Estrategia para la producción y utilización de biodiesel en las zonas no interconectadas (ZNI)

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(1)ESTRATEGIA PARA LA PRODUCCIÓN Y UTILIZACIÓN DE BIODIESEL EN LAS ZONAS NO INTERCONECTADAS (ZNI). JESÚS FRANCISCO OROZCO ARAUJO. UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE ADMINISTRACIÓN BOGOTÁ 2003.

(2) ESTRATEGIA PARA LA PRODUCCIÓN Y UTILIZACIÓN DE BIODIESEL EN LAS ZONAS NO INTERCONECTADAS (ZNI). JESÚS FRANCISCO OROZCO ARAUJO. Proyecto de grado para optar por el título de Maestría en Administración. Asesor: Dra. ÁNGELA INÉS CADENA Doctor en Ciencias Económicas y Sociales Profesora Ingeniería Eléctrica. UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE ADMINISTRACIÓN BOGOTÁ 2003.

(3) CONTENIDO. pág. INTRODUCCIÓN. 10. 1. ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN EN LAS ZNI. 14. 1.1 CLASIFICACIÓN. 15. 1.2 PROBLEMÁTICA SOCIAL EN LAS ZNI. 24. 1.3 BASE DE DATOS ZNI. 28. 2. EL SUMINISTRO DE ENERGÉTICOS Y DEMANDA. 29. 2.1 OFERTA ENERGÉTICA ACTUAL. 29. 2.2 ABASTECIEMIENTO DE ENERGÉTICOS. 30. 2.3 SUMINISTRO. DEL. COMBUSTIBLE. A. PLANTAS. DE. GENERACIÓN DIESEL 3.3.1 Mecanismos de abastecimiento actual de combustible. 31 32. 3.3.2 Zonificación de fuentes de abasto de combustibles para generación. 33. 2.4 VARIACION DEL COSTO DE COMBUSTIBLE DIESEL. 37. 2.5 DEMANDA DE ENERGÍA. 41. 3. PROCEDIMIENTO PARA OBTENCIÓN DE BIODIESEL. 49. 3.1 INTRODUCCION. 49.

(4) 3.2 COMPARACIÓN BIODIESEL – DIESEL. 51. 3.3 PRODUCCIÓN NACIONAL Y MUNDIAL DE BIODIESEL. 53. 3.4 ESPECIES OLEAGINOSAS EN COLOMBIA. 56. 3.4.1 Especies oleaginosas cultivadas. 57. 3.4.2 Otras especies oleaginosas que pueden cultivarse en Colombia. 60. 3.5 PRODUCCIÓN DE ACEITE VEGETAL. 66. 3.5.1 Preparación de las semillas. 67. 3.5.2 Extracción del aceite. 68. 3.5.3 Refinación. 71. 3.5.4 Extracción específica de aceite de coco. 72. 3.6 PRODUCCIÓN DE BIODIESEL. 74. 4. ASPECTOS ECONÓMICOS DE SU PRODUCCIÓN. 80. 4.1 ANÁLISIS EN ESTADOS UNIDOS Y EUROPA. 80. 4.2 ANÁLISIS CASO ARGENTINO. 84. 4.3 METODOLOGIA APLICACIÓN DE BIODIESEL EN ZNI. 85. 4.3.1 Análisis general de la zona. 85. 4.3.2 Consideraciones técnicas y socioeconómicas. 87. 4.3.3 Evaluación Económica. 88. 4.3.4 Estructuración Financiera y Organización del suministro. 91. 4.4 ANÁLISIS COSTOS PRODUCCIÓN DE BIODIESEL EN UN MUNICIPIO 4.4.1 Análisis general de la zona. 92 92.

(5) 4.4.2. Consideraciones técnicas y socioeconómicas. 95. 4.4.3 Evaluación Económica. 97. 4.4.4 Estructuración Financiera y Organización del suministro. 107. 5. CONCLUSIONES. 111. 6. RECOMENDACIONES. 115. BIBLIOGRAFÍA. 117. ANEXOS. 123.

(6) LISTA DE FIGURAS. pág. Figura 1. Ubicación de algunas poblaciones en las ZNI. 16. Figura 2. Población Vs Consumo. 18. Figura 3. Uso de energía eléctrica según el tamaño de la población.. 19. Figura 4. Consumo por usuario en las capitales y cabeceras. 20. Figura 5. Agrupación de las localidades de las ZNI. 25. Figura 6. Distribución de los cultivos ilícitos y zonas de conflicto. 27. Figura 7. Distribución uso medios de transporte. 32. Figura 8. Abastecimiento de combustible para la generación diesel. 34. Figura 9. Zonas de abastecimiento de combustibles para generación.. 36. Figura 10. Producción mundial de biodiesel al 2000. 57. Figura 11. Proceso mecánico extracción de aceite.. 69. Figura 12. Reacción de transesterificación. 74. Figura 13. Diagrama de flujo para la obtención de biodiesel. 78. Figura 14. Metodología propuesta para la producción de biodiesel. 86. Figura 15. Gráfica TIR del proyecto. 106. Figura 16. Estructura organizativa manejo de biodiesel. 108.

(7) LISTA DE TABLAS. pág. Tabla 1. Características eléctricas de los tipos de centros poblados. 22. Tabla 2. Agrupación de las localidades de las ZNI. 23. Tabla 3. Formas de generación de energía. 29. Tabla 4. Estructura de precio del diesel en Bogotá. 38. Tabla 5. Valores típicos de comercialización de diesel por los suministradores locales (2000). 39. Tabla 6 . Población según división por estratos. 42. Tabla 7. Cantidad de energético consumido promedio por usuario de acuerdo al uso. Conversión a kWh/mes (2000). 43. Tabla 8. Consumo de energía eléctrica (Mwh/año). 45. Tabla 9. Consumo Total de Energía por región (MWh/año). 46. Tabla 10. Comparación datos fisicoquímicos Biodiesel – Diesel.. 53. Tabla 11. Países reportados con alguna actividad de biodiesel, 1997. 54. Tabla 12. Producción de biodiesel en 1996. 55. Tabla 13. Superficie, producción y rendimiento de cultivos oleaginosos en Colombia (ha). 58. Tabla 14. Rendimiento diferentes especies oleaginosas. 59.

(8) Tabla 15. Otras especies oleaginosas de producción en Colombia. 61. Tabla 16. Especies oleaginosas no tradicionales de potencial producción en Colombia.. 62. Tabla 17. Valor de producción anual en Amazonas en 6.1 ha.. 63. Tabla 18. Comparación Inchi y palma africana. 64. Tabla 19. Requerimientos de productos con el uso de Etanol. 77. Tabla 20. Costo diferentes energías renovables.. 81. Tabla 21. Costos biodiesel según cantidad y origen del aceite. 82. Tabla 22. Resumen de costos y gastos producción biodiesel por año. 103. Tabla 23 Resumen de costos y gastos producción biodiesel por rubro. 103. Tabla 24. Precio de venta del biodiesel con VPN =0 y variando el valor de los subproductos. 104. Tabla 25. TIR del proyecto con precios dados de los subproductos y del biodiesel.. 105.

(9) INTRODUCCIÓN. El aumento de la cobertura de energía a todas las regiones y sectores del país constituye una de las preocupaciones permanentes de la política energética. No obstante, dicha preocupación no se ha traducido siempre en acciones concretas y efectivas que reconozcan las particularidades asociadas con la ampliación del servicio de energía a algunas zonas del país y segmentos de la población. En unos casos, ésta se puede lograr en unos casos mediante la extensión del servicio vía redes, propiciando las condiciones para que las empresas suministradoras de combustibles y prestadoras del servicio eléctrico se vean interesadas en este propósito, mediante la posibilidad de recuperación de los costos derivados de la extensión y/o modernización del abastecimiento. En otros casos, cuando se trata de suministros no tradicionales (generación distribuida) o energización rural, se requiere en general una mayor injerencia del Estado en el diseño de mecanismos e incentivos para lograr la sostenibilidad técnica, financiera, económica e institucional de las soluciones energéticas propuestas, ojalá concebidas en el contexto de los planes de desarrollo regional o local.. El diesel es uno de los energéticos de mayor utilización en Colombia, tanto a nivel urbano como rural. En el sector transporte su participación supera el 25% y en las zonas aisladas es empleado además para generación de energía eléctrica y de fuerza motriz. Es indudable la importancia que este energético representa para las poblaciones no interconectadas, sin embargo, el costo de su transporte hasta. 10.

(10) estas mismas poblaciones es muy elevado, por ejemplo en Mitú un galón de diesel. puede costar alrededor de los $ 7.500 (Instituto de Planificación y. Promoción de Soluciones Energéticas (IPSE), 2003). Los subsidios entregados por el gobierno a los combustibles son bastante elevados y en muchos casos es difícil su control, hay poblaciones como Leticia donde alcanza un valor de $1.600 millones en subsidios anuales (IPSE, 2003).. En la búsqueda de fuentes de energía más amigables con el medio ambiente y en vista de una disminución de los hidrocarburos de origen fósil, se han desarrollado en el mundo fuentes de energía renovables que permitan suplir las necesidades energéticas.. En el caso colombiano la expedición de la Ley 693 del 2001, establece que las gasolinas que se utilicen en centros urbanos de más de 500,000 habitantes tendrán que contener componentes oxigenados tales como los alcoholes carburantes en la cantidad que establezca el Ministerio de Minas y Energía. Esta legislación contribuye con una política energética sostenible, al incorporar combustibles renovables (alcohol), derivados de la producción agrícola nacional, en el aprovisionamiento del sector transporte cuya demanda de combustible representa alrededor de un 4% del producto interno bruto. Los resultados de esta experiencia pueden dar luces para la introducción del biodiesel a nivel nacional.. 11.

