Programa de Gestión Eficiente de la Demanda para
el Mercado Eléctrico Regulado en Colombia
Joaquín Sebastián Nassar Prieto Juan Sebastián Arbeláez Torres
Asesores:
Ph.D, Ángela Cadena Monroy Ph.D, Camilo Olaya Nieto
Universidad de los Andes Facultad de Ingeniería
Departamento Ingeniería Eléctrica y Electrónica Departamento de Ingeniería Industrial
TABLA DE CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN ... 4
2. RETOS DEL MERCADO ELÉCTRICO EN COLOMBIA ... 5
2.1. MERCADO DE CORTO PLAZO ... 5
2.1.1. Reconciliaciones ... 5
2.1.2. Poder de Mercado ... 5
2.2. MERCADO DE LARGO PLAZO ... 6
2.2.1. Gran Concentración de Lado de la Oferta ... 6
2.2.2. Periodos de Contratación Cortos ... 6
2.2.3. No Estandarización de los Contratos ... 7
2.2.4. Limitación en Mercado de Soporte ... 7
2.3. INELASTICIDAD DE LA DEMANDA ... 7
2.3.1. Costo de Compra de Energía ... 8
3. ¿QUÉ SE HA PROPUESTO? - ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN HISTORICAS ... 9
3.1. ¿QUÉ ESTÁN HACIENDO OTROS MERCADOS? ... 9
3.1.1. Smart Grids... 9
3.1.2. Programas de Demanda Participativa... 10
3.2. LEY 1715 DE 2014 ... 11
3.3. MERCADO ORGANIZADO PARA EL SUMINISTRO DE ENERGÍA AL USUARIO REGULADO (MOR)12 4. PROGRAMA DE GESTIÓN EFICIENTE DE LA DEMANDA PARA EL MERCADO ELÉCTRICO REGULADO EN COLOMBIA ... 12
4.1. EFICIENCIA ENERGÉTICA ... 14
4.1.1. Política de Eficiencia Energética ... 15
4.2. AHORRO EN CONSUMO ... 16
4.2.1. Política de Ahorro en Consumo ... 17
4.3. RESPUESTA DE LA DEMANDA ... 18
4.3.1. Política Precios Sensibles en el Tiempo ... 18
4.4. DEMANDA DESCONECTABLE VOLUNTARIA (DDV) ... 19
5. MODELAMIENTO, RESULTADOS Y RECOMENDACIONES ... 20
5.1. EFICIENCIA ENERGÉTICA ... 20
5.2. AHORRO EN CONSUMO ... 28
5.3. RESPUESTA DE LA DEMANDA ... 38
5.4. DEMANDA DESCONECTABLE VOLUNTARIA (DDV) ... 43
6. CONCLUSIONES ... 46
7. ANEXOS ... 49
7.1. MERCADO ELÉCTRICO COLOMBIANO ... 49
7.2. ESTRUCTURA INSTITUCIONAL DEL SECTOR ELÉCTRICO EN COLOMBIA ... 50
7.3. MERCADO MAYORISTA ... 51
1. INTRODUCCIÓN
Actualmente, la estructura del mercado no permite la participación de la demanda en la dinámica del mismo, haciendo que la curva de carga (Demanda) no sea sensible a las condiciones de otros segmentos del mercado eléctrico. Un ejemplo de esto, es el modelo tarifario para el mercado regulado, el cual intrínsecamente suaviza los cambios que experimenta el precio de la bolsa energética, lo que genera una desconexión entre la tarifa del mercado regulado y las variaciones del precio spot. La integración de la demanda de forma activa en el mercado eléctrico colombiano, es una alternativa innovadora y autosostenible de promover el consumo eficiente de energía.
Dentro de las consecuencias principales de este tipo de estructura de mercado, se encuentra la concentración de demanda en intervalos de tiempo horarios, generando sobrecostos especialmente en el rubro de la generación, limitación en la confiabilidad del sistema y déficit de potencia.
Alrededor del mundo se han implementado diferentes programas para promover el consumo eficiente de energía, de los cuales el de mayor acogida es el de demanda participativa, el cual brinda la posibilidad al consumidor de tomar decisiones racionales de consumo y en consecuencia genera diversos beneficios técnicos y económicos al sistema.
El objetivo de este trabajo es lograr un programa de gestión eficiente de la demanda para el mercado eléctrico regulado en Colombia mediante la simulación del comportamiento del consumo o demanda de electricidad en el Mercado Regulado ante la implementación de diferentes políticas educativas y de control a nivel macro, las cuales generen un cambio en la elasticidad de la demanda y curva de carga, promoviendo un consumo eficiente de la energía.
La metodología que se aplicará en la simulación y análisis de las políticas es Dinámica de Sistemas. Esta metodología nos permite tener un enfoque de decisión del consumidor, mediante interacciones que afecten su racionalidad y la estimación de su comportamiento ante las políticas a verificar. Además de esto, nos permite modelar la interacción entre diferentes variables, las características de realimentación de las mismas y la comparación de diferentes políticas con base en un comportamiento futuro esperado.
2. RETOS DEL MERCADO ELÉCTRICO EN COLOMBIA
Como ya se había mencionado anteriormente, el mercado eléctrico mayorista tiene dos componentes: El primero es el mercado de corto plazo o bolsa de energía y el segundo el mercado de largo plazo o de contratos bilaterales. Cada uno de estos, presenta retos actuales que afectan el correcto funcionamiento del sector eléctrico colombiano, disminuyendo la eficiencia del sistema y castigando económica y operacionalmente su desempeño. Además de las problemáticas y retos de cada mercado, en este trabajo se discute principalmente la inelasticidad precio – demanda a la cual se encuentra sometido el sistema eléctrico colombiano.
2.1. Mercado de corto plazo
La bolsa energética o mercado de corto plazo tiene como característica fundamental: la simpleza y transparencia, basado en una estructura de subasta de sobre cerrado, sin embargo, presenta limitaciones que generan problemáticas relacionadas con las liquidaciones de la oferta denominada “Reconciliaciones” y la incapacidad para acercarse a los costos marginales o “control del poder de mercado”. (ECSIM, Centro de Estudios en Economía Sistémica, 2013)
2.1.1. Reconciliaciones
Al liquidarse las transacciones al precio de bolsa, la diferencia entre el despacho ideal y despacho real hace que algunos agentes sean remunerados cuando no generaron y otros no reciban dinero habiendo generado, lo cual origina la reconciliación entre agentes.
2.1.2. Poder de Mercado
Fedesarrollo y Wolak argumentan que “Precios de oferta fijos para todo el día, hacen que actores aún con poco incentivo de ejercer poder de mercado, no oferten a sus respectivos costos marginales, porque la oferta que hacen para la punta determina su despacho para todo el día” (ECSIM, Centro de Estudios en Economía Sistémica, 2013). En esencia es un argumento para justificar que los precios ofertados no se acerquen a los marginales, característica incompatible con un mercado en pro de la eficiencia. Por su parte, los generadores térmicos justifican los altos precios basado en los costos de arranque y parada, por lo cual se construyó un despacho para volver más eficientes los precios de oferta, sin embargo, agregan complejidad al mercado e incrementa el poder de mercado de los agentes. Finalmente, actores del mercado argumentan que los precios elevados en bolsa son justificados por los costos mantenimiento del parque térmico en estación de lluvias.
Pese a que las reconciliaciones son un problema latente, los esfuerzos de los diferentes entes, están enfocados en la búsqueda de políticas para la limitación del poder de mercado, ya que afecta en mayor medida al sistema, por consiguiente en ésta investigación se tendrá mayor énfasis en la evolución de la demanda de una posición
pasiva a una activa. Una de las opciones de mitigación del problema de poder de mercado es “la participación dinámica de la demanda”, por lo que se propondrán y evaluarán diferentes metodologías que promuevan la integración de la demanda como actor activo y endógeno sobre el consumo.
