El perfil de la carga de climatización se calcula sustrayendo a la carga promedio de verano (julio y agosto) la carga de invierno (diciembre a marzo) y comparando entre zonas de balance templado (central, oriental y occidental) y zonas cálidas (norte, noreste, noroeste, peninsular, Baja California Norte y Baja California Sur). Los resultados de la proyección de carga del PRODESEN para 2016 muestran características muy claras y distintivas. La similitud entre el invierno y el verano es sobresaliente debido a la ausencia de variaciones estacionales. La carga es relativamente plana con un amplio aumento que se incrementa paulatinamente a lo largo del día y se estabiliza durante la tarde. Alrededor de las 8 pm, se observa un claro y marcado incremento y luego el consumo decrece gradualmente hasta alcanzar su mínimo alrededor de las 5 am. La única diferencia considerable es un ligero incremento uniforme a lo largo del día en verano y un desplazamiento de dos horas en el incremento marcado durante la misma estación, lo que corresponde con el cambio en la hora de la puesta del sol.
Por otro lado, la variación estacional en las regiones cálidas contrasta ampliamente con las regiones templadas. Primero, la carga de climatización total en invierno sólo incluye a alrededor de 60 % de las regiones templadas, debido a una menor población y mezcla sectorial. La carga de invierno es similar en todas las regiones, con un amplio aumento casi en los mismos puntos y un incremento marcado también en la misma temporada, aunque un tanto menos agudo. La carga de verano es mucho más alta durante todo el día en las regiones cálidas y muestra dos picos agudos con un valle entre ellos. Estos picos cambian en relación con el incremento marcado. El primero aparece entrada la tarde, mientras que el segundo aparece después de medianoche. Dado que ocurren sólo durante el verano y en las regiones cálidas es de suponerse que se deban a la climatización.
La carga de climatización promedia 4.9 GW a lo largo del día, con picos de 5.8 GW a las 5 pm y de 6.2 GW a la 1 am, tiempo local, en las regiones cálidas. El pico nacional de consumo por climatización en estos horarios es apenas más alto, con 7.5 GW. Debido a una mayor carga base en la tarde, la carga absoluta del sistema es casi la misma a las 5 pm que a la 1 am. La hipótesis es que el pico de la tarde se debe generalmente a los edificios comerciales y está correlacionado con la parte más calurosa del día, mientras que el pico nocturno se debe a los aires acondicionados residenciales, usados para brindar confort durante las horas de sueño. En total, la climatización demanda 16 % de la producción de electricidad nacional en julio y agosto, pero consume 21 % de la carga a la 1 am. En las regiones cálidas, estas cifras se incrementan en 30 y 35 % respectivamente. En el caso extremo de la zona Noroeste, incluidas Sonora y Sinaloa, el consumo por climatización alcanza 44 % de la electricidad producida en verano y 52 % durante los picos de consumo.
Potencial de crecimiento en el consumo de electricidad
El uso de climatización es un factor importante en la red eléctrica nacional, y muy significativo en algunas regiones. De acuerdo con el INEGI (2014), de los 31.7 millones de hogares mexicanos en 2014, sólo 14 % (4.6 millones) usaba aire acondicionado. Si se asume que la capacidad total de climatización promedio por hogar es de 1.5 ton (18000 BTU/h o 5.25 kW), se obtiene una capacidad promedio de climatización de 0.75 kW por hogar y 23.9 GW de capacidad de climatización residencial. Si, además, se asume una eficiencia promedio de aire acondicionado de 3.0 W/W y que 3/4 partes de estos se encienden a la 1 de la madrugada, se puede calcular el pico de enfriamiento en verano de 6.0 GW, bastante consistente con el pico de enfriamiento nocturno calculado más arriba.
La combinación de factores que impulsan el crecimiento resultan en una proyección de la carga que ascendería a 13.5 GW para 2030 y se incrementaría en un factor de 6 en 2050, hasta alcanzar más de 38 GW, excediendo el pico nacional del sistema para 2016, que es de 33.4 GW en un día de invierno.
Como contexto, las tres subastas de largo plazo de 2016 y 2017 resultaron en ofertas ganadoras de alrededor de 8 GW. Si bien la carga actual ya es elevada, distintas tendencias apuntan a un gran incremento en el consumo de energía residencial con fines de climatización:
- Crecimiento poblacional. El crecimiento de la población fue de 1.3 % en 2016. Un crecimiento de 1.2 % implica 50.5 millones de hogares para 2050 si el tamaño de los hogares se mantiene constante
- Incremento en la propiedad de aires acondicionados. Debido a mayores ingresos, los aires acondicionados serán mas comunes. Para 2050, la mayoría de los hogares en zonas urbanas en áreas cálidas contará con un aire acondicionado
- Incremento en el uso. Actualmente, la mayoría de los hogares usan un aire acondicionado por unas cuantas horas al día. Es probable que esto se incremente a múltiples unidades, unidades más grandes y mayor tiempo de uso, y que se vea exacerbado por el cambio climático
- Cambios demográficos. El porcentaje de hogares que se localizaron en áreas cálidas se incrementó de casi 35 % en 1982 a casi 45 % en 2014, de acuerdo con un reciente estudio de la CONUEE. Esta tendencia predice que 55 % de los hogares podrían localizarse en zonas cálidas para 2050
- Urbanización. Actualmente, 80 % de México está urbanizado y puede asumirse que alcanzará el 90 % hacia 2050
Todas las suposiciones de arriba desembocan en un mayor uso de aire acondicionado, mitigado en parte por un moderado incremento en la eficiencia de los equipos de alrededor de un tercio impulsado por el mercado. En esta escena del negocio “como hasta ahora”, no se considera la transición hacia tecnologías avanzadas y mejoras significativas en la envolvente de los edificios que forman parte del Plan de Acción por la Climatización. La combinación de factores que impulsan el crecimiento resultan en una proyección de la carga que ascendería a 13.5 GW para 2030 y se incrementaría en un factor de 6 en 2050, hasta alcanzar más de 38 GW, excediendo el pico nacional del sistema para 2016, que es de 33.4 GW en un día de invierno.
Estos factores y la carga resultante proyectada se observan en la Figura 5. La figura muestra cada uno de los componentes principales como un índice definido con el valor de 2016 establecido en 1. Adopción se refiere a la tasa de propiedad de aires acondicionados, impulsada principalmente por el crecimiento de los ingresos, pero también por la migración y la urbanización; éste es el mayor impulsor, creciendo en un factor de 3 hacia 2050. La población también muestra un crecimiento de cerca de 50 % durante el periodo, mientras que el uso incluye incrementos en el tamaño y en el número de aires acondicionados por hogar, pero mitigado por incrementos en la eficiencia de los equipos. La carga de climatización en GW proyectada se muestra como gráfico de barras, el cual crece hasta alcanzar la carga pico nacional de México en invierno, y se muestra como una línea horizontal en 33.4 GW.
El sector residencial no es el único contribuyente a la demanda de electricidad para fines de climatización. El aire acondicionado ya es un componente infaltable en los edificios de oficinas, en las plazas comerciales, en las grandes tiendas departamentales y en otros negocios de los climas cálidos de México. También es probable que el aire acondicionado en este sector crezca, motivado por muchos de los mismos factores que influyen en la climatización residencial, en especial el crecimiento económico. Desafortunadamente, hasta la fecha, ha sido difícil cuantificar esta energía en México, debido a la falta de información robusta sobre el consumo de electricidad de los sectores comercial e industrial.
