capitulo 2.indd

E
n Latinoamérica, las energías renovables presentan un
acelerado crecimiento que se sustenta por el fuerte apoyo gubernamental. Lo anterior hace necesario evaluar su impacto en el desarrollo de los sistemas de transmisión eléctrica y en particular sobre las políticas de integración regional
con el objetivo de establecer si la visión definida en los planes de expansión de los sistemas eléctricos fortalecerá la
integración regional
El objetivo de este trabajo consiste en presentar la sinergia
entre el desarrollo del potencial energético, en particular las
fuentes de energías renovables, y los proyectos de interconexión regional bajo un contexto sustentable.
In Latin America, renewable energy shows rapid growth,
due to the strong support of government. In this sense it
is necessary to evaluate their impact on the development
of power transmission systems and on regional integration
policies in order to establish if the defined vision for the expansion plans, of the electrical systems, makes stronger the
regional integration.
The aim of this paper is to present the synergy between the
development of the energy potential, especially renewable
energy, and regional interconnection projects within a sustainable context.
68
www.cidet.org.co
Juan David Molina Castro
Ph.D., M.Sc. Systep Ingeniería y Diseños
Alejandro Castillo Ramírez
M.Sc
Eduin Javier García Arbeláez
Ing. CIDET
Germán Moreno Ospina
Ph.D., M.Sc. CONOSER
Esteban Velilla Hernández
M.Sc. Universidad de Antioquia
Palabras Clave
Interconexiones regionales,
energía renovables, escenarios,
planeamiento energético
Keywords
regional interconnections
renewable energy, scenarios,
energy planning
INTRODUCCIÓN
Latinoamérica posee abundantes recursos renovables y en los últimos años se ha presentado un fuerte crecimiento en desarrollo de fuentes de energías
renovables (FER)[1]. En Latinoamérica, si bien la hidroelectricidad sigue marcando una importante presencia en el desarrollo de dichas fuentes, se observa
un aumento en la participación de centrales eólicas,
solares, de biomasa y geotérmicas, entre otras. Sin
embargo, a pesar de los recursos excedentarios que
presenta la región, esto aún no se ha acompañado
de un sistema de integración eléctrica regional robusto y consistente en el tiempo[2]. Por otra parte,
en la región existen integraciones regionales con experiencias relevantes, pero las coyunturas de mercado, políticas y de desarrollo de infraestructura no han
estimulado el fortalecimiento de una red de integración eléctrica regional[3].
Lo anterior hace necesario evaluar su impacto en el
desarrollo de los sistemas de transmisión eléctrica
y en particular sobre las políticas de integración regional, con el objetivo de establecer si la visión de
desarrollo de los planes de expansión fortalecerá la
integración regional.
El alcance de este trabajo consiste en mostrar la sinergia entre el desarrollo del potencial energético, en
particular las fuentes de energías renovables, y los
proyectos de interconexión regional bajo un contexto sustentable. Presentado un análisis de escenarios
para evaluar e identificar una estrategia “deseable”
en la cual las interconexiones regionales sean un
medio que aportará al desarrollo de una matriz de
energía sustentable en Latinoamérica.
(política energética, capacidad, diversidad de los
sistemas eléctricos y potencial energético). Así, se
diagnosticó la situación actual (2012) y se realizó un
análisis de escenarios para establecer el posible nivel de integración sustentable al 2024. Se evaluó un
escenario deseable (cumplimiento de los planes de
expansión de generación y transmisión) y un escenario moderado (restricciones en el desarrollo del
escenario deseable).
A. Diseño de escenarios
Se hizo un diagnóstico para determinar el escenario
actual y de desarrollo de cada país, basado en los
indicadores descritos en 1.2 y se obtuvo un puntaje
para cada país. Estos indicadores se construyeron a
partir de un juicio de expertos, el cual se basó en la
construcción de los indicadores y la asignación de
pesos para calificar cada país analizado.
