COMPONENTES DE LA GENERACIÓN DELA ENERGÍA ELÉCTRICA
Los generadores de energía eléctrica en los E.E.U.U. se dividen en dos amplias categorías de productores: utilities y nonutilities.UTILITIES
Los utilities se definen en general como compañías privadas o como agencias públicas comprometidas en generación, transmisión, y/o distribución de energía eléctrica de uso público. Se pueden dividir en cuatro categorías según el tipo de propiedad, cada uno con su propio conjunto de características: de inversionistas, federal, público (pudiendo ser estatal, municipal, o de otras entidades gubernamentales), y cooperativo.Hay actualmente 3.199 utilities a través de los Estados Unidos (Tabla 1 y Figura 1), pero solo aproximadamente 700 de ellos operan instalaciones que generan energía eléctrica. Muchas utilities son exclusivamente distribuidoras, ellas compran energía al por mayor para distribuirla, sobre sus propias líneas de distribución, hacia el consumidor final. En la realidad, tres de los cuatro tipos de utilities venden al por menor más energía de la que ellas mismas generan (Figura 2).
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| NERC es el North American Electric Reliability Council,
formado en 1968 por la industria eléctrica para promover la
confiabilidad y la adaptación a generación al por mayor en
los sistemas eléctricos de Norte América. Nota: Ver Figura
1 para un mapa de las regiones.
Fuente: Energy Information Administration, Form EIA-861, "Annual Electric Utility Report" (1995). |
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Algunas compañías de electricidad tienen territorios de servicio más allá de un solo condado. Otros apenas sirven un municipio o parte de un condado. Muchos condados en los Estados Unidos son servidos por más de un solo utility, y algunas partes del país tienen más de 10 compañias de electricidad funcionando en un condado. Para mover electricidad entre utilities, se posee un sistema extenso de líneas de alto voltaje y operadas por las utilities más grandes del país. Esta red de transmisión permite negociar electricidad entre los utilities; sin instalaciones de transmisión, la electricidad no se podría mover desde las centrales eléctricas a los millares de sistemas de distribución que sirven a millones de consumidores de energía eléctrica.
UTILITIES DE INVERSIONISTAS
Hay dos formas de organización básicas entre las compañías de inversionista. El más frecuente es la corporación individual. Otra forma común son los holding, en la cual se establece una casa matriz para poseer a unas o más empresas de servicio público que están integradas con otras. La mayoría de los utilities de inversionistas venden energía a tarifas al por menor a diversas clases de consumidores y, a tarifas al por mayor, a otras utilities, incluyendo a las de inversionistas, las federales, las estatales, utilities del gobierno local, utilities públicas de distritos, y cooperativas eléctricas rurales. En 1995, solamente 244 de los 3.199 utilities estadounidenses eran de inversionistas, pero concentraban más del 75% de las ventas a los consumidores finales.UTILITIES FEDERALES
Según la clasificación de la Energy Information Administration (EIA), hay 10 utilities eléctricas federales en los Estados Unidos. Estas Son:- Las cinco administraciones de comercialización del Ministerio de Energía (Alaska, Bonneville, área sudeste, área sudoeste, y las administraciones de la energía del área occidental).
- El cuerpo de ingenieros del ejército del departamento de defensa de E.E.U.U..
- La oficina de asuntos indios del departamento del interior de los E.E.U.U..
- La oficina de reclamación del departamento del interior de los E.E.U.U..
- La Comisión internacional del agua y del límite del departamento de Estado.
- La Tennessee Valley Authority.
En 1995, las centrales eléctricas federales generaron aproximadamente
el 9% de la electricidad total en los Estados Unidos, sobre todo de instalaciones
hidroeléctricas. La Tennessee Valley Authority genera electricidad
del carbón y de la energía atómica así como
hidroelectricidad. En 1995, solamente menos del 2% de la generación
de los utilities fueron vendidos por los utilities federales a los consumidores
al por menor. Los consumidores de la energía federal son generalmente
grandes consumidores industriales o instalaciones federales. La mayoría
de la energía restante generada por los utilities federales se vende
en el mercado al por mayor a los utilities públicos y a las cooperativas
rurales para la reventa. Estos consumidores mayoristas tienen preferencia
en demandar electricidad federal.