2.2. Mercado de Largo Plazo
El mercado a largo plazo se basa en acuerdos de largo plazo que no son más que contratos financieros sin obligación de entrega física. De forma general son contratos para el cubrimiento del riesgo en bolsa. El mercado de largo plazo tiene dos segmentos de mercado: clientes del mercado regulado y clientes del mercado no regulado o libres.
Existen más de 20 diferentes tipos de contratos en los cuales difieren las condiciones de cantidad y precio. En cuanto a la cantidad existen pague lo demandado, pague lo contratado, pague lo demandado con tope y por otro lado con respecto al precio el más común es el del precio fijo, lo cual genera flexibilidad para los interesados, pero consecuentemente reduce la liquidez de los instrumentos. Lo anterior sustenta una de las tesis más relevantes para implementar el MOR, cuyo objetivo principal es estandarizar los instrumentos financieros de la bolsa a largo plazo.
Históricamente ha existido una marcada diferencia en los precios de los contratos de los dos segmentos, donde el mercado regulado ha excedido los precios del mercado no regulado. Entre las explicaciones de la diferencia se han encontrado argumentos basados en la distribución horaria del consumo, en el volumen, riesgo del comprado, entre otros. Sin embargo, según un análisis económico realizado por la CREG “los vendedores podrían estar efectuando una discriminación no justificada de precios en función del segmento del mercado que atienden” (ECSIM, Centro de Estudios en Economía Sistémica, 2013). La importancia de esta diferencia radica en que los usuarios la verán reflejada en los precios por unidad energética.
El mercado de largo plazo en el segmento de usuarios no regulados presentan las siguientes problemáticas:
2.2.1. Gran Concentración de Lado de la Oferta
Gran concentración del lado de la oferta cuyo efecto sobre la formación de los precios es más significativa cuando se presenta, dado que ante menos proponentes en las subastas, los precios tenderán a incrementarse. En una encuesta de grandes consumidores 2.3 proveedores promedio atendieron la última subasta. (ECSIM, Centro de Estudios en Economía Sistémica, 2013)
2.2.2. Periodos de Contratación Cortos
Períodos de contratación cortos, aunque al parecer no tanto como se considera usualmente, contratación en masa – en los últimos meses del año – con poca antelación a
las fechas de inicio. Esto hace que los precios de los contratos sean muy sensibles a los precios de bolsa en horizontes cortos. (ECSIM, Centro de Estudios en Economía Sistémica, 2013)
2.2.3. No Estandarización de los Contratos
Falta de estandarización que impide el surgimiento de un mercado secundario.
2.2.4. Limitación en Mercado de Soporte
El no poder acudir al mercado de corto plazo o bolsa de energía por parte del mercado regulado.
2.3. Inelasticidad de la Demanda
La elasticidad precio de la demanda hace referencia a la variación que experimenta la cantidad demandada de un bien o servicio ante una variación en su precio. Ésta medida de sensibilidad es fundamental para determinar la interrelación entre el consumo y el precio de un producto determinado, conociendo así la reacción de la demanda a cambios en el valor de venta. La elasticidad precio de la demanda está dada por:
𝐸𝑝=
% 𝑉𝑎𝑟𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎𝑑𝑎 % 𝑉𝑎𝑟𝑖𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑜
Comúnmente la elasticidad precio de la demanda tiene un valor negativo, ya que siguiendo la ley de la demanda entre mayor sea el precio de un producto la cantidad demandada disminuye. Cuando el valor absoluto de la elasticidad precio de la demanda es menor a 1, se dice que la demanda es inelástica con respecto al precio, lo que muestra la baja sensibilidad de la demanda y de los consumidores a cambios en el precio. Una de las más comunes causas de la inelasticidad de un bien o servicio es la ausencia de bienes sustitutos que le permitan al consumidor cubrir su costo de oportunidad. (Pindyck & Rubinfeld, 2009)
En el caso del mercado eléctrico regulado en Colombia, la elasticidad precio de la demanda nos indica cual es la respuesta de los consumidores de energía eléctrica ante variaciones en el precio por kWh y si existe una relación con la volatilidad que presenta el precio en el Mercado Eléctrico Mayorista (MEM).
En el año de 1997 la CREG publico la resolución número 31, donde establece una metodología para el cálculo de los costos máximos unitarios de prestación del servicio en el mercado regulado. La metodología planteada, incluye una ecuación que estima el costo total que será transferido vía tarifa al consumidor, donde por medio del costo de generación se transmiten los precios de bolsa. El inconveniente con la ecuación planteada, es la inclusión de una operación de promedios móviles sobre las compras que realiza el comercializador en la bolsa de contratos a largo plazo, particularidad que hace que dentro de este rubro se desconecte la verdadera variabilidad del precio de la
electricidad y consecuentemente se genere un efecto de inelasticidad precio-demanda del consumidor (Comisión de Regulación de Energía y Gas, 1997). Posteriormente, en el año 2007 se efectúo un cambio sobre la ecuación del rubro de generación del mercado regulado propuesta en 1997, la cual se presenta a continuación:
2.3.1. Costo de Compra de Energía
Los costos máximos de compra de energía se encuentran dados por (Comisión de Regulación de Energía y Gas, 2007):
𝐺𝑚,𝑡= 𝑄𝑐𝑚−1,𝑖∗ [𝛼𝑖,𝑗∗ 𝑃𝑐𝑚−1,𝑖+ (1 − 𝛼𝑖,𝑗)𝑀𝑐𝑚−1] + (1 − 𝑄𝑐𝑚−1,𝑖)𝑃𝑏𝑚−1,𝑖+ 𝐴𝐽𝑚,𝑖
Con,
𝑄𝑐𝑚−1,𝑖 = 𝑀𝑖𝑛 [1, 𝐶𝑐𝑚−1,𝑖 𝐷𝐶𝑅𝑖,𝑚−1]
𝑃𝑏𝑚−1,𝑖= ∑ (𝑃ℎ,𝑚−1∗ 𝐷𝑖,ℎ,𝑚−1)
𝑛 ℎ=1
∑𝑛ℎ=1( 𝐷ℎ,𝑖,𝑚−1)
Donde,
𝒏: Número de horas del mes m-1.
𝒎: Es el mes para el cual se calcula el costo unitario de prestación de servicio.
𝒊: Comercializador minorista.
𝒋: Mercado de comercialización.
𝑫𝑪𝑹𝒊,𝒎−𝟏: Demanda comercial regulada del comercializador minorista i en el mes m-1.
𝑸𝒄𝒎−𝟏,𝒊: Es el menor valor entre 1 y el resultado de la relación de energía comprada por el comercializador minorista i mediante contratos bilaterales con destino al mercado regulado y la demanda comercial del mercado regulado del comercializador minorista, en el mes m-1.
𝑪𝒄𝒎−𝟏,𝒊: Energía comprada mediante contratos bilaterales por el comercializador minorista i con destino al mercado regulado en el mes m-1.
𝑷𝒄𝒎−𝟏,𝒊: Costo promedio ponderado por energía, expresado en $/kWh, de las compras propias del comercializador minorista i mediante contratos bilaterales con destino al mercado regulado, liquidados en el mes m-1.
𝑴𝒄𝒎−𝟏: Costo promedio ponderado por energía, expresado en $/kWh, de todos los contratos bilaterales liquidados en el mercado de energía mayorista en el mes m-1 con destino al mercado regulado.
𝜶𝒊,𝒋: Valor de 𝜶del comercializador minorista i en el mercado de comercialización j para el mes de enero de 2007, calculado conforme la metodología de la resolución CREG 031 de 1997.
𝑷𝒃𝒎−𝟏,𝒊: Precio de la energía comprada de bolsa por el comercializador minorista i, en el mes m-1, expresado en $/kWh, cuando las cantidades adquiridas en las subastas del MOR y en contratos bilaterales no cubran la totalidad de la demanda regulada.
𝑷𝒉,𝒎−𝟏:Precio de bolsa en la hora h ($/kWh), del mes m-1.
