S.C. de Bariloche, Río Negro. 2009

BALANCES ENERGETICOS

INDICE 1. Introducción 1 2. Principios físicos, unidades y equivalencias 3 3. Conceptos y definiciones del Balance Energético 7

3.1 Definiciones 7 3.2 Caracterización de las Fuentes Energéticas 9

3.2.1 Fuentes Primarias 9 3.2.2 Fuentes Secundarias 10

3.3 Centros de Transformación o Tratamiento 12 3.3.1 Centros de Transformación Primarios 12 3.3.2 Centros de Transformación Secundarios 13

3.4 Sectores Socioeconómicos de Consumo 14 3.5 Usos de la energía 15

3.5.1 Categorías Generales 15 3.5.2 Categorías Específicas 17 3.5.3 Aspectos Sectoriales 18

3.6 Unidad Energética y Equivalencias 20 4. El Consumo Aparente 23 5. Balance Energético de Base 27

5.1 Introducción 27 5.2 Los Balances de OLADE 28

5.2.1 Aspectos Generales 28 5.2.2 Balance de Energía Primaria 32 5.2.3 Balance de Centros de Transformación 33 5.2.3 Balance de Energía Secundaria 34 5.2.4 Consumo Final de Energía por Sectores y Total 35 5.2.5 Indicadores Globales 36

5.3 Ventajas y limitaciones de Balance Energético de Base 37 6. Balance Energético Integral 39

6.1 Introducción 39 6.2 Estructura General 40 6.3 Descripción de los componentes del BEI 43

6.3.1 Fuentes y conceptos utilizados 43 6.3.2 Balance de Reservas y Potenciales 46 6.3.3 Balance de Energías Primarias 47 6.3.4 Centros de Transformación Primarios 49 6.3.5 Centros de Transformación Secundarios 50 6.3.6 Balance de Energías Secundarias 51 6.3.7 Síntesis del Abastecimiento y del Consumo 52 6.3.8 Consumo Neto Sectorial Por Fuentes 54 6.3.9 Consumo Neto Sectorial por Usos 58 6.3.10 Consumo Útil Sectorial por Fuentes 58 6.3.11 Consumo Útil Sectorial por Usos 58

6.4 Incorporación de las FENR 59 6.5 Aplicación del BEI a los estudios regionales y a los estudios de caso 60

6.5.1 Estudios Regionales 60 6.5.2 Estudios de Caso 60

7. Obtención del Consumo de Energía Útil por Fuentes y Usos 63 7.1 Introducción 63 7.2 Matrices de Consumo de Energía Neta y Útil por Fuentes y Usos 66

7.3 Diseño de las Encuestas Energéticas 68 7.3.1 Objetivos de las Encuestas 68 7.3.2 Etapas para el desarrollo de las Encuestas. 69 7.3.3 Diseño del cuestionario 70 7.3.4 Procesamiento de la información 70

8. Metodología para realizar el Balance de Reservas de Energía Primaria 73 8.1 Problemas Generales 73 8.2 Problemas Específicos 75

8.2.1 Introducción 75 8.2.2 Leña 76 8.2.3 Residuos de Biomasa 79 8.2.4 Energía Hidráulica 80 8.2.5 Energía Solar 81 8.2.6. Energía Eólica 82 8.2.7 Petróleo y Gas Natural 84 8.2.8 Carbón Mineral 84 8.2.9. Uranio 85 8.2.10 Energía Geotérmica 85

8.3 El Problema de la Información sobre los Recursos Energéticos 87 9. Bibliografía 89 ANEXO I: Ejemplo del Balance de Reservas y Potenciales 91 ANEXO II: Cálculo del Potencial Bruto Total Anual de los Residuos de Biomasa 95 ANEXO III: Cálculo del Balance de Energía Primaria para la Energía Hidráulica 99 ANEXO IV: La Energía Útil en los Balances Energéticos 101

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1. Introducción El balance energético es una representación sintética de la totalidad del sistema energético, contabilizando los flujos físicos de la energía en los procesos que van desde su estado en la naturaleza hasta su utilización final. Se describe la situación de las reservas y potenciales de los recursos energéticos, la producción, transformación, intercambios con el exterior del sistema, el transporte, distribución y almacenamiento, las pérdidas, el consumo en los sectores socioeconómicos y, finalmente, los usos de la energía que se vinculan con la satisfacción de las necesidades humanas. El balance energético es el cuadro habitual de las estadísticas energéticas de un país y también un instrumento para el análisis. Se lo utiliza también para estructurar modelos integrales de prospectiva energética, donde reviste especial importancia la vinculación entre las variables energéticas y las variables socioeconómicas determinantes de los requerimientos energéticos. Dentro de estos modelos integrales se destaca también el análisis de los impactos sobre el medio ambiente que producen todas las etapas de las cadenas energéticas, en particular las emisiones de gases de efecto invernadero. El balance energético sirve para:

− Conocer la estructura del sistema energético en lo referente a: reservas, producción, transformación, transporte y distribución, almacenamiento, intercambios externos, pérdidas, consumo y utilización de la energía.

− Disponiendo de una serie histórica de balances, se puede ver la evolución de dicha estructura e identificar y cuantificar las sustituciones entre fuentes energéticas, tanto a nivel de oferta como de consumo.

− Relacionado con variables económicas, demográficas, datos de infraestructura energética, etc., permite realizar el diagnóstico energético del sistema en estudio.

− En estudios prospectivos, permite orientar el proceso en forma integral y analizar la coherencia de las posibles evoluciones futuras del sistema energético en su conjunto.

− Se lo utiliza para elaborar los inventarios de emisiones de gases de efecto invernadero del sector energía.

− Finalmente, sirve a la organización y sistematización de la información energética, aumentando su confiabilidad.

La necesidad de representar la totalidad del sistema energético, siguiendo algún criterio de homogeneidad, surge por las sustituciones que ocurren tanto en el consumo como en el abastecimiento energético dándole flexibilidad al sistema energético a fin de hacer una utilización racional de los recursos. En el capítulo 2 se presentan, en forma muy sucinta, los principios físicos de las conversiones energéticas que fundamentan la elaboración del balance energético. En el capítulo 3 se detallan los principales conceptos y definiciones que se utilizan para la elaboración e interpretación de los balances energéticos, la mayoría de ellos de aceptación generalizada y otros específicos de la metodología propuesta aquí para el Balance Energético Integral. En los capítulos 4, 5 y 6 se presentan los tres tipos de balances más comunes: el Consumo Aparente, el Balance Energético de Base y el Balance Energético Integral; desde el más

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simple al más complejo, presentando el sistema energético con un mayor detalle necesario para un mejor direccionamiento de las políticas energéticas. En la metodología propuesta, se pone especial énfasis en un estudio más detallado de los requerimientos energéticos. El análisis de los consumos de energía útil por uso, con el suficiente detalle de los grupos de consumidores, es el punto de partida para la prospectiva de la demanda y la formulación de políticas que tiendan a aumentar la calidad de vida de la población y proporcionar las mejores opciones de suministro energético para las actividades productivas y de servicios. La información sobre los consumos de energía útil por uso no se registra estadísticamente, por lo que es necesaria la realización de encuestas cuyos principales aspectos metodológicos se presentan el al capítulo 7. El capítulo 8 vuelve al inicio de las cadenas energéticas, o la última etapa del proceso de planificación, el balance de reservas y potenciales. Se presentan allí los criterios para analizar conjuntamente las reservas de todos los recursos energéticos, de diferentes naturalezas físicas y cuantificados originalmente con distintos criterios según la fuente energética que se trate. En la bibliografía se indican trabajos de la época en que empezaron a desarrollarse con más impulso los balances energéticos y que presentan los aspectos formales y estructurales (1 y 2); documentos iniciales de organismos internacionales que elaboran balances de diferentes países con un mismo formato (3 a 7); dos balances energéticos integrales que, si bien son de antigua data, se mantienen vigentes en sus aspectos metodológicos y como parte de estudios energéticos integrales (8 y 9); trabajos y textos que abordan los aspectos teóricos y metodológicos de la economía y planificación energética (10 a 14); un modelo energético integral (15); un enfoque para la formulación de políticas energéticas (16); y un reciente manual de estadísticas energéticas (17). Es común que los países publiquen las series de sus Balances Energéticos de Base en las páginas de Internet de los correspondientes ministerios.

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2. Principios físicos, unidades y equivalencias El concepto de energía en la física comienza a desarrollarse a partir del estudio del movimiento de los cuerpos. La causa de dicho movimiento es la actuación de fuerzas sobre el mismo, y se define el trabajo (T) realizado por una fuerza como el producto de la magnitud de la fuerza (F) por la distancia (d) que se mueve el cuerpo.

