70
Yulök Revista de Innovación Académica, ISSN 2215-5147, Vol. 2, N.º 1
Enero-Diciembre 2018, pp. 65-71
Vásquez, G. Sistema eléctrico nacional, desafíos y oportunidades.
de conversión hidráulico de 0.461 kWh/m3 (ICE, 2017),
como el de la planta Arenal, se ocuparía un depósito con
unas dimensiones similares a 4.5km x 4.5km con una pro-
fundidad de 40 m. No se ve la posibilidad de utilizar el
Lago Arenal para esta función, porque este depósito y sus
tres plantas en cascada normalmente operan como base
las 24 horas y se utiliza el agua para fines agrícolas, gana-
deros y acuicultura en la zona Guanacaste.
Se podría implementar un sistema más pequeño que fue-
ra capaz de suministrar 150 MW de potencia media por
16 horas. Al emplear el mismo factor de conversión que
el caso anterior, se requeriría un embalse de 360 m de
cada lado y 40 m de profundidad y debería almacenar
5 206 073 m3 de agua en las 8 horas de valle nocturno
con el fin de utilizar los excedentes de este periodo.
Este es uno de los métodos más eficientes si se diseña
de forma correcta entre 72 % a 81 % (Carta et al., 2013)
para almacenar energía; sin embargo, tiene altos costes de
capital para su implementación, lo cual podría afectar la
rentabilidad y la ejecución de los proyectos.
Un ejemplo reciente de esta forma de almacenamien-
to se estará implementando en la represa Hoover en los
Estados Unidos (Penn, 2018), en la cual se espera realizar
una inversión de 3 billones de dólares. Al utilizar como
fuente energía renovable para bombear hacia la represa,
el agua del río lo que permitirá almacenar esta energía en
el embalse como energía potencial.
Hidrógeno
El hidrógeno, en los últimos años, se ha popularizado
como una opción viable para la generación de energía
tanto a nivel de transporte como en generación de elec-
tricidad por medio de combustión o métodos químicos
como las celdas de combustible. En este punto, el hi-
drógeno se considera como un vector energético capaz
de generarse por medio de electrolisis con una eficiencia
cercana al 85 % (Carta et al., 2013). Los excedentes de
energía se emplean en los periodos nocturnos y se alma-
cenan a presión en tanques refrigerados para su posterior
utilización. Este podría requerirse en plantas de genera-
ción estacionales mayores de 100 MW con pilas de alta
temperatura de óxidos sólidos, o como combustible para
motores de combustión interna, con la ventaja de ser un
recurso propio que no contamina y que lograría funcionar
como carga base o reserva lo que disminuye el riesgo por
la fluctuación de las fuentes no estables.
De igual manera, con los excedentes, se tendría la opor-
tunidad de generar hidrógeno, el cual puede utilizarse en
el transporte como sustituto de los combustibles fósiles,
donde podemos sacar la siguiente relación de forma sim-
ple: un vehículo de hidrógeno en promedio consume 1
kg por cada 100 km (Carta et al., 2013). Por lo tanto,
en promedio se tiene un estimado de 30 km diarios se
requiere 0.3 kg por día de hidrógeno y se necesita por
electrolisis 50kWh para generar 1 kg de hidrogeno, si
utilizamos unos 200 MW de los excedentes del periodo
nocturno en Costa Rica, se podría producir en las 8 horas
del valle nocturno 1.6 GWh, lo cual produce 32 000 kg
de hidrogeno, que permitiría alimentar cerca 107 mil ve-
hículos diarios.
A nivel de negocio, se estaría ante la oportunidad de de-
sarrollar una economía del hidrógeno poniendo al país
a la vanguardia junto a países desarrollados, donde esta
tecnología está creciendo en investigación e implemen-
tación. En el caso del ICE podría buscar encadenamien-
tos productivos con empresas y universidades con el fin
de promover el uso del hidrógeno como combustible sea
este para vehículos particulares para procesos industriales
o sus plantas de combustión interna. Todo esto en con-
cordancia con el cumplimiento de la ambiciosa meta país
de carbono neutralidad.
Sin embargo, la economía del hidrógeno tiene grandes
desafíos como es la inversión inicial y los costos de su
producción. De momento, no contamos con otro recurso
que tenga tantos beneficios para el ambiente y que esté
disponible en el país.
Conclusiones
Como se ha demostrado en el documento, Costa Rica po-
see una matriz energética conformada, principalmente,
con fuentes renovables. Una parte importante de esta ma-
triz está compuesta por fuentes con una alta volatilidad, la
cual se compensa con una alta capacidad instalada, más
del doble de la demanda máxima. Esta condición da una
posibilidad de mejorar el rendimiento energético costarri-
cense y, a su vez, reducir su dependencia de los combus-
tibles fósiles por medio del almacenamiento de energía.
Se concluye con los datos analizados que Costa Rica
debe buscar diversificar con fuentes autóctonas conven-
cionales como la geotérmica y no convencionales como
el almacenamiento para superar el problema de la inter-
mitencia de fuentes no estables con el fin de evitar un
mayor estrés en su sistema eléctrico. Se prevé que esta
situación se agravará con el inminente cambio climático
que se pronostica para los próximos años.
A nivel país, se deben buscar nuevas oportunidades de
negocio para aumentar la eficiencia de su matriz energé-
tica, por medio del almacenamiento de la energía y su uso
en el transporte en el cual su principal fuente energética
son los hidrocarburos, con las consecuencias ambientales