Towards an Eventual Predominance of Renewable Energy
Cuba's electricity supply grid is based on fossil fuel burning and confronts the challenge of extending the use of renewable energy sources.
Mario Alberto Arrastia Avila.
digital@juventudrebelde.cu August 7 2012
(PHOTO) Our geographic location guarantees that every square metre of the national territory absorbs a significant amount of solar energy per annum.
According to data provided by the National Office for Information and Statistics, renewable sources accounted for 18% of electrical energy generated in Cuba in 1970. Today only 3.8% of our electricity emanates from renewable sources. All of our means of transportation depend on processed "liquid gold". Only part of the thermal energy utilised in industrial production, essentially within the sugar industry, is obtained from renewable sources. One need not be an expert to point out that work must be undertaken in order to transform the national electricity grid.
The varied forms in which solar energy is manifest can be harvested within Cuba all year round as can sources such as bio-mass, hydro-energy, radiation, wind-power or direct conversion of thermal energy to electricity. Cuba enjoys the required technological, social and natural conditions to have an electricity grid based on renewable energy sources. Because of our geographical position each square metre of land absorbs an average 1800kwh (kilo watts per hour) of solar energy per year. Our archipelago is surrounded by marine currents and sufficient differences in temperature between surface and deeper waters to produce electricity. Wind patterns and North Atlantic low pressure weather systems favour wind-energy production. The increasing forestation of land mass also facilitates sustainable energy development through the utilisation of forestry by-products. All the above lend themselves to a potential high-ratio of renewable energy production.
The political will exists within Cuba to promote the use of renewable energy sources. We have an industrious population who enjoy universal access to free education. There is a nationwide network of schools, universities and research centres and thousands of university graduates with qualifications relevant to energy development. Our mass-media present educational clips on energy issues, do not broadcast advertisement commercials and do not promote consumerism. As an integral part of civic society, Cubasolar promotes energy awareness and organises educational projects at a local level.
98% of the Cuban population enjoys direct access to electricity supply via a National Electro-Energy System (NES) with 110v and 220v cables extending from one end of the island to the other. 25% of the energy is not centrally distributed, something essential when considering a high penetration of renewable sources of natural origin.
Why Renewable Energy?
In order to continue with its development our nation requires more energy. Energy is an integral element of any economy, present in every chain of production, industry, service provision and transportation. In the short to medium term we can avail of extra energy from a combination of more efficient use, fossil fuel generation and an increased use of renewable sources which should gradually become predominant in our electricity grid.
The director of Industry Ministry's Renewable Energy Board, Manuel Menendez Castellanos says "utilisation of renewable energy is now a global priority and is naturally also a priority here in Cuba that is growing in importance. Oil reserves are fast diminishing and energy sources such as nuclear power, despite not emitting harmful gases during electricity production, remain controversial. Consequentially electricity produced from renewable sources is of strategic importance in terms of energy security and sovereignty."
The health of humanity and of our planet is severely damaged by the gases produced from burning fossil fuels. Even though our emissions are not significant in the global scheme of things and have, according to the International Energy Agency been reduced by 20% since 1990 they do contaminate at local level and cause deterioration in air quality.
We Are Not Starting From Scratch.
There are presently 30,000 installations in Cuba powered by renewable energy sources comprising 10,000 wind mills, 500 bio-gas plants, 9000 solar heating units and a similar amount of photovoltaic systems.
More than 43,000 tons of oil has been saved and the production of 139,000 tons of toxic emissions avoided during 2011 and so far in 2012 by the generation of hydro and wind power. In 163 hydro electric stations Cuba has the capacity to produce 64mw (megawatts). The Energy Revolution highlighted the potential of wind-energy generation with the installation of three experimental wind farms and today, with an output of 11.7mw we are ranked 58 among countries with wind-energy generation capacity.
A factory that can each year manufacture 4,400 solar panels made of hollow glass tubing has been built and the photovoltaic panel factory in Pinar del Rio has increased production to 10mw per annum. In addition there is a wind-mill manufacturing plant producing 1,300 units per year.
With regard to the use of bio mass to co-produce thermal energy and electricity within the broader context of the sugar industry, the refineries are linked into the NES and will generate 489GWh in 2012. The most effective produce 40kwh per ton of sugar cane, a figure that could be greatly increased with the use of more efficient technology now available on the world market.
