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CRECER CON ENERGIA
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Tabla de Contenidos
PREFACIO ........................................................................................................................................................ 4
INTRODUCCIÓN............................................................................................................................................... 4
RECURSOS DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES EN PARAGUAY ................................................................ 5
ENERGÍA SOLAR .............................................................................................................................................. 5
ENERGÍA EÓLICA ............................................................................................................................................. 6
ENERGÍA HIDRÁULICA ...................................................................................................................................... 7
BIOMASA ........................................................................................................................................................ 8
SÍNTESIS DE LOS RECURSOS ENERGÉTICOS RENOVABLES ............................................................................... 11
RECURSOS DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES EN BOLIVIA .................................................................... 12
POTENCIAL SOLAR ........................................................................................................................................ 12
GLP EN EL ÁREA RURAL ................................................................................................................................ 14
DIESEL EN EL ÁREA RURAL ............................................................................................................................ 15
POTENCIAL HIDROELÉCTRICO......................................................................................................................... 16
POTENCIAL EÓLICO ....................................................................................................................................... 17
DESCRIPCIÓN BREVE DE LAS DIFERENTES TECNOLOGÍAS.................................................................. 19
TECNOLOGÍAS PARA LA ENERGIZACIÓN DE LAS ZONAS RURALES .................................................... 22
RED DE DISTRIBUCIÓN MEDIA TENSIÓN............................................................................................................ 22
MINI-REDES Y SISTEMAS HÍBRIDOS ................................................................................................................. 22
GRUPO ELECTRÓGENO .................................................................................................................................. 23
EL FOTOVOLTAICO (FV) ................................................................................................................................ 23
LA EÓLICA DE PEQUEÑA ESCALA ................................................................................................................... 24
EL GAS LICUADO (GLP) ................................................................................................................................ 25
COMBUSTIBLES CONVENCIONALES (QUEROSENO, MADERA, CARBÓN) ............................................................. 26
EL SOLAR TÉRMICO Y EL AGUA CALIENTE SANITARIA (ACS) ............................................................................ 26
LA BIOMASA .................................................................................................................................................. 26
METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DEL COSTO DEL CICLO DE VIDA .................................................. 28
INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................................. 28
FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA ..................................................................................................................... 28
COSTOS DURANTE EL CICLO DE VIDA .............................................................................................................. 28
INDICADORES ECONÓMICOS ........................................................................................................................... 28
REFERENCIAS ............................................................................................................................................... 31
D12 – Guía energética
CRECER CON ENERGIA
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Prefacio
CRECER CON ENERGIA es un proyecto financiado por el programa COOPENER de la Agencia
Intelligent Energy–Europe (IEE) que vincula microempresas y actividades generadoras de
ingresos con servicios energéticos para la población en condiciones de pobreza en una de las
regiones más pobres de América Latina, la región Chaqueña en Paraguay y Bolivia.
Para lograr este objetivo hay varias barreras que tienen que ser superadas y este proyecto se
dirige a todas ellas. Se creará una plataforma de comunicación horizontal para estimular el diálogo
entre todos los ministerios públicos de gobierno y las organizaciones involucradas en la
electrificación rural y reducción de la pobreza. Se desarrollarán herramientas para capacitar a
personal clave de los ministerios involucrados en la evaluación del impacto de servicios de
energía en el desarrollo social y económico y se ayudará a tomadores de decisión a entender
como los programas de energía pueden ser diseñados para satisfacer sus metas sectoriales.
El proyecto ayudará a desarrollar políticas energéticas coordinadas con el fin de contribuir al
cumplimiento de las Metas de Desarrollo del Milenio y Estrategias de Reducción de Pobreza. El
proyecto fortalecerá los conocimientos en temas como energía para el desarrollo rural,
financiamiento rural y micro-emprendimientos rurales de los gobiernos regionales y nacionales con
un vasto y ambicioso programa de capacitación.
Introducción
Tras realizar el diagnóstico integral de las necesidades para una energización de los usos
productivos en el Chaco, el último estudio del tercer Work Package se focaliza en la identificación
y la descripción de las soluciones energéticas adecuadas a dicha energización: las diferentes
posibilidades de utilización técnica de las fuentes de energía renovables, de la extensión de la red,
de sistemas híbridos, etc.
En primer lugar, se desarrolla entonces un análisis de los recursos de energías renovables
disponibles en el Chaco. La presentación de las tecnologías existentes adecuadas se desarrolla
en dos etapas: la primera consiste una descripción breve que precisa sus condiciones de uso, los
requisitos previos a la instalación así que una estimación del costo de inversión inicial y de
mantenimiento. La segunda trata de destacar las ventajas y límites de estas tecnologías en el
caso de la electrificación rural descentralizada de usos productivos. El último punto presenta una
metodología de cálculo del costo del ciclo de vida de un sistema de generación de energía lo que
permita determinar la solución tecnológica de menor costo en un caso definido.
Al cerrar el tercer paquete, cabe precisar que el paquete siguiente, basándose en los estos
trabajos y los anteriores, se concentrará en el desarrollo de una herramienta técnica del
planeamiento de la electrificación.
D12 – Guía energética
CRECER CON ENERGIA
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Recursos de las energías renovables en Paraguay
Energía solar
El Paraguay dispone en la totalidad de su territorio buenas condiciones de irradiación solar, que
varían relativamente poco entre las diferentes regiones del país. Datos provenientes de
mediciones terrestres sobre periodos suficientemente largos existen de varias estaciones
meteorológicas. El INTN realizó en 1994 un estudio de "Estimación de la Distribución de la
Radiación Solar Global en la República del Paraguay". Se utilizaron para el efecto datos de
insolación diaria de 14 estaciones, de las cuales 4 se encuentran en el Chaco y 10 en la Región
Oriental con series de por lo menos 5 años de duración. Además, para determinar los coeficientes
de la fórmula de equivalencia entre la insolación y la radiación solar global, se utilizaron datos de
algunas estaciones de los países limítrofes, Argentina y Brasil, así como datos de mediciones
satelitales.
Los datos de radiación global diaria sobre una superficie horizontal que se obtuvieron de esta
manera varían, según el sitio, en promedio anual, entre 16.2 y 18.2 MJ/m2.
Para el mes de enero varían entre 20.5 y 22.9 MJ/m2 y en para julio entre 9.9 y 13.3 MJ/m2. En el
verano se registran los valores más altos en la zona de Asunción y en el sudoeste del país y los
valores más bajos en el norte del Chaco y el sudeste de la región oriental. En el invierno en
cambio hay una disminución gradual de los valores de radiación global desde el norte hacía el sur
del país.
Fuente: Proyecto Multilateral OEA SEDI/AICD/AE Nº 071/01 "Energización de Centros Comunitarios Rurales"
Consultor: Jaime B.A. Moragues (febrero 2002)
D12 – Guía energética
CRECER CON ENERGIA
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Fuente: Proyecto Multilateral OEA SEDI/AICD/AE Nº 071/01 "Energización de Centros Comunitarios Rurales"
Consultor: Jaime B.A. Moragues (febrero 2002)
Energía eólica
Los recursos eólicos en Paraguay, a excepción de algunas regiones, no son muy abundantes.
