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Criterios para una matriz energetica (Energy Matrix)

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Muestra un conjunto d elementos a considerar en la conformacion de una matriz energetica

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Criterios para una matriz energetica (Energy Matrix)

  1. 1. Criterios para un Esquema Energético Foro Sistema Energético Nacional Fuentes Primarias y su Aprovechamiento Academia Nacional Ciencia Físicas y Matemáticas Academia Nacional Ingeniería y Hábitat Académico. Ing. Nelson Hernández (Energista) Blog: Gerencia y Energía La Pluma Candente Twitter: @energia21 Marzo 2017Periódico on line: Energy News
  2. 2. La matriz o esquema energético se refiere a una representación cuantitativa de toda la energía disponible, en un determinado territorio, región, país, o continente para ser utilizada en los diversos procesos productivos. El análisis de la matriz energética es fundamental para orientar la planificación del sector energético con el fin de garantizar la seguridad energética y el uso adecuado de la energía disponible. Así, el esquema energético identifica: Cuánta energía se consume Cuánta energía se necesita Cuánta energía se dispone Cuánta energía se importa o se exporta Cuánta energía se produce … y lo mas importante que tipo de energías utilizar. Matriz o Esquema Energético Infografía: N. Hernández
  3. 3. La frase “seguridad energética”, es relacionada por la gran mayoría de las personas a países que no son autosuficientes energéticamente, es decir, aquellos que tienen que importar para satisfacer su demanda… ya que es imposible o no es lógico que un país que “exporte energía primaria” presente una inseguridad energética. Por otra parte, el objetivo principal de una estrategia energética de un país debe ser la de garantizar, para su bienestar social y su desarrollo económico, un suministro energético seguro y constante y lograr por ende, seguridad energética. Seguridad energética Seguridad Energética Esquema o Matriz Energética Infografía: N. Hernández
  4. 4. Suministro seguro y confiable de energía Reducción de las importaciones o exportaciones de combustibles Deficiencia tecnológica Ausencia protección contra interrupciones en el suministro Ausencia Protección a la volatilidad de los precios de las energías Poca diversidad de tecnologías y fuentes energéticas Dependencia energética de países “no amigables” Mal funcionamiento de los mercados energéticos Insostenibilidad del ambiente Aspectos que inciden en la Seguridad Energética Infografía: N. Hernández
  5. 5. Solar Nuclear Fisión Maremotriz Geotérmica Biomasa Eólica Gas natural Carbón Petróleo Hidráulica Térmica Foto voltaica Espacial (futura) Residuos Cultivos Biocombustibles Renovables: Existen en una cantidad “ilimitada” en la naturaleza y amigables al ambiente No Renovables: Existen en una cantidad limitada en la naturaleza y no amigables al ambiente Fuentes de energía Infografía: Nelson Hernandez Energías X Fusión Nuclear Fusión Nuclear en frio (LERN) Nanoenergía Energía Genética
  6. 6. 100.0450Total 20.894Hidráulica 5.826Maremotriz 1.88Geotermal 15.670Eólica 50.6228Solar 3.817Bio Energía 1.67Mini Hidráulicas %Millones de TPE 2015. Potencial energético estimado de Venezuela Fuentes: (1) Tomadas del informe BP 2015 (2) “Energías Renovables: potencial energético de recursos aprovechables”. División de Alternativas Energéticas, MEM (2001) MARTÍNEZ, A. (3) Venezuela en el Juego Nuclear (http://plumacandente.blogspot.com/2009/10/venezuela-en-el-juego-nuclear.html) Elaboración: N. Hernández 46875 560 450 360 4440 41065 Millones de TPE 100.0Total 1.2Nuclear (3) 1.0Renovables (2) 0.7Carbón (1) 9.5Gas (1) 87.6Petróleo (1) % TPE = 7.33 Barriles Petróleo Equivalente Consumo estimado Energía 2015 = 115 IPN + 220 MI = 335 kTPED Solo las renovables , pueden cubrir el consumo