T = F x d [kgm] La unidad es el kilográmetro (kgm), o sea el producto de las unidades de ambas variables: kilogramo (fuerza) por metro (distancia). Para poner en movimiento un cuerpo debe actuar una fuerza resultante en el mismo sentido del movimiento (caso más simple de una dimensión). El cuerpo adquiere una determinada velocidad que puede ser constante o variable. En sentido contrario, para detener un cuerpo en movimiento debe aplicársele una fuerza en sentido contrario, o sea realizar un trabajo “negativo”. Se dice que el cuerpo en movimiento posee una energía (a esta forma de energía se la llama energía cinética) y que dicho cuerpo puede realizar un trabajo (el necesario para detenerlo, por ejemplo). De allí surge el concepto de energía, como la capacidad de un cuerpo para realizar un trabajo. Las unidades de energía y trabajo son las mismas, por ejemplo el kgm. Un cuerpo en movimiento que se detiene, o disminuye su velocidad, en forma permanente, genera calor producto de fuerzas llamadas disipativas o no conservativas muy comunes en la vida real y que actúan siempre en sentido contrario al movimiento, son las fuerzas de rozamiento (frenos de un automóvil, torno, etc.). Se observó en varios experimentos que una cierta cantidad de energía mecánica (cinética) producía siempre una misma cantidad de calor. La unidad de cantidad de calor se define cuantitativamente en función del cambio de temperatura producido en un cuerpo. Por ejemplo, una caloría (cal) es la cantidad de calor necesario para elevar 1 ºC (de 14.5 a 15.5 ºC) la temperatura de 1 gramo de agua. El proceso inverso, la transformación de calor en trabajo fue motivo de posteriores descubrimientos dando lugar a la invención de las máquinas térmicas: la máquina a vapor, el motor de combustión, etc. Queda afirmado el calor como otra forma de energía. Los desarrollos de la electricidad y el magnetismo, establecen otro campo de producción y utilización de la energía: las conversiones entre calor, trabajo y electricidad, en uno y otro sentido. La unidad corriente en que se mide la electricidad es el kilowatt-hora (kWh). Las principales equivalencias entre las principales formas de energía, y las unidades en que se miden corrientemente cada una de ellas, fueron establecidas en los experimentos iniciales de la física, y se presentan en la Tabla 2.1. La potencia (P) es la rapidez con que se realiza un trabajo. O, dicho de otro modo, es la rapidez con que aumenta o disminuye la energía absorbida o entregada por un cuerpo o sistema. Si la potencia es constante se calcula como el cociente entre el trabajo (T) o la energía (E) y el tiempo (t) transcurrido.

P = T/t = E/t La unidad corriente de potencia es el watt (1 watt = 1 Joule / seg).

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Tabla 2.1 Principales Equivalencias Energéticas

kgm Joule kcal BTU kWh 1 kgm 1 9,8 2,34 x 10-3 9,29 x 10-3 2,72 x 10-6 1 Joule 0,102 1 2,39 x 10-4 9,48 x 10-4 2,78 x 10-7 1 kcal 427 4186 1 3,968 1,16 x 10-3 1 BTU1 107,6 1055 0,252 1 2,93 x 10-4 1 kWh 3,67 x 105 3,6 x 106 860 3413 1

La energía se manifiesta en distintas formas tanto en la naturaleza como en la utilización que el hombre hace de ella. A la materia que la contiene, o a los estados de la materia, la denominamos fuente energética. A las formas básicas de trabajo y calor, se le agregan otras como química, nuclear, radiante, etc.; las más importantes se describen a continuación, como así también las principales fuentes que las contienen. Los combustibles fósiles (petróleo, gas natural, carbón mineral) la contienen como energía química. Así cuando se quema un combustible, la reacción química transforma la energía almacenada en calor. La energía nuclear es la contenida en el núcleo de un átomo. La misma puede liberarse por un proceso de fisión, cuando dos núcleos pesados e inestables (como del Uranio235) se rompen por el bombardeo con neutrones, se forman nuevos átomos y se libera energía en forma de calor; o mediante un proceso de fusión, cuando se combinan dos átomos livianos (el Deuterio, que es un isótopo del Hidrógeno) y se forma un nuevo átomo pesado (Helio) liberándose energía también en forma de calor. La energía nuclear proviene de la transformación de la materia2. La energía calórica se puede a su vez transformar en energía mecánica. Esto ocurre cuando el agua se convierte en vapor a alta temperatura y presión y mueve las turbinas de una central térmica, convirtiéndose en energía mecánica de movimiento (llamada energía cinética). Luego, esta energía mecánica en un generador se transforma en energía eléctrica. La energía potencial es la que tiene un cuerpo (o un sistema) debido a su posición. Por ejemplo, el agua a una determinada altura que por acción de la gravedad puede mover un molino o una turbina hidroeléctrica. Los rayos del sol contienen energía radiante, que es una onda electromagnética. La energía que proviene del sol se transforma en calor o luz, según la longitud de onda captada. La radiación solar, a su vez, se transforma en biomasa vegetal a través del fenómeno de fotosíntesis. Por otra parte, la descomposición de vegetales y animales, en determinadas condiciones, origina los combustibles fósiles. El ser humano capta energía de la naturaleza, en alguna de sus diferentes formas, y luego la transforma mediante una variedad de procesos tecnológicos a fin de hacerla apta para la satisfacción de sus necesidades de confort y para la producción de bienes y servicios. En la Figura 2.1 se presenta un ejemplo de ello. 1 British Thermal Unit. 2 Relacionada por la famosa ecuación de Einstein: E = m x c2 ; (m = masa, c = velocidad de la luz).

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Dichas transformaciones, o conversiones de una forma a otra de la energía, se rigen por el Primer Principio de la Termodinámica: “la energía no se crea ni se destruye, sino que se transforma de una forma a otra”. Este es el fundamento de las relaciones de equivalencia entre las distintas formas y fuentes de energía, aplicándose los coeficientes de la Tabla 2.1.

Figura 2.1 Conversión de la Energía

η1 = 0.97 η2 = 0.85

η5 = 0.80(promedio consumo)

η3 = 0.55 η4 = 0.90

Eficiencia Total ηT = η1 * η2 * η3 * η4 * η5 = 0.97 * 0.85 * 0.55 * 0.90 * 0.80 = 0.326

RefineríaRefinería CalderaCaldera GeneradorGenerador

IluminaciónIluminación

Calor de ProcesoCalor de Proceso

Fuerza MotrizFuerza Motriz

TurbinaPetróleo

Electricidad

RotaciónVaporFuel Oil

Eº CinéticaEº CalóricaEº CalóricaEº QuímicaEº Química

Eº PotencialEº Potencial

Gas LicuadoGasolinaKeroseneDiesel........

η = eficiencia

Eº Química

En todos los procesos de conversión de la energía ocurren pérdidas de energía inherentes al proceso de transformación. Estas pérdidas no se pueden eliminar en su totalidad; o sea, si hay transformación necesariamente ocurren pérdidas. Esto dio lugar al Segundo Principio de la Termodinámica, que en uno de sus enunciados originales se formulaba de la siguiente manera: “una máquina térmica funciona tomando calor de una fuente caliente, produce trabajo, y entrega calor a una fuente fría”. El calor que se entrega a la “fuente fría” son las pérdidas y la “fuente fría” es el medio ambiente. Este enunciado rige para todos los procesos de conversión de la energía, independiente de la forma inicial y final en que se manifiesta la energía. En la Figura 2.1 se ha puesto un ejemplo con valores de eficiencias similares a la realidad. O sea en una cadena energética real, la eficiencia total del sistema puede ser de 32.6%, el 67.4% de la energía captada de la naturaleza se pierde a la atmósfera durante las transformaciones que sufre hasta llegar a su utilización final.

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3. Conceptos y definiciones del Balance Energético 3.1 Definiciones − Energía Primaria: es la energía tal cual es provista por la naturaleza. Dicha provisión

puede ser hecha en forma directa como sucede con las energías hidráulica, solar; o después de un proceso minero como acontece con los hidrocarburos, el carbón mineral, los minerales fisionables y la geotermia; o mediante la fotosíntesis, como ocurre con la leña, los residuos de biomasa y los cultivos energéticos.

− Energía Secundaria o Transformada: es aquella obtenida a partir de una fuente primaria

o secundaria después de sufrir un proceso físico, químico o bioquímico (transformación) que modifica sus características iniciales, a fin de adaptarla a los requerimientos del consumo.

− Centro de Transformación o Tratamiento: es la instalación donde la energía primaria o

secundaria es sometida a procesos que modifican sus propiedades o su naturaleza original, mediante cambios físicos, químicos y/o bioquímicos; obteniendo energía secundaria. Centros de Transformación Primarios son aquellos a los que ingresa solamente energía primaria (Ej. refinerías de petróleo); y Centros de Transformación Secundarios son aquellos donde ingresan tanto energías primarias como secundarias (Ej. centrales eléctricas).