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Utilities de Inversionistas (IOUs):Los IOUs contabilizan cerca de tres cuartos de toda la generación y capacidad de los utilities. Hay 244 en los Estados Unidos, y funcionan en todos los estados excepto Nebraska. También se les refieren como utilities privadas. |
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Utilities federales:Existen 10 utilities federales en los Estados Unidos, y funcionan en todas las áreas excepto en el noreste, en el cercano oeste superior, y Hawaii. |
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Otros Utilities de Propiedad Pública:Hay 2.014 en los Estados Unidos. |
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Utilities cooperativos:Existen 931 utilities cooperativas en los Estados Unidos, y funcionan en todos los estados excepto Connecticut, Hawaii, Rhode Island, y en el distrito de Columbia. |
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| Fuente: Energy Information Administration, Electric Power Annual 1995, Volume II, DOE/EIA-0348(95)/2 (Washington, DC, December 1996). | |
OTROS UTILITIES DE PROPIEDAD PÚBLICA
Las compañías eléctricas de propiedad pública se pueden dividir en generadores y no generadores. (En contraste, virtualmente todas las compañías de electricidad de propiedad privada operan y son dueños de su capacidad de generación). Los generadores son aquellas compañías de electricidad que operan y son dueños de la capacidad de generación que utilizan para satisfacer alguna o todas las necesidades de sus clientes. Sin embargo, algunos generadores complementan su producción con la compra de energía. Los no generadores confían exclusivamente en comprar energía. Su función primaria es distribuir electricidad a sus consumidores. Los no generadores abarcan más de la mitad del número total de compañías de electricidad de propiedad pública.En 1995, las utilities de propiedad pública alcanzaron casi un 63% del número de compañías de electricidad en los Estados Unidos. Produjeron aproximadamente el 11% de la generación total y alcanzaron un 14% de las ventas a los consumidores finales. Otras utilities de propiedad pública incluyen autoridades municipales, autoridades del estado, distritos públicos de energía, y otras organizaciones estatales. Las utilities municipales tienden a estar concentradas en ciudades donde las cargas son pequeñas. Existen en cada estado, excepto Hawaii, pero la mayoría están situadas en el cercano oeste y al sureste. Las autoridades estatales son utilities que funcionan de una manera similar a las utilities federales. Generan o compran electricidad de otras utilities y comercian grandes cantidades en el mercado al por mayor, a grupos de utilities dentro de sus estados a precios más bajos de los que podrían pagar de otra manera. Los distritos públicos de energía se concentran en Nebraska, Washington, Oregon, Arizona, y California. En general, las utilities de propiedad pública tienden a tener costos más bajos que las utilities de propiedad privada porque tienen acceso a financiamiento exento de impuestos y no pagan a menudo ciertos impuestos o dividendos. También tienen áreas de servicio de alta densidad.