(11) La Corporación para el Desarrollo Industrial de la Biotecnología y Producción Limpia – CORPODIB- adelanta con el apoyo del Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA, INDUPALMA y la Unidad de Planeación Minero Energética del Ministerio de Minas y energía un estudio para la utilización de biodiesel como oxigenante del ACPM (diesel) producido a partir del aceite de palma africana.1. En diversas universidades. como. los Andes, de Antioquia y América se han. desarrollados estudios de la esterificación del aceite que permitirá en ultimas el desarrollo del biodiesel. El año pasado se otorgó el premio de mejor proyecto de grado a una tesis realizada en la universidad de América titulada: " Obtención de Biodiesel empleando la transesterificación de aceite de palma a nivel laboratorio". A nivel internacional, en la Unión Europea se ha estipulado que para el año 2005, el 5% del los combustibles debe ser renovable, porcentaje que deberá duplicarse para el año 2010. Alemania es uno de los países mas adelantados en el estudio de este tipo de energía, ha desarrollado estudios a nivel macroeconómico para su producción.2 A nivel latinoamericano, en Argentina, la Secretaria de agricultura,. 1. Producción de biodiesel combustible automotriz a partir de palma africana. CORPOBID Consultado en mayo 12 de 2003 en www.corpobid.com 2 Shope, Menfrad Macoeconómic evalutaion of rape cultivation for biodiesel production in Germany. Institute fur Wirstshaftsfor shcung. Munich, marzo 2002 < http://www.ufop.de/ifo-engl.pdf>[ consulta : Mayo 13 de 2003]. 12.

(12) ganadería, pesca y alimentos ha presentado estudios formales para el uso del aceite de soya como biocombustible.3. Los datos tomados para el presente trabajo fueron obtenidos con base en una intensa investigación de fuentes primarias en entidades como la UPME (Unidad de Planeación Minero Energética), IPSE y Ministerio de Agricultura.. La. información secundaria fue tomada principalmente de estudios realizados a estas instituciones y de numerosos artículos publicados en el tema del biodiesel. Con esto se organizó el trabajo en tres partes prácticamente: la primera es un marco teórico de las ZNI con especial énfasis en su situación energética, la segunda es un análisis básico para la obtención de biodiesel y la tercera es la conjugación de las dos partes anteriores.. Con el presente trabajo se busca proponer una metodología para hallar el costo de un galón de biodiesel en las ZNI. Para ello se analiza el tema desde diferentes aristas teniendo en cuenta las implicaciones de estas poblaciones. Se ejemplifica la metodología con un proyecto piloto de un municipio perteneciente a las ZNI.. El presente trabajo no pretende ser un estudio exhaustivo de las ZNI, ni tampoco de la producción de biodiesel, simplemente busca dar las bases para una real y útil aplicación en Colombia.. 3. Biodiesel en Argentina. Secretaria de argicultura, ganaderia, pesca y alimentación de argentina.2002. Diponible en intenet en <http://www.sagpya.mecon.gov.ar/0-0/index/biodisel/final24-01.PDF>. 13.

(13) 1. ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN EN LAS ZNI. La ley 143 de 1994 (ley eléctrica), define en su artículo 11 como Zona No Interconectada aquellas áreas geográficas en donde no se presta el servicio público de electricidad a través del Sistema Interconectado Nacional, SIN, y cuya interconexión no es económicamente factible, las cuales abarcan cerca del 66% de la superficie del territorio nacional. Estos territorios, por lo general, carecen de vías de acceso y de servicios públicos como energía, aseo, salud, alcantarillado, agua potable, educación y telecomunicaciones.4. Dentro. de los. departamentos. con. mayor. cantidad. de. poblaciones. no. interconectadas al sistema eléctrico nacional se encuentran: Amazonas, Antioquia, Arauca, Caquetá, Casanare, Cauca, Chocó, Guainía, Guaviare, Meta, Nariño, Putumayo, Vaupés , Vichada y San Andrés y Providencia.. Entidades como la UPME y el IPSE buscan mecanismos para llevar energía a estas zonas apartadas del país, dentro de los estudios realizados se encuentra uno llamado: "Establecimiento de un Plan Estructural Institucional y Financiero que permita el abastecimiento energético de las Zonas No Interconectadas, con participación de las comunidades y el sector privado".. 4. Revista Escenarios y Estrategias. UPME. Consultado en agosto 15 de 2003 en http://www.upme.gov.co/revista/web/nuevo.htm. 14.

(14) Este estudio fue realizado en el 2001 por las consultoras Hager Bailly y AENE para el Ministerio de Hacienda, DNP, Ministerio de Minas y Energia, Creg y UPME. Con base en este estudio se realizó el presente capítulo .. 1.1 CLASIFICACIÓN. El estudio realizado por AENE se elaboró con información primaria, es decir, se realizaron visitas de campo para recopilar información de las ZNI. Las poblaciones visitadas se encuentran en la figura 1.. Como se observa en el mapa las localidades tienen características comunes como: socialmente deprimidas, bajo cubrimiento de los servicios públicos, problemas de conflicto armado y narcotráfico. El acceso es difícil, no hay rutas permanentes por vía aérea o terrestres, de hecho, es necesario la combinación de varios medios de trasporte para llegar hasta el destino final. Por otro lado los costos de traslado, alimentación son altos en comparación con los de la zona conectada. Es importante destacar que muchas de estas zonas son ricas en biodiversidad tanto de fauna como especies vegetales, esto permitiría una ventaja si se aprovechara realmente.. Hacen parte de las ZNI áreas de 22 Departamentos, de los 32 pertenecientes al territorio nacional. Allí se localizan 5 capitales departamentales (Leticia, San José del Guaviare, Mitú, Puerto Carreño y Puerto Inírida), 115 municipios, 46 cabeceras. 15.

(15) municipales, y más de 913 centros poblados rurales de diferentes categorías (Sitios, caseríos, inspecciones de policía, corregimientos y poblados indígenas).. Figura 1. Ubicación de algunas poblaciones en las ZNI. C abo de la Vela El Ca rdón. #. #. #. Caraco lí. Garr apata #. Cés ped es. El C oley Sa ban as de Pedro Sabaneta M antequera Sietepalm as Tres Cruces Capurg ana Caño Pr ieto Aca ndí C uenca Bue nav ista San Mi gu el Puerto Nuevo El Ma rqu és Un guía #. # #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. Rios ucio. #. #. #. Jura dó. D omingod ó. Vigía d el Fuerte Boja yá Me can a #. #. N abugá. # # #. Bah ía S olano. #. #. Pu erto C arreñ o. El Tig re. Tribug á Nuquí #. #. La H erm osa. # #. #. Pie de Pató #. Piz arro. La P ri mavera. Sta . Ro salía. #. #. Guac acías Orocu e #. #. #. Sipi. Humap o Pue rto Gaitán. Santa R ita. #. #. Cumar ib o. #. #. Ini ri da. Barrancom inas #. Puerto M eriz alde S. Antonio Ch uaré La Ur ibe La Tola Pto. R ico Maripip an Barro Cal iente Tim biqui López Pto . Con cor di a San J osé El Charc o Chac ón Bo cas de Sa ting a Guapí Ca pric ho San J osé del Guaviare M osq uera Ar ena l El R etorno Capilla Ho jas Blancas Mac aren a Sala hond a Calam ar Isla del Gallo Santa R os a Ch apil ar Santa Clara Aletones Cartagena del Chai rá Mir aflo res San Roque Ca rur ú G al linaz o Solita Solan o. #. Ca cahual. #. #. #. ##. #. Puerto C ol om bia. #. #. #. #. #. #. #. # ## #. #. #. #. #. #. Tabaq uén. #. #. #. #. #. #. #. #. #. Mitú. #. #. #. #. #. #. #. #. #. Yav araté #. Puerto O s pi na. Puerto S enc el la. #. La Tagua Puerto Le guízam o #. #. Ararac uara. #. #. Tar aira. #. Pue rto Santander # #. La Cho rrera. Mirití #. Puerto N ariño. #. Za ragoza. #. #. Letic ia. Fuente: Hager-Bailly - AENE. 16. La P edr era.

(16) En las ZNI se encuentran alrededor de 1'524.304 habitantes, 4% del total nacional, de los cuales cerca del 12% reside en las ciudades capitales departamentales y cabeceras municipales, y el 88% en las áreas rurales. La densidad promedio en esta zona es de 2 hab/Km2.. Para la clasificación de los centros poblados se han establecido diferentes criterios como son: -. Tamaño: localidades que van desde los 5 usuarios (Yavaraté) hasta los 7000 usuarios (Leticia y San José del Guaviare). -. Servicio: localidades que no tienen servicio desde hace varios años, como San Antonio del Chuaré (10 años) aunque hoy son beneficiarias de subsidios; otras cuentan con servicio las 24 horas (Leticia).. -. Interconexión: localidades que difícilmente podrán ser interconectadas en el tiempo (Mitu, Taraira, La Pedrera etc.), hasta localidades donde la interconexión es un hecho, en el corto plazo (Puerto Gaitan, La Hormiga, Orito).. -. Organización: localidades donde no existe ningún tipo de organización para la prestación y cobro de los servicios (Isla del Gallo) hasta localidades que cuentan con Empresa de Servicios Públicos (ESP) local, estratificación de usuarios, contadores de energía y sistema de facturación (Leticia).. De la información analizada se puede observar como el número de pobladores incide de manera directa en el consumo de energía eléctrica, a medida que la. 17.

