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Planteamiento y programación de un modelo para la selección de la mejor alternativa energética en zonas no interconectadas, a partir de experiencias anteriores y aprovechando la informacion disponible en la unidad de planeación minero-energética (UPME)

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(1)Planteamiento y programación de un modelo para la selección de la mejor alternativa energética en zonas no interconectadas, a partir de experiencias anteriores y aprovechando la información disponible en la Unidad de Planeación Minero-energética (UPME).. Presentado por: José Alejandro Rodríguez G. Código: 200612293 Asesora: Phd. Ángela Inés Cadena Monroy Ingeniera eléctrica y economista. Universidad de los Andes Departamento de ingeniería eléctrica y electrónica 2010 1.

(2) Tabla de contenido 1.. Abstract ............................................................................................................................ 4. 2.. Introducción ..................................................................................................................... 4. 3.. Situación actual de las zonas no interconectadas en el territorio colombiano .......... 6 3.1 Marco institucional ............................................................................................................ 8 3.2 Fondos financieros .......................................................................................................... 10 3.3 Suministro de energía en las ZNI .................................................................................... 12 3.4 Análisis de experiencias – Fundesarrollo ....................................................................... 13. 4.. Análisis de herramientas existentes y de información disponible ............................. 14 4.1 Modelos propuestos y herramientas existentes para la selección de alternativas energéticas en ZNI ................................................................................................................. 14 4.1.1 Desarrollo de un programa para soportar la toma de decisiones energéticas en las ZNI (HEZNI) .................................................................................................................... 15 4.1.2 Modelo de toma de decisiones multiobjetivo en energización de ZNI cómo herramienta para el alcance de medios de vida sostenible ............................................ 16 4.2. Información disponible .............................................................................................. 18. 4.3 Disponibilidad a pagar ..................................................................................................... 19 5.. Modelo propuesto ......................................................................................................... 20 5.1 Módulos del modelo propuesto ..................................................................................... 20 5.1.1 Información general del municipio .......................................................................... 20 5.1.2 Actividades económicas y servicios públicos .......................................................... 21 5.1.3 Estimación de la demanda ....................................................................................... 21 5.1.4 Oferta energética ...................................................................................................... 22. 6.. Selección de la solución................................................................................................. 24 6.1.1 Capital natural: .......................................................................................................... 25 6.1.2 Capital económico: ................................................................................................... 25 6.1.3 Capital social (humano): ........................................................................................... 25 6.1.4 Capital físico: ............................................................................................................. 25 6.1.5 Indicadores ................................................................................................................ 25 6.2 Cálculo de la tarifa ........................................................................................................... 30. 7.. Programación de la herramienta .................................................................................. 33. 8.. Conclusiones y recomendaciones................................................................................. 34. 9.. Bibliografía ..................................................................................................................... 36. 10. Anexos.................................................................................................................................. 37 2.

(3) 10.1 Validación herramienta municipio de Cumaribo - Vichada ........................................ 37 10.2 Manual para el manejo de la herramienta .................................................................. 45 10.2.1 Conceptos básicos para el manejo de la aplicación ............................................. 45 10.2.2 Manejo especial de paneles ................................................................................... 45 11.. Resumen ejecutivo ........................................................................................................ 49. Listado de figuras Figura 1. División regional de las ZNI ......................................................................................... 8 Figura 2. Asignación de recursos del FAZNI en el año 2006 para ZNI.................................... 11 Figura 3. Distribución de metodologías de cobro en ZNI. ...................................................... 12 Figura 4. Ejemplo de gráfico de proyección de la demanda. ................................................. 22 Figura 5. Diagrama de distribución equitativa de capitales frente a una alternativa energética. ................................................................................................................................. 26 Figura 6. Diagrama de distribución no equitativa de capitales frente a una alternativa energética. ................................................................................................................................. 26 Figura 7. Distribución de los indicadores en cada uno de los capitales. ............................... 29 Figura 8. Metodología para el cálculo de la tarifa. ................................................................. 31 Figura 9. Escenarios de proyección de demanda para Cumaribo-Vichada. .......................... 38 Figura 10. Diagrama de costos de las tarifas de cada una de las alternarivas. ..................... 39 Figura 11. Calificación otorgada a capitales. ........................................................................... 41 Figura 12. Mapa de radiación anual promedio en Colombia (Izquierda), mapa de velocidad promedio anual del viento. Fuente UPME. ............................................................................. 42 Figura 13. Calificación de capitales Diesel vs Energía Solar. .................................................. 42 Figura 14. Calificación de capitales Diesel vs Energía Eólica .................................................. 43 Figura 15. Calificación de capitales Diesel vs Biomasa. .......................................................... 43 Figura 16. Calificación de capitales Biomasa vs Energía Eólica. ............................................. 44 . ................................................................................................................................................... 44 Figura 17. Panel inicial de la herramienta. .............................................................................. 45 Figura 18.Panel del balance energético de la región. ............................................................. 46 Figura 19. Panel para el cálculo de la tarifa............................................................................. 47 Figura 20. Panel donde se encuentra la calificación de capitales. ......................................... 48. Listado de tablas Tabla 1. Calificación de indicadores para fuentes individuales. ............................................ 30 Tabla 4. Costos utilizados para el cálculo de la tarifa. ............................................................ 31. 3.

(4) 1. Abstract En este trabajo se formula e implementa un modelo para apoyar el planeamiento y selección de alternativas para suplir energía en Zonas No Interconectadas (ZNI) del país. Este trabajo se apoya en experiencias anteriores en la formulación de herramientas de decisión y aprovecha la información disponible en la Unidad de Planeación Mineroenergética (UPME). El modelo se encuentra programado en Java y presenta una interfaz gráfica dividida en paneles que permite al usuario una gran flexibilidad de manejo. La validación de la herramienta propuesta se hará con esta última entidad.. 2. Introducción Se denominan Zonas No Interconectadas (ZNI) a aquellos lugares geográficos “donde no se presta el servicio público de electricidad a través del Sistema Interconectado Nacional” (artículo 11, ley 143 de 1994). Según un documento CONPES 1, las ZNI “están conformadas por 938 localidades, de las cuales cinco son capitales departamentales (Leticia, San José del Guaviare, Mitú, Puerto Inírida y Puerto Carreño), 46 son cabeceras municipales y el resto son localidades rurales”. Estas zonas ocupan alrededor del 66% del territorio nacional. La densidad poblacional de las ZNI es baja, en esas zonas habitan aproximadamente 1.5 millones de personas (el 4% de la población del país) en donde un 89% de su población se encuentra fuera del casco urbano. En estas zonas, las condiciones de desarrollo son bajas. No se cuenta con una adecuada prestación den servicios públicos, la oferta de educación y salud es limitada y las posibilidades de empleo se han visto afectadas por el conflicto social. Uno de los principales problemas es que la oferta de servicios es segmentada, como se verá y se tratará más adelante (Página 6 de [3]). Con relación a la prestación del servicio de energía eléctrica, desde el punto de vista institucional, el Gobierno central cuenta actualmente con el Instituto de Planificación y Promoción de Soluciones Energéticas - IPSE. Esta entidad tiene como propósito incentivar la participación de las entidades regionales del sector privado en la ejecución y operación de los proyectos energéticos; apoyar técnica, administrativa y financieramente a las 1. Departamento Nacional de Planeación, Documento Conpes 3108, Programa de energización para zonas no interconectadas, abril 2001.. 4.