− Recursos Energéticos: para las fuentes no renovables, se trata de la cantidad de energía

primaria extraíble de yacimientos minerales, conocidos o desconocidos, a un nivel de costos predeterminados y con las tecnologías actuales y futuras previsibles. Para las fuentes renovables corresponden al concepto equivalente en relación con su potencial.

− Reservas: para las fuentes no renovables es la cantidad de energía primaria extraíble de

un yacimiento mineral en las condiciones técnico-económicas prevalecientes en el momento de la estimación. Para las fuentes renovables se utilizan valores proporcionales a su potencial anual técnico-económico.

− Variaciones de Reservas: son los descubrimientos o correcciones anuales en el valor de

la reserva de una fuente primaria. − Producción: es la cantidad de energía primaria extraída de un yacimiento minero, de una

masa forestal, de una turbina hidráulica, o captada por un equipamiento eólico o solar. Es la cantidad de energía secundaria obtenida en un Centro de Transformación.

− Importación: se refiere a la energía proveniente del exterior del país. − Importación desde el Resto del País: es la energía ingresada al sistema (provincia,

departamento o región) proveniente de otros sistemas del mismo país. − Exportación: se refiere a la energía enviada al exterior del país. − Exportación al Resto del País: es la energía enviada desde el sistema (provincia,

departamento o región) a otros sistemas del mismo país. − Energía No Utilizada: se refiere a aquella energía producida y que no es aprovechada

por el sistema socioeconómico (Ej.: gas natural venteado, leña o residuos de biomasa no recolectados, caudales vertidos en una represa, etc.).

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− Pérdidas: se distinguen tres tipos de pérdidas. Las primeras se originan en el transporte,

almacenamiento, transmisión y distribución de fuentes primarias y secundarias. Las segundas se producen en los Centros de Transformación. Por último, se distinguen las que se generan en la utilización final de la energía a nivel del usuario, las que se agrupan por sectores, por fuentes y por usos.

− Variación de Existencias: es la diferencia entre las existencias de una fuente energética

el último día del año y el último día del año anterior3. − Reinyección: es la energía primaria o secundaria que reingresa al reservorio, ya sea

directamente o después de ser sometida a un tratamiento (Ej.: gas natural, gas seco). − Energía Bruta: es aquella energía, primaria o secundaria, a la cual no se le han deducido

las pérdidas de transformación, transmisión, transporte, distribución y almacenamiento. − Energía Neta: es aquella energía, primaria o secundaria, cuyo destino es el consumo, y

a la cual se le han deducido las pérdidas anteriormente mencionadas. − Energía Final: es aquella energía, primaria o secundaria, que es utilizada directamente

por los sectores socioeconómicos. Es la energía tal cual entra al sector consumo y se diferencia de la anterior por el Consumo Propio del sector energía. La misma incluye al consumo energético y al consumo no energético.

− Energía Útil: es aquella energía neta a la cual se le han deducido las pérdidas de

utilización del equipo o artefacto donde se consume a nivel de usuario. Se aplica tanto al Consumo Final como al Consumo Propio.

− Abastecimiento u Oferta Interna: es la cantidad de energía, primaria o secundaria, que

tiene como destino el Consumo Intermedio en los Centros de Transformación y/o el Consumo Neto Total del sistema.

− Consumo Intermedio: es la cantidad de energía, primaria o secundaria, que ingresa

como insumo en los Centros de Transformación para transformarse en energía secundaria.

− Consumo Neto Total: es la cantidad de energía, primaria o secundaria, que se consume

en los sectores socioeconómicos y para el funcionamiento del propio sector energético (Consumo Propio).

− Consumo Propio: es el consumo de energía necesario para el funcionamiento de las

instalaciones del sector energético; o sea que incluye los consumos energéticos utilizados en las actividades de exploración, extracción, producción, transformación, transporte, almacenamiento y distribución de las distintas fuentes de energía. No se considera aquí el Consumo Intermedio, o sea los consumos de una fuente energética que se transforma en otra fuente energética (Ej. leña en carbón vegetal, diesel oil en electricidad, caña de azúcar en alcohol, etc.).

− Consumo No Energético: es aquel mediante el cual una fuente energética, o

potencialmente energética, es utilizada como materia prima o como insumo sin que el objetivo sea producir trabajo, calor o luz. Por ejemplo: los productos petroquímicos

3 También puede definirse con signo contrario, es decir la diferencia entre las existencias del último día del año anterior menos las del último día del año del balance.

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básicos (aromáticos, etileno, etc.) obtenidos por transformación de Naftas, Gas Distribuido, etc.; los lubricantes, asfaltos, solventes, aguarrás, etc. Los productos agrícolas (caña, sorgo, mandioca, remolacha) potencialmente energéticos, pero cultivados con la finalidad de producir alimentos, bebidas o materias primas, no se consideran como fuentes energéticas por lo que no incluyen dentro del Consumo No Energético.

− Sectores de Consumo: es la agrupación de los usuarios finales de la energía según las

características más generales. Ej. residencial, industria, transporte, etc. − Módulo Homogéneo: es un conjunto de consumidores agrupados sobre la base de

similares condiciones sociales, económicas, ambientales, tecnológicas y culturales; abastecidos con o sin determinadas fuentes energéticas; que tienen características similares de consumo energético; y de los cuales se espera un similar comportamiento ante variaciones en los determinantes del consumo de energía.

− Uso: es aquella modalidad de utilización de la energía realizada mediante un equipo o

artefacto de consumo y vinculada a la satisfacción de las necesidades humanas y productivas. Ej.: iluminación, cocción, calor de proceso, fuerza motriz, etc.

3.2 Caracterización de las Fuentes Energéticas 3.2.1 Fuentes Primarias

i) Gas Natural (GN): incluye tanto el gas libre o no asociado (es decir el procedente de yacimientos que producen solamente hidrocarburos gaseosos), como el asociado (es decir el que procede de yacimientos que producen hidrocarburos tanto líquidos como gaseosos) y también el metano extraído por arrastre de vapor en las cabezas de los pozos. Se incluye también el Gas Natural Licuado.

ii) Petróleo Crudo (PE): comprende el producto líquido obtenido de los pozos de

petróleo y consiste predominantemente en hidrocarburos no aromáticos (parafínicos, cíclicos, etc.) siempre que no hayan sido objeto de otros procesos que los de decantación, deshidratación o estabilización (remoción de ciertos hidrocarburos gaseosos disueltos, para facilidad de transporte) o que se hayan añadido solamente hidrocarburos recuperados previamente por medios físicos en el curso de los procesos mencionados. Los datos sobre el petróleo crudo incluyen los condensados en el yacimiento.

iii) Carbón Mineral (CM): es el carbón tal cual sale de la bocamina.

iv) Uranio (UR): se refiere al contenido de Uranio del mineral extraído.

v) Leña (LE): madera en bruto de los troncos y ramas de los árboles destinadas a ser

quemadas para cocinar, calefacción o producción de energía. Las plantaciones pueden ser bosques naturales o implantados.

vi) Cultivos Energéticos (CE): son aquellos destinados a la obtención de productos

energéticos. Por ejemplo la caña de azúcar, soja, colza y similares; plantados con el objeto de producir energía (etanol, metanol, biodiesel, etc.). Es decir que el mismo tipo de cultivo destinado a la producción de alimentos o insumos industriales no se considerará Cultivo Energético. Las plantaciones forestales se incluirán dentro de Leña.

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vii) Residuos de Biomasa (RB): son los generados en las actividades agrícolas, agroindustriales, forestales y urbanas, juntamente con el estiércol del ganado, siempre que se los pueda utilizar energéticamente. Por Residuos Agrícolas se entiende a los rastrojos de los cultivos agrícolas. Los Residuos Pecuarios son el estiércol generado por la población animal (caballos, vacunos, porcinos, aves y ovinos). Como Residuos Agroindustriales se considera a la materia orgánica que se genera en la agroindustria, cuando materias primas agrícolas son sometidas al proceso de industrialización. Ej.: cáscaras, pulpas, lejías, bagazo, etc. Los Residuos Forestales son aquellos generados en la extracción de madera de los bosques naturales o implantados como ramas, virutas, costaneros, aserrín y raíces. Los Residuos Urbanos son los materiales potencialmente combustibles (papeles, cartones, etc.) desechados como basura en las actividades de las poblaciones urbanas.

viii) Energía Hidráulica (HE): es la proveniente de un curso de agua ya sea para generar

electricidad en una central o para accionar bombas, molinos, ruedas, etc.

ix) Energía Eólica (EO): es la energía cinética del viento captada por un equipamiento eólico (molino) o un aerogenerador.

x) Energía Solar (SO): es la energía disponible directamente en forma de radiación y es

captada y transformada por un equipamiento intermediario (colector, panel fotovoltaico, concentrador).