(17) población es mayor el consumo de energía per cápita es mayor. Esta relación se explica claramente pues entre mas grande sea la población, habrá una mayor actividad económica (productiva y comercial), lo que incrementará el ingreso per cápita y por ende el consumo de energía y de electricidad per capita. En la figura 2 se observa esta relación. 5. Figura 2. Población Vs Consumo. 120. kwh/mes. 100 80. R2 = 0.609. 60 40 20 0 0. 1,000. 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 Número de usuarios/localidad. 7,000. Fuente: Hager-Bailly - AENE La forma como se usa la energia electrica depende directamente del número de usuarios, en poblaciones pequeñas o caserios la demanda de iluminación sera exclusivamente para uso residencial. El consumo promedio por usuario para poblaciones grandes es de de 65,6 kWh/mes, de 30,9 kWh/mes en poblaciones medianas y de 26,7 kWh/mes en las pequeñas. La figura 3 muestra la distribución porcentual de este consumo de energía. Es necesario aclarar que estos datos. 5. Op cit Aene, Hagler Bailly 2001.. 18.

(18) corresponde únicamente a consumos de energía eléctrica, existen otros consumos dados por otros energéticos de los cuales no se tienen en cuenta en este calculo.. Figura 3. Uso de energía eléctrica según el tamaño de la población. 100% 90%. Institucional. 80% 70%. Industrial. 60% 50% 40%. Comercial. 30% 20% 10%. Residencial. 0% > 500 habitantes. 200 a 500 habitantes. <200 habitantes. Fuente: Hager-Bailly- AENE. Cabe destacar que en las capitales el consumo de energía eléctrica por usuario es de unos 102 kWh/mes, mientras en los corregimientos su consumo es apenas la quinta parte (20 kWh/mes). La figura 4 muestra el consumo por usuario en las capitales y cabeceras que hacen parte de las ZNI.. En el estudio realizado por Hager – Bailly se clasifica la población de las ZNI en tres tipos, las cuales son:. 19.

(19) Figura 4. Consumo por usuario en las capitales y cabeceras. 110. kWh/mes/usuario. 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Capitales. Cabeceras Municipales. Corregimientos. Otros. Fuente : Hager- Bailly - AENE. Tipo I ó de electrificación plena A este tipo pertenecen las poblaciones de mas de 500 habitantes (100 usuarios) según la encuesta en estas localidades se cuenta actualmente con un promedio de 9,71 horas diarias de servicio, existen algunos comercios y pequeñas industrias, allí es posible encontrar usos de la energía diferentes al consumo puramente residencial; de las localidades de la muestra hay 208 dentro de este rango.. Dentro de este tipo están las 5 capitales departamentales, 43 de las 46 cabeceras municipales y 8 corregimientos departamentales.. Para estas localidades es. necesario establecer exigencias técnicas en lo que tiene que ver con tendido de redes, acometidas y formas de facturación, muy similares a las de la zona. 20.

(20) interconectada, ya que las dimensiones en cuento a número de usuarios y patrones de consumo (mayor a 100 kW en el pico), son muy similares a las características de algunas poblaciones de la zona interconectada.. Tipo II ó de energización primaria A este grupo corresponden las localidades que están en un rango poblacional mayor de 200 y menor o igual a 500 habitantes. De los datos obtenidos de las encuestas las localidades de este grupo cuentan en promedio con servicio de energía durante 4,22 horas al día, en estas localidades el consumo que se presenta es casi totalmente residencial, con un crecimiento prácticamente vegetativo. De las localidades de la muestra hay 445 que pertenecen a esta categoría.. Lo anterior supone que en este rango de poblaciones, la normatividad en cuanto a los requisitos de componentes de las redes deben ser menos exigentes, comparados con los del SIN, con el propósito de reducir costos y no emplear elementos que resultarían inocuos para este tipo de localidades.. Tipo III ó de preenergización Se agrupan en este tipo, las localidades de hasta 200 habitantes (mas o menos 40 casas) en las cuales el consumo es netamente residencial para cubrir necesidades de iluminación y comunicaciones. Dentro de este grupo aparecen 311 localidades de la muestra. 21.

(21) Por lo general estos asentamientos se presentan en las áreas mas apartadas y de difícil acceso, por lo que se considera muy oportuno proveer el servicio mediante el uso de tecnologías alternativas, que a la vez que plantean costos de operación y mantenimiento muy reducidos, permiten una solución ambiental más adecuada y eliminan la necesidad del transporte de combustibles.. En la tabla 1 se muestra las características eléctricas de esta clasificación, en ella se muestra factores como horas de servicio por día, tarifa promedio, generación mensual por usuario.. Tabla 1. Características eléctricas de los tipos de centros poblados. Característica Rango de población (habitantes). Tipo I. Tipo II. Tipo III. Total. >500. 200 - 500. < 200. ---. Horas de servicio/día actual (promedio). 9.71. 4.20. 3.25. 5.72. Generación mensual por usuario (kWh/mes). 115.47. 72.74. 74.61. 87.61. Consumo por usuario (kWh/mes). 67.66. 24.97. 23.30. 54.40. 386. 308. 314. 336. 84081. 19452. 7412. 110995. 6976667. 946011. 233614. 8156292. Capacidad de pago por usuario ($/mes). 38318. 26743. 27060. 29343. Disponibilidad de pago por usuario ($/mes). 53040. 43025. 43688. 45342. 3116. 3055. 3128. 3092. Tarifa promedio ($/kWh) Potencia instalada (kW) Demanda total (kWh/mes). Costo promedio del combustible diesel ($/gal). Fuente: Hager- Bailly - AENE. En el estudio realizado por AENE se realizó una agrupación de las ZNI teniendo en cuenta que hay algunas necesidades de los municipios no pueden ser. 22.

(22) atendidos por sus propios departamentos. Los grupos establecidos tienen en común que pertenecen a una misma región geográfica, comparten un eje vial o fluvial, condiciones sociales, políticas y económicas similares, haciendo de las divisiones políticas líneas imaginarias.. La tabla 2 muestra la clasificación de los diferentes grupos, en total se formaron 12 grupos.. Tabla 2. Agrupación de las localidades de las ZNI Grupo. Nombre. 1. Chocó/Atrato. 2. Numero de Cantidad de población localidades Centros poblados Rural 41. 36344. 45611. Litoral Pacífico – Chocó. 148. 57673. 133531. 3. Litoral pacíficoNariño/Cauca. 354. 156180. 75166. 4. Rio Meta y Casanare. 36. 21911. 72104. 5. Río Guaviare. 43. 38159. 93557. 6. Ríos Caquetá y Caguán. 38. 17354. 59897. 7. Río Putumayo. 16. 12326. 43995. 8. Departamento del Amazonas. 40. 35580. 14769. 9. Departamento del Vaupés. 26. 8647. 9080. 10. Departamento del Guainía. 18. 10045. 13577. 11. Departamento del Vichada. 14. 13181. 22191. 12. Localidades y municipios aislados. 190. 119781. 403101. Fuente: Hager – Bailly – AENE. La figura 5 muestra la distribución de las ZNI. El grupo 12 es un poco diferente de los demás; en este se encuentran un gran número de localidades que cumplen. 23.

(23) con una de las siguientes características: Pertenecen a municipios que están aislados geográficamente de los grupos 1 a 11 o sus cabeceras son cubiertas por el SIN y por tanto cuentan con una estructura administrativa y financiera para la prestación del servicio de energía. Estas zonas y sus cabeceras municipales solo requieren apoyo técnico y financiero para ampliar la cobertura del servicio.. 1.2 PROBLEMÁTICA SOCIAL EN LAS ZNI. Los conflictos en las ZNI son realmente graves, las raíces de estos conflictos radican en el abandono por parte del Estado. Esta falta de atención permite que se establezcan poderes por fuera del Estado. Su poca representación en los indicadores de desempeño económico de la nación no incentiva a empresarios a invertir en dichos territorios.. Algunas dificultades que se encuentran. en las ZNI se puede mencionar: las. severas condiciones naturales y poca rentabilidad de los productos agrícolas ante un escenario de economía abierta. El sector agropecuario presenta graves problemas, entre ellos se pueden enunciar algunos como : -. Difícil acceso a tecnologías y a factores productivos.. -. No hay infraestructura básica para una capacitación adecuada. a los. campesinos en diferentes aspectos como: manejo de créditos, transformación de productos, organización.. 24.