I. METODOLOGÍA DE ANÁLISIS
Se desarrolló una metodología que consta de 4 fases: 1) diagnóstico del sistema eléctrico, 2) potencial
de generación eléctrica, 3) diseño de escenarios de
matriz eléctrica, y 4) análisis de la integración regional sustentable. Se revisaron las leyes o marcos
normativos en relación a las energías renovables y
los planes de expansión de generación y transmisión que cuentan con interconexiones regionales
o con un alto potencial de interconexión (17 países
de Centro y Sur América, incluyendo a México). Se
realizó un análisis comparativo con base en criterios
de sustentabilidad energética e integración regional
Tabla 1. Tipos de escenarios
Se fijó como valor referencia 10% de la participación
las FER en la matriz energética de cada país.
Dado que se realizó un análisis matricial, se identificaron dos ejes de evaluación: 1) interconexiones
regionales, y 2) matriz energética sustentable.
www.cidet.org.co
69
En donde en el eje 1) cero (0) significa solo una red
de transmisión interna y cien (100) un red de transmisión con interconexiones existentes, con un marco
normativo robusto y en funcionamiento y con proyectos en desarrollo para fortalecer la interconexión
regional. A su vez, en el eje 2) cero (0) es una matriz
poco diversa y una política energética enfocada solo
al desarrollo interno del sector y cien (100) considera
una matriz energética diversa, con participación de
las FER y con un fuerte desarrollo de su potencial
renovable.
la autarquía y la intensidad energética. A continuación, se describen los indicadores considerados para
llevar a cabo el ejercicio prospectivo.
Una vez de realizado el diagnóstico, se hizo un análisis con base en la política actual, la coyuntura político-social y el juicio de expertos para identificar las
oportunidades y amenazas que enfrenta cada país
en cada uno de los dos ejes de acción considerados
en este estudio. Además, identificar las acciones que
han llevado a cabo los países para su desarrollo actual en FER y las interconexiones existentes, de manera que se puedan obtener “lecciones aprendidas”
que permitan el diseño de una estrategia “deseable”
para la integración sustentable (ver Figura 1).
Matriz Sustentable
Red
local
Red
Regional
Matriz Convencional
Figura 1. Escenarios y estrategia “deseable”
B. Indicadores
El escenario base fue construido a partir de doce (12)
indicadores: siete (7) que evaluaron la sustentabilidad
del país y cinco (5) la integración. Los indicadores relativos al eje sustentable fueron: la diversidad, la concentración de mercado, la energía generada a partir
de FER, la energía generada a partir de térmicas, el
nivel de emisiones de CO2, el uso del suelo y el portafolio de incentivos. Mientras que los indicadores concernientes al eje de integración fueron: la sobreinstalación, la filosofía de mercado, las interconexiones,
70
www.cidet.org.co
Tabla 2. Indicadores para la evaluación de país
II. DIAGNÓSTICO
La primera fase de análisis consistió en la caracterización de los países de estudio. En particular, se
estableció la participación de las FER en el mercado (año 2012), su marco normativo de desarrollo y la
participación esperada o meta de desarrollo de las
FER en la matriz de los recursos de energía eléctrica.
A. Energías renovables
A finales de 2012 Latinoamérica reportó una capacidad instalada con FER de 26 GW (8,2% de la capacidad total instalada de 319 GW) y una generación FER
de 86 TWh (6,2% del total de generación de energía
eléctrica 1.377 TWh) (ver Figuras 2 y 3).
GWh
País
Paraguay
Venezuela
Bolivia
Ecuador
Panamá
Honduras
Uruguay
Perú
Guatemala
Nicaragua
El Salvador
Argentina
Costa Rica
Colombia
Chile
México
Brasil
0
66
77
299
318
337
616
681
1,249
1,307
1,512
1,703
1,931
2,713
3,029
7,563
62,540
0%
10%
20%
30%
Biomasa y otros
40%
50%
Geotérmica
60%
Hidro
70%
Eólica
80%
Solar
90%
100%
Otras
Figura 4. Participación FER por tecnología (2012).