COOPERATIVAS ELÉCTRICAS RURALES
La mayoría de las cooperativas eléctricas rurales están formadas por grupos de residentes en áreas rurales para proveer energía a esas áreas. Algunas cooperativas pueden estar constituidas por otras cooperativas. Exiten realmente tres tipos de cooperativas: (1) solamente de distribución; (2) de distribución con fuente de energía; y (3) de generación y transmisión. Las cooperativas funcionan actualmente en 47 estados y representan el 29% del número total de utilities en el país. La mayoría de las cooperativas de distribución se asemejan a las utilities municipales en el hecho de que no generan a menudo electricidad, pero la compran a otras utilities. El otro tipo (cooperativas de generación y transmisión) son designadas generalmente como “power supply cooperatives”. Estas cooperativas son propiedad generalmente de las cooperativas de distribución, a quienes proveen energía al por mayor. Las cooperativas de distribución se asemejan a las utilities federales, proveyendo electricidad a otros consumidores para uso general, ocupando para ello parte de su capacidad de generación. En 1995, las cooperativas consideraron aproximadamente el 6% de la generación para uso general total y el 8% de las ventas a los consumidores finales.NONUTILITIES
Las nonutilities son entidades de propiedad privada que generan la energía para su propio uso y/o para la venta a los utilities y a otros. Las nonutilities se pueden clasificar de dos maneras distintas. Un primer acercamiento separa a los nonutilities en distintas categorías basadas en la clasificación hecha por la FERC y por el tipo de tecnología que emplean: (1) cogeneradores y (2) pequeños productores de energía, los cuales están calificados como qualifying facilities (QFs) debido a que cumplen ciertos criterios dispuestos por PURPA; (3) generadores al por mayor exentos, que son designados por la FERC; (4) cogeneradores no calificados bajo el PURPA; y (5) no cogeneradores no calificados bajo el PURPA. Los QFs reciben ciertas ventajas bajo el PURPA. En particular, están garantizados de que las compañías de electricidad comprarán su salida en un precio basado en la utilidad “avoided cost” (concepto discutido más adelante). Las características y las diferencias más importantes de estas categorías de nonutilities se muestran en la siguiente tabla.|
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| Cogeneradores (QF) |
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| Pequeños productores de energía (QF) |
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| Generadores mayoristas exentos (EWG) |
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| Cogeneradores (Non-QF) |
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| No cogeneradores (Non-QF) |
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| QF = Qualifying facility (bajo PURPA).
Nota: Una entidad puede ser una combinación de cogeneradores QF, pequeños productores QF de energía, y generadores mayoristas exentos. Fuente: Energy Information Administration, Electric Power Annual 1995, Volume II, DOE/EIA-0348(95)/2 (Washington, DC, December 1996). |
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Un segundo acercamiento para clasificar a los nonutilities consiste en diferenciarlos según el grupo industrial en el cual se encuentran. Los nonutilities generadores de electricidad se encuentran en diversas industrias. En 1995, la mayoría de los nonutilities que generaban (68%) se encontraban en el sector de la manufactura (figura 3). Dentro del sector manufacturero, la industria química, con el 33% del total de la fabricación; la industria del papel con un 25% y la refinación del petróleo con un 14%, generan más electricidad en sus plantas que el resto de los sectores manufactureros en conjunto. Los procesos de fabricación llevados en muchas de estas plantas pueden utilizar la energía termal producida cuando se está cogenerando electricidad. Después de la manufactura, la porción más grande de electricidad del nonutility que genera capacidad (el 21%) se puede encontrar en el sector eléctrico, en el gas, y en el sector de servicios sanitarios. Al contrario de los nonutilities en otros sectores, estos nonutilities se contratan sobre todo para actividades similares a las actividades de generación realizadas por compañías de electricidad. La capacidad restante del nonutility se encuentra en la industria de explotación minera (5%) o en otras industrias, incluyendo la agricultura, el transporte, y otros servicios (6%).
RECIENTES EXPANSIONES DE LOS UTILITIES Y DE LOS NONUTILITIES
Hay un contraste llamativo entre los utilities y los nonutilities, que se puede apreciar comparando sus participaciones en la generación total de electricidad y de las adiciones a la capacidad de la red. Los utilities han continuado dominando la capacidad total de generación (Figura 4). Incluso antes de 1995, su parte había caído solamente a un 91%. Los utilities también han continuado dominando las adiciones a la capacidad hasta 1989 (Figura 5). Sin embargo, en 1990, los nonutilities agregaron más capacidad que los utilities. Esta situación continuó hasta 1994, pero en 1995, los utilities agregaron nuevamente más capacidad que los nonutilities. Otra perspectiva para comparar a los utilities y nonutilities es dada mirando las adiciones planificadas a la capacidad. Los utilities planean agregar más capacidad que los nonutilities en cada uno de los 3 años próximos (Figura 6), pero la reestructuración de la industria está tendiendo a engendrar incertidumbre sobre esos planes.