𝑫𝑰,𝒉,𝒎−𝟏:Compras en bolsa del comercializador minorista i (kWh) en la hora h, del mes m-1.
𝑨𝑱𝒎,𝒊: Factor de ajuste que se aplica al costo máximo de compra de energía, expresado en $/kWh, del comercializador i para el mes m.
El ajuste realizado sustituye el cálculo de promedios móviles por uno de promedios ponderados, lo cual modera pero no elimina la desconexión de la variabilidad del precio de la electricidad y la demanda de los consumidores. Aunque se agrega variabilidad y se incluyen las estrategias de riesgo propias del comercializador, al continuar siendo un promedio mensual no se logra reflejar la verdadera variabilidad del precio, y la inclusión de los precios de contratos bilaterales distorsionan la verdadera volatilidad del sistema. Por ésta estructura tarifaria de regulación y debido a los hábitos de consumo implícitos de la población, la inelasticidad precio-demanda persiste en los usuarios del Mercado Regulado.
3. ¿QUÉ SE HA PROPUESTO? - ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN HISTORICAS
En la actualidad, han sido diversas las propuestas y alternativas de solución que se han planteado para las problemáticas del mercado eléctrico colombiano; Desde la implementación de nuevos modelos de organización, hasta la adopción de métodos y políticas de negociación más eficaces. A continuación, se presentan diferentes alternativas, tanto nacionales como internacionales, que han sido propuestas o implementadas en sus respectivos mercados, y que podrían ser contempladas dentro de la regulación y funcionamiento
3.1. ¿Qué están haciendo otros mercados?
3.1.1. Smart Grids
Uno de los mecanismos que innovaron la integración y comunicación entre el proveedor y el consumidor en el mercado eléctrico a nivel mundial son los “Smart Grids”. Éste mecanismo incorpora dinámicamente los sistemas de medición, instrumentación, control y protección sobre los diferentes sectores de la cadena de valor de la electricidad: Generación, transmisión, distribución y comercialización. De esta manera, se consigue una permanente supervisión e integración de todos los actores, haciendo que el mercado
eléctrico se solidifique convirtiéndose en un sistema compacto, donde el uso de la energía es eficiente y racional.
El objetivo principal de los Smart Grids, es optimizar la producción, transmisión y distribución de electricidad a través de una gestión eficiente, equilibrando la demanda y la oferta, a través del uso de lo que se conoce como Demand Response o Demanda Participativa. Al tener la posibilidad de entregar información a los diferentes actores, particularmente a los consumidores, estos podrán escoger la empresa comercializadora con la que quieren tomar el servicio, optando por las tarifas más competitivas y tomando decisiones de las horas en las que quieren realizar el consumo. (Office of Electricity Delivery and Energy Reliability, 2014)
Además de promover mayor integración entre el consumidor y el proveedor, los sistemas de Smart Grids, incrementan la confiabilidad, flexibilidad, eficiencia y seguridad de los sistemas interconectados.
3.1.2. Programas de Demanda Participativa
Los programas de Demanda Participativa o Demand Response, son una forma de incentivar la interacción entre consumidores y productores en tiempo real, que tiene como resultado suavizar los picos de consumo que generan ineficiencias técnicas, operativas y económicas. Estos programas compensan las deficiencias de potencia y el incremento dramático de los precios en los mercados mayoristas, que generan inestabilidad sobre el sistema y por ende en su confiabilidad.
En la actualidad el mercado eléctrico funciona con la entrega de información de manera unidireccional, es decir originada en la carga y destinada a la operación. De esta forma se disponen de generadores costosos en casos de picos energéticos, lo cual es ineficiente considerando que se puede hacer uso de los programas de Demanda Participativa.
Una de las primeras aplicaciones de Smart Grid y demanda participativa fue la implementada en Italia, por la compañía Enel basándose en un Telegestor (Sistema de manejo remoto). Es una de las soluciones que operan a gran escala, la cual funciona mediante una comunicación bidireccional. Particularmente el Telegestor permite realizar la medición del consumo o comunicación para de una eventual generación de electricidad, y de otro lado, permite que el consumidor tenga conocimiento de diferentes variables, con el fin de que pueda usar la energía de manera racional. (Enel, 2014)
3.2.3. Programas de Demanda Desconectable
Los programas de demanda desconectable o interrumpible ofrecen indemnizaciones financieras por reducir el uso de la electricidad por ciertos intervalos de tiempo. Las desconexiones pueden ser voluntarias u obligatorias, dependiendo el tipo de pago y la metodología de contratación. Dado que existen diferencias importantes en las utilidades,
cargas y restricciones, Braithwait realiza la clasificación en tres grandes grupos (Braithwait & Eakin, 2002):
Programas tradicionales de manejo de carga: Se realiza control e interrupción directo sobre la carga, para incrementar la confiabilidad en periodos de baja reserva o reducir costos cuando éstos se incrementen debido a comportamientos atípicos sobre las múltiples variables del sistema. Los consumidores son usualmente remunerados con tasas de descuento o con abonos sobre las facturas, en vez de realizarlo por la carga desconectada. Estas medidas son típicamente obligatorias, con penalidades para los que no hagan uso de ésta, cuando el mercado la requiera.
Programas de recompra de energía (Energy buy-back programs): En estos programas los usuarios están de acuerdo con reducir el consumo de manera voluntaria, dado que reciben pagos de incentivos establecidos de antemano o que están atados al precio del Mercado Mayorista. En algunos casos, esto se lleva a cabo por medio de arreglos informales entre las empresas comercializadoras y grandes consumidores o en otros casos, se realizan contratos legales, donde se estipula hacer uso de la opción de desconexión, cuando el precio de la energía en el mercado mayorista alcance ciertos niveles.
Programas de demanda subastada (Demand bidding programs): Un gran número de operadores independientes de sistemas (ISO) tales como California, New York y New England han implementado la medida sobre sus mercados. La esencia de esta medida es permitir a los consumidores, empresas de servicio público o entidades proveedoras de carga (LSE) independientes, ofertar desconexión de cargas con un día o una hora de anticipación al mercado mayorista. Gracias a su procedimiento, se puede configurar las desconexiones dentro del despacho
3.2. Ley 1715 de 2014
El 13 de mayo de 2014 nace en Colombia la ley de regulación de la integración de energías renovables no convencionales al sistema energético nacional 1715, esta ley se fundamenta en dos objetivos principales: En primer lugar promover el desarrollo y la utilización de las fuentes no convencionales de energía, y en segundo lugar promocionar la gestión eficiente de energía. Esta ley tiene como finalidad establecer el marco legal y los instrumentos para la promoción del aprovechamiento de las fuentes no convencionales de energía, lo mismo que para el fomento de la inversión, investigación y desarrollo de tecnologías limpias para la producción de energía, la eficiencia energética y la respuesta de la demanda (Congreso de Colombia, 2014).
El desarrollo y la promoción de fuentes no convencionales de energía se busca realizar mediante la integración de este tipo de fuentes al mercado eléctrico y su participación en el abastecimiento de zonas no interconectadas y otros usos energéticos, esto con el fin de
impulsar el desarrollo económico sostenible, la reducción de los gases de efecto invernadero y garantizar la seguridad del abastecimiento energético.
Por otro lado, la promoción de la eficiencia energética se encuentra suscrita al desarrollo del PROURE (Programa de Uso Racional y Eficiente de la Energía y demás Formas de Energía No Convencionales), el cual fue diseñado por el Ministerio de Minas y Energía según lo dispuesto en la ley 697 de 2001. En la ley 1715 se establece que MinMinas, en conjunto con MinAmbiente y el Ministerio de Hacienda, deberán desarrollar una serie de instrumentos técnicos, jurídicos, económico-financieros, de planificación y de información, los cuales deben contemplar : Plan de acción para el desarrollo del PROURE, reglamentaciones técnicas, sistemas de etiquetado e información al consumidor sobre la eficiencia energética de los procesos, instalaciones y productos, y campañas de información y concientización (Congreso de Colombia, 2014).