(24) Figura 5 Agrupación de las localidades de las ZNI Grupo 12. Localidades y municipios aislados. Grupo 1, Choco/Atrato. Grupo 4, Río Meta/Casanare, Meta/Casanare/Arauca/Vichada. Grupo 11, Vichada. 1 Grupo 2, Litoral Pacifico /Choco. Grupo 5, Río Guaviare, Meta/Guaviare/Vichada /Guainía. 4. 2. 11. 5. 10. 3. 9 Grupo 10, Guainía. 6. 7. Grupo 3, Litoral Pacifico, Nariñ/Cauca.. 8 Grupo 9, Vaupés. Grupo 7, río Putumayo, Putumayo/Amazonas.. Grupo 6, ríos Caquetá y Caguan. Grupo 8, Amazonas. Fuente: Hagler- Bailly - Aene. -. Deficiente oferta energética que no permiten agregar valor a los productos para una transformación después de la cosecha.. 25.

(25) Esta crisis del sector agropecuario llevó a los campesinos a buscar cultivos más rentables, aunque a la vez ilícitos como la coca y la amapola.. En Colombia los cultivos ilícitos se localizan en su mayoría en zonas apartadas, de reserva forestal, de amortiguación (parques naturales) y zonas de resguardos indígenas caracterizadas por poseer suelos pobres para la agricultura y la ganadería, con una escasa infraestructura física (vial y de servicios públicos) y social. La producción de amapola se encuentra en los bosques altoandinos de niebla, la de marihuana se concentra especialmente en la serranías de la Costa Caribe.. Ante la acción represiva del Estado, los narcotraficantes optaron por establecerse en regiones apartadas. Este hecho no pasó desapercibido para la insurgencia, especialmente por las "FARC", quienes vieron en esta actividad una importante fuente de ingresos.. El 61% de los frentes de las "FARC", ocupan las áreas de cultivo de hoja de coca y producción de clorhidrato de cocaína, especialmente en las zonas de los Llanos Orientales, Amazonas, Putumayo, Sierra Nevada y Urabá, y de amapola en las partes altas de las cordilleras Central y Oriental en los departamentos de Nariño, Cauca, Huila, Tolima y parte de Cundinamarca. La figura 6 muestra la distribución de los cultivos ilícitos y las áreas de los conflictos armados.. 26.

(26) Figura 6 Distribución de los cultivos ilícitos y zonas de conflicto.. Coca. 110.000 has. Amapola. 7.000 has. Zona de distensión. Marihuana. 5.000 has. Presencia de las FARC. Cubrimiento ZNI. Presencia ELN. Cubrimiento SIN. Presencia paramilitar. Fuente: Hager- Bailly. AENE.. Como se puede deducir de esta corta presentación y análisis, es necesario crear las condiciones para que los habitantes de estas regiones puedan establecer pequeños polos desarrollo. Este impulso es necesario apoyarlo llevando a sus habitante recursos energéticos para sus actividades cotidianas. 1.3 BASE DE DATOS ZNI Como anexo al presente trabajo se desarrolló una base de datos la cual dispone de información útil para las zonas no interconectadas, entre otros datos se encuentran:. 27.

(27) -. La población y pronóstico de ella.. -. Pronostico de demanda de energía eléctrica hasta el año 2005.. -. Pronostico de demanda de energía total ( eléctrica, velas, baterías, gas licuado de petróleo). -. Consumo de diesel por población para generación de energía eléctrica.. -. Costo combustible en algunas zonas no interconectadas.. -. Monto del subsidio.. -. Áreas potencialmente cultivables para cultivos energéticos por localidad.. Las anteriores características permitirán dar una idea de las necesidades en algunas poblaciones. Infortunadamente hay información difícil de conseguir y por lo tanto hay espacios con información incompleta. En algunos casos se dan estimativos.. 28.

(28) 2. EL SUMINISTRO DE ENERGÉTICOS Y DEMANDA. 2.1 OFERTA ENERGÉTICA ACTUAL La oferta energética actual en las Zonas No Interconectadas de Colombia está conformada por diversos sistemas de generación de energía. La mayor parte de estos sistemas de generación, ubicados y reconocidos, son los que operan a partir de la tecnología diesel; en segundo lugar de representatividad en la potencia total se encuentran los proyectos de pequeñas centrales hidroeléctricas (PCH), y los solares (fotovoltáicos y térmicos) y por último los sistemas eólicos y de aprovechamiento de la biomasa.. En la tabla 3 se presentan los diferentes sistemas de generación de energía en las ZNI y la potencia entregada por cada uno de estos sistemas. Es de destacar que los sistemas de generación por diesel son los más utilizados aunque entregan la mitad de la potencia de las PCH. Tabla 3. Formas de generación de energía TECNOLOGÍA. NÚMERO DE PLANTAS, PROYECTOS Y/O SISTEMAS. DIESEL. POTENCIA (kW). 1072. 119555,1. 196. 220598.8. SOLAR FOTOVOLATICA. 1366. 148.48. TOTAL. 2634. 340303.28. PCH. Fuente : Hager- Bailly. AENE. 29.

(29) Se observa que la potencia total entregada es de aproximadamente 340,303 kW, sin embargo, pueden existir otras fuentes de generación de energía no reportados en las entidades de la nación. El IPSE lleva un control sobre las plantas de diesel ya que es necesario distribuir y analizar los subsidios correspondientes para las diversas regiones.. 2.2 ABASTECIEMIENTO DE ENERGÉTICOS.. El abastecimiento de energéticos en las Zonas No Interconectadas es muy importante debido a la necesidad existente en los habitantes de estas poblaciones de buscar la energía que no se puede obtener del sistema interconectado.. Este abastecimiento no puede ser realizado con la utilización de los medios de transporte y de almacenamiento tradicionales (redes, poliductos, gasoductos, estaciones de servicio, plantas de producción). En estas regiones además de que se carece del servicio de energía eléctrica del Sistema Interconectado Nacional (SIN), no se cuenta con las facilidades de transporte e infraestructura que permita un suministro confiable y constante.. Todos estos inconvenientes hacen que el costo de los energéticos sea muy elevado, especialmente por la componente de transporte, razón por la cual es aconsejable recurrir a la utilización de fuentes locales para el abastecimiento de los requerimientos de energía.. 30.

(30) 2.3 SUMINISTRO DEL DIESEL OIL PARA PLANTAS DE GENERACIÓN Y OTROS USOS Como se dijo, la generación de energía eléctrica en las ZNI es realizada en una alta proporción mediante motores diesel; por lo cual es fundamental que en estas regiones se dispongan de un suministro confiable de este combustible. Adicionalmente, el diesel oil es utilizado para las actividades de tracción y de movilidad de personas y productos.. Las tareas que se deben efectuar para garantizar este suministro son muy variadas y su dificultad es muy diversa, y son, en muchas ocasiones, las que determinan el costo y la calidad del servicio de energía eléctrica en las Zonas No Interconectadas de Colombia en particular y la disponibilidad de este energético en general. Actualmente no existen mecanismos claros que permitan garantizar el suministro confiable de estos combustibles a las ZNI. El abastecimiento depende en una gran medida de los transportadores que se ve afectado por el entorno, tanto natural como de la situación de orden público.. Ecopetrol es el encargado del abastecimiento de combustibles derivados del petróleo en Colombia, se encarga de la distribución de los productos a cada una de las regiones mediante centros de acopio, llamados plantas de abasto, ya sean de su propiedad y administración, administradas por otros o totalmente privadas.. 31.

(31) A estos puntos de acopio deben llegar los distribuidores encargados. de. suministrar el combustible de poblaciones aledañas para abastecer sus propias plantas. 2.3.1 Mecanismos de abastecimiento actual de combustible. Las diferentes. administradores de las plantas de generación de energía eléctrica recurren a diversos medios para lograr garantizar el adecuado abastecimiento del combustible necesario. En la figura 7 se muestra la distribución de los diferentes medios de transporte para este fin., se puede observar que el medio de transporte mas utilizado es la lancha (fluvial o marítima), las cuales permiten llegar hasta muchas de las localidades que solo están conectadas a través de los ríos o del mar; y en segundo lugar se encuentran los camiones, los cuales son muy utilizados principalmente en la región de la Orinoquía.. Figura 7. Distribución uso medios de transporte. 3% 3% 46%. 14%. AVION N.D. OTROS CAMION. 34%. Fuente: Hagler- Bailly. AENE. 32. LANCHA.

(32) En cuanto a los costos, que como se dijo están influidos por el medio de transporte utilizado, se ha encontrado que a las localidades a donde se llega en camiones, los costos del combustible son más estables y no existen valores exageradamente elevados en comparación con los otros medios. El costo más elevado de este combustible se presenta en el Vaupés, poblaciones como Carurú, donde se puede llegar por vía aérea o fluvial tiene un costo de combustible de 10238$/galón (en el año 2000). En general este departamento es el que más problemas tiene para el abastecimiento del combustible.. 2.3.2 Zonificación de fuentes de abasto del diesel para generación En el estudio realizado por AENE donde se realizaron visitas a campo se obtuvo información donde se localizan los suministradores de combustible. Con esta información se elaboró un mapa donde se muestra las diferentes trayectorias del combustible, que se presenta en la figura 8. Las trayectorias llevan a dividir las ZNI en siete zonas de abastecimiento de combustible para generación:. •. Zona 1 Bogotá- Villavicencio- Yopal: atención a las poblaciones de los departamentos de Casanare, Meta, Guaviare y algunas de Vichada y Vaupés.. •. Zona 2 Tumaco- Buenaventura- Quibdó: realizan la distribución del combustible para Nariño, Cauca, Valle, Antioquia y las poblaciones del Chocó sobre el Océano Pacífico.. 33.