LAS REDES INTERCONECTADAS
El sistema de energía al por mayor (o bulk power system) de los E.E.U.U. se ha desarrollado en tres redes principales (power grids), que también incluyen agrupaciones más pequeñas o power pools. Las redes principales consisten en conexiones de extra-alto-voltaje entre utilities individuales diseñados para permitir la transferencia de energía eléctrica desde de una porción de una red a otra. En ocasiones, estas transferencias son restringidas debido a una carencia de arreglos contractuales o debido a una inadecuada capacidad de transmisión.Las tres redes son (1) el sistema interconectado del este, que abarca dos tercios del este de los Estados Unidos; (2) el sistema interconectado occidental, que abarca principalmente el sudoeste y las áreas al oeste de las montañas rocosas; y (3) el sistema interconectado de Texas (figura 8). Este último no se interconecta con las otras dos redes (excepto por ciertas líneas directas). Las otras dos redes han limitado las interconexiones entre uno y otro. El sistema interconectado occidental y el de Texas están unidos a diversas partes de México. El del este y el occidental están completamente integrados con gran parte de Canadá o tienen acoplamientos con la power grid de la provincia de Quebec. Virtualmente todas las utilities de los E.E.U.U. están interconectadas con al menos otro utility a través de estas redes principales. Las excepciones están en Alaska y Hawaii. Los utilities interconectados dentro de cada red coordinan operaciones y compran y venden energía entre ellos.
El bulk power system permite que los utilities se conecten (para la reventa) en el comercio al por mayor de la energía eléctrica. El comercio al por mayor ha desempeñado históricamente un papel muy importante, permitiendo que las utilities reduzcan los costos de la energía, incrementar las opciones de fuentes de energía, y mejorar la confiabilidad. En cantidad, abarca más de la mitad de las ventas de la electricidad a los consumidores finales. Desde 1986, la cantidad total de energía comerciada en el mercado mayorista (según lo medido por energía comprada más el intercambio recibido) entre utilities y nonutilities ha crecido a un índice anual medio de 2,7%, que es igual al índice de crecimiento para las ventas al por menor de los utilities. En 1995, las utilities compraron un total de 1.283 billones kilowatthoras de electricidad al por mayor desde otras utilities y una cantidad más pequeña, pero en aumento (222 billones kilowatthoras), de los productores nonutility (figura 9).
Las ventas de energía al por mayor de los nonutilities a los utilities y el wheeling (la transmisión de energía desde de un punto a otro) han crecido vigorosamente. Las ventas al por mayor de los nonutilities crecieron desde 40 a 222 billones de kilowatthoras entre 1986 y 1995, lo cual arroja una tasa de crecimiento anual medio sobre el período de 21,0%. El wheeling, aunque no aumentaba espectacularmente, creció en un índice medio anual de 6,9% en el mismo período, una tasa que es 2,5 veces la tasa de crecimiento de las ventas a los consumidores finales. Las ventas de los utilities a los consumidores finales, las ventas al por mayor de los nonutilities, y el wheeling de los utilities crecieron más lentamente entre 1990 y 1995, con índices de crecimiento anual de 2,1; 13,9; y 2,0%, respectivamente.
Aún más dramático es el crecimiento del comercio al por mayor entre las regiones del National Electric Reliability Council (NERC). Históricamente, casi todo el comercio al por mayor estaba restringido dentro de regiones del NERC, pero los utilities están ampliando el comercio al por mayor más allá de sus límites tradicionales.