En la Tabla 3 se observa que los países han clasificado las FER de acuerdo a su legislación; además, la
gran mayoría de ellos ha establecido límites para la
hidráulica renovable, así como también metas para
el desarrollo de FER (Figura 5).
Figura 5. Metas participación FER en Latinoamérica
Figura 2. Capacidad instalada con FER en Latinoamérica (2012).
Figura 3. Energía generada con FER en Latinoamérica (2012).
En la Figura 4 se muestra la participación de las FER
por tipo de tecnología donde se destaca el aporte
de la geotermia en los países de Centroamérica, y la
biomasa y recursos hídricos.
Tabla 3. Tipos de FER en Latinoamérica
www.cidet.org.co
71
El análisis comparativo muestra que, bajo un contexto normativo y de matriz sustentable, el límite para considerar o no los proyectos de hidroelectricidad como energía renovable (criterio variable en los países analizados) influiría significativamente en el desarrollo de la integración regional.
B. Sistemas de transmisión
Los sistemas de transmisión en Latinoamérica, mayoritariamente son estatales y se planifican de forma centralizada (Tabla 4).
Tabla 4. Características del sistema de transmisión en Latinoamérica
En cuanto a la remuneración de la transmisión se
utiliza la metodología de costo de reposición optimizado o Valor de Reposición a Nuevo (VRN). Ahora,
respecto a la asignación del costo de la transmisión
a los clientes, se identifican principalmente dos metodologías: 1) la estampilla (igual pago independiente
de la ubicación del cliente en la red y en proporción
generalmente del consumo), y 2) nodal (en función
de la ubicación y con base en métricas tales como la
distancia o uso esperado de la red).
Por otra parte, es de interés establecer el nivel de integración en la región. A la fecha se cuenta con más
de 4.388 km de línea para la integración de los mercados regionales y con una capacidad de transferencia que supera los 15.567 MVA. (ver Tabla 5).
72
www.cidet.org.co
kV
500
400
230
138
115
km
1,335
314
2,618
86
25
MVA
10,976
340
3,420
566
265
Tabla 5. Características del sistema de transmisión en Latinoamérica
Hoy existen 42 interconexiones en la región y la mayoría de ellas se encuentra operando. Su mercado
es diverso, generalmente son redes de contingencia,
aunque algunas pueden representar una oportunidad o un sistema interconectado bilateral o de algún
conjunto de países, como en el caso del SIEPAC o el
CAN (Tabla 5).
III. ESCENARIOS
Una vez establecidos las capacidades instaladas, interconexiones, filosofías de mercado, metas de FER y
políticas energéticas, entre otras variables de los 17
países a enero del 2013, se procedió a evaluar los 12
indicadores ilustrados en la sección 1.2, con el fin de
obtener un escenario base o de referencia (Figura 6).
Tabla 6. Interconexiones regionales en Latinoamérica
En el escenario base (Figura 6) se observa que varios de los países de centro América están en el cuadrante de
diversidad liderados por Costa Rica, lo cual se debe principalmente a la diversidad de energías renovables en
sus canastas; de igual manera se observa que sólo Brasil se ubica en el cuadrante de integración sustentable.
www.cidet.org.co
73
involucrando cada vez más diversidad en la canasta energética, lo cual se refleja en el comportamiento presentado en la Figura 8.
Figura 6. Escenario base
Es de resaltar que este escenario consideró los porcentajes definidos en la Tabla 3 para la energía renovable hídrica. En caso de no involucrar estos límites,
se tendría un escenario en donde toda la generación
hídrica sería FER, Figura 7. De esta manera, la mayoría de países se ubicarían en el cuadrante de diversidad, y solo 2 países estarían en el cuadrante de integración sustentable (Brasil y Paraguay), observándose de esta manera que un pequeño cambio en la
regulación de cada país puede marcar una diferencia
considerable en estos tipos de indicadores.