Otro de los elementos clave de esta ley, está destinado a otra pieza fundamental en la gestión eficiente de la demanda; La respuesta de la demanda. Según lo consignado en el artículo 31 de la ley 1715, el Ministerio de Minas y Energía debe delegar a la CREG para establecer mecanismos regulatorios para incentivar la respuesta de la demanda con el objetivo de desplazar los consumos en periodos punta y aplanar la curva de demanda (Congreso de Colombia, 2014).
3.3. Mercado Organizado para el Suministro de Energía al Usuario Regulado (MOR)
Buscando desarrollar un mercado organizado y centralizado de contratos de energía de largo plazo, en el año 2009 se propone en Colombia la creación el Mercado Organizado para el Suministro de Energía al Usuario Regulado (MOR). Entre los objetivos principales de este organismo, se encontraría mitigar el poder de mercado y asegurar que los usuarios regulados enfrenten precios de eficiencia (Superintendencia de Servicios Públicos - Comité de Seguimiento del Mercado Mayorista de Energía Eléctrica, 2009), esto basado en bajos costos de transacción y en ofrecer cobertura a las variaciones de los precios de bolsa.
En el MOR los generadores y comercializadores tratan con un único producto estandarizado (Superintendencia de Servicios Públicos - Comité de Seguimiento del Mercado Mayorista de Energía Eléctrica, 2009), esto se refiere a contratos financieros en los cuales el comprador debe cancelar la totalidad del contrato independientemente de la cantidad de energía efectivamente utilizada. Se estableció un tamaño de contrato de 1 MWh-día, lo cual permite reducir el número de transacciones al ser un valor lo suficientemente alto pero también lo suficientemente bajo para capturar pequeños consumidores.
4. PROGRAMA DE GESTIÓN EFICIENTE DE LA DEMANDA PARA EL MERCADO ELÉCTRICO REGULADO EN COLOMBIA
La energía eléctrica se encuentra presente en todos los aspectos de nuestras vidas, y día a día cobra una mayor importancia en el desarrollo de la humanidad. A pesar del inmenso
impacto ambiental, los combustibles fósiles dominan el abastecimiento energético del planeta, generando una peligrosa dependencia que se convierte en unos de los principales retos del siglo XXI. Además de programas de mitigación de los efectos medioambientales producidos hasta ahora, la inclusión de nuevas tecnologías y el mejor aprovechamiento de los recursos representan una de las principales directrices para la humanidad en los años venideros. En el caso de la energía eléctrica, los cambios y mejorías deben tener en cuenta cuatro componentes principales: Nuevas tecnologías de generación, Aumento de la eficiencia de los sistemas, Mejores hábitos de consumo y Sensibilización del consumidor.
Este trabajo está enfocado al desarrollo de un programa de gestión eficiente de la demanda para el mercado eléctrico regulado colombiano (en el cual solo el sector residencial representa cerca del 41% del total nacional), que por medio de políticas aplicables genere un impacto positivo en el comportamiento de la curva de carga del mercado no regulado en el sistema interconectado nacional. Las políticas propuestas pueden ser agrupadas en cuatro grupos principales, teniendo en cuenta el efecto esperado y finalidad de su implementación, los cuales abarcan tarifas dinámicas, desconexión voluntaria, eficiencia y ahorro de consumo.
Figura 1. Esquema de clasificación de las políticas de eficiencia energética
4.1. Eficiencia Energética
Debido a la cada vez más inminente tecnificación del estilo de vida de las personas, el uso de electrodomésticos y sistemas abastecidos por electricidad se ha ido adhiriendo a casi todas las funciones y actividades de los seres humanos. Más específicamente en los hogares y sector residencial, el incremento de la frecuencia e intensidad con la que se utilizan aparatos electro-dependientes se ha hecho inminente, produciendo un crecimiento en la demanda a lo largo de toda la curva de carga.
Figura 3. Proyección de la demanda de energía eléctrica en Colombia. (UPME, 2014)
La demanda energética se encuentra en un prominente aumento debido a cuatro principales factores: incremento de la población, unidades familiares más pequeñas, crecimiento del suelo habitable per cápita e incremento de la utilización de equipamiento doméstico consumidor de energía (Dahlbom, Greer, Egmond, & Jonkers , 2009). Lo cual además de impulsar el crecimiento en el consumo, potencializa la importancia del sector residencial dentro de la demanda total de energía.
En Europa, cerca de un 42% del consumo energético está asociado a los hogares, oficinas y edificios comerciales (Dahlbom, Greer, Egmond, & Jonkers , 2009), lo cual muestra claramente el impacto de cualquier variación en el consumo residencial en todo el sistema interconectado. En Colombia, la demanda en el mercado regulado ha crecido significativamente y se espera que continúe creciendo acentuadamente si no se toman medidas de control.
Una de las más rápidas y efectivas medidas, con el fin de controlar este fenómeno, prevenir inconvenientes en el abastecimiento y promover un uso adecuado de los recursos, es la implementación de medidas de eficiencia de consumo. Hoy en día, esta medida es el sistema más rápido y rentable para contribuir a la minimización del calentamiento global (Dahlbom, Greer, Egmond, & Jonkers , 2009) y contribuir a la
maleabilidad de la curva de demanda en los sistemas eléctricos. Es por esto, que la primera política enfocada a eficiencia energética en este programa hace referencia a este concepto, donde por medio de la promoción de un incremento en la eficiencia de los sistemas que conforman la demanda eléctrica residencial, se lograría la manipulación benéfica de la curva de carga. Para el caso Colombiano, esta política está enfocada para las cargas de refrigeración e iluminación, las cuales según la caracterización energética de la UPME representan cerca del 58% del consumo total residencial.
Figura 4. Consumo Residencial de Energía Eléctrica 2012. (UPME, 2012) 4.1.1. Política de Eficiencia Energética
Promoción de Electrodomésticos Eficientes: Etiquetado de Electrodomésticos
Para la mayoría de los consumidores y compradores de electrodomésticos existen especificaciones técnicas que no tienen ninguna relevancia, esto principalmente por la falta de educación en la lectura de las mismas o simplemente porque no son un criterio importante a la hora de seleccionar un equipo. Basados en esto, y viendo las grandes diferencias en consumo entre los electrodomésticos energéticamente eficientes y los que no hacen uso de este criterio, se dio inicio en Francia a una campaña que permitiera a los compradores conocer de una forma clara y amigable que aparatos tenían un mejor rendimiento desde el punto de vista energético (Dahlbom, Greer, Egmond, & Jonkers , 2009). Esta campaña tenía como principal medida el etiquetado ilustrativo de los electrodomésticos que cumplieran con algunos estándares de consumo y eficiencia (Dahlbom, Greer, Egmond, & Jonkers , 2009), y por medio de esta se pretendía influir a los consumidores en las decisiones de compra, aumentando las ventas de los equipos con mejor rendimiento. Los resultados obtenidos fueron bastante prometedores, además de lograr el reconocimiento de la etiqueta energética por parte de los compradores, se logró incluir el consumo eléctrico entre los tres principales criterios de selección para los consumidores y en algunos casos convertirlo en el criterio principal.
Esta política podría tener un impacto significativo en la forma en la que los colombianos seleccionamos los electrodomésticos, informando y educando sobre las características realmente relevantes a la hora de comprar. Además de la influencia individual en los criterios de selección, la medida impactaría directamente la demanda residencial, esto teniendo en cuenta que según la firma consultora RADDAR, solo en televisores se venden cerca de 2.5 millones de unidades al año en Colombia, lo cual, sumando los demás electrodomésticos representa una carga significativa para el sistema interconectado nacional.
