Resumen: El consumo de energía para calentamiento de agua sanitaria en la Argentina equivale a cerca del 55% de las importaciones de gas.

Con las tecnologías actuales, usando equipos comerciales de calentamiento de agua más eficientes y solares híbridos (solar-gas o solar-eléctrico), en principio sería posible ahorrar cerca del 50% de esta energía en la Argentina. Sin embargo, para que  los sistemas solares híbridos puedan tener una importante penetración en el mercado nacional, es necesario que sus costos actuales se reduzcan y un programa que estimule su desarrollo y despeje las barreras que limitan su expansión, los sistemas solares pueden ahorrar entre el 60% al 75% de la energía que se usada en el calentamiento de agua.

Asimismo, con los sistemas solares es necesario que los equipos complementarios, que suplan las energías necesarias para calentar en agua en los días sin sol, cumplan condiciones de funcionamiento que eviten que las ineficiencias de los equipos tradicionales, como por ejemplo los consumos pasivos, anulen o disminuyan los ahorros logrados por la energía solar. Un programa de promoción de la energía solar térmica para el calentamiento de agua, debería coordinarse con un programa de mejora en la eficiencia de los equipos convencionales. En particular con un programa de reemplazando de los equipos tradicionales de calentamiento de agua, por los nuevos más eficientes, o sea de clase A en el etiquetado de eficiencia energética actual.

Estos equipos, combinado con sistemas de ahorro de agua, podrían generar ahorros en energía para calentar agua del orden del 45%. El objetivo de este informe es analizar los tiempos de amortización de los equipos solares, con las tarifas actuales del gas natural y el GLP e identificar las barreras que impiden el desarrollo de la energía solar térmica en el país y las acciones necesarias para superarlas. Por último, se esboza las características de un programa integral con el objetivo de lograr ahorros considerables de gas en el calentamiento de agua usando tecnologías actuales y de bajo costo. La implementación de estas dos medidas complementarias, reemplazo de equipos tradicionales de calentamiento de agua por nuevos sistemas más eficientes y sistemas solares híbridos, en el sector residencial, podrían reducir las importaciones de gas en aproximadamente un 30%. Si se incluye el aporte que el sector comercial podría hacer, los ahorros serían aún superiores.

Palabras clave: Uso eficiente de la energía, energía solar térmica, calentamiento de agua sanitaria, ahorro energético y reducción de emisiones de gases de efecto invernadero.

1. INTRODUCCIÓN

El consumo de gas en la Argentina se incrementa cerca del 3,3% anual. A esta tasa el consumo de gas se duplicará cada 20 años. (1) (2) Desde hace algo más de una década, la producción local de gas está disminuyendo, y dependemos en forma creciente de importaciones de gas.

Asimismo, hay evidencias cada vez más claras de que el calentamiento global que está experimentando la Tierra tiene causas antropogénicas. Se estima que el 60% de las emisiones de gases de efecto invernadero, GEI, son consecuencia del uso de combustibles fósiles. (3) Por lo tanto, es prudente e imperioso que disminuyamos nuestras emisiones de GEI. Por otro lado, tenemos la responsabilidad de incluir a vastos sectores sociales, que aún no tiene acceso a los servicios energéticos como por ejemplo el uso de agua caliente, en particular aquellos alejados de las redes de distribución de gas natural y sectores de bajos recursos.

El uso racional y eficiente de la energía (UREE) y el aprovechamiento de las energías renovables, en particular de la energía solar, son claramente componentes importantes en la búsqueda de soluciones a los desafíos energéticos actuales. Esta es una tendencia mundial y en cierto modo, el uso eficiente de la energía y el aprovechamiento de los recursos energéticos renovables, son dos caras de una misma moneda, ya que se complementan muy adecuadamente. Una ventaja adicional de las energías renovables, como la solar, es que la generación de energía se realiza “in situ”, evitando así parte de los elevados costos de transmisión y distribución de la energía, que consumen energía adicional y requieren de costosas infraestructuras. El UREE debe propender a lograr una mejor gestión de la energía y los recursos disponibles, a la par de reducir inequidades, evitar el deterioro del medio ambiente y mejorar la competitividad de las empresas relacionadas con la generación y administración de energía. Al disminuir las demandas energéticas, los aportes de fuentes renovables comienzan a jugar un rol muy significativo, generándose un círculo virtuoso. Por una parte se disminuyen las emisiones de GEI y por otra parte se genera un desafío tecnológico, capaz de generar nuevos emprendimientos, empleo y desarrollo tecnológico. Por último, la expansión del mercado de equipos solares y más eficiente, tiende a reducir su costo, posibilitando que sectores de bajos recursos o aquellos alejados de la redes, logren acceso a los beneficios del agua caliente sanitaria.

En la Argentina, el gas natural constituye el componente principal de la matriz energética, aportando algo más del 50% de la energía primaria del país. De todo el gas consumido, alrededor del 30% se distribuye a través de redes a los usuarios residenciales, comerciales y entes oficiales.

En este trabajo nos proponemos analizar los tiempos de amortización de equipos solares híbridos, las barreras que inhiben el desarrollo de la energía solar térmica para el calentamiento de agua en la Argentina y los desafíos que implican su buen uso. Para ello, primero analizamos las características del consumo de agua caliente sanitaria y su impacto en el consumo de gas nacional. Seguidamente, discutimos la potencialidad de uso de la energía solar térmica en el calentamiento de agua sanitaria y alguna de las barreras que frenan su desarrollo, en particular analizamos los tiempos de amortización de los equipos solares, en distintos escenarios de costo de gas y de los equipos.