(5) empresas establecidas; e identificar y promover proyectos de inversión en las ZNI. El IPSE ha debido hacerse cargo de las instalaciones para el suministro de energía debido a la carencia de entidades idóneas. De hecho, en los estudios realizados con motivo del documento CONPES 3055 de noviembre de 1999, se concluyó que el principal problema en la prestación del servicio a estas zonas era la ausencia de entidades que brinden una gestión acorde con los requerimientos técnicos, administrativos y operativos necesarios para la prestación de un servicio eficiente de energía. De esta manera, el documento Conpes 3108 de 2001 da los lineamientos para la definición de esquema empresarial en estas zonas. Se establece que las empresas que se encarguen de la prestación del servicio deben ser viables en varios aspectos: i) la generación de recursos propios; ii) el aprovechamiento del potencial energético regional; iii) la utilización eficiente de los recursos de la Nación; y iv) el otorgamiento de subsidios, los cuales deben ser determinados de acuerdo con la capacidad de pago del usuario y las tarifas establecidas. Con relación a las opciones tecnológicas para la prestación del servicio de energía eléctrica, éstas presentan, en general costos de inversión altos. Los lineamientos del Conpes serian coherentes con el establecimiento de subsidios a la inversión inicial y tarifas que reflejen costos eficientes de funcionamiento; algo como tarifas de dos partes, las cuales son eficientes desde el punto de vista económico. Existen diferentes fuentes para financiar la inversión inicial. Fondos como el FAZNI tienen este destino. Otros de los aspectos a tener en cuanta en cuanto a la utilización del potencial y la generación de recursos pasan por el fomento al desarrollo de actividades productivas alrededor de la prestación del servicio de energía eléctrica. La utilización de recursos locales como la biomasa, podrían generar una actividad productiva conexa. Al mismo tiempo, la instalación de soluciones energéticas debería inducir la realización de actividades productivas, que permitan generar excedentes y tener un programa de recuperación de la inversión a través de las tarifas. Esquemas como los planteados deberán facilitar la creación de esquemas empresariales y atraer firmas interesadas en administrar las soluciones energéticas identificadas para estas zonas. Sería deseable que estas empresas pudiesen ser responsables de la prestación de otros servicios públicos como el agua potable, alcantarillado y comunicaciones. Con este trabajo se pretende entregar una herramienta que permita evaluar las diferentes opciones tecnológicas disponibles en las diferentes zonas, calcular las tarifas resultantes y 5.

(6) seleccionar la opción con mayores condiciones de suficiencia financiera. Esta herramienta se construye a partir de experiencias anteriores como HEZNI2 y la de MVS 3 para la toma de decisiones de suministro energético en las ZNI. Esta nueva versión es deseable no solo por la actualización de la plataforma de software, sino por la nueva información con que cuenta la UPME sobre el servicio de electricidad y los requerimientos futuros en las ZNI y la disponibilidad a pagar de los consumidores en estas zonas haciendo uso del método de variable contingente realizado anteriormente. Para la realización del programa, se considera una caracterización de la situación socioeconómica y de las posibilidades de desarrollo y transformación productiva de la región, el estudio de la oferta de fuentes locales, incluyendo la cercanía a la red eléctrica actual y futura; se realiza una estimación de la demanda a partir de los datos de consumo actual y posibles; para avanzar en la selección de la solución teniendo en cuenta aspectos relevantes tales como impacto ambiental, costos de mantenimiento, posibilidades de mejoramiento a futuro etc. y el diseño de la tarifa, con base en la disponibilidad a pagar. La aplicación se encuentra programada en Java y se desarrolló bajo el entorno de Eclipse. Esta aplicación se encuentra constituida por paneles que representan cada uno de los módulos que se tratarán más adelante, esta distribución permite al usuario una mayor flexibilidad a la hora de ingresar la información al sistema. El presente documento está organizado de la siguiente manera:. 3. Situación actual de las zonas no interconectadas en el territorio colombiano Mediante información obtenida en más de 90 localidades, el CONPES 3108 de 2001 planteó una división en tres tipos de localidades que permite la caracterización de las ZNI en base a tamaño o número de pobladores, demanda de energía, necesidad del número de horas que se requiere el servicio, capacidad de pago entre otros. Los tres tipos de localidades son las siguientes: 2. G. Gonzales, A. Inés Cadena, A. Ospina, Desarrollo de un programa para soportar la toma de decisiones de soluciones energéticos en las zonas no interconectadas. 3. HENAO PIZA, Juan Felipe. Modelo de toma de decisiones multiobjetivo en energización de zonas no interconectadas como herramienta para el alcance de medios de vida sostenibles. Medellín, 2005, 124 p. Tesis (Maestría en Ingeniería de sistemas). Universidad nacional de Colombia. Escuela de sistemas. Facultad de minas.. 6.

(7) Localidades tipo 1: Corresponden a centros poblados con más de 500 habitantes, que actualmente cuentan, en promedio, con 11 horas diarias de servicio. En estos centros existen algunos comercios y pequeñas industrias donde el uso de la energía es diferente al consumo residencial. En este grupo se cuentan 5 capitales departamentales, 43 cabeceras municipales y 8 corregimientos departamentales. Se propone un servicio de 24 horas para las capitales y 16 horas para las otras localidades, considerando las necesidades identificadas. Localidades tipo 2: A este grupo corresponden los centros poblados que tienen una población entre 200 y 500 habitantes, con servicio de energía durante 5 horas diarias en promedio. El consumo es netamente residencial, con un crecimiento prácticamente vegetativo. En este grupo se incluyen 445 localidades entre las que se cuentan corregimientos departamentales y municipales e inspecciones de policía. Se propone llegar a proveer un servicio de 12 horas diarias. Localidades tipo 3: A este grupo pertenecen aproximadamente 311 localidades, constituidas, por lo general, por asentamientos ubicados en áreas apartadas y de difícil acceso. El consumo es netamente residencial y cubre necesidades de iluminación y de comunicaciones. Se propone un servicio residencial de 6 horas, y de manera permanente únicamente para servicios comunitarios. La caracterización anterior tiene como objetivo principal ‘suministrar un servicio acorde a las necesidades de cada centro poblado’. Así mismo teniendo en cuenta el criterio de accesibilidad, el cual se considera determinante en los costos en lo que incurre la empresa prestadora del servicio, la caracterización socioeconómica y los recursos energéticos disponibles en cada región, se llevo a cabo una agrupación por 12 zonas. La primera zona identificable corresponde al Choco-Atrato en donde se encuentran 41 centros poblados llegando a una población de 81000 habitantes, el segundo grupo es el conformado por el litoral pacífico del Chocó donde se cubre toda el área de la costa pacífica chocoana y el centro y sur del departamento, en este caso se cuenta con 148 centros poblados y 190000 habitantes. Un tercer grupo es el litoral pacífico del Nariño y Cauca, cuyo número de habitantes asciende a 270000, siendo el más poblado de las 12 zonas definidas. A continuación se presenta el grupo de Rio Meta y Casanare con un número de 94000 habitantes y donde el acceso a esta región se debe hacer de manera 7.

(8) fluvial por medio de los ríos Meta y Casanare, seguimos con la región del Rio Guaviare la cual posee una de las mayores extensiones y una población cercana a los 130000 habitantes, el Rio Guaviare se posiciona como el eje fundamental de toda esta zona. Las otras zonas corresponden a las los Ríos Caquetá y Caguán y Rio Putumayo que juntas suman una población de 133000 habitantes, y finalmente nos encontramos con las zonas del Amazonas, Vaupés, Guainía y Vichada que incluyen las capitales departamentales y cabeceras municipales más importantes. La siguiente figura nos permite observar la división de localidades de ZNI realizada a lo largo del territorio nacional antes mencionada:. Figura 1. División regional de las ZNI. Adicional a lo antes mencionado el CONPES 3108 mantiene que a su vez se busca ‘concentrar la responsabilidad de operación del servicio en el menor número posible de empresas, para hacer fácilmente identificable el mecanismo a utilizar’. Cada una de las zonas atiende diferentes tipos de localidades.. 3.1 Marco institucional Para avanzar en la solución de la prestación del servicio a las ZNI, el gobierno nacional ha expedido diferentes políticas y documentos Conpes, ha conformado entidades responsables y ha creado fondos de financiamiento para la instalación de las opciones tecnológicas de suministro eléctrico. 8.