xi) Energía Geotérmica (GE): es el vapor y el agua caliente obtenidos de yacimientos

geotérmicos tal cual salen de los mismos. 3.2.2 Fuentes Secundarias

i) Gas Seco (GS): es el gas obtenido en las Plantas de Tratamiento de Gas Natural, constituido fundamentalmente por metano.

ii) Gas Distribuido (GD): es el gas tal cual sale del Centro de Mezcla de Gases, que se

transporta por gasoductos, que es vendido a través de redes de distribución y cuyo consumo se computa a través de un medidor.

iii) Gas Licuado (GL) o Gas Licuado de Petróleo (GLP): es el propano y/o butano que se

consume envasado en garrafas y cilindros y también se inyecta a las redes de algunas localidades de los países. Se obtiene a partir del Gas Natural en las Centros de Tratamiento de Gas Natural, como también del Petróleo en las Refinerías de Petróleo.

iv) Gas de Refinería (GR): es el gas que se produce en las Refinerías de Petróleo y en

algunas Petroquímicas, y que generalmente está formado por hidrocarburos de 1, 2 y 3 átomos de carbono, más algunos gases inertes (CO2) y combustibles (SH2).

v) Nafta para Reformar (NR): es el corte de nafta virgen (el que sale de las unidades de

destilación atmosférica de una Refinería de Petróleo) y que suele enviarse a las Petroquímicas para su transformación en productos de usos no energéticos (aromáticos o etileno, por ejemplo) y/o nafta de mayor octanaje que las vírgenes.

vi) Aeronaftas (AN): son los cortes de derivados de petróleo utilizados por los aviones

con motores ciclo Otto.

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vii) Motonaftas (MN): son las gasolinas de bajo y de alto octanaje. Son una mezcla de

hidrocarburos relativamente volátiles, con la posible adición de pequeñas cantidades de aditivos, que ha sido preparada para formar un combustible apropiado para usarse en los motores de combustión interna de encendido por chispa (ciclo Otto). Incluyen la gasolina natural.

viii) Kerosene (KE): se trata de un combustible refinado del petróleo crudo, con una

volatilidad intermedia entre la de la gasolina para motores y la del gasóleo, libre de gasolinas y de hidrocarburos pesados como el gasóleo y los aceites lubricantes. Se usa para iluminación, cocción o calefacción y también como combustible en ciertos tipos de motores de encendido por chispa, como los que se emplean en tractores agrícolas y motores estacionarios. Los datos incluyen los correspondientes a los productos que se conocen comúnmente como petróleo lampante, kerosina de gran volatilidad, kerosina industrial y aceite de alumbrado.

ix) Combustible Jet (CJ): los combustibles que reúnen las propiedades requeridas para

usarse en motores de reacción y en motores de aviación de turbina, refinados principalmente del keroseno.

x) Gas Oil - Diesel Oil (DO): se usa como combustible en los motores Diesel de

combustión interna tanto para vehículos como para generación de Electricidad, como combustibles de los quemadores en instalaciones de calefacción y en hornos. Los datos se refieren a los productos llamados comúnmente combustibles diesel, diesel oil (gasóleo), gas oil, solar oil, etc.

xi) Fuel Oil (FO): mezclas de hidrocarburos de alta viscosidad y un contenido de asfalto

de por los menos 1%. Se trata de residuos de petróleo crudo, como el residuo viscoso obtenido de las operaciones de refinación del petróleo crudo una vez que han sido separados la gasolina, el keroseno y a veces destilados más pesados (como el gasóleo o el diesel oil). Se usa comúnmente en los buques, en las instalaciones industriales de gran escala como combustible de hornos o calderas, y en generación eléctrica.

xii) Carbón Residual de Petróleo (CR): un residuo sólido consistente principalmente en

carbón, obtenido de la destilación de los aceites más pesados del petróleo, se usa principalmente en procesos metalúrgicos (se excluyen los residuos sólidos obtenidos de la calcinación del carbón).

xiii) Carbón Comercial (CC): es el carbón que se obtiene de las Plantas de Tratamiento

en la mina del Carbón Mineral, luego de lavado, triturado, limpiado y tamizado, de manera de ponerlo en condiciones de ser vendido.

xiv) Carbón de Coque (CQ): es el producido en los hornos de coque mediante la

calcinación de carbones especiales. xv) Gas de Coque (GQ): es el obtenido en las coquerías de la Industria Siderúrgica.

xvi) Gas de Alto Horno (GH): comprende el gas obtenido como producto secundario en

los altos hornos, se lo capta al salir del horno. xvii) Combustibles Nucleares (CN): son los combustibles fisionables obtenidos a partir de

los minerales de Uranio, y que constituyen los elementos combustibles que se emplean en las Centrales Nucleares para la generación de Electricidad.

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xviii) Carbón Vegetal (CV): consiste del residuo sólido de la leña carbonizada en hornos con falta de aire.

xix) Gas de Gasógeno (GG): es el gas obtenido a partir de la madera en hornos

especiales denominados gasógenos. xx) Alcohol Etílico (ET): comprende el Etanol (C2H5OH) ya sea anhidro o hidratado

producido a partir de azúcar, almidón o celulosa. Se utiliza principalmente en el sector transporte (ya sea puro o mezclado con gasolina).

xxi) Biogás (BG): es el gas de unas 5.000 kcal/m3 producido por biodigestión anaeróbica

de una mezcla adecuada de residuos de biomasa. xxii) Biodiesel (BD): es una mezcla de esteres metílicos de ácidos grasos triglicéridos de

los aceites y/o grasas animales y se lo utiliza como combustible en motores de ciclo diesel.

xxiii) Calor Geotérmico (CG): es el vapor o agua caliente obtenidos luego del tratamiento

de la energía geotérmica de yacimientos.

xxiv) Electricidad (EE): es la producida por todo tipo de centrales: térmicas fósiles, nucleares, hidráulicas, eólicas, solares y geotérmicas.

xxv) No Energéticos (NE): son los productos petroquímicos básicos (aromáticos, etileno,

etc.), los lubricantes, asfaltos, solventes, aguarrás, grasas, etc. cuyo uso no genera frío, calor, trabajo o luz.

3.3 Centros de Transformación o Tratamiento 3.3.1 Centros de Transformación Primarios

i) Plantas de Tratamiento de Gas Natural (PTG): son aquellas a las cuales ingresan Gas Natural, obteniéndose Gas Seco, Gas Licuado de Petróleo, Gasolinas no aptas para su uso en automotores y etano o hidrocarburos no saturados para uso petroquímico.

ii) Refinerías de Petróleo (REF): este centro procesa petróleo crudo o cortes pesados a

través de una serie de instalaciones de destilación y conversión, transformándolos en derivados de petróleo de uso energético y no energético.

iii) Plantas de Tratamiento de Carbón (PTC): es el centro donde ingresa el Carbón

Mineral tal cual sale de la mina y allí se lo despoja de estériles, se lo lava, tritura, tamiza y se lo convierte en Carbón Comercial.

iv) Plantas Gas To Liquids (GTL): a estas plantas ingresa Gas Natural y luego de un

proceso de oxidación para obtener un gas de síntesis, una reacción específica de catálisis y un posterior hidrocraqueo, se obtiene Gas Licuado (LPG), Gasolinas y Diesel.

v) Plantas Carbon To Liquids (CTL): ingresa Carbón Mineral que luego de un proceso

de gasificación se obtiene gas de síntesis y posteriormente se convierte, siguiendo el mismo proceso que las GTL, en Gas Licuado (LPG), Gasolinas y Diesel.