2. CONSUMO DE GAS EN EDIFICIOS Y VIVIENDAS

Del análisis del consumo de gas natural en la Argentina, (2), (4) surge que el consumo específico de los usuarios residenciales, es decir, el consumo diario por usuario o vivienda, tiene un comportamiento muy regular en casi todo el país. El término usuario se refiere a la vivienda conectada a la red. Según el INDEC, (5) el número de personas por vivienda, de condición media, es de 3,5 personas o habitantes. Este es el sector social que usualmente dispone de conexión a redes de gas natural. En la Figura 1 se muestra la variación de este consumo como función de la temperatura media diaria para la mayoría de las ciudades del país. Esta figura es representativa de prácticamente todas las regiones estudiadas, excepto la zona sur de la Argentina. (2) Se observa que los consumos específicos residenciales (R) tienen dependencia muy regular con la temperatura. Este comportamiento se ha mantenido prácticamente invariante a lo largo de los últimos 20 años e independiente del contexto económico.

Figura 1. Variación de los consumos específicos R (residencial, círculos). La línea de trazos cortos es una extrapolación del consumo base y muestra su dependencia con la temperatura. Los consumos específicos que se grafican son los promedios diarios de cada mes, como función de la temperatura media mensual. La línea de trazos cortos indica cómo varía el consumo base con la temperatura. El área entre esta recta y la curva de trazos gruesos, indica el consumo asociado con la calefacción. Los datos corresponden a todo el país, exceptuando su zona sur. Los consumos están expresados en m3/día de gas natural y por usuario o vivienda.

Figura 1. Variación de los consumos específicos R (residencial, círculos). La línea de trazos cortos es una extrapolación del consumo base y muestra su dependencia con la temperatura. Los consumos específicos que se grafican son los promedios diarios de cada mes, como función de la temperatura media mensual. La línea de trazos cortos indica cómo varía el consumo base con la temperatura. El área entre esta recta y la curva de trazos gruesos, indica el consumo asociado con la calefacción. Los datos corresponden a todo el país, exceptuando su zona sur. Los consumos están expresados en m3/día de gas natural y por usuario o vivienda.

A altas temperaturas medias, mayores a 20ºC aproximadamente, el consumo de gas es casi constante, con una leve pendiente. Este consumo está asociado al calentamiento de agua y cocción. A esta componente del consumo residencial, lo denominaremos consumo base. A medida que baja la temperatura, los usuarios comienzan a encender la calefacción. Una vez que toda la calefacción disponible está encendida, el consumo de nuevo se estabiliza a un valor de saturación.

Un modo de estimar el consumo base de gas natural, consiste en suponer que éste coincide con el consumo residencial durante los meses de verano o equivalentemente cuando la temperatura es superior a 20°C. De hecho, si a los datos de consumo, para T > 20°C, ajustamos una recta, obtenemos la línea de trazos que se ilustra en la Figura 1 y que representa el consumo base a distintas temperaturas. El consumo base tiene una pendiente negativa debido a que en los meses de invierno, al partir de una temperatura menor, se requiere más energía para calentar un volumen de agua dado desde la temperatura ambiente hasta la temperatura de confort. La componente del consumo R asociada a la calefacción, se obtiene de la diferencia entre el consumo real y la línea de consumo base. A medida que las temperaturas descienden, este consumo aumenta. En particular, el consumo para calefacción aumenta rápidamente para temperaturas inferiores a 18ºC.

Como se indicó más arriba, el consumo residencial base por usuario viene dado por la línea de trazos verde de la Figura 1. La pendiente de esta recta nos permite conocer el volumen de agua caliente que en promedio consume un usuario típico. Este volumen es de aproximadamente 206 l/día. Este dato nos permite estimar el requerimiento de agua caliente sanitaria (ACS) por usuario: si suponemos que aproximadamente una masa de 20 l se usa para cocción, obtenemos una estimación de aproximadamente 186 l/día de agua caliente. Suponiendo 3,5 personas por vivienda, obtenemos un requerimiento de agua caliente de alrededor de 53 l/día por persona. Desde luego, este es un valor nominal de consumo de ACS. En el diseño de viviendas se utiliza una cifra de consumo entre 50 y 70 l/día por persona. De este modo, adoptamos como consumo nominal de agua en la Argentina 60 l/día y por persona, que refleja el comportamiento actual, aunque quizás sería deseable (y posible) un consumo menor. De hecho en la Comunidad Europea, se recomienda un consumo entre 50 l/día/persona. (6)

Un volumen de 186 l/día de ACS es consistente con un uso de 6 l/min durante unos 31 minutos. Este consumo se corresponde, en promedio, con 3 duchas por día de 7 min cada una y 10 minutos de lavado de platos, manos, etc.

Según la Figura 1, el consumo específico de gas por usuario es en promedio de aproximadamente 2 m3/día. De este consumo, 0,5 m3/día se emplea en los pilotos y otro 0,5 m3/día corresponde a cocción. Por lo tanto, el volumen medio usado por los usuarios residenciales en el calentamiento de agua es de 1 m3/día. El número de usuarios residenciales conectados a la red de gas natural es de alrededor de 8,1 millones. (7) Si a este número agregamos los usuarios de gas licuado del petróleo (GLP), no conectado a red (3,5 millones), el número total de usuarios de gas o combustible equivalente es de aproximadamente 11,6 millones. Como en los sistemas convencionales de calentamiento de agua en el país, calefones y termotanques, estos tienen por lo general un piloto, su consumo efectivo diario es de 1,5 m3/día. De este modo sólo en el sector residencial, el consumo asociado al calentamiento de agua en la Argentina, es de aproximadamente 17,4 millones. En el sector residencial, los 2 m3/día de consumo base se distribuye entre cocción, piloto y calentamiento de agua, como se ilustra en la Figura 2.

Figura 2: Distribución del consumo base en el sector de usuarios residenciales (R) en Argentina.

Figura 2: Distribución del consumo base en el sector de usuarios residenciales (R) en Argentina.

3. CONSUMO BASE DE USUARIOS COMERCIALES Y ENTES OFICIALES

Si se considera la energía usada en el calentamiento de agua para usuarios comerciales y entes oficiales, como se ve en la Figura 3, su consumo base es de aproximadamente 8 m3/día, y corresponde aproximadamente a 370 mil usuarios. (8) Si la mitad de este consumo base se usa en calentar agua, o sea 4 m3/día, resulta en un consumo diario de calentamiento de agua para este sector del orden de 1,5 millones de m3/día.

