Energia elektrikoaren industria
Energia elektrikoaren industriak dira energiaren sorkuntza, transmisioa, banaketa eta industria zein publiko orokorarrekiko salmenta prozesuak. Egia esan, energia da merkantzia eta ez potentzia. Kontsumitzaileek kilowatt-orduko ordaintzen dute eta unitate hau potentzia eta denboraren arteko biderkaduraren emaitza da, energia unitate bat izanik. Elektrizitatearen merkataritza 1882. urtean hasi zen, argiteria elektrikorako elektrizitatea sortu zenean. 1880. eta 1890. hamarkadetan, bai ekonomia aldetik eta bai segurtasun aldetik zegoen kezkak, industriaren erregulaziora eraman zuten. Lehen, berrikuntza garestia zen, biztanle gehien zituzten eremuetara mugatuta, haren kostu handia zela eta. Gaur egun, energia elektriko fidagarria eta ekonomikoa funtsezko alderdia bihurtu da ekonomia garatuetako elementu guztien funtzionamendu normalerako, hortaz, energiaren erabilera mundu osora zabaldu da, batez ere herrialde garatuetara. XX. mendearen erdialdean.
XX. mendearen erdialdean, elektrizitatea "monopolio naturaltzat" jotzen zen, eta soilik merkatuan erakunde-kopuru mugatu batek parte hartzen bazuen eraginkorra zen; zenbait eremutan, bertikalki integratutako enpresek etapa guztiak hornitzen zituzten, energia sorkuntzatik hasi eta salmentara arte, eta errentagarritasun-tasa eta kostuen egitura, gobernuak bakarrik ikuskatzen zituen. 1990eko hamarkadatik, eskualde askok energia elektrikoaren sorrera eta banaketa zatikatu dute. Merkatu hauek manipula daitezkeenez, horrek prezioetan eta kontsumitzaileentzako fidagarritasunean eragin kaltegarria izango du, baina energia elektrikoaren ekoizpen lehiakorrak azken finean, hobekuntza aipagarriak ekarri ditu eraginkortasunean. Hala ere, transmisioa eta banaketa arazo larriagoak dira, inbertsioaren etekinak ez baitirelako hain erraz aurkitzen.
Historia
aldatuAlessandro Voltak pila voltaikoa 1800. urtean garatu zuenetik, elektrizitatea pila elektrolitiko batean gertatzen diren erreakzio kimikoen ondoriozko baliabidea da. Garai hartan garestia zen, eta hala izaten jarraitzen du. 1831n, Michael Faradayk mugimendu birakariaren bidez elektrizitatea sortzen zuen makina bat asmatu zuen, baina teknologiak ia 50 urte behar izan zituen komertzialki bideragarria zen fase bat lortzeko. 1878an, Estatu Batuetan, Thomas Edisonek argiaren eta gas berokuntzaren ordezko sistema bideragarri bat garatu eta saldu zuen, korronte zuzeneko energia erabiltzen zuena. 1881eko abenduan, Robert Hammondek, proba modura, argi elektriko berriaren demostrazio bat egin zuen Erresuma Batuko Brighton hirian, Sussexen. Instalazio horren ondorengo arrakastari esker, Hammondek, enpresa horri oinarri komertzial eta legal bat ematea lortu zuen, hainbat denda-jabek argi elektriko berria erabili nahi zutelako. Horrela jaio zen Hammond Electricity Supply Co. 1882. urtearen hasieran, Edisonek munduko lehen lurrun-zentral elektrikoa inauguratu zuen Holborneko zubibidean, Londresen, non City Corporationekin hiru hilabeterako akordio bat sinatu baitzuen argiteria publikoa hornitzeko. Denborarekin, bertako hainbat toki argi elektrikoaz hornitzen joan zen, hornidura-metodoa korronte zuzena (CC) zelarik. Godalmingeko proiektua eta 1882ko Holborneko biaduktuarena, urte batzuk eta gero itxi ziren bitartean, Brightonekoak aurrera jarraitu zuen eta 1887an egunean 24 orduz hornitzera heldu zen. Beranduago, 1882ko irailean, Edisonek Pearl Streeteko zentral elektrikoa inauguratu zuen New Yorken, korronte zuzenarekin funtzionatzen zuena. Hori dela eta, energia banaketarako Edisonek tentsioa bihurtzeko baliabiderik ez zeukanez, energia sorkuntza kontsumitzailen instalazioetan edo haietatik hurbil egiten zen. Azken finean, edozein sistema elektrikorako aukeratu beharreko tentsioa konpromiso bat da. Transmititutako potentzia kantitate jakin baterako, tentsioaren igoerak korrontea murrizten du eta, beraz, kablearen beharrezko lodiera ere. Zoritxarrez, kontaktu zuzena izateko arriskua eta isolamenduaren lodiera ere areagotu egiten dira. Gainera, karga mota batzuk zailak edo ezinezkoak ziren tentsio altuagoekin funtzionarazteko. Edisonen sistemaren ondorio orokorra, zentral elektrikoak kontsumitzaileengandik milia batera baino gutxiagora egon behar zutela zen. Sistemak hirien erdialdean funtziona zezakeen, baina ez zen errentagarria aldirietan[1]. 