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vi) Carboneras (CAR): convierten la Leña o los Residuos Forestales en Carbón Vegetal, en distintos tipos de hornos o parvas.

vii) Destilerías de Alcohol (DES): son los centros donde los azúcares (caña) o almidones

o celulosas son transformadas en Etanol anhidro o hidratado. viii) Plantas de Biogás (PBG): son los biodigestores donde los Residuos de Biomasa se

convierten en Biogás y/o fertilizantes orgánicos.

ix) Plantas de Biodiesel (PBD): ingresan aceites vegetales (de soja, colza, palma, maíz, girasol) y/o grasas animales y luego de un proceso denominado transesterificación se obtiene Biodiesel.

x) Plantas de Combustibles Nucleares (PCN): constituyen todas las unidades donde a

partir de los minerales fisionables se obtienen las pastillas o elementos combustibles (uranio natural o uranio enriquecido, por ejemplo) que alimentan a las centrales nucleares.

xi) Plantas de Tratamiento Geotérmico (PGE): en ellas el vapor y agua se extraen de los

yacimientos geotérmicos, son tratados y depurados a fin de convertirlos en Calor Geotérmico aprovechable.

xii) Gasógenos (GSG): son hornos alimentados con madera o residuos forestales, que

gasificados producen Gas de Gasógeno. 3.3.2 Centros de Transformación Secundarios

i) Centro de Mezcla de Gases (CMG): recibe como insumos Gas Seco (o sea Gas Natural sin hidrocarburos que forman el Gas Licuado y la Gasolina) y/o Gas Licuado y los mezcla para producir Gas Distribuido.

ii) Plantas Petroquímicas (PTQ): son centros destinados a transformar en productos

petroquímicos básicos (Ej. aromáticos, etileno, propileno, etc.) hidrocarburos líquidos y gaseosos, obteniéndose como subproductos otros hidrocarburos líquidos y gaseosos que se usan como combustible.

iii) Coquerías (COQ): son plantas existentes en la industria siderúrgica donde ingresa

un Carbón Comercial especial o Carbón Residual de Petróleo y mediante una combustión en ausencia de oxígeno a alta temperatura se produce Coque, Gas de Coquería y productos No Energéticos.

iv) Altos Hornos (ALH): es una instalación existente en la industria siderúrgica,

destinada a la reducción del mineral de hierro para producir arrabio. Los energéticos que generalmente ingresan al Alto Horno son Coque y/o Carbón Vegetal y se produce Gas de Alto Horno.

v) Centrales Eléctricas de Servicio Público (CEP): son las centrales térmicas

convencionales, nucleares, geotérmicas, hidráulicas, solares, eólicas, que a partir de energías primarias o secundarias, producen Electricidad, con el objeto de entregarla a la red de Servicio Público.

vi) Centrales Eléctricas de Autoproducción (CEA): son centrales similares a las

mencionadas precedentemente, normalmente de tamaño pequeño o mediano, y cuyo objetivo principal es producir Electricidad para el consumo del propietario: una

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empresa industrial, comercial o para la vivienda. Pueden entregar sus excedentes de Electricidad a la red pública.

3.4 Sectores Socioeconómicos de Consumo En el Balance Energético se incluyen los siguientes sectores de consumo:

C5 Residencial Urbano C6 Residencial Rural C6’ Residencial Total C7 Productivo Rural C8 Minería C9 Industria C10 Construcciones C11 Transporte C12 Servicios

A continuación se caracteriza brevemente a cada uno de estos sectores a fin de precisar los destinos finales de las fuentes energéticas.

i) Residencial Urbano (C5): incluye los consumos energéticos directos que se realizan dentro de la vivienda donde habita el grupo familiar u hogar4, así como aquellos otros que impliquen la autoprovisión o elevación de la presión de agua mediante bombeo. Se considera población urbana la concentración de personas que habitan en núcleos de más de 2.000 habitantes.

ii) Residencial Rural (C6): la caracterización es similar a la indicada para el sector

Residencial Urbano. La población rural es aquella que habita en núcleos menores de 2.000 habitantes o lo hace en forma aislada.

iii) Productivo Rural (C7): aquí se consideran todos los consumos energéticos

destinados a producir o extraer bienes agrícolas, pecuarios, forestales e ictícolas. Se refiere a las actividades de agricultura, ganadería, silvicultura, caza y pesca de las Cuentas Nacionales.

iv) Minería (C8): contempla los consumos energéticos requeridos para la extracción,

concentración y beneficio de minerales metalíferos, no metalíferos y rocas de aplicación. Por ejemplo la extracción de arena y cantos rodados.

v) Industria (C9): se refiere a los consumos energéticos de las industrias

manufactureras, incluidas en el Código CIIU, Gran División 3.

vi) Construcciones (C10): se consideran aquí los consumos energéticos destinados a las construcciones públicas y privadas de edificios, caminos, puentes, presas, vías férreas, diques, canales, líneas telefónicas, etc.

vii) Transporte (C11): incluye los consumos energéticos para el traslado de personas

(individual o colectivo, en áreas urbanas, suburbanas y en media y larga distancia) y cargas (urbanas, y de corta, mediana y larga distancia).

4 Por hogar se entenderá el grupo de personas que habita bajo el mismo techo y come, por lo menos una vez al día, en la misma mesa.

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viii) Servicios (C12): aquí se tienen en cuenta los consumos energéticos de Hoteles, Restaurantes, Comercios, Talleres, Hospitales, Escuelas, Obras Sanitarias, Alumbrado Público, Entidades Financieras y Seguros, Reparticiones de la Administración Pública Nacional, Provincial y Municipal, Fuerzas Armadas y de Seguridad. Los consumos energéticos de los servicios profesionales, cuando sea posible separarlos de los consumos domésticos, también se incluirán aquí.

3.5 Usos de la energía En los diferentes trabajos en los cuales se realiza una discriminación por usos del consumo de energía, se emplean un conjunto de categorías bastante disímiles a nivel de cada sector y luego se las agrupa por grandes rubros que, de una manera u otra, se vinculan con las categorías básicas de la física en relación con la energía, o sea: calor y trabajo. En cada uno de esos trabajos se aplican diferentes enfoques para encarar el problema, generándose muchas veces categorías diferentes en cada sector para usos que son intrínsecamente similares. También se evidencian diferentes grados de desagregación de los usos según el sector o actividad considerada. Es por ello que se ha realizado aquí un primer intento de sistematización, teniendo en cuenta, en forma simultánea, que dichas categorías tienen que ver, no sólo con los usos en sí mismos, sino también con los sectores económicos en los cuales se presenta cada uso, con las fuentes energéticas que los satisfacen, con los artefactos y equipos empleados y con sus rendimientos de utilización. Se ha tratado de sintetizar la multiplicidad de usos diferentes en los distintos sectores en un número reducido de categorías generales y en un segundo nivel, algo más amplio, de categorías específicas. Al definir las categorías se ha tenido particularmente en cuenta la necesidad de poder asignar a cada una de ellas, para cada fuente, un rendimiento de utilización, único y razonable, que permita estimar la energía útil correspondiente. También se tuvieron en cuenta los problemas de sustitución entre fuentes y entre artefactos o equipos. En resumen, se han definido cinco categorías generales y 21 categorías específicas (Ver Tabla 3.1), indicándose en forma cualitativa en que sectores se pueden presentar cada una de ellas. 3.5.1 Categorías Generales Las cinco categorías generales elegidas son:

- Iluminación - Calor - Frío - Fuerza Motriz - Electrónica y Electroquímica

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− La ILUMINACION se ha considerado en forma independiente de los restantes usos calóricos, pues, si bien todos los artefactos de iluminación disipan calor en mayor o menor medida, la finalidad específica de los mismos es suministrar radiaciones en el espectro de longitudes de ondas visibles.

Por otra parte, este uso es tratado en forma independiente en toda la bibliografía si bien en muchas oportunidades, por razones prácticas, se lo asocia a la Fuerza Motriz. En el caso particular de los Países en Vías de Desarrollo (PVD) es importante identificar este uso en forma independiente debido a su importancia para mejorar la calidad de vida de la población y a los problemas específicos que plantea su abastecimiento adecuado.

− El CALOR abarca toda la gama de usos energéticos cuya finalidad específica es elevar

la temperatura del medio o de determinados productos, por encima de la temperatura ambiente natural, ya sea con fines productivos o de confort.

En este caso existe una identificación directa con una de las formas en que se manifiesta la energía en el campo de la física. Más adelante se analizan las categorías específicas que abarca esta categoría general.

− El FRIO se ha tomado en forma independiente, a pesar que desde el punto de vista

teórico debería incluirse en la categoría anterior, dada la particular importancia que tiene o debería tener en los PVD los cuales se hallan ubicados, en forma predominante, en áreas con climas cálidos.

El frío abarca toda la gama de usos energéticos cuya finalidad específica es disminuir la temperatura del medio o de determinados productos, por debajo de la temperatura ambiente natural, ya sea con fines productivos o de confort. Es necesario señalar aquí, que si bien el efecto de enfriamiento muchas veces se obtiene a través de medios mecánicos (ventilador, compresor, etc.) no se ha considerado a estos usos comprendidos dentro de la categoría Fuerza Motriz dado que la misma, en estos casos, es un medio para obtener el enfriamiento y no una finalidad en sí misma.

− La FUERZA MOTRIZ se refiere a todos aquellos usos energéticos cuya finalidad

específica es la producción de algún tipo de movimiento o trabajo, cualquiera sea el tipo de artefacto, equipo o fuente energética utilizada para obtenerlo.

En este caso también existe una correlación directa con el trabajo, que es otra de las formas de manifestarse la energía en el campo de la física. Más adelante se indican las categorías específicas agrupadas en esta categoría general.

− El uso ELECTRONICO y ELECTROQUIMICO se identifica como categoría general

independiente para tener en cuenta todos aquellos casos en que la energía tiene uno de esos dos fines específicos: el funcionamiento de artefactos electrónicos o el desarrollo de un proceso electroquímico. Dicho tipo de proceso constituye uno de los pocos casos de uso específico permanente de la electricidad.

