Incidencia social de una industria nacional de inversores

Introducción

Uno de los principales ejes considerados en el modelo actual de la Transición Energética (TE), por parte de la Secretaría de Energía (SENER) en el país, es el ser socialmente más incluyente; mediante acciones ordenadas y programadas. Al respecto, se considera que la oportuna creación de una industria nacional de inversores para el sector fotovoltaico nacional, puede tener serias aportaciones con trascendencias económicas sin precedentes, propiciando círculos virtuosos que contribuyan no sólo a establecer una exitosa TE en el país, sino también a resolver estratégicamente importantes problemáticas socioeconómicas, tanto las esperadas, como aquellas que han trascendido por décadas, dada las implicaciones de su solución. Es decir, dentro de las esperadas están la generación de empleos, impulso a la industria nacional y la reducción de importaciones. Dentro de las trascendentales se pueden citar las relacionadas con las tarifas eléctricas, las cuales tienen implicaciones económicas, no sólo para la sociedad en sí, sino también para el erario, cuando cada año debe aportar los subsidios correspondientes.

De esta manera, dado que la Ley de Transición Energética (LTE) mandata proponer mecanismos de apoyo que promuevan la integración de sistemas de Generación Distribuida (GD), con factibilidad técnica y económica, incluyendo los de generación a partir de Energías Renovables (GR). Sin duda, de acuerdo con la experiencia en investigación aplicada en ER, por más de 40 años en México, el Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias (INEEL) considera que la creación intencional de la industria nacional de inversores fotovoltaicos cumple y apuntala cabalmente con este ambicioso propósito; dado que los sistemas fotovoltaicos están siendo el pilar principal de la GD en el país cuya tendencia es a la alta y de manera exponencial (como el INEEL, junto con otras cuantas instituciones pioneras, lo estudiaron previamente).

Dada la envergadura del tema abordado y los fines demostrativos del impacto que puede tener en la sociedad mexicana -a nivel cualitativo-, la oportuna creación de esta inexistente industria nacional, en este artículo sólo se analiza el caso correspondiente a los usuarios de las tarifas en Baja Tensión (BT). Por ello, se inicia brevemente con la presentación de la clasificación de las tarifas eléctricas en BT.

Clasificación de las tarifas eléctricas

La presente clasificación sólo se enfocará al sector de usuarios de BT de la Comisión Federal de Electricidad (CFE), por lo que se abarcará el sector residencial y parte del comercial; que prácticamente corresponde a las micro, pequeñas y medianas empresas (MiPyMEs). Se aborda primeramente el sector comercial y finalmente, el residencial.

A. Clasificación tarifaria de las MiPyMEs

Las MiPyMEs del país están clasificadas en tarifas generales en BT y media tensión. El esquema tarifario que les aplica, de acuerdo con la CFE, se muestra en la Tabla 1. De ellas, las tarifas de interés para el análisis en BT, corresponden a las dos primeras.

ID	Tarifa	Siglas
1	Pequeña Demanda (hasta 25 kW-mes) en Baja Tensión	PDBT
2	Gran Demanda (mayor a 25 kW-mes) en Baja Tensión	GDBT
3	Gran Demanda (menor a 100 kW-mes) en media Tensión Ordinaria	GDMTO
4	Gran Demanda (igual o mayor a 100 kW-mes) en Media Tensión Horaria	GDMTH

Tabla 1. Esquema tarifario en MiPyMEs.

B. Clasificación tarifaria en el sector residencial

De acuerdo con el esquema tarifario vigente de la CFE, las tarifas para el sector residencial, clasificadas como domésticas, son las enlistadas en la Tabla 2.

ID	Tarifa	Características	Localidad de ejemplo	Límite DAC (kWh/mes)
1	1	Cargas conectadas individualmente a cada residencia, apartamento, apartamento en condominio o vivienda.	Cuernavaca, Mor.	250
2	1A	Localidades cuya temperatura media mensual en verano sea de 25°C como mínimo.	CDMX	300
3	1B	Localidades cuya temperatura media mensual en verano sea de 28°C como mínimo.	Chihuahua, Chih.	400
4	1C	Localidades cuya temperatura media mensual en verano sea de 30°C como mínimo.	Monterrey, N.L.	850
5	1D	Localidades cuya temperatura media mensual en verano sea de 31°C como mínimo.	Cancún, Q.R.	1,000
6	1E	Localidades cuya temperatura media mensual en verano sea de 32°C como mínimo.	La Paz, B.C.S.	2,000
7	1F	Localidades cuya temperatura media mensual en verano sea de 33°C como mínimo.	Mexicali, B.C.	2,500

Tabla 2. Esquema tarifario doméstico.

