costo de oportunidad son los beneficios que dejamos de recibir por el hecho de no haber elegido la mejor alternativa posible. El término costo de oportunidad también es denominado como el valor de la mejor opción no seleccionada. 

En palabras llanas, el costo de oportunidad es el beneficio económico (o cualquier otro bien) que dejamos de percibir por no elegir otra oportunidad de negocio más rentable.  

El agua almacenada en los embalses de las plantas hidroeléctricas con capacidad de regulación posee un costo de oportunidad, el cual explicamos a continuación. 

Dicho costo de oportunidad se debe a su característica de poder desplazar energía térmica en un margen de tiempo determinado.

En este caso se pueden desarrollar dos aspectos funcionales de cualquier central generadora de energía hidráulica, como son el aspecto económico, que se sustenta en el cálculo del costo de oportunidad del agua embalsada, y el aspecto operativo. Para nuestro argumento solo hablaremos del costo de oportunidad. 

En varios países se justifica el concepto de que cuando una máquina térmica es desplazada por una central hidráulica, el precio del Mwh de dicha planta térmica debe pasar a ser el precio del Mwh de la central hidráulica, aprovechando con esto el costo de oportunidad o valor del agua, para la central hidráulica. Lo mismo para los despachos hidrotérmicos, y aún en condiciones de energía hidráulica limitada, dicha energía debiera tomar un valor monetario como si resultara en su totalidad de una planta térmica. 

También se ha criticado el hecho que algunas centrales hidráulicas con capacidad de regulación se despechan con alta carga en periodos del día donde no se encuentra generando alguna unidad térmica y luego estas son forzadas a disminuir potencia cuando se sincroniza una unidad térmica. Esta situación ha coincidido con que algunas centrales hidráulicas generan más potencia en el periodo donde el costo marginal es más bajo y luego se le reduce su generación cuando el costo marginal es alto.

Este tipo de maniobras arriba mencionadas pueden encajar perfectamente con algún tipo de despacho técnico o despacho económico preferencial, pero no así para el concepto del valor del agua en el corto plazo. Es por esto que recomendamos acoger el concepto del valor del agua ya que traería ventajas como:

· Hacer los costos marginales más predecibles para este tipo de despachos. 

· Valorizar más los servicios de regulación de frecuencia secundaria para estas unidades hidráulicas.

· Motivar la justa remuneración de los servicios auxiliares y comprometer más a las empresas de generación hidráulica a seguir los regímenes de despachos que se consideren forzosos.  

Conclusiones 

Se han presentado varios conceptos en este artículo esperando sean de provecho para quienes dirigen la universalidad de la ¨cosa nostra¨ concernientes a los temas aquí tocados. 

En un despacho de energía donde se consideren las bondades del valor del agua se debería vigilar la manera en que se determina el costo marginal del sistema, y es que este no debe ser calculado como si todo el sistema de energía fuera basado en plantas térmicas. 

Un sistema de energía eléctrico de todo un país tiene una demanda completamente inelástica y por esto es necesario que se normen prácticas y políticas para prevenir acciones manipuladoras de los costos marginales del corto plazo, ya que estos tienen alta sensibilidad a los precios de la última máquina despachada. 

Por ultimo queremos decir que usar correctamente y de manera óptima los embalses de agua de una generadora hidráulica y basar los precios de costos de los despachos hidrotérmicos en los conceptos del costo de oportunidad del agua aquí expuestos, no debiera ser una decisión optativa, si no obligatoria. 

El autor agradecería cualquier corrección o sugerencia, ya que este artículo contiene una gran cantidad de información factual y heurística, conceptos propios y de entrevistas a personas expertas en medio ambiente y energía.  

Willy Chamberal Villa Tineo. M.E.E./ M.G.P. 
IEEE Professional Member
IEEE Power & Energy Society
Interest in: Smart Grid & Sustainable Energy

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