  7. 7. DIVERSIDAD DERECHOS HUMANOS COMUNIDADES INDÍGENAS ESTÁNDARES DE TRABAJO PREVENCIÓN DE CONFLICTOS PARTICIPACIÓN COMUNIDADES Y DEL TRABAJADOR PROGRESO SOCIAL Desarrollo Sustentable INGRESOS GANANCIAS FLUJO DE CAJA NETO RETORNO A LOS ACCIONISTAS CRECIMIENTO ECONÓMICO CERO DESPERDICIO REDUCCIÓN DE EMISIONES CUMPLIMIENTO DE LAS REGULACIONES PROTECCIÓN DEL AMBIENTE CREACIÓN DE EMPLEOS INVERSIÓN SOCIAL IMPACTO ECONOMIA LOCAL MEJORAMIENTO DE DESTREZAS ÉTICA EMPRESARIAL SOCIO-ECONÓMICO EFICIENCIA EN INVESTIGACIÓN PRODUCTOS/ ESTUDIOS PATROCINADOS ANÁLISIS CICLOS DE VIDA ECO-EFICIENCIA SEGURIDAD Y SALUD AMBIENTE LOCAL CAMBIO GLOBAL DEL CLIMA SOCIO-AMBIENTE SUSTENTABILIDAD Fuente: WEA’2000 Infografía: Nelson Hernández
  8. 8. Sustentabilidad energética Seguridad energética Acceso a servicios energéticos de calidad Reducción en el gasto energético sector público, privado y social Ambiente limpio Mitigación emisiones gases efecto invernadero Reducción contaminantes locales Desarrollo económico Creación de industrias y empleos Reducción de la pobreza Mejora de la infraestructura Fortalecimiento de las capacidades Desarrollo equitativo Sustentabilidad energética es una estrategia de desarrollo Gestión Sustentabilidad Energética
  9. 9. F = P * (G / P) * (E / G) * (F / E) Donde: F: cantidades de CO2 que son emitidas a la atmósfera en un lugar determinado. P: número total de habitantes relativos a la zona donde se va a realizar el estudio de emisiones a la atmósfera. (G/P): se refiere al nivel de actividad económica medido por PIB per cápita es decir el producto interior bruto en relación con cada persona residente en la zona a estudiar. (E/G) Intensidad Energética: se define como el cociente entre la energía demandada (consumida) y el PIB de la zona bajo análisis. (F/E) Intensidad de CO2: También llamado “intensidad de carbonización” es el cociente entre, la sumatoria del volumen de CO2 que emite cada fuente de energía consumida y/o producida, dividido por la energía total consumida. Identidad Kaya Infografía: Nelson Hernández
  10. 10. Fuente: AIE 2015 Infografía: Nelson Hernández Mundo. Demanda Energética (Escenario 2 ºC) Renovables: Biomasa, Eólica, Solar, Hidroelectricidad, Geotermal CarbónPetróleoGasNuclearRenovables 39.6 % 12.1 % 18.0 % 18.5 % 11.8 % 12.1 % 6.5 % 22.8 % 30.1 % 28.5 % 238 (MBDPE) 2015 2050 Electricidad = 39 % Electricidad = 49 % 260 (MBDPE) No emisoras CO2 51.7 % No emisoras CO2 18.6 % MBDPE Gas = 54.2 Petróleo = 71.6 Carbón = 67.8 MBDPE Gas = 46.8 Petróleo = 48.1 Carbón = 30.6
  11. 11. La planificación energética (estudiar metódologicamente de dónde se van a sacar los recursos energéticos que utilizaremos en el futuro) es una actividad muy reciente que comenzó a generalizarse entre los países más desarrollados a raíz de la crisis energética de la década de 1970 a 1980. Desde entonces, se han desarrollado muchos modelos entre los cuales destacan: MARKAL, NEMS, SAGE, POLES, 11R y SG. El mas utilizado es el MARKAL. ¿Qué es planificación energética? 1. Definir un Sistema energético de referencia 2. Definir condiciones actuales y posibles cambios tecnológicos 3. Establecer los escenarios posibles 4. Elegir el mejor escenario
  12. 12. Coordinación Finanzas Estructura del Programa Técnico Análisis Actividades y proyectos Trabajo Plan de Ajustes Monitoreo Actividades Presupuesto Diseño, Programación Documento del plan Responsabilidades y tareas Información y Retroalimentación Preparación del Plan Aprobación del Plan Evaluación del Plan Implementación del Plan Consultas Diálogos Negociación Metas ImpactoAjuste desarrollo Monitoreo del de Políticas Revisión Valores Actividades prioritarias Rol de actores Proceso de Planificación Estratégica 2 – 3 años1 – 2 años Inicio Visión Estratégica Consenso Construcción Prospectos Posicionamiento Entorno económico / tecnológico Monitoreo Cambios Objetivos Estratégicos ReposiciónEstrategias Estrategias Programa Políticas Concepto e Infografía: Nelson Hernandez
  13. 13. La Prospectiva es el conjunto de análisis y estudios sobre las condiciones técnicas, científicas, económicas y sociales de la realidad futura con el fin de anticiparse a ello en el presente. La Prospectiva permite crear la situación que queremos a futuro, y cuyo logro está asociado a las acciones que tomemos hoy. Por estar en un mundo de constantes dinamismo y cambios, los análisis prospectivos deben ser actualizados periódicamente, al menos cada dos años. Prospectiva : Definición