Asimismo, en el sector residencial se maneja la tarifa DAC (Demanda de Alto Consumo), la cual -como su nombre lo indica-, aplica para todos los usuarios que incrementan su consumo mensual promedio, sobrepasando el límite establecido para cada tarifa (última columna de la Tabla 2). En esta tarifa el costo del kilowatthora es mayor porque es retirado el subsidio gubernamental correspondiente.

En la Tabla 2 se puede identificar la asociación directa que tiene la clasificación de las tarifas con la temperatura de la localidad; esta última relacionada directamente con el nivel de irradiación solar recibido -aunque no como único factor, por supuesto-. A manera de ejemplo y para un mejor mapeo, se indican algunas de las ciudades en donde son aplicadas cada tarifa. De esta manera, de la Tabla 2 se deduce que, a mayor temperatura, se espera un mayor consumo de electricidad por parte de los usuarios de la región correspondiente, dado lo indispensable que resultan los equipos de climatización, y por ende, el subsidio del erario también será mayor.

Sector comercial: MiPyMEs

Para demostrar cualitativamente la incidencia social que puede tener el impacto de la industria nacional de inversores FV en la sociedad mexicana, específicamente en el sector de MiPyMEs en BT, se tomará de referencia un estudio reciente del INEEL para la ICM (Iniciativa Climática de México) titulado "Estudio de mercado de tecnología solar fotovoltaica distribuida para MiPyMEs" . En él se analizó la base de datos Usuarios y Consumo de Electricidad por Municipio (2010-2017) de la CFE.

Se concluyó que, la cantidad significativa de usuarios catalogados como micro empresas y que están clasificados en la Tarifa PDBT, es de 4 millones en todo el país. En la Figura 1 se puede ver que dicha cantidad representa prácticamente al 92% del total de los usuarios en las cuatro tarifas descritas en la sección 2-A. De acuerdo con los resultados del análisis del INEEL, se puede garantizar un alto potencial FV en los usuarios MiPyMEs en la tarifa PDBT.

A. Capacidad promedio del sistema fotovoltaico por usuario y municipio

Asimismo, se estimó la capacidad promedio del Sistema Fotovoltaico Interconectado (SFVI) por usuario MiPyME y municipio, mediante el cual podrían reducir su consumo actual de energía eléctrica y en consecuencia la facturación correspondiente. Adicional a lo anterior, durante el periodo de vida del SFVI que va de los 25 a los 30 años -dependiendo de la tecnología de los módulos FV-, con el SFVI estimado recuperaría la inversión en un lapso óptimo y el resto del tiempo comenzaría, no sólo a seguir sustituyendo energía convencional por limpia (promoviendo el cuidado del medio ambiente y contribuyendo a reducir GEI), sino también ahorrando economía; incluso por la venta de energía excedente (cuando el SFVI produce mayor energía que la que se consume en el inmueble), la cual es registrada por el medidor.

La magnitud estimada en el Estudio del INEEL, de la capacidad promedio del SFVI, dependió básicamente de los consumos de electricidad reportados para cada usuario; esta estimación fue un valor promedio por usuario a nivel municipio. Los resultados se reportaron de forma global para el grupo de usuarios por tarifa y en ellos se indicó la capacidad promedio estimada (presentada en rangos de potencia instalada; esto es en kilowatts pico, kWp) del SFVI.

B. Caso de estudio: Tarifa PDBT

La capacidad promedio del SFVI resultante por usuario para las MiPyMEs en Tarifa PDBT -nuestro caso de estudio-, se estimó que debe estar entre 1 y 30 kWp para todo este grupo. De acuerdo a sus demandas, el análisis de la estimación arrojó la subdivisión de dicho rango en cuatro partes, las cuales son:

a) SFVI con capacidad de 1 a 3 kWp
b) SFVI con capacidad de 3 a 5 kWp
c) SFVI con capacidad de 5 a 10 kWp
d) SFVI con capacidad de 10 a 30 kWp

En la Figura 2 se muestran gráficamente dichos resultados y en ella resalta la mayor cantidad de municipios en donde cada usuario podría instalar entre 1 y 3 kWp; es decir, el 92.7 % del total. Esto es razonable considerando la gran cantidad de microempresas como tiendas, refaccionarias, ferreterías, tintorerías, entre muchas otras.