Existen datos de medición de velocidad y dirección de vientos sobre largos periodos de 29
estaciones meteorológicas repartidas por todo el territorio nacional. Para evaluar el recurso eólico,
para su aprovechamiento energético, el INTN realizó y publicó en 1997 un estudio detallado sobre
la materia titulada "El Recurso Eólico en Paraguay", en el cual se tomaron también en cuenta
datos de estaciones cercanas de los países vecinos Argentina, Bolivia y Brasil. Los resultados de
dicho estudio pueden ser resumidos de la siguiente manera:
Las zonas de mayor recurso eólico son las siguientes: En el noroeste del país los valores de
energía anual disponible a 15 m de altura se encuentran entre 500 y 1,500 kWh/m2 con un
gradiente ascendiente hacia el noroeste. Otra zona con valores superiores a 500 kWh/m2 es el
nordeste de la Región Oriental, es decir principalmente el Departamento de Amambay más
algunas islas que se encuentran en el sur de Asunción, en el sur de Ñeembucú y en Itapúa. El
mapa abajo representa la distribución de la energía media anual.
La situación no varía significativamente analizándola a escala mensual. Los meses de enero y
julio muestran una distribución muy similar a la de la media anual. Sin embargo, los valores
D12 – Guía energética
CRECER CON ENERGIA
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absolutos muestran variaciones bastante importantes en el transcurso del año. Los meses de
mayor viento se hallan esencialmente en los meses de junio a octubre. Los meses de menor
viento son principalmente diciembre a marzo.
Fuente: INTN, El recurso eólico en Paraguay
Otro hecho a tomar en cuenta en el momento de evaluar la posibilidad de aprovechar el recurso
eólico a fines energéticos es la frecuencia de las calmas y de vientos de poca velocidad, es decir
inferiores a 2 m/s. Dicha frecuencia, según las estaciones, varía entre 25 y 85% con un promedio
de 45 a 50%. La franja de velocidades de 2 a 4 m/s, que tampoco son muy interesantes para el
aprovechamiento energético, tiene frecuencias variando entre 10 y 40% con un promedio de 25 a
30%. Estos valores indican que los eventos que influyen en la energía media del año son
relativamente poco frecuentes, lo que dificulta el aprovechamiento del viento como fuente de
energía.
Energía hidráulica
En cuanto a la energía hidráulica el Paraguay tiene recursos muy abundantes, pero aprovechados
hasta ahora principalmente a grande y muy gran escala, es decir en las represas de Acaray, Itaipú
y Yacyretá, los dos últimos aprovechando la energía del caudaloso río Paraná. Sobre el mismo río
está planeado construir entre las dos existentes otra represa con el nombre Corpus sin que su
ubicación esté todavía definida con exactitud.
A pequeña escala sin embargo no existen prácticamente instalaciones de aprovechamiento de
energía hidráulica, a pesar del importante potencial que existe sobre todo en los afluentes del río
Paraná, que por la topografía accidentada de la zona no solamente tienen caudal en forma
permanente, sino en muchos casos también desniveles importantes.
Los numerosos afluentes del río Paraguay, cuya cuenca cubre gran parte de la región oriental y el
este del Chaco, también representan un potencial interesante de aprovechamiento de energía a
través de la instalación de micro turbinas. Datos cuantitativos sobre el potencial hidráulico fuera de
los grandes ríos sin embargo no son disponibles en la actualidad, pero el tema está previsto a ser
D12 – Guía energética
CRECER CON ENERGIA
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estudiado en el marco del Proyecto "Electrificación Rural Descentralizado con Energías
Renovables" presentado al GEF.
Biomasa
La biomasa juega un rol muy importante en la matriz energética del Paraguay basada
principalmente en la leña, el carbón vegetal y los desechos de cosecha (bagazo de caña de
azúcar, cascarillas de cereales, etc.). En el presente capítulo se mencionan las formas no
convencionales de biomasa, es decir esencialmente los bio-combustibles como biogás, bio-diesel
y alcohol.
En líneas generales se puede decir que, hasta el año 2005, a excepción del alcohol producido a
partir de la caña de azúcar, que tiene una cierta tradición en Paraguay, el uso de bio-combustibles
se encuentra todavía en un estado incipiente. Sin embargo, el aumento incesante del precio del
petróleo en los últimos meses causó una consciencia creciente, tanto a nivel de la población como
en las autoridades, de la necesidad de fomentar la producción de bio-combustibles en Paraguay.
En este sentido fue promulgado en el año 2005 por decreto la Ley nº2748 de Fomento de los Biocombustibles y, en el 2006, su reglamentación por decreto nº7412. . Fue elaborado por el "Grupo
Impulsor de Bio-combustibles", un organismo interinstitucional, integrado por entidades estatales
(VMME, MIC, MAG, MOPC, PETROPAR, INTN) y del sector privado (Centro Azucarero, Cámara
Paraguaya del Bio-diesel). El decreto nº637 viene apoyar esta base legal creando la coordinación
de planificación de las actividades de bio-combustibles responsable por la planificación de
actividades y el relacionamiento con organismos internacionales; y evaluación y monitoreo de los
proyectos. Normas técnicas y resoluciones1 complementan este marco regulatorio básico.
Alcohol
La caña de azúcar está entre los primeros cinco rubros de mayor importancia económica y
segundo en su impacto social en cuanto a fuente de ingresos para los cerca de medio millón de
pequeños agricultores que componen el sector rural del Paraguay.
Asimismo, la industria alcoholera-azucarera integra en una cadena productiva de amplia
repercusión socioeconómica a los productores primarios, los productores de miel y la producción
industrial.
Los cultivos de caña de azúcar en el país cubren actualmente 70.000 Has, en las cuales se
producen 3.500.000 Ton de caña, destinadas en 30% a la producción de etanol y 70% a la
producción de azúcar.
Existen actualmente ocho empresas productoras de etanol a partir de la caña de azúcar, con una
capacidad total de producción de 97.000 m3 por año. La más grande que se encuentra en la
localidad de Mauricio José Troche, Dpto. de Guairá, es propiedad de PETROPAR y utiliza el
alcohol producido como aditivo a ciertos tipos de nafta, que está comercializando. Otros
fabricantes importantes de alcohol absoluto son la Azucarera Paraguaya en Tebicuary, Dpto. de
Guairá y la OTISA en Arroyos y Esteros, Dpto. de Cordillera. Según la información de la CICAL, el
Centro Industrial de la Caña y del Alcohol, que agrupa a 25 empresas del sector, la producción
anual de alcohol en Paraguay se eleva actualmente a unos 50 millones de litros. Dicha cantidad
incluye también el alcohol utilizado a fines industriales, para la elaboración de bebidas y para el
uso medicinal.
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D12 – Guía energética
CRECER CON ENERGIA
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Fuente: Estudio de los Biocombustibles en el Paraguay, Joao Carlos Quijano, mayo 2007
De acuerdo al balance energético del año 2003 fueron utilizados en el país solamente cerca de 1
millones de litros a fines energéticos. El mencionado gremio de los industriales del sector tiene
como objetivo de impulsar la producción de alcohol para ser utilizado como combustible en
vehículos automotores. El porcentaje establecido de mezcla de etanol en la gasolina está entre el
18 y el 24%.