De este modo, podemos estimar el consumo total del país destinado al calentamiento de agua en aproximadamente 18,9 millones de m3/día equivalentes. Este volumen de gas equivale al 57% de las importaciones de gas en la Argentina. Nótese que esta es una estimación conservadora, no estamos incluyendo el GLP usado por los usuarios comerciales ni entes oficiales.

Figura 3. Variación de los consumos específicos comerciales (C)  y de entes oficiales (EO) como función de la temperatura media mensual. La línea de trazos cortos indica el consumo base cuyo valor es de 8 m3/d. Suponemos que la mitad de este consumo está asociado al calentamiento de agua.

Figura 3. Variación de los consumos específicos comerciales (C) y de entes oficiales (EO) como función de la temperatura media mensual. La línea de trazos cortos indica el consumo base cuyo valor es de 8 m3/d. Suponemos que la mitad de este consumo está asociado al calentamiento de agua.

4. ENERGÍA SOLAR EN LA ARGENTINA

Existen numerosos estudios de la potencialidad de la energía solar en la Argentina, en particular, el “Atlas de Energía Solar de la República Argentina”, elaborado por el Grupo de Estudios de la Radiación Solar (GERSolar) de la Universidad Nacional de Luján, es uno de los más completos. (9) En la Figura 4 se muestra la distribución espacial promedio, de la irradiación solar diaria sobre un plano horizontal, para dos meses del año.

Figura 4. Distribución espacial promedio, de la irradiación solar diaria sobre un plano horizontal, para dos meses del año, enero y septiembre. (9) Enero es representativo de los valores máximos de irradiación y setiembre de los valores medios. En casi todo el territorio argentino, 4 kWh/m2 es un valor representativo del promedio, aunque en el norte los valores de irradiación son considerablemente mayores.

Figura 4. Distribución espacial promedio, de la irradiación solar diaria sobre un plano horizontal, para dos meses del año, enero y septiembre. (9) Enero es representativo de los valores máximos de irradiación y setiembre de los valores medios. En casi todo el territorio argentino, 4 kWh/m2 es un valor representativo del promedio, aunque en el norte los valores de irradiación son considerablemente mayores.

Con un colector solar de 3,5 m2 de área, la energía solar media que llegaría al mismo sería de 14 kWh por día, si suponemos una eficiencia del 70% colectaría 10 kWh equivalente a 1 m3 de gas natural por día. En otras palabras, en solo 3,5 m2, el Sol aporta tanto gas como el requerido para calentar toda el agua sanitaria que usa una familia típica de la Argentina.

La eficiencia de los sistemas híbridos puede estimarse mediante distintas aproximaciones. En una colaboración entre ENARGAS-UNSAM-UNLu, se optó por medir el ahorro comparando el consumo de sistemas convencionales e híbridos (sol-gas y sol-electricidad). (10) En promedio en un clima como el que predomina en la zona central de la Argentina, las mediciones indican que con colectores solares de 3,5 m2 y eficiencia del 75%, se podría cubrir el 65% de la demanda de agua caliente sanitaria, de un usuario residencial promedio de la zona central del país. Si estos equipos se asocian con sistemas eficiencia de apoyo a gas, por ejemplo calefones modulantes con encendido electrónico (Sin piloto, clase A en eficiencia) en consumo de calentamiento de agua pasaría de un promedio actual de 1,5 m3/día a 0,35 m3/día, o sea un ahorro de 1,15 m3/día, o sea del 77%. Este ahorro, suponiendo una tarifa de gas de 4 $/m3, implicaría un ahorro anual de $1680 al año. Dado que los equipos solares híbridos como el indicado, tiene actualmente un costo de unos $25 000 a $30 000 incluyendo equipo de apoyo a gas e instalación, apenas se llega a amortizar en 15 años. Es previsible, sin embargo, de impulsarse una producción masiva de estos equipos, su costo podría disminuir en un 40 a 50%, haciendo la ecuación más atractiva para los usuarios.

El precio del GNL al público en la Argentina, ronda los 19 U$S/Millón de BTU, (equivalente a $550 por tubo de 45 kg de GPL). Para los usuarios de GLP la alternativa de cambio a un sistema solar híbrido es mucho más atractiva, ya que el GLP es más costoso .Para estos usuarios, en metro cúbico equivalente de gas (o sea adquirir 9300 kcal) cuesta unos $10. El ahorro en gas para estos usuarios a lo largo de 10 años es del orden de $40 000 o sea U$S 2650. Este ahorro claramente cubre con creses el costo del equipo. Además, se podría estimular un importante desarrollo de la industria nacional que produciría estos equipos con la consecuente generación de empleos. Al mismo tiempo, la formación de instaladores y personal de mantenimiento de estos equipos podría generar empleo en muchas localidades del país.

Los equipos híbridos sol-gas o sol-electricidad en la Argentina tienen costos que oscilan entre 1500 y 2000 U$S. Los equipos solares más adecuados para un país como el nuestro son los de calentamiento indirecto, es decir aquellos en que el fluido caloportador que circula por los colectores solares no es agua, sino un fluido que circula en un circuito cerrado y lleva calor al tanque de almacenamiento de agua caliente. Esta es una característica muy importante en casi todo el territorio nacional por dos razones: a) Cuando las temperaturas bajan a 0ºC, no hay riesgo de congelamiento del agua, que podría destruir el colector y b) es más resistente a los efecto de taponamiento con aguas duras, cosa muy frecuente en muchas localidades del país. Los equipos solares de calentamiento indirecto, usan un líquido caloportador, que no se cógela a 0ºC y es este líquido a través de algún mecanismo o serpentina el que calienta el agua. Producir en el país este tipo de equipos, generaría como valor agregado, trabajo y empleo. Simultáneamenteesta alternativa reduciría considerablemente nuestras emisiones de GEI. Por lo tanto, creemos que el esfuerzo de evaluar la posibilidad planteada en este proyecto, está bien justificado.