Promoción de Nuevas Tecnologías de Iluminación: Tecnología LED
Con el trascurrir de los años, el desarrollo de nuevas tecnologías de iluminación ha permitido la disminución en los consumos de energía eléctrica, esto sin necesidad de sacrificar la luminosidad y los tiempos de uso requeridos por los consumidores. Uno de los más grandes avances alcanzados en este tipo de tecnologías, se ha venido estableciendo durante la última década con los sistemas de iluminación LED; donde por medio de bombillos, lámparas y reflectores con diodos emisores de luz, prácticamente se duplica la eficiencia en comparación con las luminarias convencionales. Aunque el rendimiento de la tecnología LED ya ha sido comprobado, la penetración lograda con este tipo de sistemas en los países Latinoamericanos no ha sido la esperada. Según la firma consultora para temas de tecnologías limpias y reducción de emisiones de carbono ASE, uno de los más grandes inconvenientes y barreras de entrada de esta tecnología ha sido la falta de reconocimiento y entendimiento por parte de los usuarios de su rendimiento en comparación con los sistemas convencionales, así como los altos costos de implementación iniciales en comparación a los sistemas de competencia directa.
En Colombia existe una interesante oportunidad para la difusión de esta tecnología, que con una adecuada y masificada adopción por parte de los usuarios, disminuiría los picos matutino y vespertino de la curva de carga; los cuales coinciden con los horarios de alto uso de iluminación (UPME URE Consorcio Bariloche). La segunda parte de la política de eficiencia de consumo de este programa corresponde a la promoción de esta tecnología, esto por medio de la difusión de sus múltiples ventajas hacia la población objetivo y de la educación de los usuarios sobre el impacto monetario y ambiental de su adopción.
4.2. Ahorro en Consumo
En un mundo de cultura de consumo y constante evolución tecnológica, nos vemos seducidos consecuentemente a adquirir dispositivos que no son esenciales para la vida cotidiana y que progresivamente se vinculan a nuestros hábitos de consumo energético. No obstante, la constante ignorancia del incremento de consumo energético superfluo, hace que los entes reguladores, administradores y de control, tomen decisiones que eventualmente golpearán los ingresos del mismo consumidor. Asimismo, los claros estragos ambientales por la generación energética agravan el calentamiento global y hace necesario la concientización en los hábitos de consumo de la población mundial. Debido a esta realidad, muchos países alrededor del mundo han promovido diferentes políticas con
la finalidad de concientizar a la población al ahorro en sus hábitos de consumos energéticos, por medio de la aplicación de acciones de bajo coste relativas a la operación y mantenimientos preventivos del equipo doméstico.
Expertos en temas energéticos han enfocado esfuerzos para analizar los beneficios de cambios en los hábitos de consumo y han obtenido conclusiones que soportan la importancia de la sensibilización de la población. El profesor Bo Dalhlbom y sus colaboradores estimaron en un estudio realizado sobre la Unión Europea, que el ahorro potencial de energía debido a cambios en los hábitos de consumo, está alrededor de un 19% (±5%); de manera similar, en estudios semejantes realizados por Laitner y sus colaboradores en el año 2009 en los hogares de los Estados Unidos, se obtuvo mediante el método de Monte Carlo que el ahorro de energía potencial estaba alrededor de un 22% en el segmento doméstico. En estudios posteriores, realizados por Stern y sus colaboradores en Estados Unidos, se clasifico en cuatro categorías, 24 diferentes tipos de conducta: Mejoras de la eficiencia energética del edificio y equipos con grandes consumos de energía, mantenimiento apropiado, equipamiento eficiente y finalmente actividades cotidianas o rutinarias, las cuales se podrían implementar en un 80% en un intervalo de diez años, mediante campañas de multimedia enfocadas a diferentes sectores de la sociedad. Los estudios realizados sobre posibles políticas que promuevan el uso eficiente de la energía, ratifican la necesidad de explorar alternativas diferentes a proyectos de ampliación de la capacidad instalada. (Dahlbom, Greer, Egmond, & Jonkers , 2009)
Los proyectos implementados en Europa símiles al ahorro en consumo de energía, son diversos en alances, instrumentos de comunicación, objetivos y factores de motivación, los cuales se encuentran en los anexos.
4.2.1. Política de Ahorro en Consumo
La concientización de las personas hacia el consumo innecesario o desmedido de los electrodomésticos y equipos al interior del hogar, poco se ha incentivado en Colombia, pero en los últimos años ha estado en auge en los países desarrollados, ya que se han logrado grandes avances en cuanto al ahorro en el consumo energético. El enfoque principal de los diferentes políticas implementadas, está relacionado fuertemente con dos aspectos puntuales, el primero es la limitación o racionamiento del uso de algunos electrodomésticos como la secadora, el televisor, el horno microondas, entre otros que se usan ineficientemente sin conocer sus altos consumos y el segundo está relacionado con la desconexión de dispositivos que pese a que no están en uso, siguen consumiendo energía. Pese a que se puede considerar bajo el ahorro de manera particular, si se suma colectivamente el ahorro que se podría obtener a partir de la concientización de los consumidores, sería relevante pensando en uso eficiente de los recursos.
Es importante tener en cuenta cuatro aspectos de la política de concientización en el consumo energético. La primera es que el horizonte de tiempo debe ser considerado a
mediano o largo plazo, debido a que se está estimulando el cambio en los hábitos de consumo, lo cual no es inmediato. El segundo aspecto es que la población objetivo es importante al momento de establecer el alcance de la medida y los recursos destinados a la misma, para esto existen diversas opciones, como los es establecer a los menores de edad como población objetivo o una porción de una población, ya que en primera medida los menores son los consumidores del futuro y segundo, los recursos destinados a la misma no son ilimitados y existen sinergias comunicativas entre los consumidores, que hace que un nicho ambicioso no sea del todo efectivo. El tercer aspecto es el medio de comunicación, el cual dependiendo la población objetivo puede hacer de alguno en particular, más efectivo que otro. Finalmente, los recursos destinados a la política son fundamentales para establecer el alcance, y es por esto que se deben invertir paulatinamente, a partir de indicadores de éxito sobre el horizonte de tiempo establecido. En diferentes casos de políticas implementadas en Europa, las inversiones se realizaban en conjunto con recursos del sector privado, bajo un soporte mediático de beneficios mutuos y de responsabilidad social.
Esta política puede afectar significativamente sobre los hábitos de consumo de la población, haciendo que estos conscientemente hagan uso de los electrodomésticos y equipos del hogar de una manera racional, obteniendo beneficios técnicos, económicos y en confiabilidad (Ver Anexos, Tabla 1).
4.3. Respuesta de la Demanda
El mercado eléctrico se encuentra en un constante desarrollo, el consumo está en constante aumento, las exigencias de los consumidores son cada vez mayores y la búsqueda de formas, servicios e innovaciones que contribuyan a un consumo eficiente es inminente (Harris, 2009). Esto hace necesario que los consumidores y la industria de electricidad trabajen conjuntamente para lograr reducir la demanda diaria en las horas en que se presentan los picos de la curva de carga, y obliga a la búsqueda de opciones y nuevos desarrollos que permitan suplir satisfactoriamente las necesidades de los usuarios, de manera que se optimice la utilización eficiente de los recursos (Castaño , 2013).
4.3.1. Política Precios Sensibles en el Tiempo
Con base en lo anterior, nace la sensibilización de la tarifa cobrada a los usuarios regulados, la cual es posiblemente una de las más importantes medidas para la implementación de programas de demanda participativa, permitiendo una integración activa del mercado eléctrico y generando beneficios en la manipulación de la curva de carga. Según evidencia empírica que muestra la evolución de la inclusión de programas de demanda participativa en el mercado eléctrico en Estados Unidos, se ha presentado un crecimiento significativo y una de las principales medidas implementadas es la de precios dinámicos (Martinez & Rudnick, 2012).
Una de las tecnologías clave para la implementación real de las tarifas dinámicas son las Redes Eléctricas Inteligentes (REI), las cuales nacen con el enfoque de mejorar las condiciones actuales del sistema interconectado nacional, hacer uso eficiente de todos los recursos disponibles y brindar a los usuarios mayor información y autonomía en la cadena de suministro de electricidad (Castaño , 2013). Desde el punto de vista de la demanda, las REI y la adopción del cobro de manera horaria de la energía eléctrica o precios sensibles en el tiempo traen consigo una afectación a los usuarios por las fluctuaciones propias del mercado, lo cual incentiva a la disminución del consumo en los periodos de tiempo en los que se tienen mayores costos.