1880ko hamarkadaren erdialdean eta amaieran korronte alternoko sistemak sartu ziren Europan eta Estatu Batuetan. Korronte alternoarekin, zentral elektrikoetan kokatutako transformadoreek, sorkuntzako energiaren tentsioa igotzen zuten, horrela energia garraiatu eta hiriguneko azpiestazioen bidez tentsioa berriro murriztu eta kargak hornitzeko. Korronte alternoak abantailak ekarri zituen, hala nola, tentsioa handitzeak korrontea murrizten zuen transmisio eta banaketa lineetan, eta, beraz, eroaleen tamaina eta banaketa galerak murrizten ziren. Horrek distantzia luzeetako energia-banaketa merketu zuen. Sorgailuak (zentral hidroelektrikoak, esaterako) kargetatik urrun kokatu zitezkeen. Korronte alternoa eta korronte zuzena aldi batean lehian egon ziren, Korronteen Gerraren garaian. Korronte zuzeneko sistema alternoa baino seguruagoa zela uste zuten, baina arrazoi hori ez zen korronte alternoaren abantaila tekniko eta ekonomiko izugarriak gainditzeko bezain handia, eta azkenean korronte alternoaren erabilera nagusitu egin zen. Gaur egun erabiltzen den korronte alternoaren elikadura-sistema azkar garatu zen, George Westinghouse, Mikhail Dolivo-Dobrovolsky, Galileo Ferraris, Sebastian Ziani de Ferranti, Lucien Gaulard, John Dixon Gibbs, Carl Wilhelm Siemens, William Stanley Jr, Nikola Tesla eta beste industrialari batzuei esker. Beste alde batetik, potentzia-elektronika daukagu. Honek energiaren kontrola zein energiaren bihurketa biltzen ditu. 1902an merkurio-arkuaren artezgailuaren garapenarekin hasi zen. Gailu hau korronte alternoa korronte zuzen bihurtzeko sortu zen, eta 1920. urtetik aurrera, ikerketak aurrera jarraitu zuen sareak kontrolatutako tiratroiak eta merkurio-arkuko balbulak energia-transmisioari aplikatzeko. Elektrodoen graduazioak energia goi-tentsioko korronte zuzenean (HVDC) transmititzeko aukera eman zuen. 1933an seleniozko artezgailuak asmatu ziren. Transistoreen teknologia 1947an agertu zen, kontaktu puntuko transistorea asmatu zenean. Transistore horren ondoren, lotura bipolarreko transistorea (BJT) sortu zen 1948an. 1950eko hamarkadan, potentzia handiko diodo erdieroaleak hutsezko hodiak ordezkatzen hasi ziren. 1956an, siliziozko artezgailu kontrolatua (SCR) sartu zen merkatuan, potentzia-elektronikaren aplikazio sorta handitu zuelarik. 1959an potentzia-elektronikan aurrerakuntza handia gertatu zen, MOSFET (eremu-efektuko metal oxidozko transistore erdieroalea) transistorea asmatu zenean. MOSFET-aren sorkuntza honek, potentzia elektronikako diseinatzaileei transistore bipolarrekin posiblea ez zen errendimendu zein dentsitate maila desberdinak lortzea ahalbidetu zien. 1969an Hitachik lehen potentzia bertikaleko MOSFETa aurkeztu zuen, beranduago VMOS ( V erako zirrikitudun MOSFETa) bezala ezagutu zena. Hortik aurrera MOSFETa munduko potentzia gailu ohikoena bilakatu da bere ezaugarri guztiengatik. Azken finean, ate eragintza potentzia baxuan egitea ahalbidetzen du, konmutazio-abiadura handia dauka, paralelizazio gaitasun aurreratua, banda zabalera zabala, eragintza erraza, sendotasuna, polarizazio sinplea, eta erreparaziorako zein aplikaziorako erraztasuna. HVDC distantzia handietan elektrizitate kantitate handia transmititzeko edota hurbileko sistema elektriko asinkronoak konektatzeko zenbat eta gehiago erabiltzen den arren, sorkuntzaren zati handiena, transmisioa, banaketa, eta salmenta, korronte alternoan egiten da.