Impulsar dicha producción no solamente ayudaría a reducir las importaciones de nafta, sino
también a aliviar la pobreza del campesinado a través de la ampliación del cultivo de caña de
azúcar. Actualmente existen casi 1 millón de hectáreas de cultivos de este rubro en Paraguay.
Bio-diesel
La elaboración de biodiesel a partir de la soja o grasa animal implica opciones inmediatas que
tiene el Paraguay por la gran disponibilidad de materia prima.
Se están llevando a cabo trabajos de investigación y desarrollo para la identificación de otras
materias primas de mayor rentabilidad y con mayor impacto positivo en la generación de empleo,
tales como palma, coco, tártago, jatropha, nabo forrajero, sésamo y girasol.
La meta es producir en el país 120.000 m3 de biodiesel por año para el 2011, lo que equivale a la
demanda local para una mezcla del 10% con el gas oil.
Hasta recién, el bio-diesel está producido solamente en forma artesanal y en pequeñas cantidades
por unos aficionados del tema. Sin embargo, hace unos meses se formó la Cámara Paraguaya del
Bio-diesel BIOCAP, que agrupa personas y empresas interesadas en el tema. Para impulsar la
producción de bio-diesel en Paraguay dicho gremio elaboró un Plan Nacional del Bio-diesel, que
se presentó a autoridades del Gobierno y del Congreso Nacional.
Los fuertes incrementos del precio del petróleo durante los últimos meses dieron a este Plan un
impulso importante. Los lípidos que tienen el mayor potencial para servir como materia prima para
la producción de bio-diesel son aceites de coco (mbocayá), de tártago y de soja, así como grasa
animal sobre todo de vacunos que tiene un valor económico inferior en el mercado en
comparación con los aceites vegetales.
D12 – Guía energética
CRECER CON ENERGIA
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Fuente: Estudio de los Bio-combustibles en el Paraguay, Joao Carlos Quijano, mayo 2007
Para obtener apoyo financiero para impulsar la producción de bio-diesel en Paraguay
representantes de dicha Cámara y del Gobierno Nacional mantuvieron hace unos meses atrás
negociaciones con empresarios y el Gobierno de Alemania con resultados bastante prometedores.
En mayo, se desarrollo el Seminario de Bio-combustibles Paraguay -Brasil donde los presidentes
de Brasil y Paraguay firmaron importantes acuerdos para impulsar los bio-combustibles.
D12 – Guía energética
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Síntesis de los recursos energéticos renovables
El análisis del potencial de las arriba mencionadas fuentes renovables de energía (solar, eólico e
hidráulico) puede resumirse en el siguiente mapa elaborado por el VMME, que divide el territorio
nacional en zonas de alto potencial por una a varias de estas fuentes tomando en cuenta también
el factor costo eficiencia.
Se considera que el recurso solar presenta una uniformidad y valores de radiación excelentes en
todo el país, lo que significa que es apto para su aprovechamiento en todo el territorio. Las zonas
amarillas representan las regiones con mayor potencial de energía solar como recurso más costo
eficiente.
Las zonas naranjas son zonas con buenos promedios anuales de velocidad del viento (4 a 6 m/s),
pero por la elevada frecuencia de calmas y vientos de baja velocidad, es recomendable optar en
esas regiones por las soluciones híbridas solar-eólica.
Las zonas en verde representan la región de mayor concentración de cauces hídricos de diverso
tamaño del país con una topografía que permite concluir que las soluciones micro hidráulicas
tienen el potencial de ser las más costo eficientes.
Fuente VMME para Proyecto ERERD PNUD-GEF
El Plan Estratégico del Sector Eléctrico para el periodo 2004-2013, elaborado a petición del
gobierno de Paraguay, define en su objetivo estratégico de seguridad en el suministro la
introducción de dichas energías renovables.
En este sentido, la Ley nº 3009/2006 sobre la producción y el transporte independiente de
energía eléctrica (PTIEE) define las políticas nacionales de integración, diversificación y
complementación energética regional para el desarrollo sustentable.
D12 – Guía energética
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Recursos de las energías renovables en Bolivia
Potencial Solar
En Bolivia, casi tres millones de personas en el área rural no tienen acceso a la energía eléctrica
convencional y se encuentran marginadas de los beneficios que representa su utilización.
Adicionalmente, por la alta dispersión geográfica en muchos casos, la respuesta natural a ésta
falta de energía parece ser las energías renovables y, particularmente la energía solar.
El potencial energético solar de Bolivia es uno de los más altos del mundo y, pudiéndose disponer
- casi en cualquier punto del país - un potencial promedio de 5 kWh/m2/día. Aún así es prudente
considerar la variación de radiación solar en los diferentes meses del año, debido al cambio de
posición de la tierra en su órbita alrededor del sol. Un ejemplo de estas variaciones a lo largo de
un año se puede observar para la región de Cochabamba en la siguiente figura.
Sin embargo en Bolivia, estos cambios estaciónales de la energía solar están bastante atenuados
y no existen grandes diferencias entre los valores máximos y mínimos, porqué en 2 invierno la
mayor parte del tiempo el cielo está despejado y, a pesar de que existe una menor radiación solar
y menos horas de sol, se tiene un aprovechamiento aceptable de la energía solar.
En Bolivia, las regiones del Altiplano y de los Valles interandinos reciben una alta tasa de
radiación solar, entre 5 a 6 kWh/m2/día, dependiendo de la época del año. En la zona de los llanos
la tasa de radiación media se sitúa entre 4.5 a 5 kWh/m2/día (2).
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Esta energía es suficiente para proporcionar diariamente 220 Wh/día de energía eléctrica a través
de un panel fotovoltaico de 50 Wp.
Se puede observar que los valores medios de la radiación solar varían para las zonas del
Altiplano, Valle y Llanos. Las zonas de la región del Altiplano presentan la mayor tasa de radiación
disminuyendo hacia las zonas del Llano.
Los altos valores de radiación solar en Bolivia, se deben a la posición geográfica que tiene su
territorio, el cual se encuentra en la zona tropical del Sur entre los paralelos 11° y 22° Sur. Por
ello, las tasas de radiación entre la época de invierno y verano no representan diferencias que
sobrepasen el 25%, a diferencia de otras regiones del globo que se encuentran a latitudes
mayores. Sin embargo, la presencia de la Cordillera de los Andes modifica en alguna medida la
radiación solar, beneficiando con una mayor tasa a las zonas altas como el Altiplano.
Se puede concluir que la utilización de la energía solar a nivel de todo el territorio nacional es
factible, a excepción de algunas zonas, menos del 3% del territorio nacional que han sido
identificadas como zonas de formación de nubes y que corresponden a las fajas orientales de la
Cordillera de los Andes. En estas zonas, la tasa de radiación solar es muy baja haciendo
impracticable su utilización.
D12 – Guía energética
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GLP en el área rural
No existe información confiable y precisa del volumen de ventas de GLP en el área rural, pues
dado que existen muy pocas engarrafadoras rurales (Caranavi, Atocha, Villazón, etc.) la mayor
parte del combustible se distribuye, desde las engarrafadoras urbanas, a través de distribuidoras
al por menor y por comerciantes informales que atienden las ferias rurales.
Sin embargo, estudios realizados por ESMAP identificaron varias características del consumo y
estimaron la cantidad de GLP consumida en el área rural.