Para que las REI y las tarifas dinámicas sean posibles se deben utilizar medidores inteligentes que permitan al usuario informarse sobre las condiciones del mercado, reflejadas principalmente en el precio, y administrar de la manera más eficiente posible su consumo. Dado que para el caso colombiano los medidores inteligentes no han sido implementados, Natalia Castaño realiza un estudio de como seria la penetración de los mismos al sistema eléctrico nacional, y por medio de una herramienta de Dinámica de Sistemas analiza el impacto en la curva de carga. Los resultados obtenidos se analizan en el siguiente capítulo.
4.4. Demanda Desconectable Voluntaria (DDV)
En los últimos años, Colombia ha dado énfasis a iniciativas que soporten el nivel de confiabilidad del servicio de electricidad que se presta, en particular a través de una propuesta enfocada a la desconexión de carga de manera voluntaria y remunerada. La más reciente actualización de ésta propuesta, es la Resolución 203 del 18 de Diciembre de 2013 en donde se plantean los protocolos, mecanismo y restricciones de su uso. Sobre la regulación se describen las diferentes obligaciones y deberes de los comercializadores, generadores y entidades de intermediación. En esencia, el comercializador propone a sus usuarios la oportunidad de ser remunerados por desconectar parte de su demanda, sin ningún compromiso contractual de compra y venta de suministro de energía. Por su lado, el generador en función de cubrir parte de sus obligaciones de energía firme, contrata los servicios de Demanda Desconectable Voluntaria (DDV) a un precio pactado bilateralmente con el comercializador.
Una de las limitantes que se identifica sobre la medida, es la medición de la Demanda Desconectable Verificada, la cual se realiza de dos maneras, la primera es medida sobre las plantas eléctricas de emergencia, las cuales no son obligatorias según la norma vigente para cualquier tipo de industria y vivienda, sin embargo por la naturaleza y necesidad del consumo de electricidad que presenta el mercado no regulado, es usual que éste presente respaldo eléctrico a sus procesos en un mayor porcentaje que el mercado regulado. La segunda metodología es denominada medición independiente, en donde el usuario tiene definido el consumo de un proceso de producción que utiliza de manera diaria y puede desconectarlo en cualquier momento. Pese a que la norma no restringe los usuarios de aplicación de la medida, se interpreta que su enfoque esta enfatizado a los usuarios del mercado no regulado.
5. MODELAMIENTO, RESULTADOS Y RECOMENDACIONES
5.1. Eficiencia Energética
Modelo Dinámica de Sistemas
El modelo de eficiencia energética se encuentra basado en los dos segmentos de la política anteriormente descrita en este documento, por un lado se da un modelamiento a la medida de etiquetado de electrodomésticos eficientes y por el otro se esquematiza la promoción de la implementación de iluminación LED en el sector residencial.
En primer lugar, la medida de etiquetado de electrodomésticos se encuentra basada en una variable llamada “Rata de Etiquetado de Electrodomésticos”, la cual representa el número de nuevos electrodomésticos con etiqueta que estarían entrando al mercado en cada periodo y es calculada a partir de dos puntos fundamentales: El porcentaje del total de electrodomésticos del mercado que cumplen con los requerimientos técnicos y que aceptan la utilización de la etiqueta, y el número total de electrodomésticos vendidos mensualmente. Después de aplicar este porcentaje al número total de electrodomésticos vendidos, se obtiene el flujo de nuevos electrodomésticos etiquetados que entran al mercado, los cuales se van acumulando en un inventario llamado “Electrodomésticos Etiquetados”. Este número total de electrodomésticos etiquetados tiene un impacto en informar a las personas sobre esta nueva medida y la utilidad de la misma, es por esto que el total afecta un nuevo flujo llamado “Numero de Personas Informadas”, las cuales se van acumulando en un inventario y van creando además una difusión de la política al informar a otras personas de la misma. Una vez se tiene el flujo de las nuevas personas que están siendo informadas, este valor afecta otro flujo asociado a la venta de electrodomésticos eficientes, el cual es calculado a partir de las nuevas personas que son informadas de la medida y un porcentaje de personas informadas que se convierten realmente en compradoras; una característica importante de este porcentaje es que está influenciado por el valor de un incentivo económico que puede ser entregado por el estado para la compra de este tipo de aparatos. El flujo de electrodomésticos comprados hace que disminuya el número de electrodomésticos etiquetados que se encontraban en inventario, pero aumenta otro inventario conocido como “electrodomésticos Eficientes”, que representa el número de electrodomésticos de este tipo que realmente están siendo utilizados y por ende afectando la curva de carga. Este inventario de Electrodomésticos Eficientes también es un punto de referencia que retroalimenta el porcentaje de electrodomésticos que serán etiquetados, ya que se toma como una medida del rendimiento que está tendiendo la política, y junto con la meta mensual de ventas, proporcionan un coeficiente de reajuste a la misma.
Por otro lado, el segundo segmento del modelo hace referencia a la promoción de la tecnología de iluminación LED. En primer lugar este segmento del modelo está basado en una variable llamada “Campaña Publicitaria”, la cual corresponde a los esfuerzos de promoción de la medida traducidos en una rata de nuevas viviendas que serán informadas en cada periodo. Esta rata de viviendas informadas también afecta
directamente un flujo que va siendo almacenado en un inventario llamado “Viviendas Informadas”, que hace referencia a todas las casas que conocen de la medida. Al igual que con la medida de electrodomésticos eficientes, solo un porcentaje de las viviendas que van siendo informadas efectivamente adoptan la tecnología y este porcentaje es afectado por un incentivo proporcionado por el estado, de tal forma que entre mayor sea el incentivo éste porcentaje aumenta. El número de viviendas que van tomando la medida se va almacenando en un inventario llamado “Viviendas con Iluminación LED”, que a partir del numero promedio de bombillos por hogar y el ahorro medio por el cambio de tecnología, se convierte en una reducción de la demanda residencial. Como es común con todas las nuevas tecnologías, existe un margen de error de usuarios que no se sienten satisfechos con la inversión realizada, lo cual se refleja en una nueva variable llamada viviendas satisfechas, calculada a partir del número de viviendas con iluminación LED y un porcentaje de efectividad. Una vez se tienen el número de viviendas totales informadas y el número de viviendas satisfechas, se puede obtener el principal indicador de la medida, llamado “Ejecución”; el cual además de ser indicativo permite recalcular la fuerza de acción de la campaña publicitaria y así afectar el número de nuevas viviendas que están siendo informadas.
Modelo de Eficiencia en Consumo
Análisis del Modelo
Los ciclos de realimentación son fundamentales dentro de un modelo de dinámica de sistemas para identificar relaciones indirectas que puedan sustentar el comportamiento de una variable. Los diferentes ciclos de realimentación y su función en el modelo que se encontraron en el modelo Eficiencia en Consumo, se muestran a continuación:
Ciclo Identificación Tipo de ciclo Nombre del ciclo Función
Ciclo 1 Balance
Equilibrio de Electrodomésticos
Etiquetados
Se equilibra la cantidad de electrodomésticos etiquetados a partir de la relación entre
el número de electrodomésticos
eficientes implementados y la
meta mensual de ventas estipulada.
Ciclo 2 Refuerzo Refuerzo de
Personas Informadas
Se refuerza el número de personas
nuevas informadas, a partir del número de personas que ya tienen conocimiento
de la medida.
Ciclo 3 Refuerzo
Refuerzo de Campaña Publicitaria
Iluminación por Viviendas Informadas
Se refuerza la cantidad de nuevas viviendas informadas
a partir de la influencia del número actual de viviendas informadas sobre el indicador de
ejecución de la medida.
