Peru - Evaluación del Potencial Hidroelectrico

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Presentación en el Banco Mundial del estudio de evaluación del potencial hidroeléctrico de Perú.

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Peru - Evaluación del Potencial Hidroelectrico

  1. 1. Banco Mundial – Semana de la Energía 2011Energía Sostenible: Bajo Carbono, Acceso y Gobernanza Perú - Evaluación del Potencial Hidroeléctrico Eduardo Zolezzi David Menéndez Arán Consultor del BM Halcrow Washington DC, 14 de Marzo de 2011
  2. 2. Perú – El Largo Camino del Desarrollo Hidroeléctrico 2008, 2009: Estudios ESMAP Sobre Marco y Barreras para el 2011: Nueva Evaluación del Desarrollo Hidroeléctrico Potencial Hidroeléctrico (Proyecto de ER – Financiamiento del BM)1973: la “Primera” Evaluacióndel Potencial Hidroeléctrico(Asistencia Técnica Alemana)
  3. 3. Perú – Evaluación del Potencial Hidroeléctrico Contenido Contexto (Motivación) Data Básica y Procesamiento Modelación Hidrológica y Procesamiento Potencial Hidroeléctrico Mejores 100 Potenciales Plantas Hidroeléctricas de Tamaños Pequeños y Medianos Productos: Atlas Hidroeléctrico, HidroGIS en Web
  4. 4. Perú – Evaluación del Potencial Hidroeléctrico Contexto (Motivación)
  5. 5. Potencial Hidroeléctrico Mundial
  6. 6. Potencial Hidroeléctrico en Sudamérica PERÚ 2do en SA en Potencial y 6to en el Mundo 7mo en SA en Capacidad. Instalada
  7. 7. El DesafíoPERÚ - ModeloSatelital Digital del Terreno
  8. 8. Perú – Evaluación del Potencial Hidroeléctrico Data Básica y Procesamiento
  9. 9. Data de Elevación (Topográfica)Mapas 1:100,00 del Instituto Geográfico Nacional Data Satelital Digital del Terreno SRTM (NASA)
  10. 10. Modelo Digital del Terreno (1)
  11. 11. Modelo Digital del Terreno (2)
  12. 12. Data de PrecipitaciónData Básica: Registros de 457estaciones originales, mas 155adicionales, del SENAMHI; Datadel TRMM (NASA); y de la FAOCleanwat 2.0 (2006).Resultados: 472 registrosconsolidados / procesados.
  13. 13. Data de TemperaturaData Básica: Registros de 264estaciones originales, mas 70adicionales, del SENAMHI; de FAOCleanwat 2.0 (2006); data de GHCN(NOOA); y data de climatología deRETScreen.Resultados: 265 registrosconsolidados / procesados.
  14. 14. Data de CaudalesData Básica: Registros de 144estaciones originales, mas 58adicionales, del SENAMHI; 279registros originales de la ANAPerú y 30 registros de la ANA deBrasil; y 14 registros del INRENAPerú.Resultados: 187 registrosconsolidados / procesados decaudales, de mas de 5 años deduración, en el periodo 1970-2010.
