La generación de energía eléctrica está muy relacionada con el desarrollo de un país. En México, la Comisión Federal de Electricidad (CFE) juega un rol central en este proceso, manejando el parque eléctrico nacional. Este trabajo se propone conocer y analizar la generación de energía, así como su consumo en el país, para proponer una planeación de crecimiento enfocada a atender la demanda de energía futura en un ambiente sustentable. También busca dar a conocer el parque eléctrico nacional que tiene México, cómo ha crecido en centrales, potencia y generación a través del tiempo, y conocer cuál es la demanda actual de este fluido en el ámbito nacional y su proyección a futuro.
La CFE: Columna Vertebral del Sistema Eléctrico Nacional
Desde 1960, la Comisión Federal de Electricidad (CFE) ha sido la empresa de México responsable de generar, transmitir, distribuir y vender energía eléctrica en el país. Con dicha empresa, el gobierno federal maneja el parque eléctrico en México. La CFE es un organismo público descentralizado, con personalidad jurídica y patrimonio propio, que tiene el manejo total del parque eléctrico nacional. Es también una empresa comprometida con el desarrollo social y económico del pueblo de México; atiende las emergencias causadas por fenómenos meteorológicos que dañan la infraestructura eléctrica y ocasionan la interrupción del servicio eléctrico en las ciudades y la industria.
La CFE es una empresa pública de carácter social, enfocada en proveer electricidad, con autonomía técnica, operativa y patrimonial. Desde su creación, tiene como objetivos: generación, transmisión, distribución del servicio eléctrico en todo el territorio nacional. En su misión, busca garantizar que la energía llegue a hogares, comercios e industrias con eficiencia, confiabilidad y sostenibilidad. Este rol estratégico implica que cualquier empresa que plantee un proyecto -industrial, de manufactura, plantas de producción- debe considerar que su conexión al sistema eléctrico, su fiabilidad y su eficiencia van de la mano con lo que la CFE requiere y norma.
Evolución del Sistema Eléctrico Mexicano
En 1899, la capacidad instalada para generar energía eléctrica en México era de 31 039 kW (kilowatts) en industrias textiles y mineras, todas de inversión privada. En el periodo comprendido de 1897 a 1911 se organizaron más de cien empresas eléctricas con tecnologías diversas, diferentes frecuencias de generación, voltaje, en corriente alterna y directa. La mayoría eran plantas aisladas para industrias, alumbrado público y pocos servicios domésticos. La primera expansión de la industria eléctrica siguió el mismo patrón caótico que en otros países: multitud de permisos a diversas empresas. Para 1925, el crecimiento de la electricidad fue de 31 a 390 MW.
El 14 de agosto de 1937, el Ejecutivo Federal creó la Comisión Federal de Electricidad (CFE). Debido a que a finales de los años treinta seguían existiendo demasiadas empresas privadas eléctricas, la planeación en el desarrollo eléctrico, la mejor explotación, la ubicación de los recursos, la sintonía con los programas de desarrollo económico y la formación de técnicos fue la gran tarea de la CFE. El 11 de febrero de 1939 se publicó en el Diario Oficial de la Federación la primera Ley de la Industria Eléctrica, en la que se definió a la electricidad como un servicio público que puede ser prestado por el Estado o por los particulares mediante concesiones. Para 1943, México tenía una potencia instalada de 680 MW. El impulso lo dio la CFE una vez que los primeros proyectos entraron en servicio y la capacidad pasó de 720 MW en 1945, a 1 400 MW en 1951.
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En un acto de plena soberanía, de racionalidad económica y de eficiencia industrial, el gobierno mexicano adquirió en abril de 1960 la totalidad de los bienes de Impulsora de Empresas Eléctricas, filial de Bond and Share. También adquirió la mayoría de las acciones de Mexicana de Luz y Fuerza Motriz, filial de American and Foreing Power Company. En 1960, el Congreso de la Unión aprobó la modificación del artículo 27 constitucional, propuesta por el presidente Adolfo López Mateos, en donde se afirma que le corresponde a la nación generar, transformar, distribuir y abastecer la energía eléctrica para la prestación de servicio público.
En esta fase hubo un cambio en la escala que se venía dando en la construcción de proyectos hidroeléctricos, iniciándose proyectos hidroeléctricos magnos en locaciones más bajas de las cuencas, con caudales importantes y caídas menores. Sin embargo, esta tendencia tendría un déficit, ya que también existió un crecimiento en lo que se refiere a la participación de centrales termoeléctricas, debido a que México empezó a enriquecerse de yacimientos de petróleo en el sureste del país. Para transmitir la energía eléctrica generada en estas grandes plantas hidroeléctricas, más alejadas de los centros de consumo, fue necesario recurrir a un voltaje de transmisión más alto, de 400 kV (kilo volts). En México se manifestó un crecimiento importante de las centrales termoeléctricas hasta llegar a tenerlas incluso como generación base, cobrando auge los hidrocarburos como energéticos para la generación de energía eléctrica. La CFE le brindó prioridad a las plantas termoeléctricas, especialmente a las que usaban combustóleo o gas natural como combustible.