  14. 14. Metodología Ventajas Desventajas Requerimiento de información Tendenciales (series de tiempo) Util para predicciones tipo Base No considera “driving forces”. No incluyen causalidad y no pueden identificar cuando surgen contradicciones. Series históricas sociales, demográficas, económicas, etc. Por ejemplo: PIB, Población, consumos, etc. Econométricas Especialmente útiles en el corto y mediano plazo. No captura cambios estructurales. Según expertos este método no necesariamente resulta en mejores predicciones que las tendenciales (Huss, 1985) Series históricas sociales, demográficas, económicas, etc. Por ejemplo: PIB, Población, consumo, etc. Analisis de Uso Final Fácil de incorporar cambios tecnológicos anticipados. Permite capturar efectos de saturación. Permite distintos niveles de agregación. Puede llevar a pronósticos de demanda mecánicos sin referencia alguna al comportamiento óptimo de los agentes ni variaciones en patrones de consumo debido a cambios demográficos, económicos o culturales. Intensivo en datos. Requiere consumos energéticos sectoriales, desagregados tanto como sea posible, en general, los sectores desagregados en subsectores representativos con datos de diferentes tipos de consumos. Enfoques Combinados (Hibridos) Permite incluir en las estimaciones las inquietudes de ingenieros y economistas Intensivo en datos. Consumos sectoriales desagregados y series de datos que sustenten el análisis econométrico. Analisis de Escenarios Los supuestos quedan explícitos (Transparencia) Escenarios son débiles cuando se asume que los “drivers” claves del análisis permanecen inalterados en forma indefinida Intensivo en datos. Requiere consumos energéticos sectoriales, desagregados tanto como sea posible, en general, los sectores desagregados en subsectores representativos con datos de diferentes tipos de consumos. Metodologías Utilizadas para realizar una Prospectiva Fuente: Nelson Hernández
  15. 15. METODO HIBRIDO (Uso Final, Tendenciales, Juicio del Experto) INDICES CLAVES DATA HISTORICA POBLACION Electricidad Transporte Industrial Dom/Comer Petróleo Hidroelec Líquidos Gas Renovab Método Hibrido. Prospectiva Demanda Energética Fuente: Diseño N. Hernández Infografía: N. Hernández
  16. 16. 2011 2020 2030 2040 Base 15% Base 15% Base 15% Base 15% Hidr. Líquidos Transporte 362 275 401 310 444 345 458 355 Industrial 117 114 137 133 152 156 172 175 Domestico 31 31 32 32 29 29 10 10 Electrico 25 25 25 25 25 25 25 25 Total 535 445 595 500 650 555 665 565 Gas Transporte 8 8 16 14 35 30 76 63 Industrial 282 282 330 330 374 374 421 421 Domestico 10 10 24 24 58 58 138 138 Electrico 165 70 205 95 208 81 255 114 Total 465 370 575 463 675 544 890 736 Hidroelectr. Electricidad 445 445 550 550 550 550 550 550 Renovables Electricidad 0 0 8 8 62 62 115 115 TOTAL 1445 1260 1780 1521 1990 1711 2220 1966 Electricidad Hidr. Liquidos 25 25 25 25 25 25 25 25 Gas 165 70 205 95 208 81 255 114 Hidroelectr. 500 500 550 550 550 550 550 550 Renovables 0 0 8 8 62 62 115 115 TOTAL 700 595 840 678 898 718 945 804 % 48.4 47.2 47.2 44.6 45.1 42.0 42.6 40.9 Venezuela. Pronostico Consumo Energía Mercado Interno (kBDPE) Fuente: Cálculos N. Hernández Infografía: N. Hernández VerEstudioenhttps://www.scribd.com/doc/134278993/Venezuela- Pronostico-Demanda-de-Energia-2011-2040
  17. 17. Venezuela. Esquema Energético al 2040 (caso base) Fuente y Cálculos: N. Hernández Infografía: Nelson Hernández Hidr Líquidos Gas Hidroelectricidad Otras Renovables Total consumo= 2220 kBDPE 5 % 25 % 40 % 30 % Transporte Industrial Domestico Eléctrico Total x sector = 2220 kBDPE43 % 6 % 27 % 24 % Hidr Líquidos Gas Hidroelectricidad Otras Renovables Total sector eléctrico= 945 kBDPE 12.4 % 58 % 27 % 2.6%