(9) Mediante el documento CONPES 3055 de noviembre de 1999, el gobierno nacional aprobó las estrategias y acciones para la energización de las ZNI. Los estudios realizados con motivo de este Conpes concluyeron que el principal problema en la prestación del servicio a esas zonas no era estrictamente financiero, e identifico como la mayor debilidad “la ausencia de entidades locales responsables, que brinden una gestión acorde con las requerimientos técnicos, administrativos y operativos necesarios para la prestación de un servicio eficiente de energía”. Según se señala en el documento Conpes 3108 de 2001, las principales causas de la ineficiente ejecución de recursos para proyectos en ZNI son: Problemas en la formulación de los proyectos, los cuales no han contado con el debido análisis técnico y económico. Problemas en la contratación y ejecución de las obras. Demoras en el desembolso efectivo de los recursos destinados a inversión. Deficiencias en la capacidad para administrar, operar y mantener la infraestructura. Ausencia de entidades locales responsables, que brinden una gestión acorde con los requerimientos técnicos, administrativos y operativos necesarios para la prestación de un servicio eficiente de energía. De esta manera, en este documento se dan los lineamientos para la definición de esquema empresarial en estas zonas con el fin de suministrar un servicio efectivo acorde a las necesidades de cada población. Se establece que las empresas que se encarguen de la prestación del servicio deben ser viables en varios aspectos: La generación de recursos propios. El aprovechamiento del potencial energético regional. La utilización eficiente de los recursos de la Nación. El otorgamiento de subsidios, los cuales deben ser determinados de acuerdo con la capacidad de pago del usuario y las tarifas establecidas. 9.

(10) Adicionalmente, el Conpes 3453 del 2006 plantea esquemas de gestión para la prestación del servicio de energía en ZNI. Este esquema de gestión está conformado por un marco regulatorio para crear un sistema tarifario en las ZNI, así como modelos de subsidios y contribuciones que permitan la ejecución de proyectos en dichas zonas.. 3.2 Fondos financieros Existen fondos tales como el Fondo de Apoyo Financiero para la energización de las Zonas no Interconectadas (FAZNI), el Fondo Nacional de Regalías (FNR) y el Fondo Especial de Energía Social (FOES), estos fondos buscan incentivar el desarrollo de actividades en pro de mejorar la prestación del servicio en donde este fuese inadecuado y de implementarlo en lugares donde no exista, igualmente existen alternativas de financiamiento que son brindadas por la UPME, el Instituto de Fomento Industrial (IFI), Bancoldex además de otras estrategias que la IPSE ha creado para los prestadores del servicio en las ZNI. La tabla mostrada a continuación nos permita fijar una referencia respecto al monto invertido por el FAZNI para la ejecución de proyectos en ZNI.. 10.

(11) Figura 2. Asignación de recursos del FAZNI en el año 2006 para ZNI.. La tabla anterior nos muestra que aunque el dinero asignado por el FAZNI para la ejecución de proyectos para las ZNI es bastante significativo, el número de personas beneficiadas es muy pequeño en relación el número de habitantes que vive en dichas zonas (1.831.822). Se busca lograr la conformación de empresas de servicios públicos, que garanticen el suministro de energía eléctrica con mayores horas de servicio, estándares de calidad adecuados y que corrija las deficiencias de las empresas prestadoras del servicio actuales. Todo esto nos muestra la existencia de una voluntad para la solución de la problemática de las ZNI respecto a la situación energética de estas.. 11.

(12) 3.3 Suministro de energía en las ZNI Las ZNI se caracterizan principalmente por estar ubicadas en áreas rurales, no estar ampliamente pobladas, gran dispersión de sus pobladores, bajos niveles de consumo, en su gran mayoría de carácter residencial, por pagar altos costos por la energía que reciben con pésimos índices de calidad y poca disponibilidad diaria, energía que en su gran mayoría proviene de plantas diesel así mismo como poca capacidad para asumir el costo que pagar por la energía les representa. Las plantas diesel que proveen la gran mayoría de energía en ZNI son en su mayoría propiedad de alcaldías locales, por lo que no se tiene información financiera sobre el estado de la empresa prestadora de energía, dificultando la labor de identificar gastos de operación, ganancias etc. Los altos costos pagados por los usuarios en ZNI se deben a la falta de un sistema tarifario lo que lleva a que en la mayoría de los casos el pago se haga en base a tarifas fijas, la siguiente figura nos muestra como se distribuye el cobro de la energía en las ZNI.. Figura 3. Distribución de metodologías de cobro en ZNI.. De igual manera las ZNI se identifican en su gran mayoría por sus riquezas de recursos naturales lo que permite que se plantee una baraja de alternativas que aprovechen estos recursos con los que se cuenta en la zona, algunas de las alternativas que se plantean consideran pequeñas centrales hidroeléctricas, generación solar fotovoltaica, generación solar termina, energía eólica, utilización de biomasa, GLP y carbón mineral entre muchas otras tecnologías con la que se cuenta actualmente.. 12.

(13) Las ZNI cuentan con una capacidad instala de 109MW, en donde el aproximadamente 96,3% de esta capacidad instalada corresponde a tecnología diesel, dejando el 3,7% restante en manos de pequeñas centrales hidroeléctricas y algunos proyectos pequeños de energía fotovoltaica.. 3.4 Análisis de experiencias – Fundesarrollo En la región del Caribe colombiano se llevó a cabo procesos de energización en zonas rurales, un estudio sobre estos casos fue consignado en el libro “Energización rural en el Caribe colombiano: evaluación de experiencias” publicado por la UPME y Fundesarollo 4 en el 2002. Este libro proporciona las experiencias vividas durante y después de la ejecución de proyectos de energización en zonas rurales, las cuales deben ser tenidas en cuenta a la hora de plantear y ejecutar alternativas que permitan la prestación del servicio de energía eléctrica en ZNI. Las principales conclusiones halladas en este libro se presentan a continuación: La mayoría de proyectos de energización rural a poblaciones pequeñas no son rentables y deben ser soportados por fondos públicos. Es indispensable que los proyectos que se ejecuten en el futuro puedan sostenerse y logren ampliar su cobertura. Es posible disminuir el monto de los fondos públicos mediante participación del sector privado para que construya y opere los proyectos durante un tiempo razonablemente largo, siempre y cuando vea una serie de incentivos. Unos de las fallas apreciadas fue que al entregar los proyectos a las comunidades beneficiadas para que fueran operados por estas, y al no contar con una supervisión adecuada se produjo un deterioro o terminación de los proyectos por fallas en los equipos debido a un mal mantenimiento.. 4. Fundación para el desarrollo del Caribe, Fundesarrollo.. 13.

(14) El orden de ejecución de los proyectos seleccionados debe ajustarse al criterio del menor costo por unidad de energía suministrada. Además se deben tener en cuenta la existencia de otras justificaciones. Se ha comprobado que cuando se trata de soluciones comunitarias, estas presentan dificultades debido a las tensiones que se presentan en algunos casos entre los vecinos, debido a roces y diferencias que nacen a la hora de darle uso a al equipo que permite acceder a los usuarios a la energía eléctrica.. 4. Análisis de herramientas existentes y de información disponible En este primer capítulo se hace un recuento de las experiencias anteriores en el desarrollo de herramientas para la selección de alternativas energéticas en las ZNI, se analizan los resultados obtenidos, las recomendaciones dadas y se miran que módulos pueden ser reutilizados para el planteamiento de esta herramienta. Así mismo se examina en detalle la nueva información con la se cuenta y la manera en que esta ayuda a que el nuevo modelo planteado se acomode de una mejor manera a la realidad de las regiones.. 4.1 Modelos propuestos y herramientas existentes para la selección de alternativas energéticas en ZNI Anteriormente se han desarrollado modelos que por medio de determinados algoritmos buscan la mejor solución energética teniendo en cuenta criterios de sostenibilidad, así como las condiciones económicas, sociales, culturales, hábitos de consumo, poder adquisitivo entre otros aspectos de los habitantes que se encuentran en la zona de estudio. Y aunque estos modelos tienen en cuenta variables fundamentales para la toma de la decisión adecuada, no fueron desarrollados en base a información existente, información que actualmente ya posee la UPME y que ha sido recolectada por medio de encuestas, por lo que los resultados arrojados no representaban de la mejor manera lo que realmente sucedía ya que no se contaba con la información suficiente. Es por eso que partiendo del HEZNI que es un ‘programa realizado para la toma decisiones de soluciones energéticas en las zonas no interconectadas’ se propone plantear el nuevo modelo en base a la información ya existente, que supere las inconvenientes que se presentaban en modelos anteriores debido a la falta de información y en donde se 14.