Fuente: Encuesta de Consumos de Energía en el Área Rural. ESMAP-INE.1991
El consumo de GLP está destinado, principalmente, a la cocción de alimentos y, en menor grado,
al servicio de iluminación doméstica. En 1991 se estimó que las familias rurales bolivianas
consumían anualmente cerca de 49.000 Ton y 7.000 Ton de GLP por año, para cocción de
alimentos e iluminación, respectivamente. El consumo total de GLP para cocinar se distribuye,
según zona biogeográfica, en las proporciones mostradas en el mapa anterior, “Encuesta de
Consumos de Energía en el Área Rural, ESMAP-INE.1991.
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Diesel en el área rural
El diesel es el combustible utilizado en prácticamente todos los sistemas aislados existentes para
atender las demandas de electricidad de esas poblaciones.
TENDENCIA DEL CONSUMO DE DIESEL
GENERACION ELECTRICA SISTEMAS AISLADOS
1995 A 2004
33,0
(en MM de litros por año)
31,0
29,0
27,0
y = 1,4375x - 2850,1
R2 = 0,9335
25,0
23,0
21,0
19,0
17,0
15,0
1995
1996
1997
1998
1999
2000
ASIGNACION EJECUTADA
2001
2002
2003
2004
TENDENCIA HISTORICA
Fuente: VMEEA
En el gráfico se muestra la tendencia histórica del consumo de diesel para la generación eléctrica.
Cada año se requieren en promedio 1,43 millones de litros adicionales de diesel para satisfacer la
demanda. Esto significa que se requieren de Bs 1,41 millones adicionales de subsidio anualmente
equivalentes a casi $US 180.000 (3) pues su precio en Bolivia es mucho menor que el precio de
mercado internacional. Las ciudades de Trinidad, Cobija, Riberalta y Guayaramerín consumen el
73% del total de diesel demandado para la generación de electricidad.
La evolución del consumo de diesel a partir del 16 de Noviembre de 2000 hasta el 31 de
Diciembre de 2004 muestra que se han dispuesto 114,03 millones de litros de gas oil en la
generación de electricidad y se han absorbido Bs 105.785.873,14 de subsidio. Ello significa que el
promedio de subsidio durante este periodo ha alcanzado a Bs 0,92 por cada litro de diesel.
Por último, debe tomarse en cuenta, también, que el consumo de diesel para iluminación
doméstica, por medio del uso de diferentes tipos de mecheros, aunque como efecto es importante,
el volumen no ha sido cuantificado a nivel nacional, contándose solamente con datos muéstrales
por zonas. Sin embargo, una estimación realizada (4) señala que como mínimo serían 3 millones
de litros de diesel los que se destinan al área rural para iluminación y,, en todo caso, este diesel
no es abastecido a través de los surtidores comerciales.
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Potencial hidroeléctrico
Bolivia tiene un importante potencial hidroeléctrico del cual apenas el 3% (460 MW) se encuentra
en actual explotación; sin embargo, con esa reducida cantidad se genera el 48% de la energía
eléctrica que se consume en el país, cubriendo el 8% de la demanda nacional de energía.
El potencial hidráulico ha sido evaluado en el estudio de Planificación Energética Rural para
Bolivia, MEH 1990, y un mapa que resume estos hallazgos se muestran a continuación.
Fuente: Planificación Energética Rural para Bolivia. MEH. Gernot Ruths. 1990
El estudio de Ruths indica que, para áreas con un potencial específico superior a 100
GWh/km2/año, los costos de inversión media en micro centrales hidroeléctricas (sin incluir líneas
de transmisión), pueden estar en 1.000 $US/kW, con costos de energía entre 5 y 10 ctv.
$US/kWh. En áreas con potencial de 50 a 25 GWh/km2/año, los costos de inversión podrían
alcanzar entre 1.500 y 2.500 $US/kW. Finalmente en zonas con potencial entre 25 y 1
GWh/km2/año, los costos de inversión suben a valores críticos entre 2.500 y 5.000 $US/kW.
D12 – Guía energética
CRECER CON ENERGIA
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Se puede concluir este párrafo señalando que Bolivia cuenta con las condiciones físicas
necesarias para encarar un desarrollo del potencial hidráulico en condiciones sumamente
ventajosas respecto a otros países.
Potencial Eólico
En Bolivia existe muy poca información sobre el potencial eólico, especialmente aquella que
cumple con un mínimo de condiciones acerca de: ubicación, altura de los sensores y calidad de
los instrumentos.
Normalmente, los datos sobre velocidad de viento provienen de estaciones agro meteorológicas y
de aeropuertos, los cuales son puntuales (uno o dos datos en el día y a diferentes horas) y a
alturas variadas.
Por otro lado, la diversidad geográfica de Bolivia impide un conocimiento exacto del potencial
eólico en Bolivia, ya que esté tiene una excesiva localidad y consiguientemente alta variabilidad.
En general, experiencias de aprovechamiento eólico se refieren a bombeo mecánico de agua y
generación eléctrica de pequeña escala. Las áreas de instalación de bombas mecánicas multipala
desde hace unos 15 años atrás, se realizaron en Santa Cruz en las colonias Menonitas, en Oruro
y en la zona de Uyuni en Potosí en base a diferentes proyectos.
A continuación se puede ver una imagen del potencial eólico para Bolivia, en valores indicativos
de W/m2. Si se considera que para uso doméstico y productivo es viable el aprovechamiento de la
energía eólica a partir de 50 W/m2, es posible identificar zonas distribuidas en el trópico y altiplano
con regímenes de viento suficiente (Altiplano 154 W/m2 y Santa Cruz 232 W/m2).
Fuente: Planificación Energética Rural para Bolivia. MEH. Gernot Ruths. 1990
Algunos datos puntuales de potencial se muestran a continuación.
D12 – Guía energética
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En La Paz y Oruro, algunas zonas del Altiplano, existe un potencial importante de
alrededor de 4 m/s (estudio realizado por JICA).
En Potosí, un programa de la Unión Europea, PROQUIPO, realizó la evaluación de
potencial eólico en la zona del Salar de Uyuni, con el objetivo de instalar a futuro sistemas
de bombeo eólico para riego de cultivos de quinua, en algunas zonas se encontraron
potenciales entre 4 m/s y 7 m/s. sin embargo no era una cualidad general de la región sino,
puntual de algunas zonas (5).
En Cochabamba, en el Aeropuerto se ha registrado un promedio anual menor a 3 m/s,
pero en la zona de Yuraj Molino, cantón Pocona de la Provincia Carrasco, se tienen
promedios anuales de 4.5 m/s.
Santa Cruz, en el Aeropuerto se ha registrado una velocidad de viento promedio de 5.5
m/s. En zonas como la Bélgica, eventualmente se tendrían valores más altos hasta de 5.7
m/s. En zonas aisladas como Comarapa se están midiendo velocidades de viento
(promedio anual) de casi 5 m/s.
La gran característica de los vientos en el Altiplano es que son horarios y responden a un
comportamiento térmico. JICA (2001) realizó la evaluación de 5 sitios en La Paz y también de
otros 5 lugares en Oruro, donde se corroboraron estas apreciaciones iniciales.