(33) •. Zona 3 Cartagena: suministro de combustible a las poblaciones chocoanas sobre el Océano Atlántico. •. Zona 4 Neiva- Florencia- Puerto Asís: proveedores del combustible a las poblaciones del Putumayo, Caquetá y algunas del Meta y Amazonas.. Figura 8. Abastecimiento de combustible para la generación diesel C abo de la Vela #. El Cardón. #. Cartagena r. #. C aracolí. G arrapata C éspedes #. El Coley S abanas de Pedro Sabaneta M antequera Sietepalm as Capurganá T res Cruces Caño Prieto Acandí B uenavista Cuenca S an M iguel Puerto Nuevo U nguía E l M arqués r Turbo #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. R iosucio Juradó. #. #. #. D om ingodó. Vigia del Fuerte N abugá Bojayá Bahía S olano M ecana E l Tigre Tribugá r Q uibdó Nuquí Pie de Pató #. #. #. # #. #. P uerto C arreño. #. #. r. #. La Herm osa. Yopal r. #. P izarro. #. #. La Prim avera. Sta. Rosalía G uacacías O rocué #. Istm ina. #. #. #. Sipi. #. Bogotá B uenaventura. r. H um apo Puerto G aitán. r. r. Santa Rita. #. # #. Venezuela. C um aribo. V illavicencio. #. Barrancom inas Puerto M erizalde La Uribe La Tola S. A ntonio Chuaré P uerto R ico M apiripan Barro Caliente T im biquí López de M icay San José El Charco Chacón Puerto C oncordia Bocas de S atinga G uapi Capricho S an José del G uaviare Arenal M osquera E l R etorno H ojas B lancas C apilla M acarena S alahonda Calam ar Santa Rosa Aletones T um aco r Isla del G allo r Florencia Chapilar S anta C lara M itú M iraflores Cartagena del Chairá S an Roque Caruru Solita G allinazo Solano. Inírida. #. #. #. Cacahual. #. #. #. # #. #. Puerto Colom bia. #. #. #. #. #. #. # #. # #. # #. #. #. #. #. Tabaquén. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. Puerto A sís. r. P uerto O spina. #. #. #. Yavaraté. Puerto Sencella La Tagua #. #. P uerto Leguízam o. A raracuara. #. #. Taraira. #. Puerto Santander # #. M irití. La Chorrera. Puerto N ariño. #. #. Zaragoza #. #. Leticia. Perú. Fuente: Hagler – Bailly. AENE. 34. La P edrera. Brasil.

(34) •. Zona 5 Venezuela: obtención del combustible en este País por parte de las poblaciones cerca de la frontera en los departamentos de Vichada y Guainía.. •. Zona 6 Perú y Brasil: suministro de combustible a Leticia (Amazonas) y su Zona de influencia.. •. Zona 7 Costa Atlántica: suministro de combustible a las poblaciones de la región.. En la figura 9, se muestra la organización por zonas según diferentes características que permitan una mejora en costos, disponibilidad y confiabilidad para el suministro de combustible. Puede observarse como aunque hay municipios que pertenecen al mismo departamento estos no necesariamente están agrupados en la misma zona, tal es el caso de algunos municipios del Amazonas. Poblaciones que se ubican al norte del Amazonas. tienen abastecimiento del. combustible de otros departamentos ya que es más fácil su transporte a dichas poblaciones.. 35.

(35) Figuar 9. Zonas de abastecimiento de combustibles para generación Cabo de la Vela #. El Cardón. #. Cartagena r. #. Caracolí. Garrapata Céspedes #. El Coley Sabanas de Pedro Sabaneta Mantequera Sietepalmas Capurganá Tres Cruces Caño Prieto Acandí Cuenca Buenavista San Miguel Puerto Nuevo Unguía El Marqués r Turbo #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. Riosucio Juradó. #. #. #. Domingodó. Vigia del Fuerte Nabugá Bojayá Mecana Bahía Solano El Tigre Tribugá r Quibdó Nuquí Pie de Pató #. #. #. # #. #. Puerto Carreño. #. #. Pizarro. r. #. Sipi. La Hermosa. Yopal r. #. #. #. La Primavera. Sta. Rosalía Guacacías Orocué #. Istmina. #. #. #. #. Bogotá r. Humapo Puerto Gaitán. r. Buenaventura r. Santa Rita. #. # #. Cumaribo. Villavicencio Barrancominas Puerto Merizalde La Uribe La Tola S. Antonio Chuaré Puerto Rico Mapiripan Barro Caliente Timbiquí López de Micay San José El Charco Chacón Puerto Concordia Bocas de Satinga Guapi Capricho San José del Guaviare Arenal Mosquera El Retorno Hojas Blancas Capilla Macarena Salahonda Calamar Tumacor Isla del Gallo Santa Rosa Aletones r Florencia Chapilar Santa Clara Mitú Miraflores Cartagena del Chairá San Roque Caruru Solita Gallinazo Solano. #. Inírida. #. #. #. Cacahual. #. #. #. #. # #. Puerto Colombia. #. #. #. #. #. #. #. # ## #. #. #. #. #. #. Tabaquén. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. #. Puerto Asís r Puerto Ospina. #. #. #. Yavaraté. Puerto Sencella La Tagua #. #. Puerto Leguízamo. Araracuara. #. #. Taraira. #. Puerto Santander # #. La Chorrera. Mirití. #. La Pedrera. Puerto Nariño Zaragoza #. #. #. Leticia. Fuente : Hagler- Bailly. AENE.. 36.

(36) 2.4 VARIACION DEL COSTO DE COMBUSTIBLE DIESEL. El costo del diesel oil es, a nivel nacional, mas bajo que el de la gasolina, lo cual ha elevado su consumo en los últimos años, muchos consumidores sustituyen los motores a gasolina por los carburantes de diesel. Este crecimiento del consumo ha llevado a las refinerías de ECOPETROL a producir al 100% de su capacidad y por consiguiente la demanda adicional debe hacerse con importaciones. Estas importaciones resultan muy costosas debido a la precaria infraestructura que existe para movilizar este combustible.6. Si la anterior situación afecta a las principales ciudades, su efecto puede ser mucho mayor para las ZNI, donde hay una dependencia directa de las grandes ciudades en la mayoría de los casos.. Para analizar un poco mejor el efecto del costo en el diesel, en la tabla 4 se presenta la estructura de precios para la ciudad de Bogotá (esta estructura varia de una ciudad a otra), y su cambio trimestral durante el año 2003.. 6. Infante, Arturo. Consideraciones sobre el uso del aceite de palma y sus derivados como combustibles. Julio de 2002.. 37.

(37) Tabla 4 . Estructura de precio del diesel en Bogotá RESOLUCION ACPM INGRESO AL PRODUCTOR IVA IMPUESTO GLOBAL TARIFA TRANSPORTE POLIDUCTOS PRECIO MAX. VTA DISTRIB. MAYOR. MARGEN DISTRIBUIDOR MAYORISTA PRECIO MAX. PLANTA ABASTO MAYOR.. Resol.180215 Resol.180583 Resol.180857 Resol.181560 Feb 28/03 May 30/03 Ago 29/03 Nov 28/03 Marzo Junio Septiembre Diciembre 1.374.52 219.92 373.28 214.50 2.182.22. 1.426.99 228.32 373.28 220.42 2.249.01. 1.520.42 243.27 373.28 220.42 2.357.39. 1.596.43 255.43 373.28 233.00 2.458.14. 120.02. 127.02. 137.52. 144.52. 2.302.24. 2.376.03. 2.494.91. 2.602.66. MARGEN DISTRIBUIDOR MINORISTA TRANSPORTE PRECIO MAX.VTA AL PUBLICO. 208.95 11.53 2.522.72. 219.45 12.33 2.607.81. 235.20 12.33 2.742.44. 245.70 12.33 2.860.69. SOBRETASA PRECIO MAX.VTA CON SOBRETASA. 136.35 2.659.07. 140.98 2.748.79. 146.91 2.889.35. 151.77 3.012.46. RENTABILIDAD/ PRECIO DE VENTA. 8.28%. 8.42%. 8.58%. 8.59%. Fuente : Federación nacional de distribuidores de petróleo. A diciembre de 2003 se observa un precio final de $3.012 en Bogotá. En Mitú el costo de este mismo combustible es aproximadamente de $8.000, el cual es llevado desde Villavicencio. Al analizar la tabla 4 se observa un precio de venta al mayorista de $2.602 (el cual es similar al precio de Villavicencio). Con esto se puede deducir que entre el margen ganado por el minorista y el transporte hasta Mitú hay un valor de $5.400 pesos aproximadamente, es decir el precio de venta es casi 4 veces el costo dado por el mayorista y 5 veces el precio dado por el productor. Sin embargo, es necesario tener en cuenta que este margen del minorista es regulado en algunas zonas.. El anterior análisis muestra claramente el importante efecto que tiene el costo del transporte del combustible hasta la población de consumo, una falta de regulación. 38.