Otro aspecto técnico importante de tener en cuenta, es evitar los equipos de apoyo tradicionales. Estos en general tienen consumos pasivos, como pilotos o perdidas de calor por los tanques, que generan un consumo estable todo el año de entre 0,5 y 0,7 m3/día. Como señalábamos antes, que con un equipo solar híbrido adecuado el consumo para el calentamiento de agua se reduce a unos 0,35 m3/día. En este caso, el equipo de apoyo inadecuado, aportaría otro 0,6 m3/día, o sea triplicando el consumo innecesariamente.

La pregunta que surge de inmediato es ¿por qué esta tecnología nos está más difundida u utilizada en la Argentina? Hay varias razones que analizaremos con más detalle en la siguiente sección, pero dos son quizás las más visibles: 1) los precios históricos del gas natural no hacían a esta alternativa atractiva y b) la barrera del costo inicial, aún para los usuarios de GLP, que podrían haberla usado desde hace años, el costo inicial es una gran barrera. Un equipo convencional de unos 5 a 6 mil pesos, se lo puede adquirir en 12 cuotas mensuales en cualquier comercio del país. Sin embardo un sistema solar híbrido que cuesta, incluyendo instalación, entre unos 25 a 35 mil pesos, en general no tiene financiación. De este modo, esta tecnología queda reservada para pocas personas, que tienen un poder adquisitivo más bien alto y tienen conciencia medio ambiental.

5. BARRERAS AL DESARROLLO LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA PARA CALENTAMIENTO DE AGUA.

Las ventajas de utilizar la energía solar térmica para el calentamiento de agua, parecerían ser muy adecuadas en un país como Argentina. Sin embargo, como señalábamos más arriba, su desarrollo hasta el presente es muy modesto. Según la CAFAGAS (Cámara de Fabricantes de Artefactos de Gas de la Argentina) en el año 2012 se produjeron en el país cerca de 700 mil equipos de calentamiento de agua (calefones y termotanques), mientras la producción de equipos solares era del orden de mil. (11)

  • Varios trabajos analizan el problema de las barreras al desarrollo de la energía solar térmica para el calentamiento de agua en América Latina. (12) Aquí analizaremos algunas de ellas para el caso de la Argentina:
  • Carencia de un marco institucional y legal, ausencia de un ente nacional de promoción y regulación de la energía solar.
  • Carencia de normativas a nivel nacional que establezcan requerimientos de eficiencia, integridad física y calidad de los productos.
  • El costo inicial de inversión de los sistemas solares térmicos es relativamente alto en comparación con los sistemas de calentamiento de agua convencionales. Poco desarrollo del mercado – en comparación con el gran potencial existente.
  • Falta de incentivos económicos y financieros tales como deducción de impuestos, reducción de aranceles, subsidios y créditos, entre otros.
  • Falta de incentivos a la capacitación de personal idóneo, poco incentivo a la investigación e innovación a nivel regional. Todo esto contribuye a que los paneles solares no alcancen niveles de calidad óptimos tanto en su fabricación como instalación. Asimismo, el incipiente desarrollo de este mercado hace que haya una carencia de personal idóneo tanto en su instalación como en el mantenimiento y reparación de los mismos.
  • Existencia de incentivos dirigidos hacia los combustibles fósiles, principalmente subsidios al gas.

Marco institucional y legal: En el caso del gas, existe un organismo oficial nacional de regulación del sector, que es el ENTE NACIONAL REGULADOR DEL GAS (ENARGAS). Recogiendo la experiencia anterior de Gas del Estado, tiene la capacidad de dictar normas de carácter obligatorio que todos los equipos a gas deben cumplir y que además fiscaliza su cumplimiento. Sin embargo, en el caso de la energía solar no existe ningún organismo público que promueva y regule esta actividad a nivel nacional. A nivel institucional, sólo se cuenta con Normas IRAM, (IRAM 210 002-1 y la IRAM 210 004.) que son de adopción de carácter voluntario. Esta normas sólo especifican las características del colector solar, pero no de los sistemas completos. La falta de normas y procesos de estandarización, contribuye a que haya una carencia de laboratorios que puedan realizar pruebas técnicas de verificación de estándares de eficiencia y calidad, como así también la falta de estándares consensuados que permitan el desarrollo de una industria fuerte y que genere confianza a lo largo de toda la cadena de valor.

De este modo, un usuario de un equipo convencional a gas, en buena medida, como consecuencia de las normas de seguridad, integridad física, eficiencia, etc. que estos equipos deben cumplir obligatoriamente en la Argentina, tiene cierta seguridad de que el artefacto que adquiere va a tener una prestación libre de dificultades, con garantía de los fabricantes, por varios años. Además, al ser el mercado de los convencionales maduro, los servicios de instalación y reparación, están disponibles en buena parte de todo el territorio nacional.

Estas condiciones no se dan en el caso de los equipos solares. Hay buenos fabricantes, pero también otros con menos experiencia y aún equipos de poca calidad. Esta vez el usuario es el que debe asumir todos los riesgos.

Asimismo, se hace necesario invitar a las universidades, municipios, etc. a discutir un régimen de derecho al uso del Sol. Esto daría seguridad a los usuarios de las zonas urbanas que una nueva construcción o un árbol en las zonas linderas no impida en un futuro el uso de equipos solares en una vivienda.

