ENERGIZACIÓN DE LAS ZONAS NO INTERCONECTADAS A PARTIR DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES SOLAR Y EÓLICA
NATALIA ESTEVE GÓMEZ
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
FACULTAD DE ESTUDIOS AMBIENTALES Y RURALES MAESTRÍA EN GESTIÓN AMBIENTAL
ENERGIZACIÓN DE LAS ZONAS NO INTERCONECTADAS A PARTIR DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES SOLAR Y EÓLICA
Presentado por:
NATALIA ESTEVE GÓMEZ
Trabajo de Grado para Optar el Titulo de Magíster en Gestión Ambiental
Director:
RICARDO QUIJANO HURTADO
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
FACULTAD DE ESTUDIOS AMBIENTALES Y RURALES MAESTRÍA EN GESTIÓN AMBIENTAL
CONTENIDO
1 RESUMEN 7
2 INTRODUCCIÓN 8
2.1 PROBLEMA 8
2.2 JUSTIFICACIÓN 10
2.3 ANTECEDENTES 11
2.4 ALCANCE 12
3 OBJETIVOS 17
3.1 OBJETIVO GENERAL 17
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 17
4 MARCO TEÓRICO 18
4.1 MARCO CONCEPTUAL 18
4.2 MARCO NORMATIVO 22
4.3 MARCO INSTITUCIONAL 27
4.4 POLÍTICA Y NORMATIVIDAD NACIONAL REFERENTE A LA ENERGIZACIÓN EN LAS ZNI 28
4.5 POLITICA GLOBAL REFERENTE A LAS ENERGÍAS RENOVABLES 34
4.6 PROYECTOS DE ENERGIZACIÓN EN LAS ZNI 37
5 AMBIENTE Y ENERGÍA 40
6 TECNOLOGÍAS Y COSTOS 44
7 METODOLOGÍA 47
7.1 OBTENCIÓN DE INFORMACIÓN SECUNDARIA 48
7.4 EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS Y PROPUESTA ENERGÉTICA 68
8 RESULTADOS 69
8.1 TABLAS DE RESULTADOS 69
9 ANÁLISIS DE RESULTADOS 76
9.1 ANÁLISIS DE COSTOS DE GENERACIÓN 76
9.2 ANÁLISIS DE COSTOS DE CAPITAL 80
9.3 ANÁLISIS DE VARIACIONES EN LOS COSTOS 83
10 EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS Y PROPUESTA ENERGÉTICA 86
11 CONCLUSIONES 93
12 RECOMENDACIONES 95
TABLAS
TABLA 1: CLASIFICACIÓN DE AEROGENERADORES 21
TABLA 2: LEYES Y DECRETOS REFERENTES A LA ENERGIZACIÓN EN LAS ZNI 23
TABLA 3: RESOLUCIONES DEL MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA REFERENTES A LA ENERGIZACIÓN EN LAS ZNI 24
TABLA 4: RESOLUCIONES DE LA COMISIÓN DE REGULACIÓN DE ENERGÍA Y GAS REFERENTES A LA
ENERGIZACIÓN EN LAS ZNI 25
TABLA 5: LEYES, DECRETOS Y RESOLUCIONES REFERENTES AL FOMENTO DE ENERGÍAS RENOVABLES 26
TABLA 6: INSTITUCIONES INVOLUCRADAS 27
TABLA 7: COSTOS MÁXIMOS DE PRESTACIÓN DEL SERVICIO DE ELECTRICIDAD 30
TABLA 8: COMPONENTE DE REMUNERACIÓN DE INVERSIONES EN SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS
31
TABLA 9: DEMANDA DE POTENCIA POR USUARIO Y HORAS DIARIAS DE PRESTACIÓN DE SERVICIO
ESTABLECIDAS, DISCRIMINADAS POR RANGOS DE NÚMERO DE USUARIOS. 32
TABLA 10: FACTOR DE SUBSIDIO POR RANGOS DE NÚMERO DE USUARIOS. 33
TABLA 11: IMPACTO AMBIENTAL DE LAS DIFERENTES FUENTES DE ENERGÍA 42
TABLA 12: CAPACIDAD Y FACTOR DE CAPACIDAD DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS Y SISTEMAS DE
GENERACIÓN EÓLICA DE REFERENCIA, PARA CONFIGURACIONES AISLADA Y FUERA DE RED 44
TABLA 13: COSTOS DE CAPITAL DE REFERENCIA PARA SISTEMAS FOTOVOLTAICOS, PARA
CONFIGURACIONES AISLADA Y FUERA DE RED 45
TABLA 14: COSTOS DE GENERACIÓN DE REFERENCIA PARA SISTEMAS FOTOVOLTAICOS, PARA
CONFIGURACIONES AISLADA Y FUERA DE RED 45
TABLA 15: COSTOS DE CAPITAL DE REFERENCIA PARA SISTEMAS DE GENERACIÓN EÓLICA, PARA
CONFIGURACIONES AISLADA Y FUERA DE RED 46
TABLE 16: COSTOS DE GENERACIÓN DE REFERENCIA PARA SISTEMAS DE GENERACIÓN EÓLICA, PARA
CONFIGURACIONES AISLADA Y FUERA DE RED 46
TABLA 17: DEMANDA DE POTENCIA PROMEDIO Y DE ENERGÍA DIARIA, POR TIPO DE CENTRO POBLADO
69
TABLA 18: COSTOS MÁXIMOS DE PRESTACIÓN DEL SERVICIO POR DEPARTAMENTO, CON Y SIN INCLUIR
SUBSIDIOS 70
TABLA 19: RECURSO SOLAR POR MUNICIPIO, POTENCIA SOLAR REQUERIDA Y COSTOS DE CAPITAL. 71
TABLA 20: RECURSO EÓLICO POR MUNICIPIO, POTENCIA EÓLICA REQUERIDA Y COSTOS DE CAPITAL. 72
TABLE 21: COSTOS DE KILOVATIO-HORA; COSTOS MÁXIMOS DE PRESTACIÓN DE SERVICIO, COSTOS MÁXIMOS DE PRESTACIÓN DE SERVICIO CON SUBSIDIOS, PARA CADA TIPO DE CENTRO POBLADO;
DIFERENCIA PORCENTUAL ENTRE CKWH Y CMPS, Y CKWH Y CMPS CON SUBSIDIOS. 73
TABLA 22 DIFERENCIA PORCENTUAL EN EL COSTO EL KILOVATIO-HORA DEBIDO A LA INCERTIDUMBRE EXPERIMENTAL EN EL VALOR DEL RECURSO SOLAR Y A LA VARIACIÓN EN EL RECURSO SOLAR 74
TABLA 23: DIFERENCIA PORCENTUAL EN EL COSTO EL KILOVATIO-HORA EÓLICO DEBIDO A LA INCERTIDUMBRE EN EL VALOR DEL EÓLICO Y LA VARIACIÓN EN EL RECURSO EÓLICO AL
INCREMENTAR LA ALTURA DE 20M A 30M. 75
TABLA 24: EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS BAJO LOS CRITERIOS DE COSTOS COMPARABLES, OPCIÓN
ACEPTABLE, OPCIÓN FAVORABLE Y OPCIÓN SOBRESALIENTE. 86
TABLA 25: PORCENTAJE DE SUBSIDIO ADICIONAL RECOMENDADO CON SU CORRESPONDIENTE COSTO, OBTENIDOS A PARTIR DE LA VARIABLE DIF%SUBSIDIO, PARA LOS MUNICIPIOS SELECCIONADOS
BAJO OPCIÓN ACEPTABLE. 90
GRÁFICAS
GRÁFICA 1: COMPARACIÓN ENTRE EL COSTO DE KILOVATIO-HORA (CKWH) EÓLICO Y SOLAR, Y EL
COSTO MÁXIMO DE PRESTACIÓN DE SERVICIO (CMPS) ESTABLECIDO POR LA CREG. 77
GRÁFICA 2: COMPARACIÓN ENTRE EL COSTO DE KILOVATIO-HORA (CKWH) SOLAR Y EL COSTO MÁXIMO DE PRESTACIÓN DE SERVICIO (CMPS) ESTABLECIDO POR LA CREG, PARA EVALUAR CRITERIO DE
COSTOS COMPARABLES Y OPCIÓN SOBRESALIENTE. 77
GRÁFICA 3: COMPARACIÓN ENTRE EL COSTO DE KILOVATIO-HORA (CKWH) SOLAR Y EL COSTO MÁXIMO DE PRESTACIÓN DE SERVICIO (CMPS) CON SUBSIDIOS, PARA EVALUAR EL CRITERIO DE OPCIÓN
FAVORABLE Y ACEPTABLE 78
GRÁFICA 4: COMPARACIÓN ENTRE EL COSTO DE KILOVATIO-HORA (CKWH) EÓLICO Y EL COSTO MÁXIMO DE PRESTACIÓN DE SERVICIO (CMPS) ESTABLECIDO POR LA CREG, PARA EVALUAR
CRITERIO DE COSTOS COMPARABLES Y OPCIÓN SOBRESALIENTE. 79
GRÁFICA 5: COMPARACIÓN ENTRE EL COSTO DE KILOVATIO-HORA (CKWH) EÓLICO Y EL COSTO MÁXIMO DE PRESTACIÓN DE SERVICIO (CMPS) CON SUBSIDIOS, PARA EVALUAR EL CRITERIO DE
OPCIÓN FAVORABLE Y ACEPTABLE. 80
GRÁFICA 6: COSTOS DE CAPITAL EN US$ DE LA ALTERNATIVA SOLAR, POR TIPO DE CENTRO POBLADO,
PARA LAS OPCIONES CLASIFICADAS COMO SOBRESALIENTES. 81
GRÁFICA 7: COSTOS DE CAPITAL EN US$ DE LA ALTERNATIVA SOLAR, POR TIPO DE CENTRO POBLADO,
PARA LAS OPCIONES CLASIFICADAS COMO FAVORABLES. 81
GRÁFICA 8: COSTOS DE CAPITAL EN US$ DE LA ALTERNATIVA EÓLICA, POR TIPO DE CENTRO POBLADO,
PARA EL MUNICIPIO DE ACANDÍ. 82
GRÁFICA 9: COMPARACIÓN DE CKWH Y, CMPS CON Y SIN SUBSIDIO, PARA LOS MUNICIPIOS CUYA
ALTERNATIVA SOLAR ES CLASIFICADA COMO OPCIÓN SOBRESALIENTE. 87
GRÁFICA 10: COMPARACIÓN DE CKWH Y, CMPS CON Y SIN SUBSIDIO, PARA LOS MUNICIPIOS CUYA
ALTERNATIVA SOLAR O EÓLICA ES CLASIFICADA COMO OPCIÓN FAVORABLE. 88
GRÁFICA 11: COMPARACIÓN DE CKWH Y CMPS CON SUBSIDIO, Y COSTO ADICIONAL DEL SUBSIDIO RECOMENDADO, PARA LOS MUNICIPIOS CUYA ALTERNATIVA SOLAR ES CLASIFICADA COMO
1 RESUMEN