(6
;
D12 – Guía energética
(;
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CRECER CON ENERGIA
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Descripción breve de las diferentes tecnologías
Sistemas FV
•
•
•
•
Viviendas dispersas (en caso de
Sistemas Solares Individuales-SSI)
Pocas necesidades energéticas
(iluminación, comunicación)
Potencia de 50 à 200 W por viviendas
El kit FV incluye el panel de 80Wc+
batería de ciclo profundo+ lámparas
=> 800
Mini-red de distribución,
generación con grupo
electrógeno o centrales
híbridas
•
•
•
•
Bombeo FV
•
•
•
•
•
Viviendas agrupadas
Cuando la necesidad prioritaria es el
agua sana
Almacenamiento de agua en vez de
electricidad, o sea sistemas sin
batería.
Poco mantenimiento
10 litros al día para 3 500 personas
35 000 de inversión inicial
Micro- distribución de
bombas de gas
•
•
•
•
•
•
•
D12 – Guía energética
Viviendas agrupadas
Importantes necesidades energéticas
(actividades económicas...)
Ampliación del sistema posible en
función de la evolución de las
necesidades
Costo : 8 000 para un generador
diesel de 20kW + costos del
combustible
Viviendas agrupadas
Cuando la necesidad prioritaria es
energía para cocinar
Uso muy simple
Disminución de incendios domésticos
Ahorro de tiempo para las mujeres y
los niños
Contribuye a la lucha contra la
desertificación
Precio de una bomba de 5 kg de
GPL : 22 + 6,5 para cada relleno
CRECER CON ENERGIA
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Eólica
•
•
•
•
•
•
Viviendas agrupadas o dispersas
Zonas con viento a lo largo de todo el
año
Necesidad de 2 años de medidas del
vientos
Para una vivienda: un molino de potencia
nominal de 400 W, inversión de 1500
Para una comunidad: un molino de 50
kW, inversión de 115 000
Costos de mantenimiento notables
Biomasa
•
•
•
•
•
Viviendas agrupadas
Región donde la vegetación es de
crecimiento rápido
Gasificación
Para 1000 viviendas, centrales de
120kW , 20 hectáreas para cultivos
« energéticos »
Inversión de 360 000 para la
construcción de la centrales y de la
red de distribución de electricidad
La energía micro hidroeléctrica
Plataforma multi-funcional
•
•
•
•
•
•
•
•
Viviendas agrupadas
Río con caudal suficiente y permanente
Necesidad de los datos pluviométricos
de la cuenca antes del proyecto
Potencia de 3 kW à 300kW
Inversión de 100 000 para una central
de 10kW
Tecnología comprobada, necesidad de
mantenimiento constante
•
•
•
•
•
Viviendas agrupadas
Actividades agrícolas que requieren
moledor, descascarilladora
Asociación de mujeres
Motor diesel de 10kW
Inversión inicial: 4 000
Costos importantes para el
combustible
Posibilidad de funcionamiento con
energías renovables
Prensa de
aceite
D12 – Guía energética
Descascarilladora
Motor
Molino
CRECER CON ENERGIA
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Solar térmico para producción de
agua caliente sanitaria
•
•
•
•
Viviendas dispersas
Sistema termosifón – Prevenir el riesgo
de congelación del agua por bajas
temperaturas
Para una vivienda: 2 m² de colectores
solares para 120 litros de agua caliente
almacenada a 60°C al día, inversión de 1
500
Costos de mantenimientos bajos
Energía para cocinar –
Cocinas eficientes
•
•
•
•
•
•
•
•
D12 – Guía energética
Viviendas agrupadas o dispersas
Uso de cemento, barro cocido y
otros componentes directamente
disponibles en el campo, para
reemplazar cocinas abiertas tales
como las realizadas con sólo tres
piedras.
Instalación de una chimenea en
caso de uso a dentro de las
viviendas
Costos bajos : de 20 a100 ,
Ahorro de combustible (madera o
carbón) del 40% a 70%,
Ahorro de tiempo para las mujeres y
los niños
Amigable con el Medio Ambiente
Fabricación puede, en la mayoría de
los casos, ser local, con
competencias locales.
CRECER CON ENERGIA
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Tecnologías para la energización de las zonas rurales
Existen varias tecnologías tradicionalmente usadas para la producción de energía
(electricidad o calor) en el área rural. Cada una tiene ventajas y desventajas dependiendo
de las necesidades locales, la ubicación del lugar a energizar, la existencia o no de una red
local de proveedores, etc.
Red de distribución media tensión
La distribución de electricidad, tanto en el campo como en las ciudades, sufre de
numerosos cortes del servicio. Además, la calidad de la señal es también muy variable
(armónicas, pico y caída de tensión, etc.). Eso afecta mucho ciertos aparatos eléctricos,
tales como los usados en las infraestructuras de salud. Por lo tanto, el respaldo con
tecnologías solares o diesel es, en muchos casos, muy útil.
La conexión a la red nacional de distribución eléctrica sigue siendo limitada a pesar de los
numerosos proyectos de extensión de la red eléctrica. De hecho, fuera de los centros
urbanos, por las largas distancias entre la red nacional y las zonas aisladas que electrificar,
no se logra rentabilizar económicamente estos proyectos.
Mini-redes y sistemas híbridos
Por lo regular, la electricidad distribuidas a través de mini redes es generada por un grupo
diesel, por lo cual el servicio eléctrico solo funciona algunas horas al día (por ejemplo de las
19:00 a las 21:00). Se recomienda entonces la instalación de sistemas híbridos, o sea de
sistemas de generación que juntan grupo diesel y campo fotovoltaico con baterías. Así se
logra ampliar la cobertura diaria del servicio eléctrico.
A fin de garantizar el buen funcionamiento y un mantenimiento adecuado del servicio, se
debe capacitar a los operadores locales. La duración de las baterías y la eficiencia del
sistema son estrechamente ligados a la buena realización de estas actividades.
El sistema se diseña de manera tal que el campo solar cubra un 80% y el grupo diesel el
20%.
Ventajas
Desventajas
Más potentes que los sistemas sólo
solares.
Servicio garantizado por ser menos
dependiente de las condiciones diarias
(insolación solar diaria o consumo).
Ahorro del consumo de combustible lo que
reduce los costos de operación del
sistema.
Menos ruido.
Aumento de la vida útil del generador
diesel.
Posibilidad de conectar a la red nacional
cuando se extienda hasta la comunidad.
Inversión inicial importante.
Mantenimiento más complejo y más caro
que un sistema simple.
Necesidad de tener a técnicos capacitados
para el mantenimiento específico de estos
sistemas híbridos.
Poco modular.
Principios de funcionamiento:
Se instala un campo de paneles solares y un generador diesel, se construye un local para
las baterías y el armario de control eléctrico. La energía consumida viene, en la mayoría del
D12 – Guía energética
CRECER CON ENERGIA
página 23 de 31
tiempo, de las baterías cargadas por el campo solar. El grupo diesel proporciona la energía
sólo en caso de pico de demanda en potencia.
La energía producida por una mini red suele ser más cara que la electricidad entregada por
la red de distribución nacional.
Grupo electrógeno
Un grupo electrógeno es un dispositivo autónomo capaz de producir electricidad. Por lo
regular, los grupos electrógenos son constituidos por un motor térmico, el cual acciona un
alternador. Su tamaño y peso pueden variar entre algunos kilogramos a decenas de
toneladas. La potencia de los grupos electrógenos también es variable: de algunas
centenas de Watts a decenas de miles de Watts.