Desarrollo del mercado: El mercado de los equipos solares está en un estado de poco desarrollo. Los usuarios no tienen marcas con tradición ni el nivel de referencias que se pueden encontrar en los equipos convencionales. Los servicios de instalación y reparación no siempre están cerca ni disponibles. Esto implica un nivel de incerteza muy alto a la hora de optar por esta tecnología. Un usuario común deberá tomar una decisión sobre una tecnología que no conoce y sobre la que hay muchas opciones. Por ejemplo, el usuario deberá optar por equipos de paneles planos o tubos de vacío, también deberá optar entre sistemas de calentamiento directo o indirecto, y así sucesivamente. Dada la poca experiencia que él y sus vecinos tienen en estas tecnologías, la tentación de elegir lo viejo conocido es muy alta.

Costo inicial de inversión: Los costos de los equipos solares híbridos en la actualidad son muy altos respecto de los convencionales. Si se toman equipos de mayor tradición en el mercado, para un consumo medio de aproximadamente 200 l/día, el costo de un buen equipo está en el orden de los 1500 a 2000 U$S. En el ejercicio que proponemos en este trabajo suponemos que su costo es de U$S 1500. En general existen pocos planes de financiación. Un equipo convencional a gas de buena marca incluyendo la instalación cuesta unos U$S 400 en el mercado local y se puede adquirir con al menos 12 cuotas de financiación. Otro elemento necesario para poder comparar los tiempos de amortización es el costo del gas. Para ello proponemos los siguientes escenarios, que se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1. Costo del gas al usuario residencial. Suponiendo una conversión de 1 U$S= 15 $, la tercera columna indica el costo del gas en U$S/millón de BTU. El costo marginal del gas importado es en 2016 del orden de los 5 U$S/millón de BTU. Por su parte, en el escenario 1, el costo del gas es similar al que paga un usuario promedio R23 en la zona central de la Argentina. El escenario 2 corresponde a precio que paga un usuario de GLP sin subsidio en Argentina. Suponemos que el consumo de gas por año para el calentamiento de aguas es el de un usuario medio, es decir de unos 500 m3/año (equivalente a 1,5 m3/día).

Tabla 1. Costo del gas al usuario residencial. Suponiendo una conversión de 1 U$S= 15 $, la tercera columna indica el costo del gas en U$S/millón de BTU. El costo marginal del gas importado es en 2016 del orden de los 5 U$S/millón de BTU. Por su parte, en el escenario 1, el costo del gas es similar al que paga un usuario promedio R23 en la zona central de la Argentina. El escenario 2 corresponde a precio que paga un usuario de GLP sin subsidio en Argentina. Suponemos que el consumo de gas por año para el calentamiento de aguas es el de un usuario medio, es decir de unos 500 m3/año (equivalente a 1,5 m3/día).

Con los costos de los equipos indicados anteriormente, U$S 1500 para los solares híbridos con un nivel de ahorro del 65% en energía convencional (gas o electricidad) y U$S 400 para los convencionales, en los dos escenarios de la tabla 1, tenemos los resultados que se indican en las Figuras 5, 6, 7, y 8. En todos los casos suponemos una tasa de retorno del 5% para reducir los costos a valores del presente.

En el caso en que el costo del gas sea de 7,3 U$S/millón de BTU, equivalente a 4,0$/m3; o sea similar al que paga un usuario promedio R23 en la zona central de la Argentina por el m3 de gas natural, después de los ajustes ocurridos en el 2016. Como se observa en la Figura 5, en este caso, el costo de los equipos recién se amortiza a los 15 años. Sin embargo, el salto en el presupuesto inicial, que en general queda a cargo del usuario es muy importante, y actúa como un factor disuasorio para adoptar la opción solar.

Figura 5. Escenario 1. Izquierda, variación de los costos totales, equipo y abastecimiento de gas para los dos equipos, convencional a gas y solar híbrido (solar-gas). Costo del gas 7,3 U$S/millón de BTU, equivalente a 4 $/m3. En este caso el costo del equipo híbrido se amortiza en 15 años. A la derecha se indican los costos totales, reducidos a valores presentes, al cabo de 15 años, de los equipos híbridos y convencionales. La parte inferior de las barras (en celeste) indica el costo del equipo y la parte superior (en amarillo) indica el costo del combustible.

Figura 5. Escenario 1. Izquierda, variación de los costos totales, equipo y abastecimiento de gas para los dos equipos, convencional a gas y solar híbrido (solar-gas). Costo del gas 7,3 U$S/millón de BTU, equivalente a 4 $/m3. En este caso el costo del equipo híbrido se amortiza en 15 años. A la derecha se indican los costos totales, reducidos a valores presentes, al cabo de 15 años, de los equipos híbridos y convencionales. La parte inferior de las barras (en celeste) indica el costo del equipo y la parte superior (en amarillo) indica el costo del combustible.

En las Figura 6 se muestra la evolución de los costos en el caso que el precio del gas sea de 19 U$S/millón de BTU, equivalente a 10,2 $/m3; que es un costo del GLP que paga un usuario sin subsidio para este combustible en la Argentina (equivale a un costo de $550 el tubo de 45 kg). En este caso, los equipos solares híbridos se amortizan en 5 años. Sin embargo, el salto en el presupuesto inicial, es aún muy importante y actúa como un factor disuasorio para adoptar la opción solar.

De las Figuras 7 y 8, se observan los mismo escenarios 1 y 2, pero esta vez con un descuento o subsidio en los equipos del 21%, equivalente al valor de la tasa de IVA, y con una financiación al 3% anual a valores constantes, en 4 años. Claramente los tiempos de amortización son menores, pero el acceso se ve mucho más favorecido, que si el costo del gas se incrementara 5 veces respecto de su valor actual, todavía los equipos no se amortizan en 15 años. En las Figuras 7, 8 y 9 se indican la evolución del costo de los equipos híbridos, con una financiación de tres años, con un costo de financiación del 5% anual en dólares. Esta financiación pretende equiparar los costos de los equipos híbridos con los convencionales al momento de la compra. Desde luego, esta ingeniería financiera puede modificarse y mejorarse considerablemente. Los resultados indicados en estas figuras sirven para tener un modo comparativo de visualizar estas distintas alternativas y escenarios.