Gracias al control que el gobierno mexicano ejerció desde ese momento en la industria de suministro eléctrico hasta la fecha se ha permitido una planeación uniforme según programas nacionales, unificación de frecuencias de operación, interconexión de sistemas, un solo régimen tarifario, normatividad nacional, capacitación profesional, optimización de recursos, menor y mejor administración, beneficios técnicos, económicos y sociales. La industria se expandió y atendió áreas no cubiertas anteriormente, se realizó la electrificación de zonas deprimidas y rurales, se formó un cuerpo técnico de experiencia y se integraron departamentos de planeación, ingeniería, diseño y construcción, y especialización en transmisión y distribución.
Desde esa época, poco se pensó en fomentar la construcción de proyectos que utilizaran recursos renovables para generar energía eléctrica. En México, desde ese entonces cobró importancia la generación termoeléctrica, incrementándose de forma acelerada desde un 48% de participación en 1960 hasta un 81% en 1987. Ese mismo año (1987), la capacidad instalada había alcanzado el valor de 23.15 GW, y en cuanto a la generación anual, se había alcanzado una demanda de 96.31 GWh. El consumo por habitante se incrementó de 109 a 1 505 kWh anual.
El sector eléctrico en México comprendía -hasta octubre de 2009- dos empresas propiedad de la nación: CFE, y Luz y Fuerza del Centro. Esta última operaba en el área central del país. La CFE, después del mes referido, abastece del recurso eléctrico a todo el territorio nacional. En apego a la constitución mexicana, CFE construye, genera, transmite y distribuye la energía eléctrica a nivel nacional en México.
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Capacidad Instalada y Fuentes de Generación de Energía Eléctrica
A diferencia de aquellos años donde las plantas generadoras de energía eléctrica se encontraban dispersas, en la actualidad, las fuentes de generación de energía eléctrica se han interconectado mediante una red de líneas de transmisión de alta tensión que se extiende por el país desde la frontera con los Estados Unidos hasta la frontera con Guatemala, controlados por el Centro Nacional de Control de Energía Eléctrica (Cenace).
Para diciembre de 2011, la capacidad instalada con el fin de generar energía eléctrica era de 52.5 GW. La capacidad instalada en 2011 se integró mediante una diversificación de fuentes de generación. El país tiene una capacidad de generación del orden de ~80 000 MW (megavatios) para atender una demanda promedio de ~50 000 MW. La CFE, por su parte, cuenta con múltiples centrales de generación que emplean distintas tecnologías.
La siguiente tabla muestra la composición de la capacidad instalada en México por tipo de fuente de energía para el año 2011, destacando la diversificación y la importancia de cada tecnología en la matriz energética nacional.
| Fuente de Generación | Participación (%) |
|---|---|
| Centrales Termoeléctricas | 45.1% |
| Centrales Hidroeléctricas | 21.9% |
| Productores Independientes (PIE's) | 23.3% |
| Centrales Carboeléctricas | 5.1% |
| Central Nucleoeléctrica | 2.7% |
| Centrales Geotermoeléctricas | 1.7% |
| Centrales Eoloeléctricas | 0.20% |
En cuanto a la generación efectiva, en 2011 se generaron 254.7 TWh anuales. La generación en 2011 estaba compuesta de la siguiente forma:
- Las centrales termoeléctricas, con una mayor participación, 43.77%, mediante el uso de hidrocarburos (diesel, combustóleo, etcétera).
- Las hidroeléctricas, con un 12.84%.
- Las geotermoeléctricas, con un 2.30%.
- Las eoloeléctricas con sólo un 0.04% de la generación eléctrica nacional.
Fuentes Principales de Energía Utilizadas en México
Las fuentes de energía más utilizadas en México para la generación eléctrica son diversas y se complementan para formar la matriz energética nacional:
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- Termoeléctrica (combustibles fósiles): Utiliza gas natural, petróleo o carbón para calentar agua, producir vapor y mover turbinas. En México domina el gas natural (~55 % de la producción en un año base).
- Hidroeléctrica: Aprovecha el agua en presas y centrales hidroeléctricas. En operación desde hace décadas.
- Solar: Gracias a la abundancia de sol, las plantas fotovoltaicas o termosolares han ido ganando terreno.
- Eólica: El viento se aprovecha para mover aerogeneradores en zonas con potencial eólico. En el caso de los parques eólicos y solares, la falta de almacenamiento origina que solo exista producción eléctrica en condiciones ideales, es decir, cuando haya fuertes vientos y en días soleados, respectivamente.
- Nuclear: Aunque en menor magnitud, se cuenta con una central nuclear que usa fisión para producir electricidad.
- Fuentes emergentes: Geotermia, biomasa, mareomotriz, almacenamiento de energía, hidrógeno verde… todas asoman como parte del futuro.