La Figura 3 muestra uno de los resultados más relevantes del Estudio de mercado del INEEL, que consiste en la capacidad total estimada; con base en el consumo eléctrico total de los usuarios MiPyMEs analizados. Este resultado estimado revela que, al menos para este sector analizado, la diversidad de potencias de los SFVI contemplados, demandará consecuentemente inversores de distintas potencias nominales. De esta manera, el iniciar oportunamente con la creación de esta industria inexistente en el país, permitirá desarrollar las soluciones tecnológicas que generen oportunamente la expertis necesaria para atender con tecnología propia el mercado FV potencial que está por detonar.

Sector residencial

Con fines ilustrativos, en esta sección se muestra cualitativamente el otro mercado potencial que representa el sector residencial en México; que también está próximo a detonar y por ello, se considera que se está a tiempo para crear la industria nacional de inversores que supla la demanda de equipos que este mercado está por demandar en el corto y mediano plazo.

Es importante aclarar que, aunque en el país ya se están instalando SFVI (como lo muestra la tendencia de los últimos 17 años, en la Figura 4), la mayoría de las instalaciones en el sector residencial pertenecen a una fracción de los usuarios DAC; quienes, debido a sus montos de facturación por concepto de energía eléctrica, recuperan su inversión en menor tiempo y reducen significativamente dichos montos. Sin embargo, los usuarios clasificados por la CFE como DAC, a la fecha son alrededor del 0.4% (poco más de 200 mil usuarios), de su total en el sector residencial. Es decir, el mercado fotovoltaico actual (suplido totalmente con tecnología importada) está atendiendo actualmente un porcentaje muy bajo, del mercado potencial mexicano del sector residencial.

La CFE tiene más de 47 millones de usuarios en todo el país. Todos tienen acceso a un voltaje de red, de al menos 120 VCA y la gran mayoría dispone de un área suficiente en su techo para poder instalar un SFVI (ver infografía del inversor mexicano). Si cada uno de estos usuarios tiene a su alcance la instalación de un inversor fotovoltaico para interconectarse a su servicio contratado de 120 VCA -como el inversor mexicano desarrollado por el INEEL y su socio tecnológico MAC Manufacturing-, se obtendrían a corto y mediano plazo, los consabidos beneficios que la GD aporta, no sólo a los usuarios de las distintas tarifas y al propio erario (por el tema de los subsidios), sino también a la CFE por las implicaciones técnicas y no técnicas para el suministro eléctrico cada verano (considerado por CFE como los seis meses con mayor temperatura en el año); como por ejemplo, el consumo de combustibles, vida útil de la infraestructura eléctrica, su frecuencia de mantenimiento, etc.

Tomando de referencia nuevamente a la Tabla 2, se toma como ejemplo a la ciudad de Mexicali, B.C. -caso muy estudiado por el INEEL- que está ubicada en nuestro desierto mexicano y cuyo clima es del tipo extremoso y por ello le corresponde la Tarifa 1F; el tope de la clasificación. Desde luego, su irradiación solar es de las más altas del país, por lo que es estratégico e inminente capitalizar el recurso solar de la región captado por la mayoría de los techos, mediante SFVI; bajo un esquema de GD que aporte soluciones significativas y contundentes con viabilidad no sólo técnica y económica, sino también social y ambiental, por citar algunas.

Sector gubernamental: Los subsidios

El Sistema Eléctrico Nacional (SEN) es un sistema integrado que da servicio a 128 millones de mexicanos que habitan en dos millones de kilómetros cuadrados, uno de los mayores del mundo en una sola red interconectada. Sin duda, resultaría estratégico capitalizar en energía eléctrica de origen renovable, la irradiación solar que captan los techos de los inmuebles -infraestructura ya existente y normalmente pasiva- en toda la República Mexicana, cada día, durante todo el año; dada nuestra bien sabida, localización geográfica privilegiada, en el denominado "cinturón solar".

Por otro lado, como se presentó en la sección 2, las tarifas están asociadas con la localización geográfica del usuario, dada su temperatura y cada año el Gobierno Federal sostiene subsidios crecientes al consumo eléctrico de la población, dada la necesidad de sistemas de aire acondicionado; considerando el límite DAC indicado en la Tabla 2. Al respecto, dada la trayectoria y experiencia del INEEL, se tiene identificada la posible solución de impulsar programas gubernamentales que permitan a los usuarios del servicio eléctrico invertir en sus propios SFVI -facilitando su adquisición mediante programas gubernamentales, como los implementados exitosamente por el FIDE- propiciando no sólo el ahorro resultante de la reducción del consumo de energía eléctrica convencional y por venta de energía (una vez recuperada su inversión), sino el cuidado del medio ambiente y su impacto ecológico y claro está que, en la medida del éxito de la implementación planificada y ordenada de estos programas, se lograrán resultados muy importantes en la TE. Lo anterior puede ser evidente al ver la respuesta que están teniendo en el país los sectores analizados en este artículo, como se vio en la gráfica de la Figura 4; tanto con la capacidad instalada como en el número de contratos de interconexión.