Trials using alternative renewable fuels have been undertaken in within the transport industry. Since 2000 experiments employing alcohol as liquid fuel have been underway and diesel diluted 25% by hydrated alcohol is also being tested for viability. Investigations into the use of bio-diesel extracted from the Jartopha Curcas, a non-edible fruit producing plant are ongoing and have been successful to date. Photovoltaic panels and micro windmills on tourist sea-voyages are also important trials that warrant attention.
In The Short Term.
Cuba is in the process of advancing the use of renewable energy sources in electricity production. As yet, there is no similar policy statement regarding transportation. In keeping with the proposed departure from the traditional use of fossil fuels the SEN will in 2012 connect the first solar photovoltaic power plant to the national grid. Under a generate and distribute without the use of oil scheme, this plant will produce 1500mwh per year and reduce harmful co2 emissions by more than 1000 tons. The electricity company UNE plan to increase production by a further 10mwh in 2013. Even though there is potential for more it is hoped to produce 100mwh by hydropower over the coming years. Work will commence in Las Tunas province on a 50mw wind farm during 2013. Technical analysis indicates that our present network could support 600mw of a potential 2000mw of wind farm installations. Beyond that the network will require renovation and the utilisation of modern energy storage technologies in order to facilitate deeper penetration of renewable energy sources.
As a means of relieving the economy of the heavy burden of fossil fuel burning it is intended to exploit the not-inconsiderable bio-energy potential of the nation; sugar industry and forestry bi-product biomass and porcine, bovine and agricultural waste material. Thousands of bio-gas units providing the power to cook, refrigerate illuminate and generate electricity could be built. There are plans to build bio thermal electricity producing plants within sugar refineries which will consume sugar cane, forestry waste and marabou. Working for 290 days per year these plants will be more efficient than present refinery generators and have the potential to avert no less than 3000,000 tons of harmful emissions between now and 2020.
There are also plans to integrate renewable energy technology and exploit passive solar power in all suitable buildings with particular emphasis on new projects thereby attaining more efficient energy use and the gradual replacement of fossil fuel consumption.
A Question of Culture.
Transforming the national grid goes beyond the legal, financial, technological and political issues that arise. There are also cultural implications, a requirement to alter negative perceptions about renewable energy sources and the need teach people to change their behaviour vis-à-vis energy consumption. Information, knowledge, instruction and energy-specific education about our environment at all levels will be necessary.
All members of society should be involved in the process, workers, technicians, decision makers, end users and crucially children and young people. More than television announcements, radio broadcasts and written articles on the subject of energy saving are required. We must look for ways to affect people's consciences and as Daymaris Martinez Rubio expressed in an article titled New Culture, "The search socially for a solution to the problem of energy development must involve an informed public who on one level can interiorise decisions taken and act on them while on another level become involved in the decision making process, suggest alternatives influence policy."
Democratic participation at local level in decision making that relates to the acceptability and implementation of renewable energy use must be encouraged. Everything done to date has not shifted our dependency away from fossil fuel burning. An integrated nationwide programme might just help speed up the transition to having a sustainable national grid.
The Author is a Cubaenergy Specialist and Member of Cubasolar.
Por el
predominio gradual de las energías renovables
La matriz energética cubana se basa en el uso de combustibles fósiles.
Es un reto acelerar el empleo de fuentes renovables de energía
Mario Alberto Arrastía Ávila
digital@juventudrebelde.cu
7 de Agosto del 2012 19:18:00 CDT
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| Nuestra ubicación
geográfica permite que cada metro cuadrado del territorio nacional reciba una significativa cantidad de energía solar al año. Foto: Mario Alberto Arrastía Ávila |
Según datos de la Oficina Nacional de Estadísticas e Información, en
1970 el 18 por ciento de la energía eléctrica se generó en Cuba con
energías renovables. Hoy solo el 3,8 por ciento de nuestra electricidad
se produce empleando esas fuentes. Todos nuestros medios de transporte
usan derivados del «oro negro». Solo una parte de la energía térmica
para procesos industriales se obtiene de fuentes renovables, básicamente
en la industria azucarera. No hay que ser experto para advertir que debe
trabajarse en la transformación gradual de la matriz energética cubana.