Ciclo 4 Balance
Equilibrio Campaña Publicitaria Iluminación por
Viviendas Satisfechas
Se balancea la cantidad de nuevas casas informadas a
partir del de viviendas satisfechas
con la implementación de
las medidas y su respectivo impacto sobre la ejecución.
Con el fin de identificar la trascendencia que tiene un ciclo de realimentación sobre la variable objetivo del modelo de simulación, se realizan diferentes tipos de experimentos que evalúan la dominancia de los ciclos. Adicionalmente, las simulaciones sobre el modelo serán la base para construir la hipótesis dinámica y políticas posteriores. El horizonte de tiempo es de mediano plazo, es decir 60 meses, dado que es un intervalo de tiempo prudente para estimar un comportamiento de la variable resultado. El intervalo de
tiempo es dividido proporcionalmente en cuatro zonas, con el fin de interpretar la dominancia cronológica de cada ciclo.
# Parámetro ciclos/ ciclos examinados Cambios
realizados Resultados (simulaciones)
Observaciones/exp licaciones/implicaci
ones para las hipótesis
1 Ciclo 1
Desactiva ción del
ciclo 1.
El ciclo 1 tiene dominancia en los
intervalos II, III y IV, debido a que balancea el nuero
de nuevos electrodomésticos
etiquetados basado en el
número de electrométricos
efectivamente implementados.
2 Ciclo 2
Desactiva ción del
ciclo 2
El Ciclo 2 no tiene dominancia sobre ningún intervalo, esto debido a que no induce cambios sustanciales en el comportamiento de
la reducción de demanda.
3 Ciclo 3
Desactiva ción del
ciclo 3
El ciclo 3 tiene dominancia en los intervalos I, II, III y IV, debido a que refuerza el nuero
de nuevas viviendas informadas a partir
de la campaña publicitaria y basado en el impacto del número de viviendas actualmente informadas sobre la ejecución.
5 Ciclo 1 Cambio del parámetro de meta mensual para menores y mayores valores que el default del modelo
Esta prueba ratifica la dominancia del
ciclo 1 en los intervalos II, III y
IV. Se puede observar como a
partir de la variación en la
meta mensual estipulada se obtienen una relación directa en el comportamiento de la reducción de
la demanda.
6 Ciclo 2
Cambio del parámetro de difusión de personas para menores y mayores valores que el default del modelo.
El ciclo 2 presenta una dominancia en los intervalos III y
IV. Se puede observar como a
partir de la variación del parámetro de
difusión de personas se puede
obtener un mayor impacto en la reducción de la
demanda.
8 Ciclo 4
Cambio del parámetro de incentivo de iluminació n para valores menores y mayores que el default del modelo.
Esta prueba indica la dominancia del
ciclo 4 en los intervalos I, II, III y
IV. Se puede observar como a
partir de la variación en el incentivo destinado
a iluminación, se aumenta la relación entre el
número de viviendas informadas y el
número de viviendas que adoptan la medida,
afectando directamente la reducción de la
Hipótesis Dinámica (Sterman, 2000)
El incremento de la reducción de la demanda en el primer intervalo de tiempo, correspondiente al periodo entre los meses 0 y 16, se debe principalmente a los parámetros iniciales del modelo y a la influencia de los ciclos 3 y 4 (experimentos 3 y 8) sobre la adopción de las medidas de iluminación eficiente. Mientras que en el periodo 0 se parte de un numero nulo de electrodomésticos eficientes y viviendas con iluminación LED, los valores iniciales de la meta mensual para los electrodomésticos y de la ejecución de la medida para la campaña de iluminación tienen un impacto positivo sobre las ratas de información de las campañas, aumentando rápidamente el número de nuevos usuarios y por ende la reducción resultante en la demanda.
A continuación, una vez se han alcanzado la meta mensual de ventas para los electrodomésticos y la meta de ejecución para la campaña de iluminación, entra en operación la dominancia de los ciclos 1, 3 y 4 (Experimentos 1, 3 y 8). En primer lugar, haber alcanzado la meta mensual para electrodomésticos reduce la rata de etiquetado de nuevos electrodomésticos, lo cual tiende a estabilizar las ventas mensuales en los periodos siguientes. En segundo lugar, obtener la ejecución deseada para la campaña de iluminación reduce los recursos destinados para llevar a cabo esta campaña y por ende el número de nuevas viviendas informadas de la medida, lo cual en el largo plazo estabiliza el número de viviendas que adoptan la medida.
Posteriormente, en el intervalo correspondiente a los meses 30 a 45, continua en operación la incendia de los ciclos 1,3 y 4, los cuales aseguran el cumplimiento de las metas estipuladas variando los flujos de entrada de nuevos electrodomésticos etiquetados y de nuevas viviendas informadas. En este intervalo de tiempo, entra en funcionamiento el ciclo número 2, ya que al haber acumulado un número significativo de personas informadas con la medida de electrodomésticos eficientes, estas personas incrementan la difusión de la medida y por ende el número de nuevas personas informadas.
Finalmente, en el intervalo número IV los ciclos 1,3 y 4 siguen desarrollando la tarea de control de cumplimiento de las metas, esto con pequeñas fluctuaciones acreditadas a las demoras en los tiempos de respuesta de las medidas. El ciclo número 2, incrementa su potencial conforme va pasando el tiempo y la difusión por personas que ya han sido informadas con las medidas se vuelve cada vez más fuerte. En caso de existir variaciones en las metas estipuladas el sistema volverá a tomar estos valores como referencia y realizara variaciones en las ratas de información de las medidas para así alcanzar el estado esperado (Experimento 5).
Resultados
Figura 6. Escenarios política de eficiencia energética.
Una vez construido y verificado el modelo de eficiencia energética tanto para la política de etiquetado de electrodomésticos como para la política de promoción de tecnologías de iluminación más eficientes, se plantean tres escenarios de rendimiento que permitan evaluar el impacto que tendría su implementación. Cada uno de estos escenarios hace referencia a variaciones de determinados parámetros dentro del modelo con un enfoque bajo (rojo), medio (negro) y alto (azul), que permiten estimar el comportamiento de las políticas sobre la demanda proyectada. En la figura anterior se presentan los resultados de reducción porcentual de la demanda total proyectada para cada uno de los escenarios propuestos, logrando un impacto para finales de 2020 de 4,4%, 4,56% y 5% respectivamente para los escenarios bajo, medio y alto.
Recomendaciones
La implementación de una política contundente de eficiencia energética representa la alternativa más rápida y efectiva para la afectación positiva de la curva de carga. Por medio de la mejor utilización de los recursos y sin necesidad de sacrificar la utilidad que reciben los usuarios por el servicio, es posible reducir el consumo del mercado eléctrico regulado. Además de representar un gran beneficio para el sistema interconectado nacional, esta política también tiene un efecto positivo en los consumidores, ya que les permite reducir el valor de su factura mensual y obtener flujos de caja positivos gracias al ahorro generado. El punto álgido de la implementación de esta política corresponde a la percepción inicial de los beneficios de reducción de consumo por parte de los usuarios, los cuales se pueden mostrar un poco reacios a la adopción de nuevas tecnologías. Este problema puede ser superado con la entrega de incentivos monetarios directos para la adquisición de los equipos, representados a través de la financiación de una parte del valor total o a través de la entrega de bonificaciones por su compra. Una vez superada la etapa inicial de implementación, la correcta difusión de los beneficios generados impulsa la promoción de la política.
5.2. Ahorro en Consumo
Modelo Dinámica de Sistemas
El modelo de ahorro en consumo como se explicó antes en la política, está basado en dos alternativas que son adecuadas para la concientización y cambio en los hábitos de consumo de la población, ya que no requiere alteraciones dramáticas en las prácticas diarias de las personas. El primero es la limitación o racionamiento del uso de algunos electrodomésticos como la secadora, el televisor, el horno microondas, entre otros, que se usan ineficientemente sin conocer sus altos consumos y el segundo está relacionado con la desconexión de dispositivos que pese a que no están en uso, siguen consumiendo energía.