Antolakuntza
aldatu
Energia elektrikoaren industria lau prozesutan banatzen da. Elektrizitatearen sorkuntza, adibidez, zentral elektriko batean, energia elektrikoaren transmisioa, elektrizitatearen banaketa eta elektrizitatearen salmenta. Herrialde askotan, konpainia elektrikoak azpiegitura osoaren jabe dira, energia sorkuntzatik hasi eta transmisio zein banaketa azpiegituretaraino. Horregatik, energia elektrikoa monopolio naturaltzat hartzen da. Orokorrean sektore hauek oso kontrolatuta daude, prezioak adibidez, gobernuak kudeatzen ditu eta askotan gobernua izaten da azpiegituren jabe ere bai. Hala ere, azkenaldiko modernizazioak, industria honen azken bi prozesuetako joera aldatu du. Merkatuaren erreformak eta egoerak erabakitzen dute konpainia elektrikoaren jarrera prozesu hauetako batzuetan, infraestruktura osoaren jabe izan gabe. Izan daiteke ere herritarrek aukeratzea. Hornidura elektrikoa arautu gabe dagoen herrialdeetan, elektrizitatearen erabiltzaileek energia berriztagarriak erabil ditzakete, nahiz eta sistema garestiagoa izan daitekeen.
Energia sorkuntza
aldatuEnergia sorkuntzarako dauden modu desberdinek, alderdi positiboak zein negatiboak dituzte. Azken finean teknologiak erabakitzen baitu zein den metodo egokiena, baina merkatu ekonomia batean, kostu baxuena duen metodoa da aukeratzen dena gainerakoen aurrean. Oraindik ez dago argi elektrizitatearen eskariari aurre egiteko metodo egokiena. Energia berriztagarriak ekonomiari dagokionez bideragarrienak bihurtzen ari diren zantzuak daude. Gainera, kasu honetan, sorkuntza iturrien konbinazio egokiak elektrizitatearen prezioa igotzeko arriskua murriztu dezake.
Energia transmisioa
aldatuEnergia elektrikoaren transmisioa, sorkuntza guneetatik, hau da, zentral elektrikoetatik, azpiestazio elektrikoetara egiten den elektrizitatearen mugimendua da. Mugimendu hau ahalbidetzen duten lineak, transmisio-sare moduan ezagutzen dira. Goi tentsioko azpiestazio eta kontsumitzaileen arteko elektrizitate mugimendua aldiz, energia elektrikoaren banaketa moduan ezagutzen da. Transmisio eta banaketa sareen arteko konbinazioa, "sare elektriko" moduan ezagutzen da Ipar Amerikan edo besterik gabe, "sarea". Erresuma Batuan, Indian, Malaysian eta Zeelanda Berrian, "National Grid" esaten zaio sareari. Ipar Amerikan interkonexio moduan ezagutzen den eremu zabaleko sare sinkrono batek, korronte alternoa hornitzen duten sorgailu asko zuzenean konektatzen ditu, kontsumitzaileen erabilerarako frekuentzia bera izanik. Adibidez, lau interkonexio nagusi daude Ipar Amerikan (Mendebaldeko Interkonexioa, Ekialdeko Interkonexioa, Quebeceko Interkonexioa eta Texasko Fidagarritasun Elektrikoko Kontseiluaren sarea (ERCOT)). Europan, kontinentearen zatirik handiena sare handi batek konektatzen du. Historikoki, transmisio zein banaketa-lineak enpresa beraren jabetzakoak izan dira, baina 90eko hamarkadatik aurrera, herrialde askok liberalizatu egin dute elektrizitate-merkatuaren erregulazioa, eta, beraz, bereizi egin dira elektrizitate transmisioaren negozioa eta banaketarena.