En años recientes, el comercio eléctrico internacional de los E.E.U.U. ha vuelto a los niveles de mediados de los años ochenta (figura 10). El comercio de los E.E.U.U. es mayoritariamente importación, el cual, en 1995, era cinco veces más grande que las exportaciones. Normalmente, la mayoría de las importaciones son de Canadá (95% del total de las importaciones en 1995) y el resto es de México. La energía importada es particularmente importante para las regiones NPCC y MAPP pertenecientes al NERC, donde se encontraban el 9,8 y 7,7% de las importaciones, respectivamente, de ventas al por menor por los utilities en 1995.
La planificación de la confiabilidad y la coordinación de los sistemas de energía interconectados son responsabilidad del NERC, que fue formado voluntariamente en 1968 por la industria eléctrica como resultado del apagón de 1965 en el noreste de E.E.U.U.. Los nueve consejos regionales del NERC cubren 48 estados contiguos, la parte de Alaska, y una porción de Canadá y México. Los consejos son responsables de la coordinación total de las políticas del sistema mayorista que afectan la confiabilidad y la suficiencia del servicio en sus áreas. También intercambian regularmente la información de funcionamiento y planificación entre sus miembros. Los límites del NERC están determinados por las áreas de servicio de las compañías de electricidad en la región, muchos de los cuales no coinciden con los límites estatales.
Actualmente, la industria está en transición. El progreso constante hacia los mercados competitivos al por mayor para la energía eléctrica ha sido acelerado recientemente por la Orden 888 de la FERC, que abre el acceso a las líneas de transmisión y fomenta mayores ventas en el mercado mayorista. Además, los estados están considerando la abertura a la competencia de los mercados al por menor, y muchos están en diversas etapas de la experimentación con este concepto.
MERCADO MINORISTA
El mercado al por menor abarca la electricidad generada, transmitida, y distribuida a los consumidores finales. Los consumidores al por menor se agrupan en cuatro sectores de uso final: residencial, comercial, industrial, y otro.El sector residencial incluye las casas y los edificios de apartamentos privados, donde la energía se consume sobre todo para la calefacción de espacio, la calefacción de agua, el aire acondicionado, la iluminación, la refrigeración, la cocina, y el secado de la ropa.
El sector comercial incluye los establecimientos de negocio que no requieren manufacturación, tales como hoteles, moteles, restaurantes, negocios al por mayor, tiendas al por menor, y las instituciones sociales, de salud y de educación.
El sector industrial incluye la fabricación, la construcción, la explotación minera, la agricultura, la pesca, y los establecimientos de silvicultura.
Otro incluye la iluminación pública de la calle y de la
carretera, el transporte, municipios, las divisiones o las agencias del
estado y de gobiernos federales según los términos de contratos
especiales o de acuerdos, y otros departamentos utilitarios según
lo definido por la agencia reguladora pertinente y/o la compañía
de electricidad.
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MERCADO MAYORISTA
El mercado al por mayor abarca el comercio eléctrico y es una parte importante de la industria de energía eléctrica.Aproximadamente la mitad de toda la electricidad generada se compra (o se negocia) en el mercado mayorista (o bulk power) antes de ser vendida a los últimos consumidores. Las transacciones al por mayor permiten que los utilities reduzcan los costos de la potencia y aumenten las opciones de fuentes de alimentación. Durante situaciones de contingencia y de emergencia, se mantiene la confiabilidad eléctrica total del sistema mientras que los utilities cooperan en el comercio al por mayor. El sistema de potencia en volúmenes se ha desarrollado en 3 redes importantes (la interconexión del oeste, del este, y la red de potencia de Texas) que consisten en conexiones de extra-alto-voltaje entre los utilities individuales diseñados para permitir la transferencia de la energía eléctrica desde una porción de la red a otra.
Mientras que los utilities han dominado la industria, los nonutilities han estado aumentando su papel debido a las nuevas órdenes reguladoras y a las leyes federales que han abierto las líneas de la transmisión y han fomentado más el comercio al por mayor.