(15) plantee la adición de nuevas variables que permitan un mejor modelamiento de la situación energética de un municipio o región en particular y que se logre escoger la mejor solución energética teniendo en cuenta todas y cada una de las características de la región de estudio. A continuación se presenta un breve resumen de las dos metodologías principales estudiadas.. 4.1.1 Desarrollo de un programa para soportar la toma de decisiones energéticas en las ZNI (HEZNI) El programa basa su funcionamiento en un criterio de maximización de beneficio acorde a las características económicas, naturales, sociales y culturales de una región determinada, para ello se plantea un modelo que consta de 4 fases: i.. Caracterización socioeconómica: La caracterización socioeconómica se basa en.. -. Población y número de viviendas. Localización geográfica. Medios de comunicación. Servicios públicos. Salud y educación. Economía: Agro-Industrial, Comercial y oficial, minería y otros. Infraestructura Transporte. Balance energético de la región.. ii. Estimación de la demanda y oferta energética: Para el cálculo de estos factores se realizar una tipificación de las zonas a ser estudiadas y se plantea una variable explicativa que permita justificar el crecimiento de la demanda, la oferta energética tenida en cuenta contempla: -. Recursos energéticos contemplados: Biomasa Energía eólica Energía solar Pequeñas Centrales Hidroeléctricas (PCH) Interconexión a la red 15.

(16) -. Diesel. iii. Metodología para la selección de la alternativa energética: Se busca maximizar el aporte a la formación de capital natural, capital económico y capital social, para cada uno de los cuales se definen diferentes indicadores que facilitan la calificación por parte de diferentes actores. La selección del proyecto se hará basada en el aporte que cada proyecto haga a la formación de capital natural (o al menor desgaste), de capital económico y de capital social, las variables tenidas en cuentas son: -. Mayores ingresos. Encadenamiento productivo. Mínimo costo. Posibilidad de captar recursos. Mayor alcance en cubrimiento o usos de energía. Complementariedad de servicios púbicos. Mayor vinculación de la comunidad. Mayor robustez de la solución. Mayor uso de recursos renovables, Menor impacto ambiental.. La selección de la opción se hace con base en los pesos otorgados a cada indicador y tipo de capital, de acuerdo con el Plan de Ordenamiento Territorial de la región, o con el criterio del grupo de actores que participan en la decisión. Los indicadores se pueden clasificar en dos grupos los cualitativos y los cuantitativos; los cualitativos son los que tienen una calificación dada por el creador del programa los cuantitativos en base al merito económico. iv. Definición costos de subsidios, tarifas, cálculo de la inversión, organización empresa, Costo Incremental Promedio de Largo Plazo etc. Se propone a la región una tarifa basada en el costo incremental promedio de largo plazo, buscando que la solución sea sostenible y vincule a la población. 4.1.2 Modelo de toma de decisiones multiobjetivo en energización de ZNI cómo herramienta para el alcance de medios de vida sostenible. 16.

(17) De acuerdo al tipo de estudio realizar se puede plantear una serie de indicadores de análisis para proyectos energéticos algunos de estos son: La viabilidad financiera, capacidad de pago, disponibilidad de combustibles, demanda de energía, grado de participación social, impacto ambiental, riesgos político-militares, presencia institucional Se hace uso de cinco activos o capitales que toda comunidad posee: Capital Natural, Físico, Social, Humano y Financiero. A continuación i. El Capital Natural: se refiere a la serie de recursos naturales, como tierra cultivable, agua, plantas, animales y minerales, que son asequibles a los hogares o individuos dentro de su contexto urbano o rural, y de los cuales se pueden derivar flujos de recursos útiles para su sostenimiento. ii. El Capital Físico: comprende las infraestructuras básicas y los bienes de producción (herramientas y equipos) necesarios para respaldar a los medios de vida. En el contexto de la energización de ZNI, la infraestructura física estará relacionada con la infraestructura eléctrica (plantas de generación, abastecimiento de energía para escuelas, hospitales, acueducto, etc). iii. El Capital Humano: representa las aptitudes, conocimientos, capacidades laborales y buena salud que permiten a las poblaciones entablar distintas estrategias y alcanzar sus objetivos en materia de medios de vida sostenibles. iv. El Capital Social: se refiere a los recursos sociales en que los pueblos se apoyan en la búsqueda de sus objetivos en materia de medios de vida sostenibles. Éstos se desarrollan mediante: redes y conexiones, participación en grupos formalizados, y relaciones de confianza, reciprocidad e intercambios. v. El Capital Financiero: son los recursos financieros que las poblaciones utilizan para lograr sus objetivos en materia de medios de vida. Las dos fuentes principales de capital financiero son: las partidas disponibles o ahorros (regalías, dinero, depósitos bancarios o activos como ganado o joyas) o créditos; y las entradas regulares de dinero (pensiones u otros pagos realizados por el estado). El modelo planteado consta de dos fases principales: -. Caracterización de la comunidad: Esta fase consiste en identificar las necesidades, prioridades y preferencias energéticas de una comunidad aislada, partiendo de información existente, además de información secundaria relacionada principalmente con la disponibilidad de recursos naturales en la zona, como por ejemplo: radiación solar, velocidad media del viento, etc. Como resultado de esta primera fase se presenta un conjunto de alternativas genéricas de energización a 17.

(18) evaluar, junto con: su fuente de generación, su capacidad [kW], su eficiencia y su disponibilidad real de ser implementada en la zona. -. Definición y selección de alternativas de energización: Esta fase parte del conjunto de posibles alternativas de energización a implementar generadas por la caracterización de la fase anterior, necesidades y prioridades energéticas y recursos naturales y de infraestructura, estas alternativas son evaluadas respecto a cinco que representan los cinco capitales de la comunidad, en base a esta evaluación se construyen los pentágonos generados por cada alternativa y se tiene la posibilidad de redefinir cambiando el impacto sobre algunos de los cinco capitales de la comunidad ya antes nombrados.. 4.2. Información disponible. Estando familiarizados con las metodologías anteriores se realizaron una serie de reuniones con la UPME donde se definió el trabajo a ser realizado, se analizó la información con la que ellos cuentan, que aspectos de los modelos anteriores podrían ser reutilizados y se manifestó que se trabajaría conjuntamente para ir resolviendo las dudas que vayan surgiendo. La información proporcionada por la UPME se puede clasificar en: Planos cartográficos y de infraestructura eléctrica de los municipios. Inventario de la infraestructura eléctrica con la que se cuenta tanto del sistema de generación como de distribución; generadores, repuestos, transformadores, postes, estructuras de paso, estructuras de retención, transformadores, cables de red. Análisis financieros de las empresas de energía, ejecuciones presupuestales, ejecuciones del sistema general de participaciones, participación de los gastos de funcionamiento e inversión social etc. Proyección de demanda de demanda del consumo eléctrica a 15 años. Se plantean proyecciones para un escenario de consumo bajo así como para uno de alto consumo. Descripción detallada del aforo en cada localidad, así como proyecciones del aforo frente a escenarios de prestación del servicio un mayor número de horas. 18.