En este proyecto se investigan las alternativas de generación solar y eólica como soluciones de energización para centros poblados pequeños (menos de 500 habitantes) de 49 municipios que pertenecen a las Zonas No Interconectadas (ZNI) de Colombia. Primero, se realiza una revisión de la política y normatividad energética actual en Colombia, resaltando aquella relacionada con energías renovables o con las ZNI. Segundo, se analiza el potencial del recurso solar y eólico de los municipios considerados, se realizan cálculos de dimensionamiento de los sistemas de generación y, se calculan costos de generación y de capital aproximados. Finalmente, se diseña una metodología cuantitativa para evaluar las alternativas según criterios económicos; se evalúan las alternativas y se plantea una propuesta energética en donde se presentan las recomendaciones de energización para cada municipio, se plantean instrumentos económicos y se proponen fuentes de financiación.
2 INTRODUCCIÓN
Las Zonas No Interconectadas requieren una solución de energización local, que ofrezca un servicio constante y confiable, y cuyos costos de generación sean asequibles a la población. Debido a la abundancia de recursos naturales en estas zonas, las energías renovables representan una alternativa que puede cumplir con estas condiciones; y además, contribuir a la disminución de emisiones de gases de efecto invernadero y al uso eficiente de los recursos naturales. En consecuencia, es necesario evaluar la viabilidad de la generación de energía eléctrica en estas zonas a partir de fuentes de energía renovable.
2.1 PROBLEMA
Colombia se divide energéticamente en dos tipos de zonas: las Zonas Interconectadas (ZI) y la Zonas No Interconectadas (ZNI); las ZI son aquellas que tienen acceso al servicio de energía eléctrica a través del Sistema Interconectado Nacional (SIN) y las ZNI son aquellas que no tienen acceso al SIN. Las ZNI están ubicadas en lugares de difícil acceso, a largas distancias de los centros urbanos; carecen de infraestructura física y no cuentan con vías de acceso apropiadas. Son zonas de alta importancia ecológica; se caracterizan por su riqueza de recursos naturales y gran biodiversidad; encontramos allí la mayor parte de las reservas y parques naturales del país. Los servicios públicos son escasos y deficientes; carecen de servicios básicos como energía, acueducto y alcantarillado, y presentan dificultades para acceder a la educación, la salud, el agua potable y la comunicación.
Las ZNI comprenden alrededor del 66% del área territorio Nacional; incluyen 17 departamentos, 5 capitales departamentales, 54 cabeceras municipales y 1.262 localidades (IPSE, Agosto 2010).El mayor porcentaje de energización de las ZNI se encuentra en las cabeceras departamentales y municipales, las cuales cuentan generalmente con generadores diesel y, en algunos casos, con pequeñas centrales hidroeléctricas; el 96,3% de la capacidad de generación es a partir de diesel (Florez, Tobón. y Castillo, 2009). En los lugares donde hay cobertura, el servicio es deficiente y costoso; en general, se paga el doble del promedio del SIN por kWh en las ZNI y se recibe la mitad de horas de servicio; el 99% de las localidades tienen un servicio de menos de 6 horas al día; en promedio se paga 520,38 COP$/kWh y el costo alcanza los 842,86 COP$/kWh en Vaupés, y los 605,86 COP$/kWh en Chocó1 (Florez, Tobón. y Castillo, 2009).
Mapa 1: zonas interconectadas y zonas no interconectadas
Fuente: Presentación Oficial del IPSE (IPSE, Agosto 2010)
La ZNI se encuentran aisladas energéticamente del resto del territorio nacional debido a sus características geográficas y naturales, y, por lo tanto, la prestación del servicio de energía eléctrica debe generarse en cada zona. En consecuencia, existe una necesidad de adquirir energéticos como combustibles para la generación eléctrica local y como combustibles domésticos. Sin embargo, las ZNI no cuentan con la infraestructura que permita el abastecimiento de energéticos a partir de los medios de transporte tradicionales (poliductos y gasoductos), lo cual conlleva que el costo de los energéticos se eleve notoriamente y que el suministro no sea confiable, ni constante.
de los proyectos de energización propuestos por el Gobierno Nacional se enfocan a las cabeceras departamentales y municipales.
La gestión energética actual para las ZNI, basada en grandes proyectos de interconexión y en la implementación de combustibles fósiles para la generación local, no es adecuada y está causando fuertes impactos ambientales y sociales. Los proyectos de interconexión tienen grandes afectaciones sobre los ecosistemas generando fragmentación y creando dependencia del SIN; además, no son eficientes, ya que, se generan grandes pérdidas de energía durante la transmisión. La generación a partir de combustibles fósiles causa grandes impactos ambientales en la etapa de transporte y generación, y crea dependencia del abastecimiento del combustible; además, su implementación en los hogares no es segura siendo causa de varios accidentes, explosiones.
2.2 JUSTIFICACIÓN
La propuesta energética que se plantea es el resultado de una evaluación rigurosa de la prefactibilidad económica de desarrollar proyectos de energización en las ZNI a partir de energía solar y eólica; se ha construido a partir de un análisis especifico del potencial de energía solar y eólica que poseen los diferentes municipios de las ZNI, de la demanda energética y características particulares de las ZNI, y de una revisión profunda de la política y normatividad actual referente al servicio de energía eléctrica en las ZNI y de los incentivos (nacionales e internacionales) para las energías renovables.
Evaluar las alternativas de generación solar y eólica en las ZNI se considera de alta pertinencia, debido a los grandes avances que han tenido estas tecnologías en los últimos años (que han permitido obtener resultados altamente eficientes a costos asequibles), y a que, no obstante, su aplicación en Colombia sigue siendo muy limitada. Por otro lado, la alternativa hidroeléctrica ha sido altamente implementada en el País, no siempre obteniendo los mejores resultados; además, la variabilidad en el recurso hídrico debido al cambio climático y fenómenos como el niño y la niña, hace que constantemente estén cambiando las condiciones para su aplicabilidad, y que, esta alternativa no sea siempre la más optima. Por lo tanto, los avances tecnológicos y las altas variaciones climáticas, hacen que las alternativas solar y eólica sean cada vez más atractivas.