En ambos casos la única fuente apta para satisfacerlos es la electricidad y por esta razón se los ha considerado en forma conjunta.

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3.5.2 Categorías Específicas Iluminación Dentro de esta categoría general se ha considerado la misma categoría específica ya que la finalidad es única, independientemente que la misma pueda ser satisfecha mediante artefactos eléctricos o no eléctricos. Dentro de los primeros deberán considerarse en forma independiente los de tipo incandescente, fluorescentes, de bajo consumo y los de tecnología más moderna (mercurio, sodio, etc.) utilizados principalmente para el Alumbrado Público. Dentro de los no eléctricos se pueden distinguir los artefactos a presión (Kerosene o Gas Licuado), a mecha (Kerosene, aceite, estearina) o a cielo abierto (Leña). En las notas de la Tabla 3.1 se indican los de uso más frecuente en cada sector. Calor Dentro de esta categoría general se han distinguido 7 categorías específicas: Calefacción, Calentamiento de Agua, Cocción, Planchado y Calor de Proceso a bajas, medias y altas temperaturas. Las cuatro primeras son típicas de los sectores Residencial y Servicios, mientras que las tres últimas corresponden a los usos del calor en los sectores productivos. En las notas de la Tabla 3.1 se indican para el sector Industrial el tipo de procesos que se incluirían en cada categoría. Las cuatro primeras categorías están ordenadas, aproximadamente, en función creciente de sus requerimientos de temperatura. El uso planchado suele incluírselo en una categoría distinta, de Artefactos Electrodomésticos, pero en los PVD esta función aún se cumple en muchos casos mediante el uso de artefactos accionados con combustibles. Frío Dentro de esta categoría general se han incluido tres categorías específicas: Ventilación y Refrigeración, Conservación de Alimentos y Frío de Proceso. Las dos primeras son típicas de los sectores Residencial y de Servicios mientras que la última cubre los usos productivos del frío. En este caso no se ha considerado necesario hacer distinción por niveles de temperatura. En el caso de la Ventilación y Refrigeración se ha incluido aquí, y no en Fuerza Motriz, pues su finalidad específica es producir una sensación de frío (o fresco) mediante la renovación del aire o la efectiva disminución de temperatura. Para las otras categorías se incluyen tanto los equipos que actúan por compresión como los que lo hacen por absorción o mediante otros procesos físicos.

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Fuerza Motriz En este caso las categorías específicas están directamente vinculadas a los distintos tipos de "motores" disponibles en la práctica, indistintamente de que los mismos estén fijos o montados sobre algún tipo de vehículo. Se consideró que el tipo de motor es más significativo como elemento distintivo, ya que cada uno de ellos está asociado casi unívocamente a una fuente energética y sus rendimientos de utilización son similares para cada tipo. En cierta medida, las diferencias existentes dentro de cada tipo, se pueden tener en cuenta considerando, en forma separada, las distintas actividades dentro de cada sector en las cuales se utilizan dichos "motores", tal como se indica en la Tabla 3.1. La categoría de Energía Mecánica incluye a los mecanismos movidos tanto con energía eólica como con energía hidráulica. El trabajo animal y el trabajo humano se incluyen como categorías independientes dadas sus características especiales y teniendo en cuenta la importancia que tienen en muchos PVD. Electrónico y Electroquímico Se distinguen los dos usos específicos por separado siendo el primero de ellos típico de los sectores Residencial y de Servicios y el segundo del Sector Industrial. 3.5.3 Aspectos Sectoriales En la Tabla 3.1 se indica en forma cualitativa cuales son los usos predominantes en cada sector. Si bien pueden existir otros que no están indicados, ello se debe a que se estima que son de importancia marginal dentro del sector y de muy difícil captación estadística en forma independiente. En el caso particular del sector Transporte sólo se considera el uso Fuerza Motriz, a pesar que en todos los medios de transporte pueden existir artefactos de Iluminación, Calor, Frío o Electrónicos, pero accionados por la misma Fuerza Motriz, asociada a la fuente energética utilizada. Esta misma planta motriz, en forma directa o indirecta, abastece los otros requerimientos en forma simultánea, insumiendo cantidades de energía marginales respecto al total.

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Tabla 3.1 Clasificación de los Usos Energéticos para los diferentes Sectores

Generales EspecíficosIluminación 1. Iluminación x (1) x (2) x (4) x (5)Calor 2. Calor x x x

3. Agua Caliente x x x4. Cocción x x5. Planchado x x6. Calor de Proceso x (6) x (9)7. Calor de Proceso x (7)8. Calor de Proceso x (8)

Frío 9. Ventilación y Refrigeración x (10) x (10) x (9)10. Conservación Alimentos x (11) x (11) x (10)11. Frío de Proceso x

Fuerza Motriz BA AF BA AF FM TR TC FC TA AE CO BA RG FM MA TR FM TR FM TR12. Motores Eléctricos x x x x x x x x x x x x x x x x13. Motores Diesel x x x x x x x x x x x x x x x x x x x14. Motores Otto x x x x x x x x x x x x x x x x x x15. Turbinas x x x16. Motor a Vapor x x x x17. Energía Mecánica x x x x x x x18. Trabajo Animal x x x x x x x x x x x x19. Trabajo Humano x x x x x20. Electrónico x (12) x (12) x (12) x (12)21. Electroquímico x

(12)x

x(13)

Electrónico y Electroquímico

(13)

xx

(13)

(13)Residencial Servicios Transporte

xx

Industrial MineríaProductivo Ruralx (3)

x

(9)(10)

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Referencias de la Tabla 3.1: (1) Corresponde a la iluminación eléctrica (incandescente, fluorescente, etc.) y la basada en

combustibles (artefactos a presión, a mecha o a cielo abierto). (2) Incluye los de (1) salvo a cielo abierto y agregando los artefactos especiales para el alumbrado

público (luces de mercurio, sodio, etc.). (3) Incluye los de (1) salvo a cielo abierto (4) Ídem (3) (5) Ídem (3) (6) Corresponde a los siguientes procesos: destilación, absorción de gases, extracción por

solventes, humidificación, secado, adsorción. (7) Corresponde a los siguientes procesos: evaporación, destilación, secado, adsorción, generación

de vapor. (8) Corresponde a los siguientes procesos: destilación, secado, hornos, generación de vapor. (9) Corresponde a lixiviación. (10) Se refiere tanto a energía mecánica para movimiento de aire que requiere Fuerza Motriz (FM)

como a la disminución de temperatura ambiente que puede suministrarse mediante sistemas de absorción para lo cual se requiere calor o mediante sistemas de comprensión para lo cual se requiere FM.

(11) Corresponde a los siguientes procesos: enfriamiento, condensación, almacenamiento a bajas temperaturas (de productos alimenticios, medicinales, etc.), refrigeración, adsorción de gases.

(12) Corresponde a artefactos tales como: radio, TV, equipos de sonido, computadoras, etc. (13) En el sector Transporte todos los usos distintos a los de FM (iluminación, calefacción,

refrigeración, electrónica) se consideran incluidos en la FM como fuente general. BA Bombeo de agua para uso personal o de animales RG Bombeo de agua para riego AF Se refiere a todo tipo de artefactos que utilicen FM para ser accionados y que no

estén especificados en otro rubro FM Fuerza Motriz General TR Se refiere a transportes internos de la actividad MA Se refiere a maquinaria agrícola incluyendo tractores TC Transporte carretero de personas y carga FC Transporte por ferrocarril TA Transporte por agua: fluvial y marítimo AE Transporte aéreo CO Transporte por conductos

3.6 Unidad Energética y Equivalencias A los efectos de medir todos los flujos y efectuar la contabilidad energética, se ha elegido como unidad la tonelada equivalente de petróleo (Tep) definida como aquella que tiene un poder calorífico inferior de 10.000.000 kcal y corresponde a un petróleo crudo con un peso específico 0.875 kg/lt. En la Tabla 3.2 se presenta un ejemplo de pesos específicos, poderes caloríficos inferior y superior y factores de conversión (en peso y volumen) de varias fuentes energéticas a toneladas equivalentes de petróleo (Tep). Para los combustibles sólidos, líquidos y gaseosos, su contenido energético a fin de establecer la equivalencia está dado por su poder calorífico inferior. En el caso de la Electricidad corresponde al equivalente teórico de 860 kcal/kWh.