(19) Aspectos socioeconómicos residenciales, comerciales e institucionales; número de habitantes y comercios, composición familiar, características de la vivienda y del comercio, servicios públicos con lo que se cuenta, tipo de iluminación, disponibilidad a pagar frente a mejoramiento del servicio, ingresos y gastos, capacidad de autoabastecimiento, número de empleados etc. Para el caso del municipio de Cumaribo-Vichada, la información recolectada permite hacer una detallada caracterización socioeconómica del municipio, así como de la prestación del servicio actual de energía eléctrica, información base que es ingresada a la herramienta construida.. 4.3 Disponibilidad a pagar La UPME contrató un estudio que permite conocer la disponibilidad a pagar, aunque no se muestra claramente la metodología seguida se recomienda profundizar en este aspecto para optimizar el cálculo de la tarifa. Se presenta un pequeño resumen de los resultados del estudio contratado por la UPME respecto a la disponibilidad a pagar. El estudio contratado por la UPME para determinar la disponibilidad a pagar (DAP) frente a la implementación de alguna alternativa energética que permita el suministro de energía 24 horas al día tiene en cuenta las siguientes variables: Variable que determina la disposición a pagar más o no por el servicio Valor máximo dispuesto a pagar Número de personas integrantes de la familia Nivel educativo del jefe de hogar Material del piso de la casa Material de las paredes de la casa Ingresos mensuales Variable que determina si la casa es propia o arrendada Variable que determina la existencia o no de un medidor Pago mensual del servicio de energía Potencia instalada en cada una de las casas Pago mensual por GLP. 19.

(20) Basado en las variables antes nombradas el estudio hace uso del modelo Tobit 5 para la estimación de la disponibilidad a pagar y concluye que las variables mas relacionadas con la disponibilidad a pagar basados en el caso de estudio de las comunidades aisladas del departamento de Nariño son: Nivel de educación Material del piso de la casa Ingresos Pago actual por servicio de energía Pago por GLP Potencia instalada en la casa Después de aplicar el modelo se concluye que a diferencia del material del piso de la casa las demás variables muestran un coeficiente con signo positivo, es decir que a medida que es se paga más por el GLP, o que se tiene más potencia instalada etc. Mayor es la disponibilidad a pagar, mientras que entre menor sea la calidad del material del piso de la casa la disponibilidad a pagar disminuye. Estas conclusiones no pueden llegar a ser generalizadas para todo el territorio nacional por lo que se hace necesario profundizar más en la metodología para conocer la disponibilidad a pagar.. 5. Modelo propuesto En este capítulo se describen cada uno de los módulos que componen el modelo desarrollado. Los siguientes módulos se encuentran separados por paneles y fueron creados en base a la información obtenida por la UPME para los municipios en las ZNI.. 5.1 Módulos del modelo propuesto 5.1.1 Información general del municipio. 5. Modelo econométrico propuesto por James Tobin en 1958 que permite describir la relación existente entre una variable dependiente e independiente.. 20.

(21) En este módulo se maneja la información general del municipio tal como departamento, número de habitantes, número de viviendas, tasa de crecimiento, nivel de educación etc. Con este primer módulo se da inicio a la caracterización socioeconómica del municipio, esta información se complementa con aquella recolectada en los siguientes módulos.. 5.1.2 Actividades económicas y servicios públicos Este módulo permite obtener la información acerca las actividades económicas desarrolladas en la zonas tales como: Minería, Agricultura, ganadería, turismo u otras. Así mismo se conocen los servicios públicos con los que cuenta la comunidad tales como agua, teléfono, saneamiento básico, energía eléctrica y gas. Si la comunidad cuenta con servicio de gas se hace necesario conocer el costo invertido en este, el número de familias beneficiadas etc. Ya que el costo invertido en el GLP es un factor determinante en la disponibilidad a pagar. Adicionalmente esta sección se encarga de los pesos atribuidos a cada uno de los capitales que serán explicados más adelante, a la existencia de subsidios en la zona por parte del gobierno, al precio del dólar, a la existencia de asociaciones comunitarias etc.. 5.1.3 Estimación de la demanda La técnica utilizada para la estimación de la demanda está basada en aumentar el consumo de energía en base a unas tasas ingresadas por el usuario al sistema. La estimación de la demanda se encuentra divida en tres periodos de tiempo, un primer periodo de 0 a 5 años en donde la demanda crece en base al crecimiento vegetativo de la población como es de esperarse más un factor correspondiente a la demanda reprimida en el peor de los escenarios, esto nos permite tener en cuenta la demanda de energía que no se presentaba porque no se contaba con el servicio o porque este no se prestaba las 24 horas del día. Un segundo escenario que se ubica entre el año 5 al 20 en donde se da un mayor crecimiento explicado por el aprendizaje, puesta en marcha de la alternativa energética y el encadenamiento productivo generada por esta. Finalmente un último periodo comprendido entre el año 20 al 25 en donde se presenta una saturación del crecimiento de la demanda explicada porque se alcanza el máximo nivel posible de producción del municipio con la implementación de la alternativa.. 21.

(22) La curva de la proyección de la demanda se asemeja a una función sigmoide6 similar a la mostrada más adelante. El modelo de estimación de la demanda toma como variables de entrada: -. Demanda total actual del municipio Tasa de crecimiento de la demanda Periodos de la proyección ( en caso de querer cambiar los periodos establecidos por defecto ). La siguiente figura visualiza la proyección de demanda suministrada por la herramienta en donde se pueden observar los 3 periodos descritos anteriormente.. Figura 4. Ejemplo de gráfico de proyección de la demanda.. 5.1.4 Oferta energética La oferta energética de la región se obtiene en base a la características no solo energéticas de la región sino también en base a las especificaciones económicas, de infraestructura, naturales entre otras. Al tener en cuenta diversos aspectos para la oferta energética de la región se busca identificar los recursos energéticos más factibles de implementar en la región y no. 6. La curva logística o sigmoidal captura el fenómeno de altos crecimientos iníciales seguidos por una tendencia a la saturación. P.R. Shukla.. 22.

(23) encontrarse con imprevistos en una etapa más avanzada de la selección de la mejor alternativa energética de la región. Los recursos energéticos que el programa considera son los siguientes: Energía Solar Energía Eólica Plantas Diesel Pequeñas Centrales Hidroeléctricas Biomasa Planta de gas natural Planta de gas natural ciclo combinado Interconexión a la red eléctrica Esta última opción se agrega únicamente a manera de comparación informativa, ya que no se desarrolló un estudio detallado que permitiese realizar una comparación verdadera entre la interconexión a la red eléctrica y las demás alternativas aquí expuestas. Para la energía solar se tendrá en cuenta la radiación solar promedio anual de la región donde se encuentra el municipio o localidad objetivo, para la energía eólica la velocidad media del viento, para las plantas diesel el costo del combustible. Para las pequeñas centrales hidroeléctricas la localización de la región, la altura de esta y el caudal de la fuente de agua más cercana, la biomasa tendrá en cuenta facilidad para la obtención de madera o para el cultivo de esta, al igual que bagazo. Cada uno de los recursos energéticos nombrados anteriormente se evaluará no solo en base a las características nombradas anteriormente sino también en base a los recursos financieros de la región para estimar la factibilidad económica de implementar la solución. Igualmente se tiene en cuenta si la región recibe algún tipo de subsidio para la compra de combustible en caso de que aplique o para el pago de la factura de energía eléctrica en caso de que esta exista. El aspecto social de la región representa otro factor importante que se debe tener en cuenta debido a que no todas las alternativas representan igual integración de parte de la comunidad, algunas requieren cierta capacitación por parte de la comunidad, aspecto de gran importancia si se tienen en cuenta las experiencias de Fundesarrollo en el Caribe colombiano.. 23.