2.3 ANTECEDENTES
Aunque existen diferentes iniciativas de fomentar la implementación de energías renovables en Colombia, particularmente en las ZNI, el desarrollo de proyectos aún se encuentra en su etapa inicial. Sin embargo, los diferentes estudios y documentos realizados permiten que se siga avanzando y construyendo nuevas propuestas. A continuación se presentan algunos estudios y documentos, referentes al fomento de energías renovables y a la energización en las ZNI, que han sido base para este proyecto.
En 1992 el Instituto de Ciencias Nucleares y Energías Alternativas, (INEA) y la Comisión Nacional de Energía realizaron el documento, Bases para la formulación de un plan de fuentes nuevas y renovables para Colombia, en donde se resaltó la importancia de contar con información base para poder avanzar y tomar decisiones. Siguiendo las recomendaciones de dicho documento se desarrollaron varias investigaciones y e informes; ente ellos, el Censo y evaluación de sistemas solares fotovoltaicos instalados en Colombia, elaborado por la INEA en 1996; el Atlas de Radiación Solar de Colombia y el Atlas de Viento y de Energía Eólica de Colombia, elaborados por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia (IDEAM) y la Unidad de Planeación Minero Energética (UPME) en el 2005 y 2006 respectivamente.
Posteriormente, en cabeza de la Unidad de Planeación Minero Energética (UPME) y a cargo del consorcio energético Corpoema, se desarrolló un estudio detallado de las Fuentes No Convencionales de Energías (FNCE) y de su potencial en Colombia, con el fin de formular un plan para fomentar el desarrollo de las FNCE en Colombia. El informe final de este estudio, Formulación de una Plan de Desarrollo para las Fuentes No Convencionales de Energía en Colombia (PDFNCE), fue presentando en diciembre del 2010 y consta de tres volúmenes. El primer volumen, Plan de Desarrollo para Las Fuentes No Convencionales de Energía en Colombia (PDFNCE), presenta un resumen del diagnóstico y la formulación del plan de desarrollo para las FNCE, con objetivos y estrategias. El segundo volumen, Diagnóstico de la FNCE en Colombia, presenta un diagnóstico de las FNCE en Colombia, incluyendo el marco legal y regulatorio para las FNCE, aspectos ambientales y proyectos desarrollados. El tercer volumen, Elementos de Política, Riesgos ante El Cambio Climático, Complementariedad entre las FNCE y el SIN, y Costos Indicativos de las FNCE, presenta un análisis de la política internacional referente a las FNCE y define elementos de política para Colombia; y posteriormente, presenta los costos de capital y generación para las diferentes tecnologías. Sin embargo, no se calculan los costos para soluciones particulares en cada municipio, como sí se están tratando en este estudio.
agrupan los centros poblados de las ZNI según sus características energéticas, económicos y sociales, se establecen las condiciones mínimas de prestación de servicio para cada grupo, y se recomiendan tecnologías para el suministro. Finalmente, se plantean estrategias institucionales y financieras, y mecanismos de regulación y control.
Sin embargo, el enfoque cuantitativo específico para las ZNI planteado en este proyecto es novedoso. No se encontró ningún estudio que atienda los requerimientos energéticos específicos de las localidades, teniendo en cuenta los recursos solar y eólico particulares de cada municipio, ni tampoco, que evalúe cuantitativamente la factibilidad y conveniencia económica de las alternativas de generación solar y eólica en las ZNI. La mayoría de estudios recomiendan la implementación de energías renovables en las ZNI, más no profundizan en el tema investigando soluciones puntuales con sus consecuencias económicas, por lo tanto, no queda clara la aplicabilidad de dichas soluciones; por lo que, se consideró importante hacer esta investigación con este enfoque para las poblaciones de las ZNI.
2.4 ALCANCE
Este proyecto busca investigar alternativas de electrificación en las ZNI a partir de las tecnologías de energía renovable solar y eólica, con los estudios aplicados a los centros poblados pequeños, como se explica a continuación.
Departamentos, municipios y centros poblados considerados
La propuesta va dirigida a los centros poblados pequeños, es decir, con 500 o menos habitantes, de los municipios considerados. Se consideran los municipios que pertenecen a las ZNI según la presentación oficial del IPSE 2010; y que adicionalmente, pertenecen a departamentos que son considerados en la Resolución CREG 082 de 1997, en donde se establecen los costos máximos de prestación de servicio para las ZNI. En total, se consideran 13 departamentos para un total de 49 municipios pertenecientes a dichos departamentos.
A continuación se presenta la lista de departamentos considerados con los municipios correspondientes y su ubicación sobre los mapas del recurso solar y eólico:
1. Amazonas: Puerto Nariño (1) y Leticia (2) 2. Antioquia: Vigía del Fuerte (3) y Murindó (4)
3. Caquetá: Cartagena del Chairá (5), Solita (6) y Solano (7) 4. Casanare: Orocué (8)
5. Cauca: López de Micay (9), Timbiquí (10), Guapi (11) y Piamonte (12)
6. Choco: Acandí (13), Unguía (14), Juradó (15), Riosucio (16), Carmen del Darién (17), Bohía Solano (18), Bojayá (19), Alto Baudó (20), Medio Atrato (21), Nuquí (22), Certequí (23), Bajo Baudó (24), Sipí (25) y Litoral de San Juan (26)
7. Guainía: Inírida (27)
8. Guaviare: El Retorno (28), Calamar (29) y Miraflores (30)
9. Meta: La Uribe (31), Puerto Concordia (32), Puerto Rico (33), Mapiripán (34) y La Macarena (35)
10.Nariño: Santa Bárbara de Iscuandé (36), El Charco (37), La Tola (38), Olaya Herrera (39), Mosquera (40) y Francisco Pizarro (41)
11.Putumayo: Puerto Leguízamo (42)
12.Vaupés: Mitú (43), Carurú (44) y Taraira (45)
Mapa 2: Municipios considerados sobre mapa de recurso solar
Energías renovables y tecnologías consideradas
Las energías renovables que se tienen en cuenta son la solar y la eólica; con las tecnologías de sistemas fotovoltaicos y aerogeneradores, que son apropiadas para su consideración en la generación eléctrica en zonas aislada y remotas. Se tienen en cuenta configuraciones de generación aisladas o de mini-red, con capacidad de pequeña escala (del orden de 102 a 105 vatios).
La alternativa de generación hídrica, a partir de pequeñas centrales hidroeléctricas, no fue evaluada en este proyecto debido a la falta de información sobre el recurso; no se encontraron datos sobre el caudal y altura de caídas de los ríos presentes en los municipios considerados. Sin embargo, vale la pena tener en cuenta dicha alternativa en los municipios que poseen abundancia del recurso hídrico. En la propuesta se recomienda evaluar la alternativa de sistemas híbridos con generación hídrica, para determinados municipios.
Aplicabilidad de la propuesta
3 OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GENERAL
Investigar alternativas de energización local para las ZNI a partir de fuentes de las energías renovable solar y eólica, para construir una propuesta energética orientada hacia la sostenibilidad que guíe los procesos de planeación y desarrollo nacional.
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Analizar la disponibilidad del recurso solar y eólico de las ZNI, para calcular el potencial energético a partir de dichas fuentes de energía renovable.
2. Revisar la actual política y normatividad energética en Colombia, para precisar el estado actual de la regulación, los programas e instituciones involucradas, y el papel que juegan las energías renovables dentro de esta.
3. Evaluar las alternativas de electrificación solar y eólica en las ZNI, para determinar su prefactibilidad económica con y sin los subsidios actualmente establecidos.
4 MARCO TEÓRICO
4.1 MARCO CONCEPTUAL
Energía
La energía de un sistema está definida como la cantidad de trabajo que dicho sistema es capaz de producir. El ser humano requiere energía para realizar sus actividades vitales y productivas. La energía se presenta en la naturaleza de diferentes formas, como por ejemplo: la energía cinética, que está asociada el movimiento; la energía potencial, que esta relacionada con la ubicación relativa entre objetos dentro se un sistema (ejemplo, energía potencial gravitacional); la energía eléctrica, que está asociada el movimiento de electrones; la energía calórica o energía en forma de calor, entre otras.
Unidades: en el Sistema Internacional, la energía se mide en Julios (J); también es posible medir la energía en vatios hora (Wh), o kilovatios hora (kWh); kWh= 3,60 X106 J.
Potencia
La potencia promedio (P) es igual a la energía (E) transferida en un intervalo de tiempo determinad (t): P=E/t. Unidades: en el Sistema Internacional, la potencia se mide en vatios (W); 1W= 1 J/s.