Energia-Banaketa
aldatuEnergia elektrikoaren banaketa energia elektrikoaren horniduraren azken etapa da; elektrizitatea garraiatzen du transmisio-sistematik kontsumitzaile indibidualetara. Banaketa-azpiestazioak transmisio-sistemara konektatzen dira eta transformadoreen bidez, erdi-tentsioko transmisio-tentsioa murrizten dute, 2 kV eta 35 kV artekoa izan arte. Banaketa primarioko lineek erdi-tentsioko energia hori bezeroaren instalazioetatik gertu dauden banaketa-transformadoreetara garraiatzen dute. Banaketa-transformadoreek tentsioa berriro jaisten dute argiteriak, industria-ekipoak edo etxetresna elektrikoak erabiltzen duten erabilera-tentsioraino, beti ere erabileraren arabera. Askotan, bigarren mailako banaketa-lineen bidez, transformadore batekin hainbat bezero hornitu daitezke. Bezero komertzialak eta bizitegi-bezeroak bigarren mailako banaketa-lineetara konektatzen dira, zerbitzu-zorrotenen bidez. Energia kantitate askoz handiagoa eskatzen duten bezeroak zuzenean konekta daitezke lehen mailako banaketa-sistemara edo azpitransmisio mailara.
Salmenta
aldatuElektrizitatearen txikizkako salmenta elektrizitatearen salmenta da, sortzen denetik azken kontsumitzailearenganaino dauden prozesuak barneratuz. Herrialde edo eskualde bakoitzeko sektore elektrikoaren antolaketa aldatu egiten da herrialdearen sistema ekonomikoaren arabera. Toki batzuetan, energia elektrikoaren sorkuntza, transmisio eta banaketa guztia gobernuak kontrolatutako erakunde baten esku dago. Beste eskualde batzuek zerbitzu publiko pribatuetako enpresak edo inbertitzaileen jabetzakoak, hirien edo udalerrien jabetzakoak, bere bezeroen jabetzakoak diren enpresa kooperatiboak edo konbinazioak dituzte. Sorkuntza, transmisioa eta banaketa enpresa bakar batek eskain dezake, edota erakundeetan banatu bakoitzak prozesu bat egiten duelarik. Arazoa da, mundu guztiak ez duela sare elektrikorako sarbiderik. Izan ere, 840 milioi pertsona inguruk (gehienak Afrikan) ez zuen 2017an sarbiderik, 2010ean 1.200 milioi ziren bitartean.
Merkatuaren erreforma
aldatuUrteak aurrera joan ahala, enpresa elektrikoaren eredu enpresariala aldatu egin da, eta berebiziko garrantzia izan du sektore elektrikoaren konfigurazioan, gaur egungo egoerara heldu arte: sorkuntza, garraio eta banaketatik hasi eta tokiko txikizkako salmentaraino. 1990ean Ingalaterran eta Galesen elektrizitate-horniduraren sektorean erreforma gertatu zenetik horrela mantendu da.
Estatu Batuetan
aldatu1996 eta 1999 bitartean, Energia Arautzeko Batzorde Federalak (FERC) AEBetako handizkako merkatua operadore berriei irekitzeko erabakiak hartu zituen. Erabaki horien helburua, kontsumitzaileei urtean 4.000 eta 5.000 milioi dolar artean aurreztea eta sektorean berrikuntza teknikoa sustatzea izanik. Merkatuan parte hartzen zuten guztiei estatu arteko transmisio-lineetan sarbide irekia emateko neurriak hartu ziren.
- 888. aginduak, automerkataritza ekiditeko helburuarekin, bertikalki integratutako enpresa elektrikoei energia transmititzeko, sortzeko eta merkaturatzeko jarduerak funtzionalki bereizteko agindua eman zuen.
- 889. aginduak, parte-hartzaile guztiei transmisio-ahalmenari eta prezio erabilgarriei buruzko informazio egokia emateko sistema ezarri zuen.