(24) Finalmente la infraestructura con la que cuenta la región es un elemento fundamental, ya que la falta de esta puede encarecer el desarrollo de un proyecto que inicialmente se perfilaba como el de menor costo. El análisis de la oferta económica de la región debe ser realizado por una persona que esté familiarizada con las diferentes opciones manejadas por el modelo, así como con las características de la región, que conozca la organización de la comunidad, los riesgos a los que está expuesta entre otros factores.. 6. Selección de la solución La selección de la solución se realiza en base a diferentes capitales planteados que permitirán la evaluación de las diferentes alternativas tecnológicas, con esta metodología se busca maximizar el bienestar de la población en todos los aspectos y no basar la elección de la alternativa únicamente en el criterio de mínimo costo, sino tener en cuenta otros criterios relacionados a cada uno de los capitales. La inclusión de capitales para la selección de la mejor alternativa energética y no solo la utilización del criterio de mínimo costo busca incentivar el encadenamiento productivo de la región e incentivar la participación de la comunidad en la mejora en la prestación del servicio de energía eléctrica, así mismo se busca aprovechar al máximo los recursos disponibles en la región. Cada capital planteado cuenta con una serie de indicadores que permite evaluar el aporte de cada capital a cada uno de las alternativas tecnológicas planteadas. Con estos indicadores se busca que exista una mayor flexibilidad a la hora de evaluar cada una de las alternativas y no se deba generalizar algunos aspectos que alejen la evaluación de la alternativa de la situación actual. A diferencia de metodologías anteriores el programa desarrollado da libertad al usuario de fijar los pesos de cada uno de estos indicadores con el fin de poder ajustarse mejor a las características de cada una de las regiones, no como ocurre en experiencias anteriores donde algunos de estos indicadores no podían ser modificados. Los capitales utilizados planteados para la selección de la solución son: 24.

(25) 6.1.1 Capital natural: Esta capital hace referencia a los recursos naturales con los que cuenta la región y al grado de utilización de estos para el planteamiento de cada una de las alternativas energéticas. 6.1.2 Capital económico: son los recursos con los que cuenta la región así como la distribución y utilización de estos por parte de la población. Así mismo evalúa la capacidad de la región para generar y mantener los recursos económicos con los que cuenta. 6.1.3 Capital social (humano): son los conocimientos, capacidades laborales y relaciones entre habitantes que crean las redes sociales necesarias para la creación de oportunidades económica en la región. 6.1.4 Capital físico: es la infraestructura eléctrica existente en la zona (red eléctrica, plantas de generación, acueducto, carreteras etc.). Cada uno de estos capitales cuenta con una serie de indicadores que permiten evaluar el impacto de cada capital frente a cada una de las alternativas planteadas, los indicadores son:. 6.1.5 Indicadores Mayores ingresos económicos para la región Encadenamiento productivo Mínimo costo Reutilización de inversiones privadas Posibilidad de captar recursos Mayor alcance en cubrimiento Integración de servicios públicos Mayor participación de la comunidad Mayor robustez de la solución. Mayor uso de recursos renovables Menor impacto ambiental La siguiente figura nos muestra un esquema en el que se muestra la distribución de los capitales en donde un cuadrado perfecto nos indicaría que la contribución de los capitales a la selección de una determinada alternativa energética se hace en la misma proporción.. 25.

(26) Físico. Social (humano). Natural. Económico. Figura 5. Diagrama de distribución equitativa de capitales frente a una alternativa energética.. En esta segunda figura se puede observar que ya no se cuenta con un cuadrado perfecto, es decir donde la contribución de los capitales no se da de manera equitativa en donde se aporta en menor medida al capital Social(humano) y natural, aportando este último en menor medida que el capital físico.. Figura 6. Diagrama de distribución no equitativa de capitales frente a una alternativa energética.. 26.

(27) Cada uno de los indicadores antes nombrados se encuentran relacionados entre sí y juntos buscan la selección de la solución que maximice el beneficio de la población. A continuación se realiza una breve descripción de cada uno de los indicadores Mayores ingresos económicos para la región: hace referencia al aumento de ingresos en la población gracias a la entrada en funcionamiento de la alternativa energética, ya sea por mano de obra o por el dinamismo económico generado. Encadenamiento productivo: Con la puesta en marcha de la solución se busca incentivar la mejora en la prestación de servicios así como el aumento de oportunidades para que la población vea nuevos horizontes de expansión. Mínimo costo: Este indicador a pesar de ser uno de los de mayor valor y uno de los criterios más importantes para la selección de la solución debe estar soportado por los demás indicadores planteados. Reutilización de inversiones privadas: Plantea la manera de evaluar en qué sentido la previa existencia de plantas de generación o cualquier otro mecanismo de generación en manos particulares afecta la disponibilidad a pagar. Posibilidad de captar recursos: Se hace referencia a la posibilidad que posee la región o el municipio para obtener los recursos necesarios para la instalación de la solución. Mayor uso de recursos disponibles: Busca conocer la factibilidad de que la solución seleccionada obtenga los recursos necesarios para su funcionamiento de la región. Integración servicios públicos: Evalúa la manera en que la puesta en marcha de la alternativa seleccionada impulsaría el mejoramiento o la inclusión de ciertos servicios públicos, en caso de no contar con ellos, en el municipio. Mayor participación de la comunidad: Hace referencia a que tanto la comunidad se vería envuelta en la puesta en marcha de la solución, ya que teniendo en cuenta lo publicado por fundesarrollo la sostenibilidad a futuro de una solución energética depende en gran medida de la colaboración de la comunidad. Mayor robustez de la solución: Se busca que la solución seleccionada cumpla con ciertos estándares de calidad que permitan garantizar la confiabilidad del sistema. 27.

(28) Mayor uso de recursos renovables: Se quiere premiar el uso de recursos renovables en busca de impactar el medio ambiente lo menor posible. Menor impacto ambiental: Se busca que la solución genere el menor impacto ambiental, al igual que audible o visual. Cada indicador puede recibir cuatro calificaciones diferentes correspondientes a: 0 si el criterio no debe ser tenido en cuenta. 1 si la solución aporta negativamente o no cumple con ninguno de los objetivos del indicador 2 si la solución cumple medianamente los objetivos del indicador. 3 si la solución cumple en su mayoría o totalidad los objetivos del indicador. Cada indicador aporta a la construcción de cada uno de los capitales antes nombrados, el esquema mostrado a continuación permite ver la distribución de los indicadores en los capitales.. 28.

(29) Capital económico. Mayores ingresos Encadenamiento productivo. Capital natural. Mayor uso de recursos renovables Menor impacto ambiental. Mínimo costo Posibilidad de captar recursos. Capital social (humano). Capital físico. Mayor integración de la comunidad. Mayor uso de recursos disponibles. Mayor robustez de la solución. Integración de servicios públicos Reutilización de inversiones privadas. Figura 7. Distribución de los indicadores en cada uno de los capitales.. Aunque el usuario está en libertad total de cambiar los pesos otorgados a cada uno de los indicadores dependiendo de la alternativa tecnológica que se está estudiando, basados en la experiencia anterior del HEZNI se tienen ciertos valores predeterminados para cada una de las alternativas. Los valores predeterminados para cada una de las alternativas e indicadores son:. 29.