Energía eléctrica
La energía eléctrica es la energía de mayor calidad, debido a que tiene el más alto potencial de realizar trabajo y, por lo tanto, puede utilizarse para realizar un mayor número de actividades. Se genera a partir de una diferencia de potencial entre dos puntos de un conductor; esta diferencia de potencial hace que se genere un flujo de electrones (electrones en movimiento) entre los dos puntos, creando una corriente eléctrica. La diferencia de potencial se denomina voltaje y se mide en Voltios (V); y la corriente y se mide en Amperios (A), la corriente puede ser corriente directa (DC) o corriente alterna (AC).
Fuentes de energía convencionales y no convencionales
Las fuentes de energía se pueden clasificar de acuerdo a su uso:
Fuentes Convencionales (FC): son aquellas altamente usadas en un determinado país, están conformadas por; los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas), e hidráulica.
Fuentes No Convencionales (FNCE): son aquellas cuyo uso es muy limitado en un determinado país, debido principalmente a los costos de generación; están conformadas por: solar, eólica,
Fuentes de energía renovables y no renovables
Las fuentes de energía se pueden clasificar de acuerdo a la disponibilidad de los recursos:
Renovables: Se renuevan de forma natural, aprovechan los flujos de energía existentes en la naturaleza, y por lo tanto, constituyen una fuente inagotable de energía; están conformadas por, Solar, Eólica, Hídrica, Biomasa, Geotérmica y Mareomotriz.
No Renovables: Se encuentran en depósitos en la naturaleza y el consumo de estas agota les reservas, están conformadas por; combustibles fósiles y nuclear.
Tecnologías de energía renovables
Las tecnologías de energía renovables son aquellas que transforman los flujos de energía que se presentan en la naturaleza. (UPME, CorpoEma, 2010: V.1); es decir, transforman la energía obtenida a partir de recursos renovables en otro tipo de energía útil, como por ejemplo, energía eléctrica.
Configuraciones de sistemas de generación
Aislado (fuera de red): sistema de generación cuya potencia es del orden de W, generalmente se implementa para suplir la demanda energética de una vivienda.
Minired: sistema de generación cuya potencia es del orden de 103 a 105 W, generalmente se implementa para suplir la demanda de un conjunto de viviendas o pequeño centro poblado, eléctricamente conectados por una red pequeña o local.
Conectado a red: sistema de generación cuya potencia es del orden de MW (106 W), se implementa para generar energía que es entregada a la red de distribución eléctrica (Ej. Energía entregada al SIN)
Energía solar
La energía solar es la energía transportada por las ondas electromagnéticas que proviene del sol. La emisión de energía desde la superficie del sol se denomina radiación solar; y a la energía emitida, energía radiante. La energía radiante que incide sobre la superficie terrestre por unidad de área (irradiación o insolación), se mide en kWh/m²; y la potencia radiante que incide sobre la superficie terrestre por unidad de área (irradiancia), se mide en kW/m².
La radiación solar que incide sobre la Tierra tiene componentes directa, radiación que incide sobre la Tierra desde el sol, sin cambiar de dirección; y difusa, radiación que es dispersada en todas las direcciones debido a la presencia de moléculas y partículas; la radiación global es la suma de la componentes directa y difusa.
Existen diferentes formas de aprovechamiento de la energía solar:
Energía Solar Fotovoltaica: aprovechamiento de la radiación solar para la generación de energía eléctrica.
calentar agua, climatización y calefacción; también es posible generar energía eléctrica a través evaporación del fluido mediante su calentamiento y haciendo que este mueva una turbina.
Sistemas fotovoltaicos
Los sistemas fotovoltaicos son dispositivos que generan energía eléctrica mediante el efecto
Fotoeléctrico; los fotones (partículas de luz) que provienen de la radiación solar, inciden en los módulos fotovoltaicos y liberan electrones, los cuales generan una corriente DC. Se caracterizan por su sencillez, modularidad y operatividad.
Los Componentes principales de los Sistemas fotovoltaicos son:
Módulo fotovoltaico: componente en donde se transforma la energía de la radiación solar (energía de los fotones) en energía eléctrica; están construidos con determinados semicondutores basados principalmente en silicio monocristalino y policristalino.
Regulador de Carga: componente encargado de proteger la batería de la sobrecarga y la sobredescarga.
Batería: componente encargado de almacenar la energía producida en los módulos.
Carga: consumos o cargas que el sistema debe satisfacer (demanda energética), puede se DC o AC.
Los módulos fotovoltaicos tienen una potencia nominal, el Vatio Pico (Wp); que corresponde a la potencia máxima que puede generar dicho módulo, a 25ºC de temperatura y con una irradiancia de 1kW/m2. Su producción de corriente eléctrica a un voltaje dado (fijo para el panel) varía con la temperatura, lo cual especifica el fabricante del panel en la forma de curvas de potencia.
Energía eólica
La energía eólica es la energía cinética de las moléculas de aire en movimiento. La energía cinética puede ser transformada en energía mecánica rotacional, al generar el movimiento de las palas de un rotor. La energía mecánica puede ser implementada para desarrollar trabajo mecánico (ej, molinos, bombas de agua), o puede ser transformada en electricidad mediante un generador. En cada transformación, parte de la energía es disipada en forma de calor (energía calórica).
El recurso eólico se mide a partir de la velocidad del viento (m/s) a determinada altura, o de la densidad de potencia eólica (W/m2) a determinada altura; la densidad de potencia (e) es proporcional a la densidad del aire y al cubo de la velocidad del viento, .
Generadores eólicos o aerogeneradores
Los aerogenerador transforman la energía cinética de las moléculas de aire en electricidad (movimiento de partículas portadoras de carga, electrones).
Existen aerogeneradores de eje horizontal (los más comunes) y de eje vertical. Los componentes principales de un aerogenerador de eje horizontal son:
Rotor: su función es transformar la energía cinética del viento en energía mecánica; está conformado por la palas y el buje que las unes.
Palas: similares a las alas de un avión, la mayoría de aerogeneradores tiene tres palas.
Góndola: su función es transformar la energía mecánica del rotor en energía eléctrica; esta conformado por diferentes dispositivos en el interior (como el generador y el multiplicador), y un anemómetro y una veleta en su exterior.
Multiplicador: multiplica la velocidad de giro que llega del rotor
Generador: transforma la energía mecánica en eléctrica, normalmente generando corriente alterna.
Torre: soporta la góndola y el rotor.
[image:21.612.140.471.404.654.2]Los aerogeneradores se caracterizan por tener determinada potencia nominal, que representa la máxima potencia de generación (bajo condiciones óptimas del recurso); y por una curva de potencia, que representa la potencia que genera dicho aerogenerador como función de la velocidad del viento. La mayoría de aerogeneradores comienzan a generar con vientos de 3-4m/s, llegan a su máxima potencia de generación con vientos de 12-15m/s, y se apagan para evitar averiarse con vientos de velocidades mayores.
4.2 MARCO NORMATIVO
Leyes y Decretos referentes a la energización en las ZNI
LEYES Y
DECRETOS NOMBRE O ASUNTO DESCRIPCIÓN
Ley 1283 de
2009 Por la cual se modifican y adicionan el artículo 14 de la Ley 756 de 2002, que a su vez modifica el literal a) del artículo 15 y los artículos 30 y 45 de la Ley 141 de 1994.
Se determina la utilización por los municipios y departamentos de las participaciones de la regalías.
Decreto 1124
de 2008 Por el cual se reglamenta el Fondo de Apoyo Financiero para la Energización de las Zonas No Interconectadas – FAZNI.
Reglamenta la Ley 1099 del 2006.
Faculta para asignar los recursos del FAZNI a los planes, programas y proyectos para la implementación de infraestructura requerida para la prestación del servicio de energía eléctrica en las ZNI.
Establece la metodología de asignación de recursos del FANZI.
Ley 1099
de 2006 Por medio de la cual se prorroga la vigencia del artículo 81 de la Ley 633 de 2000 y se dictan otras
disposiciones.
Se establece una prorroga de recaudo de recursos para el FANZI hasta 2014.
Ley 1118 de 2006
Por la cual se modifica la naturaleza jurídica de Ecopetrol S. A. y se dictan otras disposiciones.
Establece que ECOPETROL S.A. no estará obligada a asumir cargas fiscales diferentes a las derivadas del desarrollo de su objeto social.
Lo anterior implica que no se incluirán subsidios en el precios de venta de los combustibles fósiles demandados por las ZNI.
Ley 1117
de 2006 Por la cual se expiden normas sobre normalización de redes eléctricas y de subsidios para estratos 1 y 2.
Establece que el MME definirá las condiciones y porcentajes bajo los cuales se otorgan los subsidios del sector eléctrico a los usuarios de las ZNI, teniendo en cuenta la capacidad de pago de los usuarios.
Decreto 257 de 2004
Por el cual se modifica la Estructura del Instituto de Planificación y Promoción de Soluciones Energéticas, IPSE.