- FERCek sare elektrikoaren kudeaketan, sistema independenteen operadoreak (ISO) izendatzeko kontzeptua babestu zuen, eta funtzio hori bertikalki integratutako enpresa elektrikoen erantzukizuna izan ohi zen. Sistema independenteen operadore kontzeptua garatu zen, eskualdeko garraio-erakundeena (RTO) bihurtuz. FERCen asmoa, estatu arteko transmisio elektrikoko lineen jabe ziren enpresa estatubatuar guztiek, beraien instalazioak RTO baten kontrolpean jartzea zen. 1999. urtean argitaratutako 2000. aginduan (Eskualdatze Erakundeak), FERCek RTO batek izan behar zituen gaitasun minimoak zehaztu zituen.
Erabaki hauek, guztiz interkonektatutako sare baten eta merkatu elektriko nazionalaren sorrera helburu gisa zutenak AEBetako industria elektrikoa berregituratu zuten. Prozesu horrek bi ezbehar izan zituen. Kaliforniako krisi energetikoa 2000. urtean eta Enronen eskandalua eta porrota. Industriaren berregituraketak aurrera egin bazuen ere, bi gertakari hauek argi utzi zuten merkatu lehiakorrak manipulatu egin zitezkeela eta, beraz, behar bezala diseinatu eta gainbegiratu behar zirela. Gainera, 2003ko ipar-ekialdeko itzalaldiak agerian utzi zuen arreta bikoitza jarri behar zela prezio lehiakorrak finkatzeko eta fidagarritasun-arau zorrotzak ezartzeko.
Erabaki horiek sare erabat interkonektatua eta merkatu elektriko nazional integratua sortu nahi zuten, eta AEBetako industria elektrikoa berregituratu zuten. Prozesu horrek bi ezbehar izan zituen laster: Kaliforniako krisi energetikoa 2000. urtean eta Enronen eskandalua eta porrota. Industriaren berregituraketak aurrera egin bazuen ere, gertakari horiek argi utzi zuten merkatu lehiakorrak manipulatu egin zitezkeela eta, beraz, behar bezala diseinatu eta gainbegiratu behar zirela. Gainera, 2003ko ipar-ekialdeko itzalaldiak agerian utzi zuen arreta handia jarri behar zela prezio lehiakorrak finkatzeko eta fidagarritasun-arau zorrotzak ezartzeko.
Beste herrialde batzuetan
aldatuHerrialde batzuetan elektrizitatearen handizkako merkatuak funtzionatzen dute, eta horietan sortzaileek akzio zein dibisa bezala merkaturatzen dute elektrizitatea. Desarautzeak aurrera egin ahala, zerbitzu publikoetako enpresak euren aktiboak saltzen dituzte. Izan ere energiaren merkatuak gas merkatuaren ildoa jarraitzen du eta gainera globalizazioarekin batera atzerriko merkatuaren erabilera, handiagotu egin da. Erosketa horietako bat National Grid britainiarrak, munduko konpainia elektriko pribatu handienak, Ingalaterra Berriko hainbat enpresa elektriko erosi zituenean gertatu zen, 3.200 milioi dolarren truke. 1995 eta 1997 bitartean, Ingalaterra eta Galesko eskualdeko 12 konpainia elektrikoetatik (REC) zazpi enpresa energetiko, estatubatuarrek erosi zituzten. Estatu mailan, elektrizitatearen eta gasaren tokiko enpresek beren eragiketak bateratu dituzte elkar afiliatzearen abantailak ikusita, batez ere kostuak murrizten direlako. Aurrerapen teknologikoak handizkako merkatu elektriko lehiakorretan gertatuko dira, adibidez, hegaldi espazialetan erabiltzen diren erregai-pilak, erreakzio-hegazkinetan erabiltzen diren gas aeroderibatuen turbinak, eguzki-ingeniaritza eta sistema fotovoltaikoak, eta itsasoko parke eolikoak . Etorkizunean elektrizitate-eskaria handituko dela aurreikusten da. Informazioaren iraultza, neurri handi batean, energia elektrikoaren menpe dago. Beste hazkunde-eremu batzuk teknologia elektriko berriak, espazioaren egokitzapena, industria-prozesuak eta garraioa (ibilgailu ezberdinak) dira.
Erreferentziak
aldatu- ↑ (Ingelesez) Oxner, E. S.. (1988-12-22). Fet Technology and Application. CRC Press ISBN 978-0-8247-8050-0. (Noiz kontsultatua: 2024-11-26).