En zonas rurales, donde no llega la red nacional de distribución eléctrica, el grupo
electrógeno es muy común. Las mini redes alimentadas con el grupo electrógeno son
adecuadas en el caso de viviendas agrupadas. La electricidad producida está distribuida a
través de la red de baja tensión.
Ventajas
Desventajas
Tecnología ya comprobada
Contaminación (ruido y emisión de CO2 )
Inversión inicial baja
Combustible caro y, a veces, no
Permite afrontar la demanda de alta disponible.
potencia
Costos de operación elevados.
Mantenimiento alto
Servicio discontinuo – no 24/24.
Los costos de operación y mantenimiento suelen ser importantes y además siguen una
tendencia a la alta por el precio creciente del combustible.
Además, estos sistemas se encuentran, muy a menudo, sobre-diseñado con respecto a las
necesidades reales. Es decir, se suele diseñar los sistemas para alta demanda eléctrica (Ej.
Esterilizador). Sin embargo, este nivel de demanda no se alcanza muy a menudo. Por lo
tanto, en su funcionamiento normal (alumbrado y refrigeración), o sea en la mayoría del
tiempo, el rendimiento del sistema es muy bajo.. Y más grande es la diferencia entre la
capacidad de generación y las necesidades, más bajo es el rendimiento del sistema.
El Fotovoltaico (FV)
El efecto fotovoltaico, descubierto por el físico Becquerel en 1839, es la conversión directa
de la luz solar en energía eléctrica.
La luz solar está compuesta por fotones, o partículas energéticas. Cuando los fotones
inciden sobre una célula FV, parte de ellos son absorbidos. Cuando un fotón es absorbido,
su energía se transfiere a los electrones de la capa electrónica superior de un átomo de la
célula, capa electrónica llamada capa de valencia. Mientras que en otros materiales esta
agitación genera energía térmica, en las celdas fotovoltaicas, el electrón es capaz de
escapar de su posición normal asociada con un átomo para formar parte de una corriente
en un circuito eléctrico: es el denominado efecto fotovoltaico.
Las celdas solares son generalmente a base de silicio, pudiendo éste ser monocristalino,
polycristalino o amorfo. Estas celdas, conectadas entre ellas, encapsuladas y montadas
sobre una estructura soporte o marco, conforman un módulo fotovoltaico. Convierten entre
el 10% y los 15% de la energía solar recibidas en electricidad. Un módulo fotovoltaico de 1
m² entrega una potencia de 100 Watts y puede generar entre 80 y 150 kWh al año.
D12 – Guía energética
CRECER CON ENERGIA
Ventajas
La electricidad se genera de manera
limpia y silenciosa en su lugar de
consumo.
Es la solución más cómoda y más
económica para la electrificación de
lugares aislados.
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Limites
Potencia limitada: en países de baja
radiación solar, un panel de 50Wc (½
m²) alimenta 4 lámparas de bajo
consumo, una pequeña televisión B&N
y un radio durante pocas horas al día.
La inversión inicial es importante para
las poblaciones de bajos ingresos
Es muy confiable: no hay piezas en
movimiento mecánico, los materiales
son extremamente resistentes.
La batería se reemplaza
periódicamente.
Son totalmente modulares lo que
permite ajustes a medida de que
evolucionan las necesidades y/o los
recursos financieros.
Sólo se utiliza para alimentar equipos
de muy bajo consumo energético
(lámparas de bajo consumo,
refrigerador de clase A,…)
Son amigables con el Medio Ambiente:
no hay emisiones de gases a efecto
invernadero.
En proyectos de electrificación rural se utilizan Solar Home System (SHS) / Sistemas de
Electrificación Individual (SEI)
Estos sistemas cuentan con un módulo fotovoltaico (de 20 Wp a 159 Wp), con una o dos
baterías para el almacenamiento de la energía electricidad y un regulador de carga.
-
Esta tecnología es adecuada para abastecer las necesidades en electricidad de
infraestructuras aisladas tales como maternidades pero no alcanza a cubrir las
necesidades de una comunidad entera.
-
Se requiere capacitar al usuario para que opere el sistema de manera conveniente.
De este aspecto dependerá el tiempo de duración de la batería y el rendimiento del
sistema.
La tecnología fotovoltaica también tiene aplicaciones en centrales de generación eléctrica.
En este caso se denominan centrales fotovoltaicas. Cuentan con un campo centralizado de
módulos fotovoltaicos (de 500Wp a 1500Wp), de un parque de baterías para el
almacenamiento de la energía eléctrica y de aparatos de control.
-
Esta tecnología es adecuada para abastecer las necesidades en energía eléctrica
de una comunidad entera con bajos consumos.
-
También se requiere capacitar a un técnico local para la operación y el
mantenimiento del sistema. De este aspecto dependerá el tiempo de duración de la
batería y el rendimiento del sistema
-
Es una solución costosa que proporciona un servicio similar al de la red
interconectada nacional, es poco utilizada.
La Eólica de pequeña escala
Un molino de viento convierte la energía del viento en energía mecánica, la cual produce
electricidad por medio de un alternador. Existe una estrecha relación entre el tamaño de las
palas del rotor, el recurso eólico del lugar y la potencia entregada por éste. Se puede
D12 – Guía energética
CRECER CON ENERGIA
página 25 de 31
conectar baterías para el almacenamiento de la energía electricidad y la entrega de energía
en caso de día sin viento.
La calidad del recurso eólico es importante. Un aerogenerador puede aprovechar vientos
del orden de 3 a 12 m/s. Las zonas de mayor recurso están ubicadas entre 15º y 25º de
latitud Norte y Sur y, por lo regular, son zonas cercanas de las costas, de altiplanos, de
montañas o de ciertas llanuras. Por la importancia de la calidad del recurso, previamente al
proyecto, es necesario realizar acciones (medidas de velocidad del viento, regularidad,
duración, orientación, etc.) durante, por lo menos, 2 años. Con estos datos se evalúa el
potencial eólico, es decir la energía disponible, de un lugar.
Existen aerogeneradores de potencia nominal de 200 Watts a unos mega Watts. A estos
amplios rangos de potencias corresponde una gran variedad de aplicaciones. Los grandes
aerogeneradores de unos mega Watts de potencia se utilizan para generar electricidad
inyectada a la red nacional. En proyectos de acceso a la energía, en países en vía de
desarrollo, los aerogeneradores utilizados son de menor potencia.
La energía eólica de menor potencia presenta muchas ventajas:
-
Es amigable con el ambiente, pues al generar electricidad, los aerogeneradores no
contaminan.
-
Es de bajo costo: la energía eólica es uno de los medios más económicos para
producir su propia electricidad y no requiere compra de combustible.
-
Es conveniente para la generación de electricidad en sitios aislados: en muchos
casos es más económico implementar un aerogenerador con su mini red de
distribución que extender la red nacional de distribución.
Se puede utilizar en conjunto con sistemas fotovoltaicos (sistemas híbridos). La
energía eólica permite lograr mayores potencias que los sistemas FV. Sin embargo,
para muy bajas potencias, el FV es más conveniente no sólo por la inversión inicial
más baja sino también porque no requiere tanto mantenimiento como los
aerogeneradores.