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Tabla 3.2

Tabla de Conversiones Energéticas (1 kilogramo equivalente de petróleo = 10.000 kcal)

Densidad

kg/lt kcal/lt kcal/kg kcal/lt kcal/kg m3 a tep tn a tepGas Natural - 9000/m3 - s/d - 0.9000 (2) -Gas Distribuido (seco) - 8300/m3 - 9300/m3 - 0.8300 (2) -Gas Licuado (GLP) 0.537 - 10,950 6,418 11,951 - 1.0950Petróleo Crudo 0.885 8,850 10,000 9,293 10,500 - 1.0000Gas Residual de Petróleo - 8500/m3 - 9000/m3 - 0.8500 (2) -Aeronaftas 0.709 7,374 10,400 8,012 11,300 0.7374 1.0400Naftas (Gasolina) 0.735 7,607 10,350 8,232 11,200 0.7607 1.0350Kerosene y Comb. Jet 0.808 8,322 10,300 8,945 11,070 0.8322 1.0300Diesel Oil 0.845 8,619 10,200 9,211 10,900 0.8619 1.0200Fuel Oil 0.945 9,261 9,800 9,923 10,500 0.9261 0.9800Carbón Residual - - 7,200 - 7,800 - 0.7200Carbón Mineral (Nacional) (1) - - 5,900 - 6,200 - 0.5900Carbón Mineral (Importado) - - 7,200 - - - 0.7200Coque - - 6,800 - - - 0.6800Gas de Coquería - 4800/m3 - s/d - 0.4800 (2) -Gas de Alto Horno - 800/m3 - 905/m3 - 0.0800 (2) -Uranio Natural - - 152,921,760 - - - 15,292.18Uranio Levemente Enriquecido - - 235,089,600 - - - 23,508.96Leña - - 2,300 - 3,500 - 0.2300Carbón de Leña - - 6,500 - 7,500 - 0.6500Marlo de Maíz - - 2,300 - 3,000 - 0.2300Cáscara de Arroz - - 2,300 - 3,000 - 0.2300Bagazo - - 1,500 - 2,000 - 0.1500Aserrín - - 1,800 - 1,995 - 0.1800Otros Residuos Vegetales - - 1,760 - 2,310 - 0.1760Metanol 0.800 3,818 4,773 4,345 5,431 0.3818 0.4770Etanol 0.794 5,062 6,400 5,633 7,092 0.5082 0.6400Electricidad - - - - - 0.0860 (3) -

Poder Calorífico Inferior Poder Calorífico Superior Factor Conversión (s/PCI)Fuente

(1) Sobre base húmeda; (2) de miles de m3 a tep; (3) Tep/MWh. Fuente: Secretaría de Energía de Argentina.

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En el caso particular de las fuentes para las cuales no es factible calcular un PCI propio se considera que el criterio más adecuado para valorarlas, a nivel de reservas y energía primaria, es el del contenido calórico equivalente del combustible sustitutivo que produce el mismo servicio. En el caso de energía nuclear el equivalente del usuario será del orden de 10.000 a 15.000 Tep/tn, según el tipo de central utilizada, teniendo en cuenta el combustible necesario para producir la misma cantidad de electricidad en una central equivalente. En el caso de las energías solar y eólica captadas en un colector plano o en un molino se medirán por su equivalente en combustible para producir un servicio similar.

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4. El Consumo Aparente El balance energético más simplificado que analizaremos es el de "Consumo Aparente”. Se basa en el siguiente concepto: la diferencia entre la energía que ingresa y la que sale de un sistema (país, provincia, región) es igual a la energía que se consume en él.

Figura 4.1 Flujograma del Consumo Aparente

Cai(país/región)Pi

VEi

MiXi

Bi

Cai(país/región)Pi

VEi

MiXi

Bi

El Consumo Aparente se calcula para cada fuente energética, primaria o secundaria y luego por sumatoria se obtiene el total. Se basa en la siguiente ecuación de equilibrio:

Pi + Mi - Xi - Bi - VEi = Cai donde: i = Fuente energética primaria o secundaria. P = Producción: de las fuentes primarias dentro del sistema (país o región). Para las

fuentes secundarias no se computan su producciones a fin de evitar la doble contabilidad cuando se calcula el Consumo Aparente total, ya que las mismas están incluidas en el consumo aparente de la fuente primaria o secundaria de la cual se obtiene (Ej. el Fuel Oil producido en la Refinería local está computado dentro del consumo aparente de Petróleo crudo; o la producción de Electricidad utilizando como insumo Fuel Oil está computada en el consumo aparente de este último).

M = Importación: se refiere a las importaciones de fuentes primarias y secundarias desde

el exterior del sistema. X = Exportación: se refiere a las exportaciones de fuentes primarias y secundarias hacia el

exterior del sistema. B = Bunker Internacional: ventas de combustibles para el transporte internacional aéreo y

marítimo.

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VE = Variación de Existencias: diferencia entre las existencias de fuentes primarias o secundarias del último día de año en curso menos las existencias el último día del año anterior.

Ca = Consumo Aparente de una fuente primaria o secundaria Cada concepto del Consumo Aparente para cada fuente energética se convierte a Tep utilizando los correspondientes factores de conversión. El Cai obtenido para cada fuente no tiene mucha significación para el caso de las fuentes secundarias ya que, como se mencionó, no se computa en estas su producción. El valor que se utiliza es el Consumo Aparente total (CA) del sistema, que se obtiene por sumatoria:

CA = Σi Cai En la Tabla 4.1 puede apreciarse un ejemplo del balance de Consumo Aparente de Argentina para el año 2000. Considera un total de 22 productos reagrupados en ocho grupos principales, según la fuente primaria: Gas Natural, Petróleo, Carbón Mineral, Nuclear (Uranio), Leña, Residuos de Biomasa, Hidroelectricidad y Eólica. La Electricidad importada y exportada es la total independiente del tipo de generación.

Tabla 4.1 Consumo Aparente de Argentina - Año 2000

(en kTep)

Producción Importación Exportación Bunker Internac.

Variac. de Existencias

Consumo Aparente

A B C D E F=A+B-C-D-EGas Natural (seco) 32,860 0 3,854 29,006

Líquidos del Gas Natural 1,738 1,738Petróleo Crudo 39,530 1,355 14,249 -134 26,770

Motonaftas 42 2,359 -22 -2,295Kerosene y Comb. Jet 116 21 958 -153 -710Gas / Diesel Oil 592 872 217 -302 -195Fuel Oil 144 386 331 -57 -516LPG 45 675 -49 -581Nafta Vírgen 0 621 -621Asfaltos 0 12 -12Lubricantes 49 49 0Carbón Residual 120 0 304 -184Cargas de Refinería 0 9 30 -39Otros Derivados 68 137 -462 393

Carbón Mineral 153 575 0 728Coque 3 220 0 -217

Nuclear 1,775 1,775Leña 604 604Residuos de Biomasa 2,344 2,344Hidroelectricidad 3,099 3,099

Electricidad 623 518 105Eólica 3 3TOTAL 82,106 3,732 23,981 1,506 -845 61,195

FUENTES

Fuente: elaboración propia con datos de la Secretaría de Energía de Argentina.

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Entre los principales inconvenientes del Consumo Aparente, se mencionan:

− El consumo aparente de las fuentes secundarias no es representativo de su consumo real dentro del sistema al no computarse su producción local.

− No aparecen los centros de transformación.

− No permite calcular la eficiencia del sistema energético al no proporcionar información sobre ningún tipo de pérdidas energéticas, ya sea las que ocurren en la oferta (transformación, transporte, distribución y almacenamiento) como en la demanda (utilización).

− La información presentada no verifica el criterio de consistencia propio del balance energético al no comparar los valores obtenidos, que surgen de los conceptos de la oferta energética, con los consumos reales de energía, tanto los consumos intermedios (insumos) de los centros de transformación como los consumos finales de los sectores socioeconómicos.

− No muestra los consumos de energía por sectores.

Y entre sus ventajas:

− Es muy simple y es una forma rápida de estimar el consumo total de energía de un país o región considerando todas las fuentes energéticas.

− Requiere relativamente poca información y es consecuencia es poco costoso de elaborar partiendo de las estadísticas energéticas básicas.

− Permite hacer comparaciones generales entre países sin necesidad de prácticamente revisar la metodología de cálculo dada su simplicidad.

Últimamente la elaboración del Consumo Aparente de los países ha cobrado nueva importancia debido a que se lo utiliza para la elaboración de Inventario de Gases de Efecto Invernadero por el Método de Referencia, según las recomendaciones del IPCC5.