Se establece que el IPSE es exclusivo para las ZNI y que procurará satisfacer las necesidades energéticas de dichas zonas.
Se determina objeto y funciones del IPSE. Ley 855
de 2003
Por la cual se definen las Zonas No
Ley 756
de 2002 Por la cual se modifica la Ley 141 de 1994, se establecen criterios de distribución y se dictan otras
disposiciones.
Modifica la Ley 141 de 1994.
Se definen criterios de distribución de recursos del Fondo Nacional de Regalías.
Decreto 2884
de 2001 Por el cual se reglamenta el Fondo de Apoyo Financiero para la Energización de las Zonas no Interconectadas -FAZNI-.
Se establece criterios de distribución de recursos del FANZI
Ley 633
de 2000 Por la cual se expiden normas en materia tributaria, se dictan disposiciones sobre el tratamiento a los fondos obligatorios para la vivienda de interés social y se introducen normas para fortalecer las finanzas de la Rama Judicial.
Se crea el Fondo de Apoyo Financiero para la
Energización de las Zonas No Interconectadas (FAZNI).
Se establecen disposiciones sobre el recaudo de recursos y la destinación de los mismos.
Decreto 1140 de
1999 Por el cual se transforma el Instituto Colombiano de Energía Eléctrica, ICEL, en el Instituto de Planificación y Promoción de Soluciones
Energéticas.
Transformación del ICEL en IPSE.
Ley 141
de 1994 Por la cual se crean el Fondo Nacional de Regalías, la Comisión Nacional de Regalías, se regula el derecho del Estado a percibir regalías por la explotación de recursos naturales no renovables, se establecen las reglas para su liquidación y distribución y se dictan otras disposiciones
Modificada por la Ley 756 de 2002
Creación del Fondo Nacional de Regalías (FNR).
Ley 143
de 1994 Por la cual se establece el régimen para la generación, interconexión, transmisión, distribución y
comercialización de electricidad en el territorio nacional, se conceden unas autorizaciones y se dictan otras disposiciones en materia energética.
Ley Eléctrica.
[image:23.612.52.561.67.499.2] Restructuración del sector Eléctrico.
Resoluciones del Ministerio de Minas y Energía referentes a la energización en las ZNI
RESOLUCIÓN
MME NOMBRE O ASUNTO DESCRIPCIÓN
180660 de 2009
Por la cual se modifican las
Resoluciones 182138 de diciembre 26 de 2007 y 180648 de mayo 7 de 2008 y se adiciona a la Resolución 181891 de noviembre 04 de 2008.
Se establece la formula de cálculo del subsidio máximo otorgado a usuarios residenciales de las ZNI.
Se establece el monto de la energía (kWh/mes) que será sujeta de subsidio (a partir de enero de 2014, ningún consumo que supere el consumo de subsistencia). 181891
de 2008
Por la cual se adopta un
Procedimiento transitorio para otorgar subsidios del Sector Eléctrico en las Zonas No Interconectadas.
Se establecen condiciones para otorgar subsidios a las ZNI.
180648 de 2008
Por la cual se adiciona la resolución 182138 de diciembre 26 de 2007, por la cual se expide el Procedimiento para otorgar subsidios del sector eléctrico en las Zonas No Interconectadas.
Modificada por la resolución 180660 del 2009.
Se establece el desmonte de subsidios para los usuarios de las ZNI, por cuatro periodos de ajuste.
182138
de 2007 Por la cual se expide el Procedimiento para otorgar subsidios del sector eléctrico en las Zonas No
Interconectadas.
Modificada por la resolución 180660 del 2009.
Se determinan las condiciones para el cálculo de los subsidios y el consumo subsidiable.
180961 de 2004
Por la cual se fijan las fórmulas para el cálculo y asignación de los subsidios destinados a los usuarios pertenecientes a los estratos
socioeconómicos 1, 2 y 3 ubicados, en las Zonas No Interconectadas y se delegan unas funciones al Instituto de Planificación y Promoción de Soluciones Energéticas, IPSE.
Establece la potencia requerida por usuario y las horas de prestación de servicio diferenciando rangos, de acuerdo con el número de usuarios en cada localidad.
[image:24.612.49.560.109.483.2] Establece los porcentajes de subsidio que se otorga a los usuarios diferenciando rangos, de acuerdo con el número de usuarios en cada localidad.
Tabla 3: Resoluciones del Ministerio de Minas y Energía referentes a la energización en las ZNI
Fuente: El autor
Resoluciones de la Comisión de Regulación de Energía y Gas referentes a la energización en las ZNI
RESOLUCIÓN
CREG NOMBRE O ASUNTO DESCRIPCIÓN
074
de 2009 Por la cual se modifican las Resoluciones CREG 091 de 2007 y 161 de 2008
Modifica la fórmula tarifaria para las áreas de servicio exclusivo
057
de 2009 Por la cual se actualizan los costos de inversión de las actividades de generación y distribución de energía eléctrica en las Zonas No
Interconectadas contenidos en la Resolución CREG 091 de 2007.
Actualiza la Resolución CREG 091 de 2007
161
de 2008 Por la cual se ordena hacer público un proyecto de resolución de carácter general que pretende expedir la CREG por la cual se modifica la Resolución CREG-091 de 2007.
Modifica la Resolución 091 del 2007
Modifica en lo relacionado con Procesos Competitivos
Se establece la formula tarifaria para las áreas de servicio exclusivo.
091
de 2007 Por la cual se establecen las metodologías generales para remunerar las actividades de generación, distribución y comercialización de energía eléctrica, y las fórmulas tarifarias generales para establecer el costo unitario de prestación del servicio público de energía eléctrica en Zonas No Interconectadas.
Modificada por la Resolución 161 de 2008
Se definen las áreas de servicio exclusivo con sus respectivas reglas de conformación.
Se definen la formulas tarifarias generales aplicables a áreas de servicio exclusivo.
Se determina la componente de remuneración de costos de inversión y mantenimiento, para tecnologías de generación diesel, PCHs y sistemas fotovoltaico.
Se definen formulas para la remuneración de actividades de generación (para generadores diesel, hidroeléctricas y sistemas fotovoltaicos).
017
de 1998 Por la cual se amplía el ámbito de aplicación de la Resolución CREG-077 del 11 de abril de 1997, se adicionan pautas para el cálculo del costo de prestación del servicio y se aclara la aplicación de los costos máximos establecidos en la Resolución CREG-082 de 1997.
Aclara el ámbito de aplicación de los costos máximos de prestación de servicio fijados en la Resolución 082.
Aclara el ámbito de aplicación de la Resolución 077 de 1997 y adiciona al Anexo 1 de la misma.
082
de 1997 Por la cual se aprueban los costos unitarios máximos de prestación del servicio de electricidad para establecer las tarifas aplicables a los usuarios finales en las Zonas No Interconectadas (ZNI) del territorio nacional.
Derogada por la Resolución 091 de 2007
Aclarada por la Resolución 017 de 1998
Se fijan los costos máximos de prestación de servicio para cada uno de los departamentos que conforman las ZNI
077 de 1997
Por la cual se aprueba la fórmula general que permite determinar el costo de prestación del servicio y la fórmula tarifaria para establecer las tarifas aplicables a los usuarios del servicio de electricidad en las Zonas No Interconectadas (ZNI) del territorio nacional.
Ampliada por la Resolución 017 de 1998
Se establece la formula general de costos de prestación de servicio.
Se establece la estructura y fórmulas tarifarias.
114
de 1996 Por la cual se establece la metodología para el cálculo del costo de prestación del servicio de energía eléctrica y se definen las fórmulas tarifarias para las Zonas No Interconectadas (ZNI) del territorio nacional.
Derogada por la resolución 007 de 1997.
[image:25.612.49.560.65.618.2] Establece la metodología para el cálculo del costo de prestación del servicio, la fórmula tarifaria, y el cargo o tarifa máxima de conexión.
Leyes, Decretos y Resoluciones referentes al fomento de energías renovables
LEYES, DECRETOS Y RESOLUCIONES
NOMBRE O ASUNTO DESCRIPCIÓN
Resolución MME
180919 de 2010 Por la cual se adopta el Plan de Acción Indicativo 2010-2015 para desarrollar el Programa de Uso Racional y Eficiente de la Energía y demás Formas de Energía No Convencionales, PROURE, se definen sus
objetivos, subprogramas y se adoptan otras disposiciones al respecto.
Se definen los objetivos, subprogramas y metas del Plan de Acción
Decreto 3683 de
2003 Por el cual se reglamenta la Ley 697 de 2001 y se crea una Comisión Intersectorial.
Se crea la Comisión Intersectorial para el Uso Racional y Eficiente de Energía (CIURE), con el propósito de articular las instituciones relacionadas con las políticas de URE para facilitar la ejecución de dichas políticas.