  18. 18. COSTO INVERSION NIVELADO TIPO TECNOLOGIA $/Kw $/MWh 1 Pequeñas Hidroe 3000 40,45 2 Hidroelect 2934 54,32 3 TGA 562 62,18 4 TG CC 919 66,66 5 TGA CC 1025 71,19 6 TG 812 73,30 7 Orimulsión Turbina (1) 840 76,28 8 Hidro + Bombeo 5288 77,16 9 Solar PV 3873 85,05 10 Solar PV (desplazam) 3873 93,50 11 Solar PV (20 % almacenam) 4233 95,91 12 TGA + CC + CCS 2094 110,27 13 Eolica Tierra 2210 122,57 14 Fuell cell 7100 138,10 15 Fuel Oil 3000 143,10 16 Carbon Pulverizado 3246 171,23 17 Eolica Mar 6230 210,84 18 Solar termica 5060 217,70 19 TG CC Integral 4400 252,44 20 Carbón Gasificado + CCS 5231 264,10 21 TG integrada + CCS 7615 264,46 22 Nuclear Avanzada 5530 286,94 23 Geotermal Binaria 4360 325,79 24 Biomasa Cama fluidizada 4100 388,14 25 Geotermal 6240 424,52 26 Biomasa CC 8150 1110,9 27 Residuos solidos municipales 8320 1220,6 TG = Turbina a gas A = Avanzada CC = Ciclo combinado CCS = Captura de Carbono (1) = Turbina SGT 500 Los costos nivelados mostrados corresponden a valores de inversión y costos de O&M de 2013. Para la emisión de CO2 se contempla un costo de 50 $/TM. Se asume un TIR = 0 (cero) para la evaluación de cada Tipo de Tecnología Mundo. Costos nivelados promedios generación eléctrica (LCOE) Cálculos: Nelson Hernández Infografía: Nelson Hernandez Fuente: EIA / IEA / Lazard / Fraunhofer Solar Espacial Inversión: 40000 $/Kw LCOE = 320 $/MWh
  19. 19. EROI de crudo FPO, Orimulsión y gas Calculo e Infografía: N. Hernández 67% 33% Crudo FPO (EROI = 3:1)78% 22% 20 % 80 %
  20. 20. La seguridad energética es el “talón de Aquiles” para el desarrollo económico social de los países, de allí el interés de estos en desarrollar sus propias fuentes de energía, sobre todo las alternativas. El desarrollo global planteado requiere de una gestión energética sustentable con una mayor participación de las energías renovables en el esquema energético, que conlleve a minimizar el cambio climático La Identidad Kaya, es básica para elaborar esquemas energéticos futuros ya que engloba: población, crecimiento económico, eficiencia energética e intensidad de emisión de CO2 La planificación, la prospectiva y los escenarios energéticos son las herramientas básicas para establecer la interrelación de las fuentes energéticas a utilizar por los sectores productivos y de servicios de una región o país. El LCOE y el EROI, son índices que coadyuvan en la selección de las energías a ser empleadas. Lecciones Aprendidas
  21. 21. Venezuela, cuenta con suficientes recursos energéticos con el agravante que el 97.8 % son de energías fósiles, las mas cuestionadas en los esquemas globales energéticos a futuro. Sin embargo, el potencial de los recursos de energías amigables al ambiente puede cubrir con holgura las necesidades energéticas hasta mas allá de la segunda mitad del presente siglo. En la prospectiva mostrada sobre el consumo de energía en Venezuela al 2040, el 43 % es dirigido a generar electricidad, lo cual esta en línea con la tendencia mundial de un mundo electrificado. El 70 % de la generación proviene de energías limpias Venezuela, requiere de una planificación energética integral que de origen a políticas publicas que garanticen una seguridad energética sustentable. Lecciones Aprendidas
  22. 22. La fuente energética que busca la humanidad debe ser: Abundante, disponible, de fácil acceso, económica y amigable al ambiente, es decir, SUSTENTABLE. Hoy se vislumbran dos fuentes que cumplen con estos requisitos: La Fusión Nuclear y la Solar Espacial. Ambas, en pleno desarrollo y con metas comerciales a partir del 2040. Reflexiones… “Prefiero una Venezuela con un alto consumo racional de energía... Que una Venezuela con alta exportación de energía” (Nelson Hernández – 2013)
  23. 23. "...lo que si es cierto, es que el petróleo no va a ser nunca mas la base solida para un desarrollo prolongado de Venezuela; hay que buscar otras opciones, otras alternativas de generar riqueza, pero generar riqueza desde el punto de vista del trabajo, no desde el punto de vista del rentismo...“ (Nelson Hernández - 2016)
  24. 24. Para mantener nuestro lugar en la tierra, necesitamos seguir consumiendo ENERGIA! … Pero energía AMIGABLE al ambiente. Infografía: Nelson Hernández Humanos Microbios y otras especies Salubridad Medicinas Agua limpia Cocción alimentos
  25. 25. Foro Sistema Energético Nacional Fuentes Primarias y su Aprovechamiento Academia Nacional Ciencia Físicas y Matemáticas Academia Nacional Ingeniería y Hábitat Criterios para un Esquema Energético Académico. Ing. Nelson Hernández (Energista) Blog: Gerencia y Energía La Pluma Candente Twitter: @energia21 Marzo 2017Periódico on line: Energy News … Muchas Gracias!

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