Figura 6. Escenario 2. Izquierda, variación de los costos totales, equipo y abastecimiento de gas para los dos equipos, convencional a gas y solar híbrido (solar-gas). Costo del gas 19 U$S/millón de BTU. En este caso el costo del equipo híbrido se amortiza en 5 años.  A  la derecha se indican los costos totales, reducidos a valores presentes, al cabo de 15 años, de los equipos híbridos y convencionales. La parte inferior de las barras (en celeste) indica el costo del equipo y la parte superior (en amarillo) indica el costo del combustible.

Figura 6. Escenario 2. Izquierda, variación de los costos totales, equipo y abastecimiento de gas para los dos equipos, convencional a gas y solar híbrido (solar-gas). Costo del gas 19 U$S/millón de BTU. En este caso el costo del equipo híbrido se amortiza en 5 años. A la derecha se indican los costos totales, reducidos a valores presentes, al cabo de 15 años, de los equipos híbridos y convencionales. La parte inferior de las barras (en celeste) indica el costo del equipo y la parte superior (en amarillo) indica el costo del combustible.

Desde el punto de vista del estado, la adopción la de tecnología solar híbrida para el calentamiento de agua, implica que se pueden reducir las importaciones de gas. La reducción de demanda por usuario es del orden de 1,25 m3/día o sea del orden del 30% del consumo residencial. Además, la promoción de esta tecnología generaría nuevos emprendimientos económicos con fuerte impacto en el mercado laboral. Asimismo, los usuarios de gas natural, tendrían la ventaja de reducir sus facturas de energía y a nivel general se reducirían las emisiones de gases efecto de invernadero (GEI).

La reducción en los gastos de energía, es particularmente interesante para los usuarios de gas licuado (GLP). El GLP sin subsidio, que es el que pagan una buena fracción de los usuarios de este insumo, unos $ 550 por tubo de 45 kg, equivale a 19 U$S/millón de BTU.

Figura 7. Escenario 1, similar al indicado en la Figura 5, pero esta vez incluyendo un programa de financiación a 4 años a una tasa real de 3% y un descuento o subsidio equivalente al costo del IVA, o sea del 21%. Izquierda, variación de los costos totales, equipo y abastecimiento de gas para los dos equipos, convencional a gas y solar híbrido (solar-gas). Costo del gas 7,3 U$S/millón de BTU. En este caso el costo del equipo híbrido se amortiza en 10 años. A la derecha se indican los costos totales, reducidos a valores presentes, al cabo de 15 años, de los equipos híbridos y convencionales. La parte inferior de las barras (en celeste) indica el costo del equipo y la parte superior (en amarillo) indica el costo del combustible. Como se ve en este caso, al cabo de 15 años el equipo híbrido genera un ahorro equivalente al 16% del costo total en 15 años.

Figura 7. Escenario 1, similar al indicado en la Figura 5, pero esta vez incluyendo un programa de financiación a 4 años a una tasa real de 3% y un descuento o subsidio equivalente al costo del IVA, o sea del 21%. Izquierda, variación de los costos totales, equipo y abastecimiento de gas para los dos equipos, convencional a gas y solar híbrido (solar-gas). Costo del gas 7,3 U$S/millón de BTU. En este caso el costo del equipo híbrido se amortiza en 10 años. A la derecha se indican los costos totales, reducidos a valores presentes, al cabo de 15 años, de los equipos híbridos y convencionales. La parte inferior de las barras (en celeste) indica el costo del equipo y la parte superior (en amarillo) indica el costo del combustible. Como se ve en este caso, al cabo de 15 años el equipo híbrido genera un ahorro equivalente al 16% del costo total en 15 años.

Figura 8. Escenario 2, similar al indicado en la Figura 6, pero esta vez incluyendo un programa de financiación a 4 años a una tasa real de 3% y un descuento o subsidio equivalente al costo del IVA, o sea del 21%. Izquierda, variación de los costos totales, equipo y abastecimiento de gas para los dos equipos, convencional a gas y solar híbrido (solar-gas). Costo del gas 19 U$S/millón de BTU. En este caso el costo del equipo híbrido se amortiza en 3,5 años. A la derecha se indican los costos totales, reducidos a valores presentes, al cabo de 15 años, de los equipos híbridos y convencionales. La parte inferior de las barras (en celeste) indica el costo del equipo y la parte superior (en amarillo) indica el costo del combustible. Al cabo de 15 años el equipo híbrido genera un ahorro equivalente al 50% del costo total en 15 años.

Figura 8. Escenario 2, similar al indicado en la Figura 6, pero esta vez incluyendo un programa de financiación a 4 años a una tasa real de 3% y un descuento o subsidio equivalente al costo del IVA, o sea del 21%. Izquierda, variación de los costos totales, equipo y abastecimiento de gas para los dos equipos, convencional a gas y solar híbrido (solar-gas). Costo del gas 19 U$S/millón de BTU. En este caso el costo del equipo híbrido se amortiza en 3,5 años. A la derecha se indican los costos totales, reducidos a valores presentes, al cabo de 15 años, de los equipos híbridos y convencionales. La parte inferior de las barras (en celeste) indica el costo del equipo y la parte superior (en amarillo) indica el costo del combustible. Al cabo de 15 años el equipo híbrido genera un ahorro equivalente al 50% del costo total en 15 años.

Figura 8. Escenario 2, similar al indicado en la Figura 6, pero esta vez incluyendo un programa de financiación a 4 años a una tasa real de 3% y un descuento o subsidio equivalente al costo del IVA, o sea del 21%. Izquierda, variación de los costos totales, equipo y abastecimiento de gas para los dos equipos, convencional a gas y solar híbrido (solar-gas). Costo del gas 19 U$S/millón de BTU. En este caso el costo del equipo híbrido se amortiza en 3,5 años. A la derecha se indican los costos totales, reducidos a valores presentes, al cabo de 15 años, de los equipos híbridos y convencionales. La parte inferior de las barras (en celeste) indica el costo del equipo y la parte superior (en amarillo) indica el costo del combustible. Al cabo de 15 años el equipo híbrido genera un ahorro equivalente al 50% del costo total en 15 años.