Condiciones especiales
La radiación solar es utilizable en el territorio cubano en sus
diferentes manifestaciones durante todo el año: biomasa, energía
hidráulica, energía eólica o directamente convertida en energía térmica
o electricidad. Cuba tiene condiciones naturales, sociales y
tecnológicas para tener una matriz energética basada en fuentes
renovables. Nuestra ubicación geográfica permite que cada metro cuadrado
del territorio nacional reciba 1 800 kWh (kilowatt-hora) de energía
solar como promedio al año. Alrededor de nuestro archipiélago existen
corrientes marinas y diferencias de temperatura entre aguas profundas y
superficiales, adecuadas para producir energía eléctrica. Los vientos
alisios y el anticiclón del Atlántico Norte propician el desarrollo
eólico. La creciente cobertura boscosa también favorece el desarrollo
energético sostenible a partir del uso de los desechos forestales. Todo
esto nos permite disponer de un alto potencial de fuentes renovables.
En Cuba hay voluntad política para hacer avanzar las energías renovables.
Tenemos una población instruida y el acceso a la educación es universal
y gratuito. Existe una red nacional de escuelas y universidades, centros
de investigación y miles de graduados universitarios en carreras afines
al desarrollo energético. Los medios masivos no muestran propaganda
comercial, no promueven el consumismo y resaltan aspectos educativos
sobre la energía. Cubasolar, como parte de la sociedad civil, fomenta la
cultura energética y ejecuta proyectos a escala local.
El 98 por ciento de la población cubana tiene acceso a la electricidad,
existe un Sistema Electroenergético Nacional (SEN) que llega de un
extremo a otro del país con líneas a 110 y 220 kV (kilovolt) y el 25 por
ciento de la energía eléctrica se produce de forma distribuida, aspecto
esencial para una alta penetración de las fuentes renovables que son
distribuidas por naturaleza.
¿Por qué energías renovables?
Para seguir su desarrollo el país necesita más energía. La energía es un
elemento transversal en la economía, está presente en todas las cadenas
productivas, en las industrias, en los servicios y en el transporte. En
corto y mediano plazos dispondremos de más energía combinando la
eficiencia energética, los combustibles fósiles y un mayor aporte de las
energías renovables, que deben ir gradualmente predominando en la matriz
energética.
Según Manuel Menéndez Castellanos, director de Energías Renovables del
Minbas, «…el uso de las energías renovables es hoy una prioridad del
mundo… y naturalmente es una prioridad de Cuba… (y) esta prioridad
seguirá siendo cada vez mayor». «El petróleo está llamado a desaparecer…
(y) todavía otras fuentes como la (energía) nuclear inspiran cierta
controversia», aunque esta última no contribuye a la emisión de gases de
efecto invernadero durante la generación de electricidad. «Es por eso
que el uso de las energías renovables constituye un objetivo estratégico…
y significan seguridad energética y soberanía energética».
Las emisiones de los combustibles fósiles causan severos daños a la
salud humana y al planeta. Si bien las nuestras no son significativas en
el ámbito global y han disminuido en más de 20 por ciento desde 1990, de
acuerdo con la Agencia Internacional de Energía, contaminan localmente
la atmósfera y empeoran la calidad del aire.
No estamos en cero
En Cuba existen unas 30 000 instalaciones que utilizan fuentes
renovables de energía; más de 10 000 molinos de viento, unas 500 plantas
de biogás, 9 000 calentadores solares y un número semejante de sistemas
fotovoltaicos.
Durante el pasado año y en lo que va del 2012 los aerogeneradores e
hidroeléctricas evitaron el uso de más de 43 000 toneladas de
combustible y el envío a la atmósfera de 139 000 toneladas de CO2. En
sus 163 hidroeléctricas Cuba posee una potencia instalada de 64 MW
(megawatt). Con la Revolución Energética se caracterizó el potencial
eólico del país, se instalaron tres parques eólicos experimentales, y
hoy ocupamos el lugar 58 en el ranquin eólico mundial con 11,7 MW. Se
construyó una fábrica de calentadores solares de tubos de vidrio al
vacío que puede producir unas 4 400 unidades al año y se amplió a 10 MW
la producción de la fábrica de paneles fotovoltaicos de Pinar del Río.
Existe además una fábrica de «molinos» de viento que puede entregar 1
300 unidades al año.
Respecto al uso de biomasa para cogenerar energía térmica y eléctrica en
la rama azucarera, los centrales operativos están interconectados al SEN
y en el 2012 generaron 489 GWh. Los más eficientes generaron 40 kWh por
tonelada de caña molida, muy por debajo de lo alcanzable si se usaran
tecnologías más eficientes disponibles en el mundo.