(38) en el costo de transporte y el margen del minorista en algunas zonas conlleva a precios realmente caros e inasequibles para los habitantes de las ZNI.. En la tabla 5 se muestra el costo del combustible para diferentes poblaciones según su ubicación dada en la figura 9, para cada zona se han extraído los datos más relevantes (mínimo, máximo y promedio), para facilitar su comparación. Estos datos son del año 2000, es difícil poder conseguir los datos actualizados en cada sitio, además estos pueden variar mucho de un mes a otro por factores climáticos y orden público. En la base de datos enunciada en el capítulo dos se muestra el costo del diesel de algunas poblaciones para el 2002. ( ver Anexos). Tabla 5. Valores típicos de suministradores locales (2000). comercialización. 1. VR. MÍNIMO $/galón 2764. Puerto Rico (Meta). VR. MÁXIMO $/galón 10238. 2. 2205. El Charco (Nariño). 4197. 3. 1512. 4. 1843. 5 6 7. 2457 2557 3000. Capurganá (Chocó) Puerto Ospina (Putumayo) Inírida (Guainía) Leticia (Amazonas) Cabo de la Vela. ZONA. POBLACIÓN. de. diesel. POBLACIÓN. por. los. PROMEDIO $/galón. 2978.42. 3634. Carurú (Vaupés) Vigía del Fuerte (Antioquia) Capurganá (Chocó). 4271.00. 7166. Taraira (Vaupés). 3742.33. 3788 2557 3000. Barrancominas (Guainía) Leticia (Amazonas) Cabo de la Vela. 2799.00 2557.00 3000.00. 2834.86. Fuente : Hager- Bailly- AENE. En Capurganá y Puerto Ospina se presentan los valores mínimos de las Zonas 3 y 4 respectivamente. En Capurganá la diferencia entre los valores reportados por la. 39.

(39) planta de generación y los suministradores es notable (988 $/galón) debido a que se habla de dos productos diferentes, el diesel y el diesel marino.. Los casos de Puerto Ospina y Taraira no presentan particularidades, el costo reportado por las plantas de generación es más bajo que los costos reportados por los suministradores locales.. De manera generalizada, según el estudio de Hager-Bailly los valores del diesel reportados por los operadores de las plantas generadoras son menores que los reportados por los suministradores locales. Existen algunas zonas donde no se dan estos casos ya que no hay suministradores locales de diesel y por lo tanto presentan dificultades mayores para el suministro del combustible (por ejemplo en Puerto Colombia- Vichada).. Como se mencionó anteriormente con el análisis de costos entre Mitú y Bogotá, las razones principales de la inexistencia de la relación entre las plantas de generación y los comercializadores locales son los costos a los que estos últimos “colocan” el combustible en la población.. Existen localidades que cuentan con Pequeñas Centrales Hidroeléctricas (PCH), tal es el caso de Bahia Solano. Esta PCH cubre toda la demanda de la localidad, los motores existentes son poco requeridos y por lo tanto se consume muy poco combustible, sin embargo el servicio de energía eléctrica no es confiable y el. 40.

(40) abastecimiento de energéticos es de gran importancia para las actividades cotidianas de la región. 2.5 DEMANDA DE ENERGÍA. En el estudio realizado por Hager- Bailly. y Aene se analiza la demanda de. energía mediante diferentes modelos. En general se tienen en cuenta algunos factores como: la población, el potencial de desarrollo, el ingreso de los habitantes, el precio y la demanda de los sustitutos, la disponibilidad de pago y las horas de servicio necesarias para prestar el servicio de energía eléctrica.. Para elaborar el modelo de demanda es necesario conocer las posibles fuente de energía a ser utilizadas (energético y sus sustitutos). Dentro de las fuentes de energía más empleadas para los diferentes usos están: -. Cocción: Gas licuado de petróleo (GLP), carbón vegetal, leña, gasolina y energía eléctrica, esta última en muy poca proporción.. -. Refrigeración: GLP y la energía eléctrica. -. Iluminación: lámparas de petróleo, velas o energía eléctrica proveniente de un sistema comunal de energía eléctrica.. -. Comunicación: involucra el uso de radios, televisores a color y a blanco y negro, que funcionan con base en energía proveniente de la red o en pilas o baterías. 41.

(41) Existe una catalogación como “OTROS”, en ella se involucran todos aquellos consumos de energía eléctrica proveniente de la red, esta catalogación es dada ya que no todas las zonas hacen uso de equipos como ventiladores, planchas, licuadoras, y de alguna manera no son tan indispensables como la refrigeración y cocción.. Para el análisis energético se ha utilizado una división por zonas y según al tamaño de la población en la tabla 6 se muestra la división por estratos y el número de poblaciones en ese estrato. Los estratos 1, 2 y 3 se encuentran en la zona Amazónica, para las poblaciones pequeñas (menores de 500), medianas (entre 500 y 2750) y grandes (mayores a 2750), respectivamente. De igual manera del 4 al 6 corresponde a la zona de la Orinoquía, del 7al 9 a la zona del Pacífico, finalmente del 10 al 12 corresponde a la zona Atlántica.. Tabla 6 . Población según división por estratos Zona. Estrato. Característica. Amazonas. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12. < 500 habitantes entre 500 y 2750 > 2750 habitantes < 500 habitantes entre 500 y 2750 > 2750 habitantes < 500 habitantes entre 500 y 2750 > 2750 habitantes < 500 habitantes entre 500 y 2750 > 2750 habitantes. Orinquía. Pacífico. Atlántico. Fuente: Hagler –Bailly, AENE.. 42. Numero poblaciones al 2000 171 65 15 82 25 5 455 103 17 13 11 1.

(42) En la tabla 7 se observa la cantidad de energético consumido por usuario de acuerdo al uso. La división esta mostrada según los estratos explicados en la tabla 6.. Tabla 7. Cantidad de energético consumido promedio por usuario de acuerdo al uso. Conversión a kWh/mes (2000) COMUNICACIÓN EST. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12. ENERGÍA kWh/mes. 13.63 26.14 34.01 13.46 16.96 25.28 16.60 20.00 26.24 15.85 12.33 20.17. ILUMINACIÓN. BATERIAS/ PETRÓLE VELAS PILAS O kWh/mes kW h/mes kWh/mes. 1.21 1.38 1.44 0.03 1.90 1.44 10.15 2.47 1.20 5.18 6.60 0.09. 121.02 101.87 212.59 0.00 38.20 0.00 45.80 55.77 17.77 95.37 15.52 23.08. 10.05 8.55 8.19 4.90 9.49 10.34 9.57 11.70 9.22 13.05 9.23 10.44. REFRIGERACIÓN OTROS. COCCIÓN. ENERGÍA kWh/mes. 19.83 27.29 33.17 20.16 24.88 27.52 17.13 18.04 26.86 24.00 12.94 37.31. GLP kWh/mes. CARBÓN kWh/mes. 274.24 350.40 257.33 1144.81 274.93 928.22 233.69 0.00 380.21 0.00 418.54 0.00 216.09 232.06 232.55 928.22 275.56 812.20 333.71 0.00 253.09 0.00 235.29 0.00. LEÑA kWh/mes. 1840.72 2057.21 473.37 518.92 267.02 1281.29 2486.81 1386.44 486.07 1575.13 1925.14 1664.25. GASOLINA ENERGÍA GLP ENERGÍA ENERGÍA kWh/mes kWh/mes kWh/mes kWh/mes kWh/mes. 118.33 236.66 382.04 490.23 405.71 0.00 253.57 347.31 152.14 0.00 0.00 0.00. 0.00 34.80 81.00 0.00 0.00 0.00 0.00 120.00 102.00 0.00 0.00 285.00. 471.84 330.29 0.00 411.97 610.62 0.00 0.00 463.13 461.36 0.00 0.00 0.00. 9.28 20.20 30.41 16.40 19.01 21.81 7.35 15.65 15.28 0.00 0.00 40.00. 6.98 13.08 19.32 18.78 13.12 21.64 9.42 10.80 19.00 6.00 3.75 19.33. Fuente : Hagler- Bailly. AENE.. Como observaciones adicionales se puede tener: •. El consumo de energía eléctrica final es en promedio de 129 kWh/mes por usuario, además es una cantidad importante en las grandes localidades.. •. El consumo de energía eléctrica proveniente de pilas y baterías es poco significativo, en promedio equivale a 2.76 kWh/mes por usuario que emplea dicha fuente de energía.. •. El uso del petróleo es constante para la región atlántica, especialmente en iluminación, representa en promedio 61 kWh/mes equivalentes.. •. El consumo de energía final por medio de las velas representa un equivalente de 6.83 kWh/mes por usuario.. 43.

(43) •. El uso del GLP para cocción y refrigeración, representa un consumo importante en las regiones de las Amazonía. Orinoquía y Pacifica, sin embargo en la región Atlántica no se presenta ningún consumo. El promedio de consumo de GLP presentado en kWh/mes por usuario es de 511.. •. El carbón vegetal es de uso exclusivo para algunas regiones como la Amazonía y Pacífica, cuyos usuarios consumen en promedio 366 kWh/mes.. •. El consumo de leña para cocción es de especial importancia en la región Atlántica. Representa un consumo de energía final promedio de 1330 kWh/mes por usuario que la emplea.. •. El consumo de la gasolina no se puede generalizar ni tipificar, sin embargo se puede decir que su uso es muy limitado en la región Atlántica. El promedio de consumo es de 198.83 kWh/mes por usuario.. En la tabla 8 se muestra la demanda total de energía mostrado como energía eléctrica equivalente para cada zona hasta el año 2005, esta tabla es el resultado de sumar todos los usos dados a la energía eléctrica dados en la tabla 7 y teniendo en cuenta una proyección.. Como medida comparativa el consumo de energía eléctrica consumida en Bogotá durante el 2002 fue aproximadamente de 7.000 GW hora (7 millones de MW hora), es decir, el consumo de energía eléctrica de Bogotá. 44. en una año.