(30) Fuentes individuales. Tecnología/Indicador. Integración de servicios públicos. Encadenamiento productivo. Mayor uso de recursos renovables. Menor impacto ambiental. Mayor participación de la comunidad. Mayor robustez de la solución. Energía solar. 1. 1. 3. 3. 1. 2. Energía eólica. 2. 1. 3. 2. 1. 2. 3. 1. 2. 1. 2. 3. 2. 1. 1. 2. 1. 3. Planta diesel. 3. 3. 1. 1. 2. 2. Biomasa. 3. 3. 3. 2. 3. 3. Central hidroeléctrica Interconexión a la red. Tabla 1. Calificación de indicadores para fuentes individuales.. 6.2 Cálculo de la tarifa Para el cálculo de la tarifa se plantean dos opciones diferentes, una primera alternativa donde la se tiene una tarifa de costo fijo y otro donde se plantea una tarifa de dos partes en donde se está trasladando al usuario únicamente los costos de operación y mantenimiento de la alternativa tecnológica seleccionada, el costo de la inversión debe ser financiado por el gobierno ya sea por medio de dineros provenientes de algún fondo. En caso de que el municipio deba endeudarse este costo podrá ser tenido en cuenta en la tarifa cobrada al usuario. De esta manera, el cálculo de la tarifa se realizó basado en los costos de inversión, AOMs y factores de utilización mostrados en la tabla que se tiene a continuación. Los precios aquí mostrados se encuentran en dólares americanos.. Tipo de energía. Costo inversión por kW instalado. O&M Variables por. Biomasa. $1900. 0.0045 $/kWh. Gas natural. $1186. $2,05 por MWh. Gas natural ciclo combinado. $2342. $3 por MWh. Eólica. $1362. NA. Solar. $3918. NA. O&M fijos 0.0050 $/kWh $11936 por MW $20307 por MW $30921 por MW $11926 por MW. Factor Utilización 80% 70% 85% 34% 21%. 30.

(31) Diesel. $1000. 0.0035 $/kWh. 0.03030 $/kWh. 67%. Hidroeléctrica. $1800. 0.004 $/kWh. 0.008 $/kWh. 67%. Interconexión red. Ingresado por el usuario. Ingresado por el. Ingresado por. Ingresado por el. usuario. el usuario. usuario. Tabla 4. Costos utilizados para el cálculo de la tarifa.. La metodología planteada para el cálculo de la tarifa necesita de los siguientes elementos: Costo actual de la inversión Vida útil de cada alternativa Tasa de descuento Costos de administración, operación y mantenimiento (AOM) Costo de combustible si aplica Factor de utilización Los pasos para el cálculo de la tarifa de una sola parte se encuentran en la siguiente figura:. Paso 1 Paso 2. Paso 3 Paso 4 Paso 5. • Cálculo del Costo Anual equivalente (CAE).. • Suma del CAE y los costos fijos O&M.. • Suma de los O&M variables y costos de combustible si aplica.. • Variabilización del fijo en base a las horas de un año y factor de uso.. • Suma de los pasos 3 y 4 lo que nos da el costo de la tarifa.. Figura 8. Metodología para el cálculo de la tarifa.. Para el cálculo de la tarifa de dos partes, donde al usuario solo se le trasladan los costos de operación y mantenimiento se sigue el mismo procedimiento anterior sin sumar los O&M variables y costos de combustible. 31.

(32) La tasa de descuento utilizada para el cálculo de la tarifa se calculó haciendo uso del ‘Capital Asset Pricing Model’ (CAPM) o Modelo de fijación de precios de activos de capital. El CAPM viene dado por la siguiente fórmula:. Donde: r es la tasa de rentabilidad esperada (tasa de descuento) es la tasa libre de riesgo es el índice de rentabilidad correspondiente al tipo de activo, tasa de retorno. es la sensibilidad del activo al riesgo no diversificable Para este caso se tomó una tasa libre de riesgo de 3,36% que corresponde a la tasa de 7 los bonos del tesoro americano a 10 años . El término se tomó con un valor del 11%8 correspondiente a la tasa promedio de retorno de los últimos años del mercado americano. Y el valor de fue de 0,48 9 que corresponde a la sensibilidad de la inversión en el mercado americano. A la ecuación mostrada anteriormente se adiciona el término EMBI (Emerging Markets Bond Index) que es un indicador económico que nos permite medir la diferencia entre los retornos financieros de la deuda pública de un país emergente respecto a los retornos financieros ofrecidos por la deuda pública norteamericana, que se toma como base ya que se considera como libre de riesgo. Para el caso de Colombia tenemos un EMBI de aproximadamente 2,4%. 10 Reemplazando los valores obtenidos en la ecuación obtenemos.. El valor de 9.42% fue el utilizado como tasa de descuento para el cálculo de la tarifa.. 7. Federal Reserve Statistical Release, tasa al 28 de diciembre de 2010 http://pages.stern.nyu.edu/~adamodar/New_Home_Page/datafile/histretSP.html, New York University, Annual returns on stock, T. Bond and T. Bills: 1928-Current 9 Damodaran, profesor de finanzas de la universidad de Nueva York. 10 8. Conpes 3642, gráfica 3, comportamiento EMBI.. 32.

(33) 7. Programación de la herramienta Este último capítulo corresponde a la programación de la herramienta haciendo uso de la metodología descrita anteriormente que permite evaluar cada una de las posibles alternativas energéticas. La aplicación se encuentra programada en Java bajo el ambiente de desarrollo de Eclipse. Esta aplicación cuenta una interfaz gráfica dividida en 9 paneles que permiten que el usuario se desplace libremente por cada una de las secciones de la aplicación, así mismo cuenta un panel especial donde se publican los resultados, estos paneles corresponden a los módulos descritos con anterioridad. La aplicación cuenta con las opciones básicas de guardar, reiniciar e imprimir los resultados obtenidos. Para el funcionamiento de la aplicación no se hace necesario una previa instalación, simplemente esta se copia al equipo en el cual se desee usar y se ejecuta con un doble click. El único requisito para su correcto funcionamiento es que el equipo cuenta con alguna versión de Java. En los anexos se encuentra en detalle un pequeño manual para el correcto uso de la herramienta.. 33.

(34) 8. Conclusiones y recomendaciones. Aunque no es sencillo evaluar ítems diferentes al mínimo costo en la selección de alternativas de suministro energético mediante un modelo único debido a la gran cantidad de diferencias que se presentan entre una región a otra y a las características únicas de cada una de ellas, este modelo logra en cierta medida la integración de otros factores diferentes al factor económico, brindando la posibilidad de evaluar aspectos de carácter social, físico y natural, que muchas veces son dejados de lado en la selección de alternativas de suministro energético y que terminan afectando considerablemente la sostenibilidad del proyecto tal como se aprecia en algunas de las experiencias de energización rural en el Caribe. [6]. A pesar de que en la mayoría de los casos el estado debe hacer una gran inversión para implementar alguna de las alternativas, el mismo estado debe fomentar la creación de infraestructura que no solamente permitiría a la población tener acceso al servicio de energía eléctrica sino que jalonaría las economías en regiones ZNI llevando a disminuir índices de pobreza, desempleo etc. La creación de una herramienta que tenga en cuenta todas las posibles características que se presentan en las ZNI requiere de un manejo de un gran volumen de información. Esta herramienta es una buena aproximación que tiene en cuenta los factores más relevantes que influyen en la selección de alternativas de suministros energético, aunque se debe tener muy claro que se requiere de un trabajo más a fondo y de mayor tiempo con el fin de obtener una herramienta que pueda acercarse de manera precisa a las condiciones reales que se presentan a la hora de la selección de proyectos de este tipo. Se hace necesaria la presencia de un experto al momento de dar uso a la herramienta, que tenga gran conocimiento de la región de estudio así como de las diferentes alternativas tenidas en cuenta con el objetivo de acercar los resultados obtenidos lo más posible a la realidad existente. El cálculo de la tarifa hace uso de una tasa de descuento de 9.42% en donde por medio del EMBI se busca incluir las condiciones actuales de riesgo del país. Aunque la tasa de descuento debería variar en base a la alternativa estudiada, este se asume constante para todas por facilidad de manejo y por disponibilidad de información, lo que afecta pero en muy poca medida el resultado final. 34.