Se escucha mucho que los molinos generan contaminación visual y que son muy ruidosos.
Sin embargo un aerogenerador de 50kW, cuyo poste sólo alcanza unos 20m de altura, no
produce ruido a 100m de distancia.
Hay que notar que la energía eólica requiere mantenimiento constante y de calidad,
realizado por técnicos capacitados que disponen de herramientas adecuadas. Esta es la
principal razón por la cual la energía eólica ha mostrado, en varias ocasiones, problemas de
perennidad y funcionamiento.
-
El Gas licuado (GLP)
En muchos hogares, el GLP es la primera alternativa moderna al uso de combustibles
tradicionales (madera, carbón, estiércol de vaca,…). Quema sin desprender humo ni
partículas residuales y prácticamente no lleva gases tóxicos. Por estas razones, el GLP es
el combustible doméstico ideal al ser naturalmente limpio. Así mismo permite lograr mejor
calidad de vida, protege la salud y, al ahorrar tiempo a las mujeres y a los niños, permite
dedicar más tiempo a los estudios y a la realización de actividades económicas útiles para
la comunidad local.
Es el combustible tradicionalmente utilizado para cocinar, esterilizar, etc. Sin embargo, su
costo está estrechamente ligado al precio del petróleo. Además, el abastecimiento en las
zonas más apartadas es, a veces, difícil.
El GLP también se utiliza para la refrigeración (vacuna u otros). En estos casos, la
interrupción del abastecimiento suelen ser crítica. Por otro lado, las refrigeradoras de GLP
requieren un mantenimiento importante.
Por ende, es importante tener un circuito de distribución confiable a nivel del territorio.
Hay que notar por fin que, cuando no es subvencionado, su costo puede ser muy fluctuoso.
D12 – Guía energética
CRECER CON ENERGIA
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Combustibles convencionales (Queroseno, madera, carbón)
En ciertos países africanos, la combustión de madera, estiércol de vaca y desechos
agrícolas representan el 80% de la energía primaria. También se usa parafina (velas) en
ciertos países en vía de desarrollo. Las consecuencias en términos de seguridad del hogar,
de salud, económicos y ambientales son desastrosas.
De hecho, a nivel de la salud, hay que notar que - en la mayoría de las viviendas - las
cocinas suelen ser mal ventiladas e integradas a la construcción principal. Entonces y
lamentablemente, ya que las principales actividades se desarrollan alrededor del ambiente
mencionado, mujeres y niños inhalan cantidades de emisiones de dióxido de carbono,
cantidades bien superiores a las definidas como peligrosas por la Organización Mundial de
la Salud.
Por otro lado, los riesgos de incendios son muy importantes. Por ejemplo, en África del Sur,
el uso de parafina mata a más de 10 personas por día y quema decenas de miles por año.
Respecto al sector de los servicios de salud rural, el uso de estos combustibles
tradicionales no son adecuados a servicios médicos modernos, los cuales abarcan, por
ejemplo, esterilización.
El uso de cocinas eficientes permite racionalizar el uso de estos combustibles y evita la
contaminación del cuarto.
El solar térmico y el agua caliente sanitaria (ACS)
En países del Sur, el solar térmico para producción de ACS es muy poco utilizado. De
hecho, las necesidades en ACS en estos países calurosos son despreciables.
Sin embargo, para aplicaciones sanitarias, tales como: maternidades, hoteles, centros de
salud y hospitales, esta tecnología puede ser muy provechosa.
Los costos de operación y el mantenimiento (relacionado con la fontanería de la instalación)
son reducidos.
Algunos defectos de estanqueidad o problemas de piezas de recambio a veces ocurren.
La biomasa
La biomasa se define como el conjunto de materia orgánica directamente resultante de
origen vegetal o animal, accesible en una base renovable y sustentable: cultivos
energéticos, co-productos o residuos de cultivos. así como residuos de diversas actividades
(papelera, serrería, fracción orgánica de los desechos industriales, domésticos y
agrícolas,…)
La biomasa es la materia primera esencial para usos tan diversos como la alimentación, la
construcción, la fabricación de materiales, etc. La biomasa es una fuente de energía
renovable en la medida que se haga una gestión correcta. Por ejemplo, para la madera de
combustión, mientras el volumen de madera utilizada no sobrepasa el crecimiento natural
del bosque, el recurso se mantiene y por lo tanto la madera sigue siendo energía renovable.
Se distinguen dos grandes tipos de biomasa:
-
La biomasa seca: los diversos desechos leñosos constituyen la “biomasa seca”.
También se conocen como “madera-energía”.
-
La biomasa húmeda: los desechos orgánicos de origen agrícola (estiércol, purín, …),
agroalimentaria o urbana (desechos verdes, barro de depuración, fracción
fermentable de la basura doméstica, …) constituyen la “biomasa húmeda”. Se
transforman en energía o en abono.
D12 – Guía energética
CRECER CON ENERGIA
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En muchos de los países en vía de desarrollo, donde el clima es caluroso y húmedo, se
encuentran especies de crecimiento rápido cuales son una fuente ideal de biomasa para la
gasificación o la combustión.
Aíre o vapor
Combustible
Gasificador
Aire
Ciclón –
Cámara de
Purificador combustión
de gas
Agua fría
Chimenea
Turbina
de gas
Intercambiador
de calor
Generador
eléctrico
Agua
caliente
El principio de la Biomasa (Fuente: www.bbc.co.uk)
La biomasa sólida se quema hasta pasar a la forma gaseosa. El biogás producido se
purifica a fin de eliminar los componentes que podrían dañar el sistema. El gas limpio pasa
por la cámara de combustión donde se quema haciendo girar una turbina que genera
electricidad. El calor desprendido puede ser utilizado, por ejemplo para calentar agua. Los
co-productos de la gasificación de la biomasa son cenizas no tóxicas que pueden usarse
como abono o mezclada con abono compuesto.
D12 – Guía energética
CRECER CON ENERGIA
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Metodología para el cálculo del costo del ciclo de vida
Introducción
La metodología descrita aquí se llama análisis del Ciclo de Vida, útil para calcular la opción de
menor costo para alcanzar un objetivo, por ejemplo la provisión de energía eléctrica, bombeo de
agua, etc.
La información o hipótesis que requiere son:
•
•
•
Funcionamiento del sistema: la producción del sistema en kWh, dependiendo del recurso
natural disponible.
Datos de costos: el gasto inicial y futuro.
Parámetros económicos: factores de expresión de los costos futuros a valores en moneda
actual.
Funcionamiento del sistema
Para calcular el costo medio de generación de cada unidad de energía a lo largo de la vida útil de
un sistema, es necesario estimar la energía utilizable que es capaz de producir en ese lapso.
Costos durante el ciclo de vida
En el análisis de ciclo de vida se consideran los costos iniciales y futuros durante la vida operativa
de cada sistema. El período para el análisis se corresponde con la vida útil del componente más
durable.
Para hacer una comparación significativa entre distintos sistemas homólogos, todos los costos e
ingresos futuros deben ser descontados a su valor equivalente en la economía de hoy, esto es, su
valor actual o valor presente neto.
Para obtener este valor, cada costo futuro es actualizado por un factor de descuento calculado a
partir de la tasa de descuento. Todos los cálculos son realizados teniendo en cuenta el efecto
financiero de la inflación internacional.