Sector productivo

La creación de una industria nacional de inversores contribuye de manera natural a resolver estratégicamente, en el corto plazo, las importantes problemáticas socioeconómicas, como lo son: el desempleo (en los distintos niveles), la dependencia tecnológica, impacto a la calidad de la energía eléctrica del SEN por la instalación de equipos de baja calidad, fuga de capital humano, entre otras más relacionadas. Sin embargo, también apuntala soluciones a problemáticas al mediano y largo plazo.

A mediano plazo, una vez establecida esta industria, generará círculos virtuosos de referencia que permitirán impulsar las nuevas industrias que las nuevas tecnologías comienzan a demandar, como lo serán, por lo menos en el campo de las Energías Limpias: electromovilidad, bombas de calor, celdas de combustible, microhidraúlica, minieólica, biomasa, por mencionar algunas.

A largo plazo, el ejemplo de referencia que se puede mencionar, es indudablemente el tema de las redes eléctricas inteligentes, donde el inversor -aunque con funciones avanzadas por los aspectos de interoperabilidad requeridos- es precisamente la interfaz entre la fuente de energía limpia (i.e. los módulos FV, el generador eólico, las celdas de combustible, etc.) y la propia red eléctrica. Este inversor inteligente (como se le conoce en el argot técnico), adicional a sus funciones como IoT -como las del inversor mexicano actual-, deberá atender funciones auxiliares relacionadas con modificar en tiempo real los parámetros de calidad de la energía locales -en la infraestructura eléctrica- y de comunicación digital -en la infraestructura informática- con otros elementos, dentro de ellos la correspondiente unidad de operaciones de la CFE.

Dentro del horizonte a largo plazo, una vez demostrada la capacidad del talento de la ingeniería en México y con la madurez que para entonces tendrá esta indispensable industria nacional, se podrá incidir en el resto del sector industrial que también utiliza y utilizará inversores; incrementando así el territorio por conquistar para la tecnología propia.

Conclusiones

Dado que el SEN es un sistema integrado que da servicio a 128 millones de mexicanos que habitan en dos millones de kilómetros cuadrados (uno de los mayores del mundo en una sola red) y el esquema de las tarifas eléctricas se basa en las temperaturas de cada localidad, es fácil identificar a la irradiación solar como el común denominador para ambos planteamientos. Por lo tanto, su aprovechamiento ordenado y estratégico, mediante la proliferación de SFVI en toda la República Mexicana, bajo el esquema de GD, puede concretar, de manera muy fructífera y significativa, los esfuerzos alcanzados hasta ahora en materia de TE de nuestro país; incidiendo mayormente en el aspecto social, incluso ambiental.

En consecuencia, la demanda esperada de inversores fotovoltaicos por parte del mercado potencial nacional, tan sólo en los sectores comercial y residencial -analizados en este artículo-, es altamente significativa. Por lo tanto, la creación intencional de una industria nacional de inversores FV es inminente y oportuna dado que el escenario para ellos está prácticamente dado y habrá que aprovecharlo.

La gran cantidad de resultados potenciales de esta nueva industria nacional son tan fructíferos que corresponden a los objetivos contundentes trazados desde su origen para los CEMIEs en México, los cuales precisamente fueron creados por mandato de la propia Ley de Transición Energética (LTE), los cuales demostrarán el primero, de muchos casos de éxito nacionales, puesto que, de alcanzarse, esta industria tuvo su primer impulso con un proyecto CEMIE.

Al capitalizar esta oportunidad, se estará contando -a largo plazo-, con una industria nacional de inversores madura, lo cual será decisivo para recibir el futuro inmediato de forma organizada y programada, mediante la inversión oportuna del valioso capital intelectual actual en México, alcanzando en un lapso exitoso las metas de TE nacionales que posteriormente se puedan replicar en otras latitudes.

Autores:
Humberto Raúl Jiménez Grajales, hjimenez@ineel.mx
Abigail González Díaz, abigail.gonzalez@ineel.mx
María Flor Morales Reyes, fmorales@ineel.mx