La CIURE debe realizar funciones asesoría, consultoría y apoyo de al MME en actividades relacionadas a la políticas URE.
Ley 788 de 2002 Por la cual se expiden normas en materia tributaria y penal del orden nacional y territorial; y se dictan otras disposiciones.
Establece incentivos tributarios a determinados proyectos, actividades o bienes, que generen o estén destinados a generar reducciones certificadas
Exención de renta por venta de energía eléctrica generada a partir de biomasa, viento y residuos agrícolas.
Exención del IVA a la importación de equipos y
maquinaria destinados a generar reducciones certificadas. Ley 697 de 2001 Mediante la cual se fomenta el uso
racional y eficiente de la energía, se promueve la utilización de energías alternativas y se dictan otras disposiciones.
Le asigna al Uso Racional y Eficiente de Energía (URE) un carácter de interés general y de conveniencia nacional.
Promueve la utilización de energías alternativas.
Crea el Programa Uso Racional y Eficiente de la Energía y demás Formas de Energía No Convencionales (PROURE) estableciendo como entidad responsable de éste al MME
Establece que el MME formulará los lineamientos de las políticas para el fomento y la promoción de las fuentes no convencionales de energía, con prelación en las zonas no interconectadas.
Ley 629 de 2000 Por medio de la cual se aprueba el "Protocolo de Kyoto de la
Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático", hecho en Kyoto el 11 de diciembre de 1997.
Se aprueba el Protocolo de Kioto
Ley 142 de 1994 Por la cual se establece el régimen de los servicios públicos domiciliarios y se dictan otras disposiciones.
Se crea la División de Ahorro, Conservación y Uso Eficiente de la Energía, como dependencia del INEA.
Ley 164 de 1994 Por medio de la cual se aprueba la "Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático", hecha en Nueva York el 9 de mayo de 1992.
[image:26.612.51.560.93.702.2] Se aprueba la Convención Marco de Naciones Unidas
4.3 MARCO INSTITUCIONAL
Instituciones Involucradas
Entidad Interés Normatividad
Ministerio de Minas y Energía
(MME)
Promover, organizar y asegurar el desarrollo y seguimiento de los programas de uso racional y eficiente de la energía
Determinar subsidios
Ley 697 de 2001: se nombra al MME como entidad responsable de PROURE
Ley 1117 de 2006: se establece que el MME definirá las condiciones y porcentajes bajo los cuales se otorgan los subsidios del sector eléctrico a los usuarios de las ZNI Unidad de Planeación
Minero Energética (UPME) Planeación energética de todos los recursos, incluyendo los renovables.
Financiación de proyectos de energización e la ZNI a partir de fuentes renovables.
Decreto 2119 de 1992: se transforma la Comisión Nacional de Energía (CNE) en la UPME.
Ley 143 de 1994: determinó la organización de la UPME como Unidad Administrativa Especial; asigna funciones a la UMPE. Comisión de Regulación de
Energía y Gas (CREG)
Regular el servicio de energía eléctrica
Definir formulas tarifarias y fijar costos de prestación del servicio.
Decreto 2119 de 1992: se transforma la CRE (Comisión de Regulación Energética) en la CREG y se fortalece.
Instituto de Planificación y Promoción de Soluciones Energéticas para las Zonas No Interconectadas (IPSE)
Identificar, fomentar y desarrollar soluciones energéticas viables financieramente y sostenibles a largo plazo.
Decreto 1140 de 1999: se trasforma el ICEL en IPSE, exclusivo para las ZNI
Decreto 257 de 2004
Comisión Intersectorial
CIURE Decreto 3683 de 2003: se crea la Comisión Intersectorial
Decreto 2688 de 2008: modifica Fondo de Apoyo Financiero
para la Energización de las Zonas No Interconectadas
(FAZNI);
Financiar planes, programas y proyectos de inversión en infraestructura energética en las ZNI
Ley 633 de 2000: creación
Decreto 2884 de 2001: reglamenta
Ley 1099 de 2006: prorroga
Decreto 1124 de 2008: metodología de asignación de recursos
Fondo Nacional de
Regalías (FNR) Financiación de proyectos de energización en las ZNI
Ley 141 de 1994: creación
[image:27.612.50.563.154.540.2] Ley 756 de 2002: criterios de distribución Tabla 6: Instituciones Involucradas
4.4 POLÍTICA Y NORMATIVIDAD NACIONAL REFERENTE A LA ENERGIZACIÓN EN LAS ZNI
Para el Gobierno Nacional es prioridad mejorar las condiciones de energización en las ZNI a partir de soluciones viables financieramente y que sean sostenibles a largo plazo. Por lo tanto, la política energética nacional tiene como objetivo: ampliar la cobertura y aumentar las horas de prestación del servicio, asegurando un suministro de energía confiable y de bajo costo para los usuarios. La formulación de la política energética nacional se encuentra plasmada en el Plan Energético Nacional; en los Documentos CONPES, que tienen como objetivo direccionar la aplicación de las políticas y plantear estrategias; y en la normatividad, mediante las cual se adoptan las decisiones de política de cumplimiento obligatorio.
Plan Energético Nacional y Documentos CONPES
La energización de las ZNI y la implementación de energías renovables son considerados elementos clave dentro de la política energética nacional, como lo muestran las diversas versiones del Plan Energético Nacional (PEN) y documentos CONPES referentes al tema.
En las diversas versiones del Plan Energético Nacional (PEN) se recomienda la diversificación de la canasta energética nacional a partir de la implementación de Fuentes No Convencionales de Energía (FNCE), con el fin de contribuir a la disminución de emisiones de gases de efecto invernadero y de aportar a la seguridad energética nacional (UPME, CorpoEma, 2010: V.1). Adicionalmente, el Documento CONPES 3055 (1999), Estrategia y acciones para la energización de las zonas no interconectadas del país, establece que el direccionamiento de las políticas energéticas de las ZNI, y la formulación de objetivos y estrategias de energización en dichas zonas, es prioridad de la política nacional.
Posteriormente, se emite el Documento CONPES 3108 (2001), Programa de energización para zonas no interconectadas, en donde se formula un programa energización según la clasificación de los centros poblados que pertenecen a la ZNI en tres tipos de centros poblados, con el fin de proporcionar un servicio acorde a las necesidades de cada centro poblado. La clasificación de los centros poblados se realiza según su número de habitantes, demanda de energía, necesidad del servicio (horas), categoría administrativa y capacidad de pago; los centros poblados se clasifican según sus condiciones actuales de energización y se realiza una propuesta de servicio para cada tipo de centro poblado. Para los centros poblados de Tipo 3, con menos de 501 habitantes, se propone un servicio de 6 horas diarias, y se recomienda la implementación de energías alternativas.
usuarios; y eliminar gradualmente los subsidios implícitos a los combustibles utilizados para la generación eléctrica.
Adicionalmente, en el CONPES 3453 (2006), se recomienda al IPSE: desarrollar un programa de aumento de cobertura en las ZNI, teniendo en cuenta el potencial energético de las diferentes zonas; desarrollar proyectos piloto de generación eléctrica a partir de fuentes no convencionales, y buscar replicarlas en las ZNI; orientar los recursos provenientes de cooperación internacional al desarrollo de proyectos de energías alternativas; entre otros. Adicionalmente, se propone fomentar el uso de fuentes de energía renovable, incorporando incentivos en los esquemas de selección y contratación de operadores, para remplazar el uso de combustibles fósiles por otras fuentes de energía.
Posteriormente, se emiten CONPES referentes al seguimientos de proyectos estratégicos, (CONPES 3560, 2008); y a la importancia estratégica de las concesiones de área de servicio exclusivo y de proyecto de interconexión eléctrica (CONPES 3587, 3600 y 3588, 2009). El CONPES 3587 (2009), Importancia estratégica de las concesiones de área de servicio exclusivo para el servicio de energía eléctrica en las zonas no interconectadas de Vaupés, Amazonas y San Andrés, Providencia y Santa Catalina, promueve la implementación de fuentes de energía alternativas y renovables estableciendo porcentajes de generación a partir de las mismas (10% de la totalidad de la generación en localidades pequeñas, con menos de 300 casas), y exigiendo la construcción y puesta en operación de una planta eólica, y de una planta que aproveche los residuos sólidos, y exigiendo la promoción de la energía solar.
Estructura tarifaria y costos de prestación de servicio
Para las ZNI no existe un mercado mayorista que determine el precio de la energía eléctrica, por lo tanto, se hace indispensable la intervención del gobierno para regular el precio de está; con este propósito se creó la Comisión de Regulación de Energía y Gas (CREG). La CREG tiene entre sus funciones; establecer fórmulas para la fijación de las tarifas de los servicios públicos (Ley 142 de 1994, Artículo 73) y definir la metodología para el cálculo de las tarifas aplicables a los usuarios regulados del servicio de electricidad (Ley 143 de 1994, Artículo 23).