  15. 15. Disponibilidad de Data Básica del SENAMHI Precipitación Precipitación Caudal Caudal Temperatura Temperatura Región 6 Disponibilidad de datos Región 6 Precipitación, Caudal y Temperatura 90 00 02 04 06 08 70 72 74 80 76 78 82 84 86 88 92 94 96 98 Ene- Ene- Ene- Ene- Ene- Ene- Ene- Ene- Ene- Ene- Ene- Ene- Ene- Ene- Ene- Ene- Ene- Ene- Ene- Ene-
  16. 16. Data de Vegetación y Tipo de Suelo
  17. 17. Características Hidrográficas de Cuencas Acumulación de Flujos Hidrografía Procesada DelineaciónDe las Cuencas Direcciones de Flujo
  18. 18. Características Físicas de las Cuencas
  19. 19. Perú – Evaluación del Potencial HidroeléctricoModelación Hidrológica y Procesamiento
  20. 20. Procesamiento de Data Hidrológica y de Clima Precipitación Enero Jan-70 Jan-82 Jan-94 Jan-06 C urahuasi C hilcay oc Pisac 300 200 400 150 300 200 Temperatura 100 Jan-70 Jan-80 Jan-90 Jan-00 Jan-10 Jan-70 Jan-80 Jan-90 Jan-00 Jan-10 Preicipitación (mm) 200 100 P A M P A BLA N C A C A RU M A S C A N DA RA V E C A BA N A C O N D E 50 100 EDA 20 0 0 0 Acomay o Urubamba Granja Kcay ra 200 300 10Análisis de Series de Tiempo 300 150 0 Temperatura (°C) 200 C A MA NA E L F RA YLE P A U ZA S A N C A M ILOAnálisis de Doble Masa 200 100 20 100Acumulaciones Regionales 100 50 10 0 0 0 0Análisis estacional e inter- Jan-70 Jan-82 Jan-94 Jan-06 Jan-70 Jan-82 Jan-94 Jan-06 P A M P A G A LE RA S P U Q U IO BU E N A V IS TA H U A RO C H IRIanual de variaciones 20 10Análisis de valores atípicos 0 Jan-70 Jan-80 Jan-90 Jan-00 Jan-10 Jan-70 Jan-80 Jan-90 Jan-00 Jan-10Análisis de CorrelaciónAnálisis de ContinuidadEstadísticas (X, S, CV, CS)
  21. 21. Procesamiento de Data Hidrológica Dique Los Espanoles Región 2: Caudal Medio Mensual MARIA PEREZ (ANA2)Regiones Hidrológicas 25 250,0 Salamanca Aguada Blanca (ANA) 20 200,0 El Frayle (ANA) Caudal (m3/s) Caudal (m3/s) Sumbay 15 150,0 Tingo Grande Huatiapa 10 100,0 Negropampa (D) 5 50,0 PALLCA-HUARURO (ANA2) Puente Carretera Camana 0 0,0 Puente Colgante-Sibayo Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Charcani Mes Región 2: Curvas de permanencia 4,0 Chucarapi Huatiapa 3,5 MARIA PEREZ Negropampa 3,0 PALLCA-HUARURO Puente Carretera Camana 2,5 Puente Colgante-Sibayo Salamanca Q%/Qa 2,0 Aguada Blanca Charcani 1,5 Sumbay Tingo Grande 1,0 Promedio Region 2 Altura : 20-4500 msnm 0,5 2 Área: 60-17000 km 0,0 0% 20% 40% 60% 80% 100% % de tiempo superado
  22. 22. Data Hidrológica (y Relacionada) Procesada Evapo-transpiración AnualPrecipitación Promedio Anual Caudal Especifico
  23. 23. Formulas de Regresión para Hidrología Regional Qmedio = Caudal Promedio Area = Área de la Cuenca Pm = Precipitación Promedio Dd = Densidad Superficial de Drenaje S1085 = Índice de PendienteCon los Coeficientes Mas Significativos
  24. 24. Perú – Evaluación del Potencial Hidroeléctrico Potencial Hidroeléctrico
  25. 25. Determinación del Potencial Hidroeléctrico Teórico i Qi, Zi , Ai Li (1) Li (2.1) Qi HiNodo creado Qi+1, Zi+1, Ai+1automáticamente Li (2) zi i+1Nodo Intermedio Li (2.2) TRAMO i Qi+1 zi+1 PHTTOTAL = ∑ Pi = ∑ g ⋅(Qi ⋅ H i + (Qi +1 − Qi ) ⋅ H i / 2 ) Si L < 5 km, entonces Li=L Si L > 5 km, entonces Li=L/2 i: Nodo aguas arriba Qi [m3/s]: Caudal en el nodo i i+1: Nodo aguas abajo Qi+1 [m3/s]: Caudal en el nodo i+1 Ai [km2]: Área de drenaje en el nodo i Hi [m]: Diferencia de elevación [Zi – Zi+1] Zi [m]: Elevación del nodo aguas arriba entre los nodos i y i+1 Li: Longitud del segmento de río nodo i