(44) abastecería la energía eléctrica necesaria en las zonas no interconectadas por 60 años. 7. De la tabla 8 se destaca. la demanda de energía del Amazonas, la cual es. superior a las otras regiones, esto se explica por la presencia de Leticia y de otras grandes poblaciones presentes en el Amazonas. Tabla 8. Consumo de energía eléctrica (Mwh/año) REGIÓN. TAMAÑOS. 2000. 2001. 2002. 2003. 2004. 2005. AMAZONÍA. Pequeñas (<500 habitantes). 1.927. 1.975. 2.159. 3.077. 3.285. 3.364. Medianas ( entre 500 y 2750). 10.354. 10.623. 10.895. 11.626. 11.919. 12.216. Grandes (>2750 habitantes) TOTAL AMAZONÍA Pequeñas Medianas Grandes TOTAL ORINOQUÍA Pequeñas. 35.645 47.926 3.606 6.536 8.197 18.339 4.628. 36.758 49.356 3.797 6.733 8.485 19.015 4.834. 37.886 50.940 3.906 7.371 8.770 20.047 4.985. 39.035 53.738 4.025 8.023 9.055 21.103 5.054. 40.206 55.410 4.183 8.258 9.343 21.784 5.267. 41.399 56.979 4.409 8.499 9.634 22.541 5.369. 8.554. 8.700. 9.134. 9.301. 9.475. 9.656. 15.312 28.493 239 1.486 1.095 2.820 97.579. 15.349 28.884 243 1.511 1.098 2.852 100.106. 15.670 29.790 283 1.536 1.101 2.920 103.696. 15.998 30.353 287 1.560 1.103 2.951 108.145. 16.333 31.075 328 1.585 1.106 3.018 111.286. 16.675 31.700 332 1.610 1.107 3.049 114.269. ORINOQUÍA. PACÍFICO. Medianas Grandes TOTAL PACÍFICO ATLÁNTICA. Pequeñas Medianas Grandes. TOTAL ATLÁNTICA TOTAL LOCALIDADES ZNI. Fuente: Hagler-Bailly. AENE. En la zona del atlántico se presenta el menor consumo de energía entre todas las zonas, esto es lógico ya que es cuenta con muchas menos poblaciones pertenecientes a las ZNI.. 7. Banco de la República. Consumo de energía en las cuatro principales ciudades del país. http://www.banrep.gov.co/estad/dsbb/energia4.pdf. 45.

(45) En la tabla 9 se observa el consumo total de energía (eléctrica, GLP, velas, baterías, carbón, leña, etc), es decir, es la suma total de potencia demandada por hora de todos los energéticos usados para labores habituales de la población.. Tabla 9. Consumo Total de Energía por región (MWh/año). REGIÓN. TAMAÑOS. AMAZONÍA. Pequeñas Medianas Grandes TOTAL AMAZONÍA ORINOQUÍA Pequeñas Medianas Grandes TOTAL ORINOQUÍA PACÍFICO Pequeñas Medianas Grandes TOTAL PACÍFICO ATLÁNTICA Pequeñas Medianas Grandes TOTAL ATLÁNTICA TOTAL LOCALIDADES ZNI. 2000. 2001. 2002. 2003. 2004. 2005. 375.360 1.067.256 1.581.143 3.023.759 268.926 613.422 926.600 1.808.948 1.419.821 996.053 726.943 3.142.817 50.457 269.321 158.734 478.512 8.454.035. 384.646 1.094.977 1.630.502 3.110.124 280.228 630.787 959.117 1.870.132 1.419.032 1.012.470 779.098 3.210.600 51.185 273.838 159.178 484.201 8.675.057. 389.769 1.122.964 1.680.568 3.193.302 286.165 661.204 991.336 1.938.705 1.426.253 1.010.587 794.133 3.230.973 50.910 278.302 159.582 488.794 8.851.774. 371.908 1.122.768 1.731.531 3.226.207 291.976 691.890 1.023.590 2.007.456 1.445.332 1.027.151 809.513 3.281.996 51.630 282.749 159.947 494.326 9.009.985. 376.487 1.150.530 1.783.451 3.310.468 299.519 709.604 1.056.100 2.065.224 1.444.727 1.044.159 825.284 3.314.170 51.345 287.200 160.259 498.804 9.188.666. 385.293 1.178.710 1.836.395 3.400.398 310.570 727.287 1.089.012 2.126.870 1.460.080 1.061.584 841.423 3.363.087 52.053 291.690 160.523 504.266 9.394.620. Fuente: Hagler- Bailly. AENE.. Comparando las tablas 8 y 9 se puede obtener las siguiente conclusiones:. -. Aunque el consumo de energía eléctrica es mayor en la Amazonía, el consumo de energía total es mayor en la región del Pacífico en el 2000, esto se puede explicar por el gran número de pequeñas poblaciones que hay en el. 46.

(46) pacífico en comparación con las otras regiones. Estas pequeñas poblaciones hacen mayor uso de otros energéticos que de la energía eléctrica. -. La demanda futura del Amazonas será de gran importancia, se estima que en el año 2005 supere la de las otras regiones, esto demuestra la urgencia de planificar estas necesidades energéticas en la región amazónica.. -. En la región atlántica se presenta el mayor consumo en los poblaciones medias ( entre 500 y 2750 habitantes) que en las grandes, esto por tener solo una población mayor a 2750 habitantes pertenecientes a las ZNI.. -. La demanda de energía en el pacífico es mayor en las poblaciones pequeñas que las medianas y esta su vez es mayor que las grandes. Al igual que se explicó en la primera conclusión hay muchas más poblaciones pequeñas que medianas y grandes.. En la base de datos. de los anexos se encuentra la demanda de energía. expresada en energía eléctrica equivalente y total por población, esta demanda esta calculada hasta el año 2005.. De igual manera, gracias a otras fuentes como el IPSE se han obtenido datos como el monto del subsidio y. costo del diesel.. Para efectos posteriores del. presente trabajo se encontró el número de hectáreas potencialmente cultivables por locación8.. 8. AENE – Hager Bailly . “Potencialidades de los cultivos energéticos y residuos agrícolas en Colombia” 2003.. 47.

(47) A partir de los anteriores datos se realizaron algunos cálculos como el consumo de diesel según el consumo de energía eléctrica el cual permite comparaciones con el consumo reportado por las entrevistas en las plantas generadoras. Para el cálculo se ha hecho una aproximación al decir que 7 galones de combustibles permiten generar 100 kWh de energía eléctrica en una planta generadora que trabaja con diesel.. 48.

(48) 3. PROCEDIMIENTO PARA OBTENCIÓN DE BIODIESEL. 3.1 INTRODUCCIÓN El biodiesel es un combustible diesel producido a partir de materias de base renovables, como los aceites vegetales, que se puede usar en los motores diesel. Químicamente: ésteres de alquilo, de metilo y de etilo. Se encuentra registrado como combustible y como aditivo para combustibles en la Agencia de Protección del Medio Ambiente (Enviroment Protection Agency - EPA - EEUU). La obtención de biodiesel se resume a la mezcla de aceite (vegetal nuevo o usado, grasa animal). y algún alcohol (metanol o etanol) en presencia de algún catalizador. (KOH o NaOH).. La producción de biodiesel data de principio del siglo XX cuando Rudolph Diesel utilizaba aceite de maní en sus motores, sin embargo el proceso de producción y utilización ha venido fortaleciéndose desde hace veinte años por su aplicación y entrada al mercado Europeo.. El empleo de aceites en su estado original se ha abandonado ya que la tecnología empleada en los motores diesel se basa en el empleo de carburantes fósiles, por otro lado, se determinó en 1938 que al emplear el aceite como combustible en su. 49.

(49) estado natural por un tiempo prolongado en los motores producía fallas al encontrarse depósitos de material.. Los biocombustibles desarrollados a partir de estos aceites, pueden ser usados en los motores convencionales sin cambios de consideración, ya que solamente, y debido a su poder diluyente, solo requieren – de ser necesario- el reemplazo de las mangueras de conducción del combustible por elementos no fabricados sobre la base de caucho o espuma de poliuretano.9. Puede usarse como combustible puro al 100 % (B100), como una base de mezcla para el gasoil de petróleo (B20), o en una proporción baja como aditivo del 1 al 5 %. De esta forma el biodiesel se complementa, no compite con el petróleo.. El presente capítulo busca dar un vistazo al biodiesel desde varios aspectos, partiendo con comparaciones con el diesel común, hasta poder describir el proceso que se tendría para su elaboración a partir de aceite vegetal. Se muestra cada paso, desde las posibles especies vegetales potenciales hasta el último proceso de transesterificación para el resultado deseado final. 9. Biodiesel. Secretaria de agricultura, ganadería, pesca y alimentación. Consultado en octubre 21 de 2003 en http://siiap.sagyp.mecon.ar/0-0/index/biodisel/publi_biodiesel.htm oct. 50.