Falta de incentivos económicos, financieros y subsidios: Por lo discutido más arriba, se observa que solo en el caso de los usuarios de GLP en la Argentina, es posible que el mercado por si solo impulse el desarrollo de la energía solar térmica para el calentamiento de agua sanitaria. En el caso de los usuarios de gas natural se requiere de incentivos económicos y financieros a la par de algunos subsidios para la adquisición de equipos solares híbridos. La razón de por qué el país o el gobierno debería impulsarlos, es que a nivel nacional al ahorrar gas importado y se reduce la necesidad de ampliar redes de distribución. Además, se tiende a equilibrar la balanza comercial a la par de estimular un importante desarrollo industrial nacional con creación de empleo.

Subsidios al gas: Por lo discutido más arriba, resulta claro que sería mucho más beneficioso para el país en general y para el sistema energético nacional, subsidiar la eficiencia y el desarrollo de la energía solar térmica en lugar de subsidiar al gas. El subsidio al gas, que en particular en la zona sur del país todavía es muy significativo, inhibe cualquier desarrollo de otras alternativas energéticas, no estimula la producción local e incita a un uso no racional del gas, como el que se observa en el sur de la Argentina. (13) (14) Por lo tanto, siguiendo la política desarrollada en muchos países de la OCDE (Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos) como así también en América Latina, es preferible subsidiar la eficiencia y las energías renovables en lugar del consumo.

6. AHORRO DE ENERGÍA EN EL CALENTAMIENTO DE AGUA SANITARIA

Además del uso de energía solar térmica en el calentamiento de agua, hay varias acciones complementarias que contribuirían significativamente a reducir y eficientizar nuestros consumo de energía. Este problema fue analizado en varios trabajos previos (15) cuyas conclusiones pueden resumirse a través de un plan de cambio de artefactos de calentamiento de agua, calefones y termotanques, que incluye tres aspectos:

A) Cambio de los equipos convencionales a los más eficientes en el mercado, es decir los equipos que tienen clase A en eficiencia energética, según las Normas Argentinas de Gas (NAG) implementadas por el ENARGAS.

B) Incorporación de dispositivos economizadores de agua, que tienen gran difusión en Europa y EE.UU. y que reducen el consumo de agua entre 35% a 50%. El costo unitario de estos dispositivos es del orden de unos U$S 25.

Esta alternativa, es mucho más económica que el uso de sistemas híbridos, ya que implica financiar equipos cuyo costo es del orden de los U$S 425, y quizás en algunos casos subsidiar a usuarios de bajos recursos. Además, en muchas viviendas, en particular en las grandes ciudades y edificios de departamentos, donde el acceso al sol está muy limitado, esta alternativa es más adecuada.

En térmico de los ahorros, decíamos que un equipo solar híbrido (solar –gas) puede reducir en aproximadamente el 70% el consumo de energía en el calentamiento de agua. Si suponemos que los equipos de apoyo al sistema híbrido no tienen piloto, el consumo dedicado a calentamiento de agua se reduce en promedio de 1,5 m3/día a 0,25 m3/día. O sea en un 83%. Por otro lado, si se reemplaza un calefón o temotanque tradicional, por un equipo de alta eficiencia, clase A en eficiencia, los ahorros medio pueden ser de 0,5 a 0,6 m3/día. Si además se reduce el consumo de agua en un 25% por medio de aireadores en los grifos y duchas con flor amplia con reductores de flujo, el consumo en el calentamiento de agua pasaría de 1,5 m3/día a 0,7 m3/día, o sea un ahorro del orden del 45%. Como se ve un ahorro importante.

Suponiendo que el 25% de los usuarios residenciales adopta sistemas solares híbridos; el resto pasa a clase A en sus equipos convencionales y suponiendo un ahorro de agua del orden del 25%, el ahorro en consumo de gas residencial sería del orden de los 10 millones de m3/día en el sector residencial. Es decir, se podría lograr un 30% de ahorro en las importaciones actuales, equivalentes a 675 millones de U$S de gas importado.

Los resultados indican que con una moderada inversión inicial, aun si el estado subsidiase una parte del programa de cambio, al cabo de 10 años, los ahorros acumulados en gas importado, serían del orden de 5 mil millones de USD, Asimismo, se lograría mejorar y modernizar los artefactos que usan los habitantes de país, estimulando un importante desarrollo industrial y económico y un incremento en las exportaciones del GLP (Gas Licuado de Petróleo).

7. COSTOS DE INVERSIÓN Y AHORROS DE IMPORTACIÓN

El análisis realizado más arriba, se centraba en beneficio individual de cada usuario y en los tiempos de recuperación de su inversión. Sin embargo, no menos importante es el beneficio global del programa

Tabla 2. Resumen de los costos de la inversión para realizar la conversión de equipos nuevos más eficientes y equipo solares, junto a los potenciales ahorros de gas.

Tabla 2. Resumen de los costos de la inversión para realizar la conversión de equipos nuevos más eficientes y equipo solares, junto a los potenciales ahorros de gas.

8. CONCLUSIONES 

Nuestras estimaciones sugieren que el ahorro de gas, utilizando equipos híbridos, solar-gas o solareléctrico, podrían aportar ahorros del orden del 60 al 70% del consumo de gas utilizado en el calentamiento de agua sanitaria. Las implicancias económicas de disminuir las importaciones de gas son importantes, habida cuenta que el consumo de gas destinado al calentamiento de agua en la Argentina equivale al 57% del gas importado.

Tanto por razones económicas como medioambientales,creemos que es conveniente una intervención del estado para racionalizar el consumo y promover el desarrollo de una importante industria nacional. El subsidio al gas, importante todavía en la zona sur del país, inhibe cualquier desarrollo de otras alternativas energéticas, no estimula la producción local e incita a un uso no racional del gas como el que se observa en el sur de la Argentina.