(35) Las proyecciones de demanda proporcionadas por la UPME son muy optimistas respecto al crecimiento presentado frente a la puesta en marcha de alguna alternativa de suministro energética que permita una disponibilidad del servicio de 24 horas, razón por la cual para la proyección de manda el usuario tiene total libertad de ingresar las tasas de crecimiento en cada uno de los tres periodos propuesto. Estas tasa deben ir de la mano de los porcentajes de crecimiento de la población publicados por el DANE para acercarse más a la realidad existente. El cálculo tarifario aquí realizado solo tiene en cuenta el costo por kWh en el sitio de generación, es decir no se toman los costos por concepto de distribución ni comercialización, costos que pueden aumentar el costo final que deberá pagar el usuario. Aunque se incluye la opción de interconectarse al SIN para ser comparada con las demás alternativas, esta comparación solo debe tomarse de manera informativa debido a que para la correcta realización de esta comparación se hace necesario un estudio adicional que permite determinar la manera de comparar de manera equivalente esta alternativa frente a las otras, ya que en el caso de interconexión a la red se deben tener en cuenta costos de generación, pérdidas en la transmisión, costos de transmisión, distribución y comercialización.. Para trabajos futuros se recomienda profundizar en el estudio de la disponibilidad a pagar con el fin de utilizarla como ítem a tener en cuenta tanto en la selección de la alternativa energética así como en el cálculo de la tarifa, lo que permitiría tener una mejor visión de la viabilidad de la alternativa. Se recomienda dar mayor flexibilidad a la hora de dar los pesos a cada uno de los criterios utilizados para la valoración de cada uno de los capitales propuestos, permitiendo que la metodología se acomode de una mejor manera a las características únicas de cada región. Se debe tener en cuenta el uso de la tasa de descuento aquí planteada, ya que esta no permanecerá constante en el tiempo y dependerá de las condiciones actuales del país y de la economía mundial.. 35.

(36) 9. Bibliografía [1] HENAO PIZA, Juan Felipe. Modelo de toma de decisiones multiobjetivo en energización de zonas no interconectadas como herramienta para el alcance de medios de vida sostenibles. Medellín, 2005, 124 p. Tesis (Maestría en Ingeniería de sistemas). Universidad nacional de Colombia. Escuela de sistemas. Facultad de minas. [2 ]QUESADA OCAMPO, Juan D. Aplicación de algoritmos genéticos, usando un ecualizador como soporte, en la determinación óptima de recursos para la energización rural. Bogotá, 2002, 126 p. Tesis (Pregrado en ingeniería eléctrica). Universidad de los Andes. Facultad de Ingeniería. [3] G. Gonzales, A. Inés Cadena, A. Ospina, Desarrollo de un programa para soportar la toma de decisiones de soluciones energéticos en las zonas no interconectadas [4] Florez Acosta Jorge Hernan, Tobón Orozco David, Castillo Quintero Gustavo, ¿Ha sido efectiva la promoción de soluciones energéticas en las ZNI de Colombia?: Un análisis de la estructura institucional [5] Superintendencia de servicios públicos domiciliarios, agenda ciudadana nacional sobre servicios públicos domiciliarios de energía en zonas no interconectadas del país. [6] Bonilla A., Juan Pablo, Energización rural en el Caribe Colombiano: Evaluación de experiencias. [7] Formulación de un plan de desarrollo para las fuentes no convencionales de energía en Colombia (PDFNCE), Presentado a: UPME, por: Consorcio energético CORPOEMA. Bogotá, 14 de Octubre de 2010. [8] Consejo nacional de política económica y social, CONPES 3108 de 2001. Programa de energización para zonas no interconectadas. Ministerio de minas y energía, Ministerio de Hacienda y Crédito público. [9] Consejo nacional de política económica y social, CONPES 3055 de 1999. Estrategias y acciones para la energización de las zonas no interconectadas del país. Ministerio de minas y energía, Ministerio de Hacienda y Crédito público. [10] Ley No. 143 de 1994, artículo 11. Congreso de Colombia. 36.

(37) 10. Anexos 10.1 Validación herramienta municipio de Cumaribo - Vichada El departamento del Vichada es el segundo más grande de Colombia después del Amazonas, cuenta con una extensión de y una población de 55782 habitantes. Este departamento se encuentra conformado por 4 municipios: Puerto Carreño, Santa Rosalía, La Primavera y Cumaribo, este último la población objetivo para la validación de la herramienta. Los aspectos característicos de Cumaribo el cual es el municipio de mayor extensión en Colombia son: Clima cálido y seco 75% del territorio es sabana, el 25% restante selva Expansión total: 74000 Km2 Expansión urbana: 508Km2 Expansión rural:73492Km2 Altitud cabecera municipal: 125 MSNM Temperatura media: 27 C Ríos: Tomo, Vichada, Guaviare, Tuparro y caño Mataven. Explotación de aguas subterráneas abastecimiento público y doméstico. Vías de acceso: o Aérea o Terrestre: Solo en verano o Fluvial: Todo el año Aunque el municipio cuenta con estratificación y se tienen contadores, el cobro de la tarifa por concepto de energía eléctrica se hace por medio de tarifas fijas de la siguiente manera: Residencial: $6500 Comercial: $15000 Oficial: $20000 El servicio de energía eléctrica se presta a un número de 500 usuarios de los cuales 365 pertenecen al estrato 1, un total de 100 usuarios al estrato 2, 25 usuarios de tipo comercial y 10 usuario de carácter oficial.. 37.

(38) El servicio de energía es prestado por un lapso de 8 horas diarias lo que equivale a un consumo de combustible de la planta de 27 galones por día teniendo en cuenta que el costo del diesel para la región es de $8500 ya con el subsidio proporcionado por el gobierno, lo que nos da un gasto diario de $229500 en consumo de diesel. En primer lugar se realizaron las proyecciones de demanda en base a la información dada por la UPME, se realizo la proyección de demanda en un primer escenario donde se tuvieron en cuenta los porcentajes de demanda reprimida y crecimiento vegetativo del escenario actual y una segunda proyección de demanda donde se utilizaron los porcentajes correspondientes al escenario medio.. Figura 9. Escenarios de proyección de demanda para Cumaribo-Vichada.. Después de esto se realizó el cálculo tarifario teniendo en cuenta el costo del galón de diesel en la región, que tal como se mencionó anteriormente es de $8500. Se analizaron las alternativas de planta diesel, energía solar y energía eólica. Se debe recordar que T1 corresponde a la tarifa 1 que es el Costo Incremental Promedio de Largo Plazo, mientras que T2 corresponde al segundo tipo de tarifa donde solo se le traslada el costo de combustible en caso de aplicar, mas los costos de administración, operación y mantenimiento de la solución.. 38.

(39) Figura 10. Diagrama de costos de las tarifas de cada una de las alternarivas.. Se debe tener en cuenta que el costo del combustible para la alternativa de la fuente dendroenergía fue un costo promedio obtenido de un plan de desarrollo para fuente no convencionales desarrollado por Consorcio Energético CORPOEMA en Octubre de 2010, por lo que esta valor puede cambiar y afectar totalmente el precio de la tarifa obtenido. Aunque en Cumaribo los usuarios pagan una tarifa fija mensual por consumo de energía razón por la cual no se puede realizar una comparación entre el valor pagado actualmente y las tarifas proporcionadas por la herramienta, se tomaron los costos de energía cobrados en el municipio vecino de Santa Rosalía, municipio con características similares a las de Cumaribo, los cuales se encuentran expresados en kWh lo que permite una mejor comparación. Los costos por concepto de energía que pagan los usuarios de Santa Rosalía son: -. Estrato 1: $160kW/h subsidiado Estrato 2: $200kW/h subsidiado Comercial e institucional: $413kW/h subsidiado. 39.

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