De acuerdo a sus funciones, la CREG expidió la Resolución CREG 114 de 1996 mediante la cual establece la metodología del cálculo del costo de prestación de servicio y define la fórmula tarifaria para las ZNI; dicha resolución es derogada por la Resolución CREG 077 de 1997, buscando una mayor flexibilidad para el prestador del servicio. La Resolución CREG 077 de 1997 establece una fórmula general de costos de prestación del servicio (CPS)2 y determina que, con base en la fórmula general de CPS, se establecerán los costos máximos de prestación del servicio en las ZNI.
En la Resolución CREG 082 de 1997 se fijan y aprueban los costos máximos de prestación de servicio, los cuales son aplicables a cualquier alternativa de generación de energía eléctrica en las ZNI del país3. En la siguiente tabla se presentan los costos máximos de prestación del servicio aplicables a los usuarios de las ZNI del territorio nacional, expresados en pesos por kilovatio-hora de diciembre de 1996 ($/kWh)4:
DEPARTAMENTO CGo $/kWh CDCo $/kWh CPSo $/kWh
AMAZONAS 190,0 36,0 226,1
ANTIOQUIA 191,4 34,1 225,5
ARAUCA 188,9 35,3 224,2
CAQUETA 204,2 32,6 236,8
CASANARE 201,7 35,0 236,7
CAUCA 197,6 37,5 235,1
CHOCO 232,5 41,0 273,6
GUAINIA 117,8 25,7 143,4
GUAVIARE 187,1 36,8 223,9
META 196,5 34,2 230,7
NARIÑO 187,3 41,9 229,2
PUTUMAYO 156,0 36,5 192,4
VAUPES 344,2 36,6 380,8
[image:30.612.139.475.163.339.2]VICHADA 196,2 36,9 233,1
Tabla 7: Costos máximos de prestación del servicio de electricidad ($/kWh de diciembre de 1996).
Donde: CGo es el Costo de Generación; CDCo es el Costo de Distribución y comercialización; y CPSo es el Costo Máximo de Prestación del Servicio, el cual resulta de la suma de CGo y CDCo (calculados en $/kWh del mes de diciembre de 1996).
Fuente: Artículo 2 de la Resolución CREG 082 de 1997.
Siguiendo, las recomendaciones del Consejo Nacional de Política Económica y Social presentadas en el documento CONPES 3453, la CREG decide diseñar un nuevo esquema tarifario que refleje los costos reales de prestación de servicio en las ZNI y una rentabilidad coherente con los riesgos inherentes a la gestión de un servicio de energía eléctrica en las ZNI. Este nuevo marco tarifario es definido en la Resolución CREG 091 de 20075, en donde se establecen las metodologías generales para remunerar las actividades de generación, distribución y comercialización de energía eléctrica.
En el Artículo 22 de la Resolución CREG 091 de 2007 se establece la metodología para la remuneración de la componente de inversión6 y mantenimiento de sistemas de generación a partir de generadores diesel operando con ACPM, Pequeñas Centrales Hidroeléctricas (PCHs), y Sistemas Fotovoltaicos; para sistemas híbridos y tecnologías no definidas en la Resolución, plantea la alternativa de que el interesado proponga a la CREG los costos. Los costos de inversión son actualizados por la Resolución CREG 057 de 2009; la siguente tabla presenta los costos de inversión para sistemas fotovoltaicos:
3 Artículo 2 de las Resolución CREG 17 de 1998.
4 Los costos máximos de prestación de servicio no tienen vigencia actual (derogados por la Resolución 091 del 2007); sin embargo, no se han establecido nuevos costos máximos.
5 Modificado por la Resolución CREG 161 de 2008, en donde se adiciona el capítulos XI que determina la tarifa aplicable a los usuarios regulados del servicio público domiciliario de energía eléctrica de las ZNI, que tiene en cuenta Costo Unitario de Prestación del Servicio de Energía Eléctrica y Subsidio por menores tarifas.
6 Resolución CREG 091 de 2007, Artículo 22: La componente de inversión de los Cargos Regulados de Generación, expresada en
Tabla 8: Componente de remuneración de inversiones en Sistemas Solares Fotovoltaicos ($ de diciembre de 2006).
Fuente: Artículo 2 de la Resolución CREG 057 de 2009.
Adicionalmente, en el Artículo 24 de la Resolución CREG 091, se establece la metodología para la remuneración de Gastos de Administración, Operación y Mantenimiento (AOM) para diferentes tecnologías de generación7, y en el Artículo 25 se define la Fórmula de Actualización de Cargos Máximos de Generación para las diferentes tecnologías8.
Áreas de Servicio Exclusivo
Con propósito de aumentar la cobertura y mejorar la calidad del servicio en las ZNI se determina otorgar Áreas de Servicio Exclusivo. El Artículo 40 de la Ley 142 de 1994 establece que las entidades territoriales podrán establecer, mediante invitación pública, Áreas de Servicio Exclusivo; por motivos de interés social y con el propósito de que la cobertura de los servicios públicos se pueda extender a las personas de menores ingresos. Adicionalmente, el Parágrafo 1º establece que la comisión de regulación respectiva definirá cómo se verifica la existencia de los motivos que permiten la inclusión de áreas de servicio exclusivo en los contratos; y definirá los lineamientos generales y las condiciones a las cuales deben someterse ellos; y, verificará que ellas sean indispensables para asegurar la viabilidad financiera de la extensión de la cobertura a las personas de menores ingresos.
Considerando lo estipulado en la Ley 142 de 1994; la CREG expide los Capítulo II y III9 de la Resolución CREG 091 de 2007; para asegurar el cumplimiento de los motivos y que las áreas conformadas cumplen con las condiciones establecidas en esta Ley, para asegurar un proceso competitivo para la asignación de Obligaciones de Prestación del Servicio, y verificar el cumplimiento de las obligaciones. La Resolución CREG 091 de 2007 es modificada por la Resolución CREG 161 de 2008 en lo relacionado con Procesos Competitivos y otras disposiciones (Artículo 1); los Capítulo II y
7 Los Gastos de Administración y Operación de generadores Diesel operando con ACPM comprende los costos: de
combustible y lubricante (incluyendo transporte, almacenamiento y consumo) como gastos de operación; y los gastos administrativos corresponden al 10% de la suma de los costos por consumo de combustible y lubricante, más el costo de las pérdidas de transformación de la conexión del generador al sistema de distribución. Los Gastos de Administración y Operación de generadores Diesel operando con Fuel Oil No. 6. comprende los costos: de combustible y lubricante como gastos de operación; y los gastos administrativos corresponderán al 10% de la suma de los costos por consumo de combustible y lubricante, más el costo de la energía consumida en la central de generación y el costo de las pérdidas de transformación de la conexión del generador al sistema de distribución. El cargo máximo para la remuneración de los gastos de Administración, Operación y Mantenimiento para PCH es de 44,78 $/kWh ($ de diciembre de 2006); y para Sistemas Solares Fotovoltáicos es de 188,06 Wp-mes ($ de diciembre de 2006).
8 Se establece que el costo de capital invertido para remunerar los activos de la actividad de generación y de distribución de Solución Energética
Implementada
RANGO kW $/Wp-mes
Mínimo Máximo
Individual DC 0,05 0,1 439,75
Individual AC 0,075 0,5 422,16
III son modificados (Artículo 4), y se adicionen los capítulos IX y X referentes a la Fórmula Tarifaria para las Áreas de Servicio exclusivo.
Condiciones de Prestación del Servicio
En el Artículo 1 de Resolución MME 180961 del 2004 se define la Relación Kilovatio/Usuario (kW/usu), promedio de demanda de potencia por usuario de cada localidad; y el Número de horas de prestación del servicio (hora/día), promedio de horas al día que la localidad recibe el servicio de electricidad; de acuerdo con el número de usuarios en cada localidad. La información presentada en la resolución se resume en la siguiente tabla:
Rango 1 2 3 4 5 6
# usuarios 0 a 50 51 a 150 151 a 300 301 a 500 501 a 800 801 a 1000 horas diarias
de servicio 4 5 8 10 12 14
[image:32.612.116.499.236.309.2]kW/usuario 0,28 0,3 0,32 0,34 0,35 0,4
Tabla 9: Demanda de potencia por usuario y horas diarias de prestación de servicio establecidas, discriminadas por rangos de número de usuarios.
Fuente de información: Resolución MME 180961 del 2004. Elaboración propia.