Según boletines, en 2021 la proporción de generación de la CFE con base en fuentes limpias (renovables) alcanzó ~37.5 % de su total generado.
Participación de Productores Independientes (PIE's)
El porcentaje restante de la capacidad instalada (23.3% en 2011) y de la generación (31.24% en 2011) la aportan los productores independientes (PIE's), quienes mantienen un mejor aprovechamiento de sus respectivas fuentes y representan una parte significativa de la producción, utilizando centrales termoeléctricas principalmente (ciclo combinado y convencionales).
Suministro y Distribución de Energía Eléctrica de CFE
La CFE genera, transmite, distribuye y comercializa energía eléctrica para más de 34.9 millones de clientes, lo que representa más de cien millones de habitantes, e incorpora cada año más de un millón de clientes nuevos. La energía eléctrica producida en México se conduce por más de 752 mil kilómetros de líneas de transmisión y distribución. El suministro de energía eléctrica llega a cerca de 190 mil localidades (190 732 rurales y 3 667 urbanas), cubriendo un 97.60% de la población nacional.
Los clientes a los que CFE suministra energía eléctrica están divididos en los siguiente sectores:
| Sector | Participación (%) |
|---|---|
| Industria | 52.81% |
| Residencial | 20.35% |
| Comercial y servicios públicos | 9.09% |
| Usos propios | 6.49% |
| Agrícola | 3.46% |
| Pérdidas | 7.36% |
| Transporte | 0.44% |
Tendencias Actuales: Cogeneración y Generación Distribuida
Para las industrias y los grandes consumos, los modelos tradicionales ya no son suficientes. Aquí entran en juego dos tendencias importantes:
- Generación distribuida: Pequeñas fuentes de generación próximas al punto de consumo. Esto reduce pérdidas de transmisión, mejora la fiabilidad y puede permitir la generación «local». Por ejemplo: al cierre de 2023, la capacidad instalada en generación distribuida en México era ~3 364 MW, con un crecimiento del ~28.7 % respecto al 2022.
- Cogeneración: Cuando en una planta industrial o de proceso se generan simultáneamente electricidad y calor (o vapor) para sus procesos productivos, aprovechando combustibles con mayor eficiencia. Aunque no todo es público o centralizado, este modelo puede ser clave para plantas industriales que desean optimizar su uso de energía y reducir costos.
El Futuro del Sistema Eléctrico Nacional
En México se vive un momento de transición energética. Los retos son grandes: creciente demanda, infraestructura que no siempre se expande al mismo ritmo, necesidad de diversificar generación y reducir emisiones. Se estima que la demanda eléctrica crecerá en los próximos años en torno al ~2.4%-3.0% anual, incluso más en algunas regiones. La capacidad instalada no ha crecido al ritmo que la demanda exige, lo que implica que la ampliación de infraestructura (generación, transmisión, distribución) es urgente.
Otro objetivo de este trabajo es proponer el incremento de las fuentes de generación de energía eléctrica por medio de fuentes que utilicen recursos renovables, a fin de mitigar el cambio climático, sin descuidar el abasto de energía, para no frenar el desarrollo nacional. Las metas nacionales apuntan (por ejemplo para 2050) a que al menos el 50% de la energía provenga de fuentes limpias. La meta del país es que en 2024 el 35% de la generación provenga de tecnologías limpias.
En este contexto, la CFE ha señalado que la transición energética -en sus propias palabras- es su eje estratégico: modernización, diversificación de tecnologías, inversiones en transmisión, eficiencia, sustentabilidad. Para la industria significa que hay una ventana de oportunidad -y también de urgencia- para adoptar tecnologías, integrarse al sistema, optimizar consumos, y prepararse para una matriz más diversificada. La historia de la energía eléctrica en México es la historia de desarrollo industrial, social y tecnológico. La CFE ha sido protagonista, garantizando que millones de empresas e industrias tengan electricidad.
Relevancia para Proyectos Industriales
Conocer cómo la CFE genera, transmite y distribuye la energía es de vital importancia para cualquier proyecto industrial, ya que permite anticipar riesgos y diseñar mitigaciones. Algunas razones clave son:
- Confiabilidad y continuidad: Si dependes de procesos críticos, entender el sistema eléctrico te ayuda a asegurar la estabilidad operativa.
- Sostenibilidad y cumplimiento: Con presión creciente por reducir emisiones, acceder a fuentes limpias, cogeneración o generación distribuida puede dar ventaja competitiva.
- Costos y eficiencia: Las tecnologías de generación, así como la infraestructura eléctrica relacionada (redes, subestaciones, medidores inteligentes), impactan tus costos operativos.
- Integración al sistema: Las industrias ya no operan aisladas. Hay que considerar cómo conectarse a la red, registrar generación propia, utilizar mecanismos de medición/interconexión con la CFE, y entender las regulaciones.
- Preparación para el futuro: Quien invierta hoy en sistemas eficientes, generación complementaria (solar, eólica, cogeneración), almacenamiento, estará mejor posicionado cuando la matriz energética cambie.