En el transporte se han hecho experimentos para emplear combustibles
alternativos renovables. Desde el año 2000 se experimenta usando alcohol
como combustible y se investiga el uso de alcoholes hidratados al 25 por
ciento mezclados con diésel. Se investiga la obtención de biodiésel a
partir de Jatropha Curcas —ya se probó con éxito el uso de ese
combustible—, una planta de frutos no comestibles que no compromete la
producción de alimentos. Se ha experimentado también el uso de sistemas
fotovoltaicos y pequeños aerogeneradores en embarcaciones turísticas.
Todos estos son temas de gran importancia que deben acelerarse.
Futuro cercano
En la generación eléctrica Cuba se propone crecer aceleradamente en el
uso de energías renovables. Aún no hay pronunciamientos semejantes en el
transporte. Continuando el desmarque de su tradicional rumbo apegado a
los combustibles fósiles, la UNE conectará al SEN en el 2012 su primera
Central de Energía Solar Fotovoltaica. La misma producirá 1 500 MWh
(megawatt-hora) de energía eléctrica al año bajo el esquema de
generación distribuida sin requerir una gota de petróleo, evitando la
emisión de poco más de mil toneladas de CO2. En el 2013 la UNE prevé
instalar otros 10 MW. En hidroenergía se aspira a tener 100 MW
instalados en los próximos años, aunque el potencial es mayor. En el
2013 se iniciará la construcción de un parque eólico de 50 MW en Las
Tunas. Los análisis técnicos recomiendan que con la red eléctrica de que
disponemos hoy, se puede instalar hasta 600 MW eólicos, de unos 2 000 MW
en que se estima el potencial. Para una mayor penetración de las fuentes
renovables en la generación habrá que mejorar la red eléctrica y usar
tecnologías para almacenar energía.
Para liberar a la economía de una parte de la pesada carga de
combustibles fósiles que hoy gravita sobre ella, se prevé explotar el
nada despreciable potencial bioenergético del país: biomasa cañera y
desechos forestales, residuos porcinos, ganaderos y agrícolas. Miles de
plantas de biogás podrían construirse para la cocción, refrigeración,
iluminación y generación eléctrica. Se proyecta construir unidades de
generación biotermoeléctricas en centrales azucareros que utilizarán
como combustibles la biomasa cañera, residuos forestales y marabú. Estas
plantas funcionarán hasta 290 días al año con más eficiencia y mejores
parámetros que los esquemas de generación de los centrales actuales,
pudiendo llegar a evitar la emisión de no menos de tres millones de
toneladas de CO2 hasta el 2020.
Se prevé también integrar las tecnologías energéticas renovables y el
uso pasivo de la energía solar a todas las edificaciones que lo
permitan, especialmente las nuevas inversiones. Así se logrará más
eficiencia energética y se desplazarán consumos de combustibles fósiles.
Un tema cultural
Cambiar la matriz energética no es solo un asunto normativo, jurídico,
tecnológico, de financiamiento y de voluntad política. Es también un
tema cultural pues se necesita modificar percepciones negativas sobre
las energías renovables y cambiar las conductas de las personas en
relación con el uso de la energía. Para eso hace falta información,
conocimiento, divulgación y educación energética para el respeto
ambiental a todos los niveles.
Debemos implicar a toda la sociedad, trabajadores, técnicos, tomadores
de decisiones, usuarios finales y, sobre todo, a niños y jóvenes. No se
trata solo de difundir anuncios televisivos y mensajes radiales sobre el
ahorro de energía y escribir artículos como este. Hay que buscar métodos
para calar hondo en la conciencia de la gente, ya que, como expresó
Daymaris Martínez Rubio en su artículo Los desafíos de una nueva
cultura, «la búsqueda social de alternativas para resolver el problema
del desarrollo energético, debe pasar por una cultura de la población
que sepa, por una parte, interiorizar las decisiones adoptadas,
ejecutarlas de manera efectiva, pero que también sea capaz de imaginar y
proponer alternativas, de participar e influir sobre esas decisiones…».
Hay que propiciar la participación democrática a nivel local en la toma
de decisiones para la aceptación e implementación de las energías
renovables. Lo hecho hasta hoy para desarrollar las energías renovables
no ha cambiado nuestra dependencia de los combustibles fósiles. Un
programa nacional integral podría contribuir a acelerar el tránsito
hacia una matriz energética sostenible.
* El autor es
especialista de Cubaenergía y miembro de Cubasolar.
http://www.juventudrebelde.cu/ciencia-tecnica/2012-08-07/por-el-predominio-gradual-de-las-energias-renovables/