Las personas que se estima participarán en la medida de ahorro son calculadas dinámicamente basado en tres etapas. La primera etapa hace referencia a las personas receptoras de la política, es decir las que de alguna manera recibieron el mensaje, ya sea porque observaron la publicidad o por las sinergias con otras personas que efectivamente la vieron. Posteriormente, la segunda etapa describe la percepción de los acogedores de la política, los cuales reflejan la cantidad de personas que recibieron el mensaje y aparentemente acatan las recomendaciones, pero hacen caso omiso de la misma. Por otro lado, sobre las diferentes políticas implementadas en Europa, se hacía un énfasis excepcional sobre el tiempo de vigencia de la política, el presupuesto y la población objetivo de las políticas, es por esto que se implementaron en un ciclo de realimentación junto con las etapas antes descritas, para evidenciar la influencia de éstas sobre la política. Es claro que a medida que en los medios de comunicación se expone de manera masiva las recomendaciones de ahorro, las personas que acepten la política crecerán, sin embargo, dado que los hábitos son costumbres adquiridas con el tiempo, se requiere de un tiempo prudencial, es por esto que el balance de los flujos es a partir del tiempo que la política está en vigencia y en el caso de la percepción de los acogedores de la medida, del ahorro porcentual por mes que se consigue con la misma.
A partir de la percepción de acogedores y del porcentaje potencial de ahorro que estiman el libro Cambiando los hábitos de consumo energéticos (Dahlbom, Greer, Egmond, & Jonkers , 2009), se calcula una rata de acogedores reales de la medida, los cuales se balancearán a partir de una rata estimada de personas que abandonan la política, después de que el tiempo de vigencia de la misma culmine. Posteriormente, se estima una carga aproximada que se ahorraría a partir de los acogedores de la medida y la energía (kWh) que se evitaría consumir. Finalmente se calcula un aproximado de ahorro porcentual basado en el ahorro de la medida y la demanda mensual del Mercado Regulado en Colombia, la cual realimentará el flujo de entrada de percepción de nuevos acogedores de la medida, ya que las personas se comunicarán entre sí, acerca del éxito que la política obtuvo.
Modelo de Ahorro en Consumo
Análisis del Modelo
Los ciclos de realimentación son fundamentales dentro de un modelo de dinámica de sistemas para identificar relaciones indirectas que puedan sustentar el comportamiento de una variable. Los diferentes ciclos de realimentación y su función en el modelo que se encontraron en el modelo de Ahorro en Consumo, se muestran a continuación:
Ciclo Identificación Tipo de
ciclo Nombre del ciclo Función
Ciclo 1 Balance
Equilibrio de recursos destinados
por persona
Se equilibra la cantidad de recursos por persona
destinados por entidades públicas y privadas, a partir de la
razón de éxito de la política percepción acogedores/Población máxima, que informa la
evolución de la recepción de la política.
Ciclo 2 Balance Equilibrio de
población objetivo
Se equilibra la cantidad de personas objetivo que tendrá la política por mes a partir de la razón de éxito de la
política percepción acogedores/Población máxima, que informa la
evolución de la recepción de la política.
Ciclo 3 Refuerzo
Refuerzo de los retenedores del objetivo de la política
Se refuerza la cantidad de personas que retienen el objetivo de la
política de ahorro, debido a la propagación
uno a uno que realizan los conocedores de la
misma.
Ciclo 4 Balance
Equilibrio de los retenedores del objetivo de la política
Se equilibra la cantidad de personas retenedoras de la idea de la política, debido al tiempo de la misma.
Ciclo 5 Balance
Equilibrio de la percepción de acogedores de la
propuesta
Se equilibra la cantidad de la percepción de los acogedores debido a la
desmotivación indirectamente por los
bajos ahorros de la política.
Ciclo 6 Refuerzo
Refuerzo de la percepción de los acogedores de la
propuesta
Se fortalece la percepción de acogedores de la propuesta en función del
flujo de entrada.
Ciclo 7 Balance
Equilibrio de la rata general de receptores
Se balancea la rata general de los receptores de la política,
basado en los resultados de la razón de éxito que es afectada
directamente por el ajuste en la población
objetivo, ya sea por resultados positivos o
negativos con la percepción de la
política.
Ciclo 8 Balance
Equilibrio en la potencia ahorrada por la desconexión
de equipos
Se equilibra la potencia ahorrada de las personas que acojan la
opción de desconectar autónomamente los
equipos.
Ciclo 9 Balance
Equilibrio en la potencia ahorrada por limitación de uso
de lo equipos
Se equilibra la potencia ahorrada de las personas que acojan la
opción de limitar autónomamente el uso
de los equipos.
Ciclo 10 Refuerzo
Refuerzo de los ahorradores por desconexión de
equipos
Se refuerza la cantidad de ahorradores por
desconexión de equipos, debido a que el
mismo ahorro motiva indirectamente el
ingreso de más seguidores a la política.
Ciclo 11 Refuerzo
Refuerzo de los ahorradores por limitación de uso de
los equipos
Se refuerza la cantidad de ahorradores por la limitación de uso de los equipos, debido a que el
mismo ahorro motiva indirectamente el
ingreso de más seguidores a la política.
Ciclo 12 Balance
Balance de la desmotivación de la política por ahorro en
consumo de los seguidores de la
Se equilibra la cantidad de personas que se
desmotivan por la propuesta debido a los
limitación de uso de los equipos
la limitación de uso de los equipos
Ciclo 13 Balance
Balance de la desmotivación de la política por ahorro en
consumo de los seguidores de la
desconexión de equipos
Se equilibra la cantidad de personas que se
desmotivan por la propuesta debido a los
ahorros percibidos por la desconexión de
equipos
Con el fin de identificar la trascendencia que tiene un ciclo de realimentación sobre la variable objetivo del modelo de simulación, se realizan diferentes tipos de experimentos que evalúan la dominancia de los ciclos. Adicionalmente, las simulaciones sobre el modelo serán la base para construir la hipótesis dinámica y políticas posteriores. El horizonte de tiempo es de mediano plazo, es decir 60 meses, dado que es un intervalo de tiempo prudente para estimar un comportamiento de cambios de hábitos de consumo. El intervalo de tiempo es dividido proporcionalmente en cuatro zonas, con el fin de interpretar la dominancia cronológica de cada ciclo.
#
Parámetro -ciclos examinados
Cambios
realizados Resultados (simulaciones)
Observaciones/ explicaciones/ implicaciones para
las hipótesis
1 Ciclo 1
Cambio proporcional de
la inversión unitaria de 1 a 2000 pesos por
persona, durante 20 escenarios.
El ciclo 1 tiene dominancia sobre las zonas III y IV del
ahorro porcentual de la política, sin
embargo el invertir una mayor
cantidad de dinero sobre una política, no necesariamente
garantizará mayor eficiencia, lo cual se evidencia a partir de éste experimento.
El resultado se debe a que la
excesiva masificación de
medios para la concientización es contraproducente y
pese que se tiene una acogida mayor en el menor tiempo,
la población empieza a perder
confianza sobre la medida y adicionalmente se
obtiene un mayor gasto lo que hace que la política no sea costo-efectiva.
2 Ciclo 2
Parametrización de la población objetivo mes en
4.7, 23 y 47 millones de personas
El ciclo 2 tiene dominancia sobre la
zona I y IV, lo cual se debe a la población objetivo del primer alcance y
dado que se trata de cambios en los
hábitos de consumo, se debe
realizar paulatinamente a
mediano o largo plazo, por eso no se
consiguen los mejores resultados
con la población más extensa. Es
relevante retroalimentar la población objetivo que tenga la medida
a implementar, dado que se cuenta
con recursos limitados enfocados
a la política.
3 Ciclo 3 Desactivación del ciclo 3
El ciclo 3 tiene dominancia sobre la
zona IV, dado que realimenta el ingreso de nuevos receptores, dado la
comunicación que existe entre la misma población.