  26. 26. Potencial Hidroeléctrico TeóricoPTeórico = 270 371 MWPAprovechable = 170 009 MW
  27. 27. Potencial Hidroeléctrico Teórico en Cuencas
  28. 28. Determinación del Potencial Hidroeléctrico Técnico PTec = g ⋅η ⋅ Hi ⋅ Qi Costos Electromecánicos (Ce): f(PTec) [Water Power – 2009] g: Constante de gravedad η: Eficiencia Costos Tubería (Cp): f(Qturb, Hi, LPenstock) [RETScreen – 2006] Hi [m]: Diferencia de elevación [Zi – Zi+1] Costos Obras Civil (Cc): f (Qturb, PTec, Hi) [RETScreen – 2006] entre nodos i y i+1 3 Qi [m /s]: Caudal en el nodo i
  29. 29. Índice Costo – Beneficio (ICB) CTA: Anualidad de la inversión total C: Monto de inversión total PTec: Potencial hidroeléctrico técnico COM: Costos de O & M C TA = C ⋅ FRC + PTec ⋅ COM ⋅103 COM = 40, 7 ⋅ P −0.3716 CTA FRC: Factor de recuperación de capitalICB = i ⋅ (1 + i ) n i: tasa de interés E FRC = (1 + i ) − 1 n: vida útil n E: Energía anual promedio generada PTec: Potencial hidroeléctrico técnico E = PTec ⋅ Fu ⋅ 24 ⋅ 365 Fu: Factor de utilización 24 x 365: Número de horas en un año
  30. 30. Potencial Hidroeléctrico Técnico de una Cuenca
  31. 31. Índice Costo-Beneficio y Costo Unitario Costo/Beneficio (ICB) 100ICB [US$/MWh] 80 CUR = 60 US$/MWh 60 40 20 Pmin 0 Costo/PINST 7000 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 PINST [MW] 6000 Costo/PINST [US$/KW] 5000 4000 3000 2000 1000 0 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 PINST [MW]
  32. 32. Potencial Hidroeléctrico Técnico-Económico PTécnico = 114 816 MW PTec. Aprovechable = 69 445 MW
  33. 33. Potencial Hidroeléctrico Técnico de Cuenca
  34. 34. Potencial Técnico de la Cuenca del Inambari Potencial HidroeléctricoTécnico 8600000 0 MW < Ptécnico< 1 MW y 1 MW <Ptécnico< 10 MW 10 MW <Ptécnico< 20 MW 20 MW <Ptécnico< 50 MW 8550000 50 MW <Ptécnico< 100 MW Ptécnico> 100 MW 8500000 8450000 8400000 8350000 900000 950000 1000000 1050000 1100000 1150000 x
  35. 35. Perú – Evaluación Potencial HidroeléctricoMejores 100 Potenciales Plantas Hidroeléctricas de Tamaños Pequeños y Medianos (1 < P < 100 MW)
  36. 36. Matriz Multi-Criterio para el Orden de Mérito Índice Costo-Beneficio (ICB) [wec1] Económico [ Pec] Valor Presente Neto [wec2] Tasa Interna de Retorno [wec3] Longitud del río afectada [wen1]Matriz Multi-Criterio Ambiental [Pen] Número de tributarios aguas abajo [wen2] Longitud de caminos de acceso [wen3] Disponibilidad de data básica [wo1] Otros Criterios [ Po ] Distancia a red eléctrica existente [wo2] Desarrollo de áreas de interés [wo3] Pec = 0.8 Pec = 0.6 wen1 = 0.2 wec1 = 1.0 Ponderación de los wec2 = 0.5 wen2 = 0.2Ponderación de los Índices en Primer Pen = 0.2 Índices en el wec3 = 0.5 wen3 = 0.1 Esquema wen1 = 0.6 Segundo Esquema ( Pen + Po ) = 0.4 wen2 = 0.4 wo1 = 0.3 wo2 = 0.2
  37. 37. (Muestra de) Mejores 100 con Multi-Criterio
  38. 38. Localización de los 100 Mejores Potenciales Desarrollos Hidroeléctricos 1.0 MW < Pinst < 20 MW Pinst > 20 MW
  39. 39. Perú – Evaluación del Potencial Hidroeléctrico Productos
  40. 40. Atlas del Potencial Hidroeléctrico
  41. 41. HidroGIS en la Web (1)http://sigfoner.minem.gob.pe/hidro
  42. 42. HidroGIS en la Web (2)
  43. 43. ¿Cómo Desarrollar (Racionalmente) el Potencial Hidroeléctrico de la Amazonía?Cuenca del Río Inambari: Potencial Técnico Hidroeléctrico Utilizable: 8,870 MW
  44. 44. Muchas Gracias por su Atención2011: Centenario del Descubrimiento de Machu Picchu

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