Subsidios
El servicio de energías eléctrica en las ZNI se caracteriza por ser costoso debido a condiciones inherentes de estas zonas, mientras que la capacidad de pago por el servicio es baja; por lo tanto, el Gobierno determina la necesidad de otorgar subsidios por menores tarifas. La Ley 117 del 2006 establece que el MME tiene como función definir las condiciones y porcentajes bajo los cuales se otorgarán los subsidios del sector eléctrico a los usuarios de las ZNI, teniendo en cuenta la capacidad de pago de los usuarios. Se establecen dos formas de otorgar subsidios por menores tarifas; a los usuarios, mediante la disminución el cobro de la tarifa; y a los prestadores de servicio, mediante la asignación de recursos para la adquisición de combustibles para la generación (subsidio que ha sido desmontado actualmente).
Rango deUsuarios Porcentaje deUsuarios por Localidad Factor de Subsidio Desde Hasta Estrato
1 2 3
0 150 100% 0% 0% 50%
151 300 95% 5% 0% 49%
301 500 85% 15% 0% 48%
501 800 77% 18% 5% 46%
801 1000 70% 20% 10% 44%
1001 2000 63% 23% 14% 42%
[image:33.612.120.496.73.212.2]>2001 55% 26% 19% 40%
Tabla 10: Factor de subsidio por rangos de número de usuarios. Fuente de información: Resolución MME 180961 del 2004.
Elaboración propia.
Incentivos y fuentes de financiación
Mediante la Ley 788 de 2002 se establecen incentivos tributarios a determinados proyectos, actividades o bienes, que generen o estén destinados a generar reducciones certificadas de gases de efecto invernadero; exención de renta por venta de energía eléctrica generada a partir de biomasa, viento y residuos agrícolas, y exención del IVA a la importación de equipos y maquinaria destinados a generar reducciones. Medianate la Resolución CREG 091 de 2007, se otorga un incentivo a la implementación de tecnologías de energía renovable en las ZNI, reconociendo una prima de riesgo tecnológico equivalente a 3,5 puntos del costo de capital (adicinal al costo definido en la Resolución).
La financiación de los planes, programas y proyectos de energización en las ZNI se realiza principalmente con recursos del Fondo de Apoyo Financiero para la Energización de las Zonas No Interconectadas (FAZNI) y del Fondo Nacional de Regalías (FNR). Adicionalmente, la Unidad de Planeación Minero Energética (UPME), el Instituto de Fomento Industrial (IFI) y el Banco de Comercio Exterior de Colombia (Bancoldex), ofrecen recursos para la financiación de proyectos de energización e la ZNI a partir de fuentes renovables (Florez, Tobón, y Castillo, 2009).
Los recursos del FAZNI provienen principalmente de las transacciones realizadas en el mercado mayorista, de aportes del Presupuesto General de la Nación y otras fuentes (Ley 633 de 2000, artículo 81 y 82). En el Decreto 1124 se establece la metodología de asignación de recursos; en el artículo 8 de este decreto, se establecen como criterios para priorizar la distribución de los recursos: menor aporte estatal requerido, entendido este como los aportes de inversión y subsidios de operación; contribución al uso de fuentes de energías renovables o alternativas, o a la innovación tecnológica para el usos de fuentes de energías renovables o alternativas; y mayor número de usuarios beneficiados.
IPSE es el encargado de viabilizar estos proyectos y los exime de la afectación por impuestos o estampillas de orden territorial. Posteriormente, la Ley 1283 de 2009 determina la utilización por los municipios y departamentos de las participaciones de la regalías; el Artículo 1 establece que los recursos de las regalías y compensaciones distribuidas a los municipios productores y portuarios, deben destinarse en un 90% en proyectos de desarrollo contenidos en el Plan de desarrollo, dando prioridad a aquellos dirigidos a construcción, mantenimiento y mejoramiento de la red terciaria, proyectos pro-ductivos, saneamiento ambiental, servicios de salud, educación pública, electricidad, agua potable, alcantarillado y demás servicios públicos básicos esenciales.
4.5 POLITICA GLOBAL REFERENTE A LAS ENERGÍAS RENOVABLES
La política energética global que promueve la implementación de energías renovables se ha basado principalmente en el problema global del Cambio Climático y ha sido jaloneada por los países industrializados. Al confirmarse la alta participación que tienen las actividades antropogénicas en la generación de emisiones de GEI, y con la evidencia de los efectos nocivos que han generado las variaciones climáticas, se declara el Cambio Climático como un problema ambiental de carácter global y se comienza a tomar medidas globales al respecto:
En 1992, en el marco de la Conferencia de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente y Desarrollo en Río de Janeiro, la problemática del Cambio Climático y las emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) se convierten en prioridad de la política global. Siguiendo el principio de responsabilidad compartida pero diferenciada, los países industrializados, principales generadores emisiones globales, deben asumir mayor responsabilidad e implementar medidas al respecto (GTZ, Ministerio Federal de Cooperación Económica y Desarrollo).
En la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático (CMNUCC) varios países industrializados se comprometen a adoptar medidas voluntarias para limitar las emisiones de GEI. Sin embargo, estas medidas voluntarias no son suficientes para cumplir las metas de disminución de GEI; por lo tanto, se evidencia la necesidad de optar por medidas obligatorias (GTZ, Ministerio Federal de Cooperación Económica y Desarrollo). En 1997 se adopta el Protocolo de Kyoto mediante el cual los países del Anexo I (países industrializados), se comprometen a limitar y reducir las emisiones GEI, como mínimo en un 5% respecto a las del año 1990 en el periodo comprendido entre el 2008 y el 2012 (Articulo 3); el protocolo es ratificado el 16 de febrero de 2005.
Colombia dentro de la política energética global
La participación de Colombia en las emisiones de GEI globales es baja, en el sector de energía esto se debe a el alto porcentaje de generación hidroeléctrica. Adicionalmente, Colombia cuenta con grandes yacimientos de energéticos como carbón y gas natural, por lo tanto no depende de importaciones para suplir su demanda de energéticos. Por estas razones, los factores determinantes de la política de la mayoría de países industrializados no son plenamente aplicables a Colombia (UPME, CorpoEma, 2010: V.1). Sin embargo, los acuerdos internacionales aprobados por Colombia, como la Convención Marco de las Naciones Unidas (Ley 164 de 1994) y el Protocolo de Kioto (Ley 629 de 2000), tienen carácter decisivo en la formulación de la política energética nacional.
Colombia aprobó el Protocolo de Kyoto mediante la Ley 629 de 2000, y aunque Colombia no pertenece a los países del Anexo I y por lo tanto no tiene compromisos de reducciones, aprobar el Protocolo implica que Colombia se compromete a adoptar medidas que contribuyan a mitigar el Cambio Climático, es decir, se compromete a mantener su bajo nivel de emisiones. Adicionalmente, adoptar una política energética que promueva las energías renovables permite a Colombia fortalecer la imagen de país verde (UPME y CorpoEma, 2010: V.1)
En el 2001, mediante la Ley 697, se asigna al Uso Racional y Eficiente de Energía (URE) un carácter de interés general y de conveniencia nacional, se fomenta la utilización de energías alternativas con prelación el las ZNI y se crea el Programa Uso Racional y Eficiente de la Energía y demás Formas de Energía No Convencionales (PROURE). Posteriormente se crea la Comisión Intersectorial para el Uso Racional y Eficiente de Energía (CIURE)10 mediante el Decreto 3683 de 2003; y mediante la Resolución MME 180919 de 2010 se adopta Plan de Acción Indicativo 2010-2015 para desarrollar el PROURE, y se definen los objetivos, subprogramas y metas. El objetivo general se define como: promover el Uso Racional y Eficiente de la Energía y demás Formas de Energía No Convencionales, que contribuya a asegurar el abastecimiento energético pleno y oportuno, la competitividad de la economía colombiana, la protección al consumidor y la promoción del uso de energías no convencionales de manera sostenible con el ambiente y los recursos naturales (Resolución MME 180919 de 2010, Articulo 2º); y se establece una meta de participación de las Fuentes No Convencionales de Energía (FNCE) dentro de la generación eléctrica de las ZNI de un 20% (Articulo 7º).
Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL)
En el Protocolo de Kyoto se definen tres mecanismos de flexibilidad para ayudar a los países del Anexo I a dar cumplimiento de sus metas: el Comercio de Emisiones, el Mecanismo de Desarrollo Limpio y el Mecanismo de Aplicación Conjunta. El Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL) se define en el Artículo 12 de Protocolo de Kyoto (1997), con el propósito de ayudar a los países del Anexo I a dar cumplimiento a sus compromisos y a los países no incluidos en el Anexo I (países no industrializados, en vía de desarrollo) a lograr un desarrollo sostenible.