Por lo tanto, resulta conveniente estimular el desarrollo de esta tecnología en el país. La fabricación de estos equipos localmente generaría valor agregado y empleo. Así también, esta alternativa reduciría considerablemente nuestra dependencia de gas importado y disminuiría nuestras emisiones de GEI. En el caso de los usuarios de GLP la inversión en equipos solares híbridos se amortiza en unos 4 años y al cabo de 15 años hay un beneficio económico neto para los usuarios. En este caso las condiciones de mercado ya permiten un desarrollo de esta tecnología. Sin embargo en el caso de los usuarios de gas natural, es necesaria la introducción de estímulos económicos y financieros para el desarrollo de esta tecnología.

Un aspecto clave para reducir las barreras al desarrollo de la energía solar térmica, es el desarrollo de normas técnicas de seguridad, integridad física, eficiencia, calidad, etc. que estos equipos deben cumplir obligatoriamente en todo el territorio nacional al igual que la implementación de un organismo con autoridad de aplicación, regulación y promoción de la energía solar en la Argentina que sería conveniente que abarcara el aspecto de eficiencia energética como los creados en otros países de la región como Chile, México y Brasil. Asimismo, es necesaria una reglamentación que avance en los temas de uso del sol en las zonas urbanas.

Desde el punto de vista institucional, y teniendo en cuenta la trayectoria del ENARGAS en establecer las normas para los equipos de calentamiento de agua en el país, sería conveniente que este mismo Organismo sea el que regule y normalice todos los equipos de calentamiento de agua sanitaria, incluyendo los solares. Esto evitaría gastos innecesarios en la creación de nuevos entes estatales y ahorraría tiempo en la implementación de las normas.

Complementariamente, reemplazando los equipos tradicionales de calentamiento de agua, por los nuevos más eficientes, aquellos de clase A de eficiencia energética actual, combinado con sistemas de ahorro de agua, la reducción en el consumo de energía para calentar agua podría reducirse en un 45%. La implementación de estas dos medidas complementarias, reemplazo de equipos tradicionales de calentamiento de agua por nuevos sistemas más eficientes y sistemas solares híbridos, en el sector residencial, podrían reducir las importaciones de gas en un 30%. Si se incluye el aporte que el sector comercial y público, los ahorros serían aún superiores. El uso de sistemas de calentamiento de agua en hoteles, restaurantes, clubes y hospitales, que tienen un alto consumo de energía en el calentamiento de agua, podría aportar un considerable ahorro a nuestras necesidades de importar gas.

Pero, es claro que el desarrollo de esta tecnología no se dará en forma espontánea, aún con las tarifas actuales, y se requiere de un importante rol de estado en su promoción, que va desde el desarrollo de una normativa adecuada que establezca la seguridad, prestación de servicio y eficiencia de los nuevos equipos, hasta la financiación y reducción de impuestos o susidios parciales, que permitan el desarrollo de esta tecnología en el país.

Referencias

1. Annual Energy Outlook 2009 with projections to 2030, Departamento de Energía de los EEUU . www.eia.doe.gov/oiaf/aeo/index.html del DOE. [En línea]

2. Posibilidades de ahorro de gas en Argentina- Hacia un uso más eficiente de la energía. Gil, Salvador. 2, Abril de 2009, Petrotecnia (Revista del Instituto Argentino del Petróleo y del Gas), págs. 80-84. ISSN 0031-6598.

3. IPCC. International Pannel on : Climate Change. Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation. http://www.ipcc.ch/. [En línea] 2011.

4. Proyección de demanda de gas para mediano y largo plazo. Gil, Salvador. Octubre de 2007, Pretrotecnia (Revista del Instituto Argentino del Petróleo y del Gas), Vol. XLVIII, págs. 86-100.

5. INDEC. Instituto Nacional de Estadísticas y Censos. Vivienda, hogares y hábitat. http://www.indec.gov.ar. [En línea]

6. Consumo e agua en el mundo. http://teleobjetivo.org/blog/consumo-mundial-de-agua.html. [En línea]

7. ENARGAS. Ente Nacional Regulador del Gas. www.enargas.gov.ar. [En línea] 2014. www.enargas.gov.ar.

8. Consumo de agua en la Ciudad de Buenos Aires- Gobierno Ciudad Autónoma e Buenos Aires. http://www.buenosaires.edu.ar/areas/educacion/recursos/medio_ambiente/consumo.php?menu_id=31056. [En línea] 2013.

9. Atlas de energía solar de la República Argentina. Grossi Gallegos, H. y Righini., R. Buenos Aires : s.n., Mayo de 2007, Publicado por la Universidad Nacional de Luján y la Secretaría de Ciencia y Tecnología. ISBN 978-987-9285-367.

10. Aprovechamiento de la energía solar en la Argentina. Lanson, A. y Et., Al. Feb. 2014, 2014, Petrotécnia (Revista del IAPG), Vol. LV, págs. 62-70.

11. Colectores solares para agua. Placco, C., Saravia, L. y Cadena, C. Salta : INENCO , 2008, Vols. http://www.inti.gob.ar/e-renova/pdf/colectores_solares_aguacaliente.pdf.

12. OLADE. Barreras para el desarrollo del mercado de la energía solar para calentamiento de agua en América Latina y el Caribe. 2010. .

13. ¿Cómo se distribuye el consumo residencial de gas? Modos de promover un uso más eficiente del gas. Gil, S. y Prieto, R. 6, Bs.As. : s.n., Dic. de 2013, Petrotecnia, Vol. LIV, págs. 81-92.

14. Eficiencia en el uso del gas natural en viviendas unifamiliares de la ciudad de Bariloche. González , A. D. , Crivelli , E. y Gortari, S. 2006, Instituto Argentino del Petróleo y del Gas, Vol. 10