Figura 8. Escenario deseable
Sin embargo, el escenario deseable es un escenario ideal, en el cual todo lo que está previsto
se cumple a cabalidad, lo cual en la realidad no
sería fácil de obtener, dándose casos en los cuales
algunos proyectos no estarían construidos para el
año 2024; por esta razón se consideró un escenario moderado, en el cual se involucró posibles restricciones que harían que no todos los proyectos
se cumplieran a su fecha.
En la Figura 9 se presentan los resultados de
considerar el escenario moderado, observándose
que no todos los países estarán en el cuadrante
de integración sustentable como sí ocurrió con el
escenario deseable. Sin embargo se observa que
en el cuadrante de integración sustentable estarán
los países que poseen mayores interconexiones,
una canasta energética diversa y un mercado
consolidado. Es de resaltar que México tiene estas
cualidades, sin embargo posee mucha energía
térmica, y por tanto su contaminación es mayor.
Figura 7. Escenario FER
En el caso ideal de que se lograra cumplir todos los
proyectos incluidos en los planes de expansión de los
países al año 2024 (escenario deseable), los países
tenderían hacia el cuadrante de integración sustentable, Figura 8. Esto se debe principalmente a
que los países, además de fortalecer la infraestructura actual y aumentar las interconexiones, están
74
www.cidet.org.co
Figura 9. Escenario moderado
IV. CONCLUSIONES
Latinoamérica cuenta con un sistema eléctrico
diverso, con interconexiones focalizadas y con
un mercado en operación subregional que necesita fortalecerse. En general, se observa que
los países tienden hacia un desarrollo de sustentabilidad y luego hacia la interconexión regional. Lo anterior dado que las políticas implementadas priorizan la diversidad energética, la
disminución en el uso de recursos fósiles y el
mayor uso de las fuentes de energías renovables las cuales presentan un alto potencial de
desarrollo en la región.
La integración energética en Centro y Sur América ocurrirá en la medida en que se fortalezcan las interconexiones subregionales, tal y
como se plantea en la actualidad, no solo en
aspectos técnicos-económicos sino también
con el diseño de mecanismos que promuevan la eficiencia, la equidad y la cooperación
entre las partes. A su vez, se requiere articular
los esfuerzos que realizan las distintas instituciones y organizaciones que promueven la integración regional con el propósito de diseñar
una propuesta conjunta que permita acelerar
el proceso de la integración regional en Latinoamérica.
Los mecanismos que incentiven la inversión
requerida en infraestructura para integrar no
sólo los proyectos de energías renovables sino
también aquellos que estimulen y viabilicen las
interconexiones regionales, deberán considerar la coyuntura política y social. Estas aportan
elementos que influyen cada vez más en la ejecución deseable de los proyectos de infraestructura y pueden limitar aún más el desarrollo
armonioso de una integración regional bajo un
contexto sustentable.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1]
Colciencias 547, “Interconexiones regionales para el desarrollo de una matriz sustentable en Latinoamérica. Medellín.” 2014.
[2]
B. Ruchansky, “Integración eléctrica en América
Latina: antecedentes, realidades y caminos por recorrer,”
2013.
[3]
CAF, “Nuevas oportunidades de interconexión
eléctrica en américa latina.” 2012.
L. V. Sbertoli, “Energy Market Integration in the Mercosur,”
Power Engineering Review, IEEE, vol. 17, pp. 6-10, 1997.
[4]
U. N. D. P. (UNDP), “Estudio para Análisis de Prefactibilidad Técnico Económica de Interconexión Eléctrica entre
Bolivia, Chile, Colombia, Ecuador y Perú,” Santiago2010.
[5]
PJM, “PJM Regional Transmission Expansion
Plan,” Pennsylvania, New Jersey and Maryland, www.pjm.
com2009.
[6]
J. D. Molina and H. Rudnick, “Expansión de la red
para la integración de ERNC: ¿Oportunidades para América
Latina?,” in The 9th Latin-American Congress on Electricity
Generation and Transmission - clagtee 2011 mar del plata,
argentina, 2011.