(50) 3.2 COMPARACIÓN BIODIESEL – DIESEL. Actualmente en Colombia puede no ser factible el uso de biodiesel a nivel urbano a corto plazo por factores como: gran cantidad de volumen necesario para cubrir al menos una combinación de B10, necesidad de tierras cultivables que permitan fácil transporte a los grandes centros urbanos, los cuales pueden salir demasiado costosos. Esos dos factores que son problemas para los grandes centros urbanos pueden ser ventajas para las Zonas No Interconectadas, ya que su relativo bajo consumo puede cubrir necesidades energéticas y en segundo lugar los costos de las tierras para cultivos pueden ser mucho menor que cerca de grandes centros urbanos. Por otro lado, el empleo de biodiesel incentivaría la. generación de. cadenas productivas, partiendo desde el mismo cultivo de la planta oleaginosa.. Entre las ventajas del biodiesel frente al diesel oil se puede mencionar:10 la mayor seguridad, las facilidades de manejo y almacenamiento, las posibilidades para ser mezclado con otros combustibles o con lubricantes y la reducción de la materia sólida. Desde el punto de vista ambiental algunas ventajas con respecto al diesel son: -. La emisión de monóxido de carbono durante la combustión del biodiesel en motores diesel es del orden del 50% inferior.. 10. Stratta, Jose. Biocombustibles: los aceites vegetales como constituyentes principales del biodiesel, Agosto de 2000.. 51.

(51) -. No se produce emisión de dióxido de azufre por cuanto el biodiesel no contiene azufre.. -. La emisión de material particulado se reduce un 65% respecto del combustible diesel.. -. El biodiesel no contiene productos aromáticos (benceno y derivados) siendo conocida la elevada toxicidad de los mismos para la salud.. -. El dióxido de carbono emitido durante la combustión del biodiesel es totalmente reabsorbido por los vegetales. Con lo cual se puede considerar un combustible renovable.. Entre las desventajas del biodiesel se pueden mencionar: el incremento de las emisiones de NOx, a pesar de la disminución de varios tipos de emisiones, los problemas de fluidez a bajas temperaturas (menores a 0ºC) y como se mencionó anteriormente hay incompatibilidades con algunos tipos de plásticos y cauchos.. En la tabla 1011 se observa algunas características fisico-químicas del biodiesel en comparación de diesel.. Se puede resaltar que el poder calorífico del biodiesel es menor que el del diesel, sin embargo, esto es compensado por la mayor viscosidad que tiene el biodiesel lo cual alarga la vida del motor. 11. Biodiesel. Panorama energético Consultado en diciembre 18 de 2003 en http://www.panoramaenergetico.com/proceso_para_la_producci%C3%B3n_de_bi.htm. 52.

(52) Tabla 10. Comparación datos fisicoquímicos Biodiesel - Diesel Datos físico - químicos Composición combustible. Biodiésel Ester metílico acidos grasos C12-C22. Diesel Hidrocarburo C10C21. 9500 3,5 - 5,0 0,875 - 0,900 0 190 - 340 120 - 170. 10800 3,0 - 4,5 0,850 0,2 180 - 335 60- 80. 13,8. 15. Poder calorífico inferior, kcal/kg (aprox.) Viscosidad cinemática, cst (a 40°C) Peso específico, g/cm3 Azufre, % P Punto ebullición, °C Punto inflamación, °C Relación estequiométrica Aire/comb. p/p. Fuente: Panorama Energético. 3.3 PRODUCCIÓN NACIONAL Y MUNDIAL DE BIODIESEL. En al ámbito nacional se han hecho estudios para la producción de biodiesel con la palma africana. Infante 12 ha estudiado el costo de la producción de biodiesel y las posibilidades de su uso para mezclarlo con el diesel común.. Allí hace un. análisis inicial de la situación del diesel en Colombia y posteriormente presenta varias opciones para una sustitución parcial y total con aceite de palma. Dentro de sus conclusiones se muestra que seria una cantidad muy elevada de hectáreas de tierra para contribuir con la producción nacional de diesel, para una sustitución del 10% con aceite de palma se requerirá 70.000 hectáreas de tierra. Para una sustitución total se requerirá de toda la producción de las plantaciones de palma, lo cual seria aproximadamente de 1 millón de hectáreas. 12. Op. Cit. Infante. 2002. 53.

(53) CORPOBID (Corporación para el Desarrollo Industrial de la Biotecnología y Producción Limpia) ha estudiado de igual manera proyectos para la producción de biodiesel. a nivel de transporte urbano, al igual que el estudio elaborado por. Infante se considera el uso de la palma. Hasta el momento no se ha considerado el uso de biodiesel en las ZNI y tampoco el uso de otra especie vegetal.. En el ámbito internacional, un estudio realizado en 199713, muestra la importancia futura que tendría el biodiesel. En este estudio se analizó a 28 países que han tenido alguna actividad relativa a su producción durante los últimos 15 años. En la tabla 11 se observa una lista de 24 países de los 28 reportados. Tabla 11. Países reportados con alguna actividad de biodiesel, 1997. Austria Bélgica Canadá China Rep Checa Dinamarca. Francia Alemania Grecia Hungría Irlanda Italia. Japón Malasia Nicaragua Noruega Polonia Eslovaquia. España Suecia Suiza Reino Unido Estados Unidos Yugoslavia. Fuente: www.Biodiesel. org De la tabla 11 se observa la presencia de Nicaragua. como. único país. latinoamericano, para esa fecha este país contaba con el apoyo del gobierno austriaco. Allí se desarrolló un programa para. la producción de aceite de la. especie Jatropa ( más adelante se hace un análisis de las principales especies. 13. Biodiesel, Documentation of the world wide status 1997. Consultado en diciembre 13 de 2003 en http://www.biodiesel.org/resources/reportsdatabase/reports/gen/19970601_gen043.pdf. 54.

(54) oleaginosas), la cual crece de forma silvestre. Una planta de 3000 toneladas fue instalada en 1997 para la producción de biodiesel. En la tabla 12 se observa los países con mayor producción, se destaca ampliamente Francia e Italia.. Tabla 12. Producción de biodiesel en 1996 País Francia Italia Alemania Rep. Checa Austria Estados Unidos.. Producción en 1996 ( ton) 227 141 63 22 17 5. Fuente: www. Biodiesel.org Para dimensionar un poco los volúmenes de producción se podría decir que la producción de biodiesel de Francia. (227 ton) es aproximadamente igual a la. cantidad de combustible que es necesario transportar al departamento del Vaupés para la generación de energía que posee actualmente.. Austria fue el país pionero en la producción de biodiesel a nivel industrial, desde 1991 creó una planta para procesar canola o colza ( rapeseed en ingles), también fue el primer país en publicar estándares para la calidad del biodiesel. Tenia una exención de impuestos al utilizar el biodiesel en forma pura sin mezclarse con el diesel común. En 1996 tenia una producción de 17 toneladas de biodiesel.. 55.

(55) Por otro lado, en Estados Unidos la principal especie oleaginosa utilizada para la producción de biodiesel es la soya, se observa en la tabla 12 que la producción en 1996 era apenas de 5 toneladas, superada ampliamente por los países europeos.. En la figura 1014 se observa. el crecimiento de los países europeos en la. producción. Alemania a tenido un crecimiento importante posicionándose como el principal productor de biodiesel. a nivel mundial. En el 2000 alcanzó una. producción de 450 toneladas pasando de ser el segundo en 1999 a ser el primero en el 2000. En el 2003 cuenta con una capacidad de producción superior al millón de toneladas, seguido de lejos por Francia con una capacidad de 450 toneladas.15. 3.4 ESPECIES OLEAGINOSAS EN COLOMBIA Colombia gracias a su excelente ubicación goza de una gran biodiversidad, especialmente en la amazonía y en el Chocó existen especies promisorias que están apenas siendo estudiadas. Esta diversidad representa una ventaja competitiva para Colombia ya que muchas de estas especies vegetales podrían ser comercializadas en mercados extranjeros como frutas o como especies para fines farmacéuticos.. 14. European Biodiesel Board. Statistics biodiesel. Consultado en diciembre 13 de 2003 en http://www.ebbeu.org/stats.php 15 Dieter Bockey, Situation and Development Potential for the Production of Biodiesel an International Study. Consultado en diciembre 13 de 2003 en: http://www.ufop.de/FAL_Bockey_english.pdf. 56.

(56) Figura 10. Producción mundial de biodiesel al 2000. Producción (ton). Producción biodiesel 500 400 Alemania. 300. Francia. 200. Italia. 100 0 1998. 1999. 2000. Años. Fuente: Biodiesel Board Para explorar esta inmensa biodiversidad y preservarlo en 1999 se estableció el Sistema Nacional Ambiental SINA, coordinado por el Ministerio del Medio Ambiente, a él pertenecen diferentes institutos como el Instituto Amazónico de Investigaciones Científicas SINCHI, el cual está encargado de realizar estudios relacionados con actividades biológicas, sociales y ecológicas en la amazonía. Otros entes como el convenio Andrés Bello ha aportado importantes estudios de plantas y especies promisorias de la región andina.. Estos organismos han. desarrollado estudios –mencionados más adelante- con los cuales se ha logrado vislumbrar el gran potencial que tiene la región andina y en Colombia en general por su estratégica posición.. 3.4.1. Especies oleaginosas cultivadas.. Dentro de las principales especies. oleaginosas tradicionales en Colombia se encuentra: el algodón, ajonjolí, cacao,. 57.