Indicadores Económicos
El cálculo de los costos del ciclo de vida requiere conocer los siguientes valores:
•
•
•
Período del análisis (n) – Normalmente se toma el tiempo de vida útil de la componente del
sistema más longevo.
Inflación (h) – Índice del aumento de precios.
Tasa de descuento (d) – La tasa (sobre la inflación general) a la cual el dinero aumentaría
de valor estando invertido. Este valor se calcula como d = i–h, donde (i) es la tasa de
interés para inversiones típicas.
Con estos valores, se calcula el Valor Actual Neto de un solo pago futuro o de pagos periódicos
mediante las expresiones:
Actualización de un pago simple
VALOR ACTUAL = VALOR FUTURO x Pr
D12 – Guía energética
CRECER CON ENERGIA
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(1 + h)
Pr =
(1 + d )
i
i, año futuro en el cual está especificado el valor
Actualización de una serie uniforme
VALOR ACTUAL= VALOR ANUAL FUTURO X Pa
x(1 − x n )
Pa =
(1 − x)
x=
1+ h
1+ d
El valor actual puede así ser calculado usando cualquiera de los factores, Pr ó Pa.
La suma de todos los valores presentes es el costo total del ciclo de vida del sistema:
LCC = Ccap + Crep + Co&m + Cf – Csal
siendo
Cca
costo de capital (el valor de la inversión inicial total).
Crep
valor actual de los costos de reemplazo de artículos importantes, por ejemplo, baterías.
Co&m costos de mantenimiento.
Cf
valor actual de los costos de combustible anuales.
Csal
valor residual del bien o de la reventa en año i.
Hay dos maneras en las que el costo del ciclo de vida útil se utiliza comúnmente:
• Costo Anualizado del Ciclo de Vida.
• Costo energético nivelado.
Costo Anualizado del Ciclo de Vida (ALCC)
El costo anualizado del ciclo de vida es el LCC expresado en términos de un costo constante por
año. Es el costo anual requerido para pagar el sistema sobre su ciclo de vida útil e incluye los
eventuales pagos de préstamos al capital.
El LCC considera el costo de oportunidad de usar el capital y surge, entonces, de dividir por el
factor Pa(n), involucrando así la tasa de descuento, la tasa de inflación, y la cantidad de años del
período de análisis. El resultado se expresa en pesos anuales para cada sistema.
Por lo tanto:
ALCC =
LCC
Pa (n)
Costo energético nivelado
El costo energético nivelado es probablemente el indicador más adecuado para comparar dos
tecnologías energéticas. Expresa el costo medio de generar cada unidad útil de energía durante el
curso de vida de un sistema. Por ejemplo, si el sistema genera electricidad entonces el ALCC se
expresa como sigue:
Costo Energetico Nivelado =
ALCC ($)
Electricidad generada (kWh)
La tabla siguiente muestra un ejemplo (sistema fotovoltaico de 100W) de cálculo de LCC que se
ha usado en un programa de Electrificación Rural de la región.
D12 – Guía energética
CRECER CON ENERGIA
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Tabla A: Algoritmo para el cálculo del costo ciclo de vida de los sistemas fotovoltaicos
Anlisis del ciclo de vid a: G enerador fotovoltaico con baterias
C a lcu los
P AR AM E TRO S E C O N O M ICO S
P eriodo de analisis
Tas a de interes
Tas a de desc uento
Inflacion
n
i
d
h
Fac tor de desc uento
Fac tor de anualizacion
a
Pa (n )
20 años
0.1
0.07
0.03
d= i-h
0.93
10.59
a= (1+ h)/ (1 + d )
n
Pa(n )= a(1 -a )/ (1-a)
0.250 kW h/dia
91.25 kW h/año
La= 36 5*Ld
E S P E CIFIC AC IO N D E L S IS TE M A Y S U FUN C IO N AM IE NTO
CA RG A
Carga diaria
Carga A nnual
Ld
La
RE CU R S O S O LA R
Insolacion de dis eño
I
S IS TE M A FO TO V O LTA IC O
E fic ienc ia del arreglo fotovoltaico
E nergia provis ta a las baterias
Tam año del arreglo (P otenc ia instalada)
Costo unitario de cada m odulo
Tiem po de vida util
Dis ponibilidad
Ep v
Lpv
Pp v
K pv
N pv
Bp v
B A TE R IA S
E fic ienc ia de las baterias
Dias de alm acenam iento
Tam año de las baterias
P rec io unitario de las baterias
Tiem po de vida util
Eb at
S bat
G ba t
K bat
N bat
3.40 kW h/m 2/dia
0.9
0.33
100
23.25
20
0.99
0.75
5
1.56
4.65
5
Com ponentes del B O S
P rec io del c ableado y estruc tura de soporteK so p
K bos
P rec io del regulador
N bos
Tiem po de vida util
kW h/dia
Wp
$/W p
años
dias
kW h
$/W p
años
Lpv= Ld/ Eba t
Ppv= (10 00 *Lpv)/ (I* Epv)
(80% m ax.des carga)
G ba t= S ba t*Ld *1. 2 5
1.50 $/W p
3.00 $/W p
20 años
CO S TO S
CO S T S D E C A P ITA L
A rreglo fotovoltaic o
B aterias
Regulador
Cableado y es tructura de s oporte
Instalac ion
S U B -TO TA L
2325.00
465.00
300.00
200.00
223.35
C pv
C bat
C bos
C so p
C ins
C cap
$
$
$
$
3513.35 $
S ubs idio P E RM E R (U S $ 4.9 por W p)
15 $/W p
S ubs idio G E F ($375 por S H S de 50W p, $314 por S HS de 75W p y $255 por S HS de 100W p)
Cargo por Conexion
0.00%
1500.00
375.00
0.00
Costos de O & M
Costos ac tuales de O & M
1520.24 $
143.50 $/años
Ro m
C om
CO S T O S D E R E E M P LA Z O
Item
B aterias
BOS
B aterias
BOS
B aterias
S U B -TO TA L
C rep
1039.63 $
V alor res idual
C sa l
0.00 $
Y ear
5
7
10
14
15
C tot
Pr
0.71
0.62
0.51
0.39
0.36
C p v= K pv* Ppv
C b at= K b at* G bat
C b os= K bo s*Pp v
C so p= K sop *Pp v
C ins= 0. 2* C pv
Rom = 0. 01 *C cap
C o m= Rom * Pa(n)
PW
331.54 $
186.82
236.38 $
116.35
168.54 $
TO TA L
4198.22 $
IN DICADO R E S E C O NO M ICO S
Costos de c iclo de vida
LC C
4198.22 $
LC C = C tot
LC C anualizado
ALC C
396.28 $/year
ALC C = LC C / Pa (N )
Costo de la energia nivelado
Ke
D12 – Guía energética
4.387 $/kW h
K e= ALC C /(La* Bpv)
CRECER CON ENERGIA
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REFERENCIAS
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Evaluación de las capacidades institucionales y de gestión y de las acciones de fortalecimiento en
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Paraguay - Miguel FERNANDEZ – Enero 2002
Lutz, W; Oxilia, V y Vega, C - Boletín N°2 (draft) – Proyecto crecer con energia -
D12 – Guía energética