5 Panel Intergubernamental de Cambio Climático de las Naciones Unidas.

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5. Balance Energético de Base 5.1 Introducción El Balance Energético de Base es el que elaboran regularmente la mayoría de los países y contabiliza los flujos energéticos desde la producción de las fuentes primarias hasta el consumo final de energía en los sectores socioeconómicos. O sea, la representación del sistema energético en estudio comienza una vez que la energía primaria es captada de la naturaleza (producción de energía primaria) hasta el punto en que la energía, primaria o secundaria, ingresa a las unidades de consumo de los distintos sectores (consumo final o neto); cubriendo las etapas de transformación, importación, exportación, transporte, distribución y almacenamiento, y contabilizando también las distintas pérdidas de energía que ocurren en dichos procesos. El tipo de representación que cada país hace de su sistema energético puede presentar matices diferenciados, y con ello la configuración de su balance energético. Esta modelización no sólo está vinculada a las diferentes estructuras de los sistemas energéticos de los países sino también a la metodología de análisis y planificación que se van a utilizar. Los balances energéticos presentan normalmente diferencias en cuanto al grado de desagregación de las fuentes energéticas, o a un distinto agrupamiento, y también en lo referente a los sectores de consumo. Pueden presentar diferencias en cuanto a la adopción de criterios metodológicos, como por ejemplo, la conversión a Tep de la Energía Hidráulica producida; el tratamiento que se le da al Gas Natural en su transformación; la consideración o no de ciertos procesos como una transformación energética (vgr. las Plantas Petroquímicas); etc. Varios de estos diferentes criterios metodológicos son abordados en estas notas. Estas diferencias hacen que deban tenerse en cuenta los criterios adoptados en cada caso, a fin de una correcta interpretación de los resultados del balance energético. Esto es particularmente necesario cuando se comparan los balances de dos o más países o cuando se los utiliza en estudios de integración energética. No obstante, la mayoría de los países explicita a nivel de detalle las definiciones y criterios metodológicos adoptados en la confección de sus balances energéticos. A partir de allí es que se facilita tanto la interpretación de los mismos como la comparación entre diferentes países llevando sus balances a un formato común. Existen organismos internacionales regionales que vienen realizando, desde hace ya varias décadas, un esfuerzo por homogeneizar las estadísticas energéticas de los países que integran el grupo y confeccionan, a partir de información brindada por los propios países, los balances energéticos en un formato común. En este sentido mencionamos a OLADE6 que elabora los balances energéticos de los países de América Latina y el Caribe; y la IEA7 que hace lo propio con los países miembros de la OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development). El Balance Energético de Base se presenta en forma matricial, donde las columnas corresponden a cada una de las fuentes, primarias y secundarias, y las filas a los distintos conceptos del balance. En la Figura 5.1 se presenta un esquema de la matriz general, que consta de cuatro bloques o sub-matrices:

6 Organización Latinoamericana de Energía. 7 International Energy Agency.

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1. Balance de Energía Primaria 2. Centros de Transformación 3. Balance de Energía Secundaria 4. Consumo Final por Sectores

Figura 5.1 Esquema de la Matriz General del Balance Energético de Base

Fuentes Primarias Fuentes Secundarias Total

Pérd

idas

Tota

l De este modo, recorriendo la matriz general de la parte superior izquierda a la inferior derecha se sigue, en líneas generales, el flujo de la energía desde la producción primaria al consumo final. 5.2 Los Balances de OLADE 5.2.1 Aspectos Generales Para divulgar la metodología desarrollada, OLADE realizó el Prime Curso Latinoamericano sobre Metodología OLADE para la Elaboración de Balances Energéticos para los Países de habla hispana, en Lima - Perú, del 9 al 12 de diciembre de 1980, y el Segundo Curso Latinoamericano sobre Metodología OLADE para la Elaboración de Balances Energéticos para los países de habla inglesa, en Saint George -Grenada-, del 26 al 29 de enero de 1981. Adicionalmente se realizaron tres reuniones de evaluación y seguimiento del Proyecto en Caracas (mayo 1980), Grenada (agosto 1980) y Montevideo (agosto 1981), en las cuales se contó con la participación de representantes de los diferentes países de la región. En la Figura 5.2 se muestra el diagrama de flujo de la energía según la metodología del balance de OLADE y en la Tabla 5.1 la matriz general del balance energético de Brasil para el año 20038. 8 En la matriz general de OLADE (Tabla 5.1) se ha dispuesto la sub-matriz del Balance de Energía Secundaria por encima de los Centros de Transformación, contrario al esquema de la Figura 5.1. Ello es al sólo efecto de ahorrar espacio en la matriz general.

Balance de Energía Primaria

Balance de Energía Secundaria

Consumo Final por Sectores

Centros de Transformación

29

Figura 5.2

Diagrama de Flujo del Balance Energético de OLADE

Pt

ExNa

ViIm

Pr

CIs

ESOT

CP

CFs

Pd

CTPr

Im Vi

NaEx

EPOT

CF

Pd

Aj

CP

CFpAj

CIp

EP: Energía Primaria ES: Energía Secundaria CT: Centros de Transformación Pt: Pérdidas de Trasformación CF: Sectores de Consumo Final

Pr: Producción Im: Importación Ex: Exportación Vi: Variación de Inventario Na: No Aprovechado OT: Oferta Total Aj: Ajuste

Pd: Pérdidas de transporte, distribución y almacenamiento

CP: Consumo Propio CIp: Consumo Intermedio E. Primaria CIs: Consumo Intermedio E. Secundaria CFp: Consumo Final E. Primaria CFs: Consumo Final E. Secundaria

30

Tabla 5.1 Matriz General Balance Energético de Brasil - Año 2003 (metodología OLADE)

en kTep

Fuente: Olade.

Balance de Energía Primaria

Balance de Energía Secundaria

Centros de Transformación

Consumo Final por Sectores

ACTIVIDAD

Petr

óleo

Gas

Nat

ural

Car

bón

Min

eral

Hid

roen

ergí

a

Geo

term

ia

Nuc

lear

Leña

Prod

ucto

s de

C

aña

Otr

as

Prim

aria

s

Tota

l Pr

imar

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idad

Gas

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Gas

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e y

Turb

o

Die

sel O

il

Fuel

Oil

Coq

ues

Car

bón

Vege

tal

Gas

es

Otr

as

Secu

ndar

ias

No

Ener

gétic

o

Tota

l Se

cund

aria

s

TOTA

L

PRODUCCION 79,571 12,657 1,822 26,304 511 26,330 28,348 5,749 181,292 31,377 5,839 28,254 3,383 29,933 16,547 5,737 1,405 7,501 3,425 133,400 181,292IMPORTACION 18,683 4,447 9,605 148 32,883 3,194 1,266 2,589 296 3,241 91 1,820 17 2,172 433 15,118 48,002EXPORTACION 12,859 12,859 1 81 2,464 1,148 697 8,420 9 236 164 13,219 26,078VARIACION DE INVENTARIO 327 -38 -262 27 91 -617 -30 -154 -10 -64 23 307 -455 -428NO APROVECHADO 1,598 1,598 0 1,598OFERTA TOTAL 85,722 15,505 11,389 26,304 0 398 26,330 28,348 5,749 199,746 34,570 7,115 27,761 2,501 32,323 8,208 1,756 5,745 1,405 9,459 4,001 134,845 201,190REFINERIA -85,248 -1,011 -86,259 4,921 20,591 3,383 29,322 16,108 5,434 3,627 83,386 -2,873CENTRALES ELECTRICAS -1,757 -1,541 -25,301 -398 -15 -29,012 28,311 -1,355 -547 28,311 -2,603AUTOPRODUCTORES -881 -36 -1,003 -127 -1,371 -1,732 -5,151 3,066 -156 -307 -132 -310 3,066 -2,990CENTRO DE GAS -1,865 -1,865 878 74 952 -913CARBONERA -10,768 -10,768 5,737 5,737 -5,032COQUERIA/A. HORNO -6,821 -6,821 -1,497 1,405 232 1,638 -6,681DESTILERIA -7,630 -7,630 7,589 7,589 -41OTROS CENTROS -321 -166 -487 40 -2,332 -85 611 439 1,835 -202 2,924 -182TRANSFORMACION TOTAL -85,569 -4,669 -8,398 -26,304 0 -398 -10,896 -9,001 -2,758 -147,993 0 0 -2,332 -85 -1,511 -854 -1,497 0 -132 -310 -202 -6,924 -21,315CONSUMO PROPIO 2,739 7,371 10,110 1,033 42 154 1,145 314 3,078 5,765 15,875PERDIDAS 73 126 162 362 5,178 76 21 173 28 96 28 5,598 5,960AJUSTE 80 -191 0 0 0 0 0 0 -1,026 -1,137 0 9 80 1 1 6 0 0 0 0 -219 -121 -1,258TRANSPORTE 1,168 1,168 84 18,188 2,248 24,974 711 46,205 47,373INDUSTRIA 5,882 2,829 5,275 11,976 4,017 29,979 13,788 574 14 645 5,114 238 4,997 932 5,613 31,914 61,893RESIDENCIAL 172 8,065 8,238 6,547 5,800 18 505 12,870 21,107COMERCIAL,SER,PUB 242 78 320 6,713 673 212 293 65 7,956 8,277AGRO,PESCA,MINER. 2 2,015 2,017 1,228 18 4,827 85 5 6,163 8,181CONSTRUCCION,OTR. 0 0 0CONSUMO ENERGETICO 0 7,466 2,829 0 0 0 15,434 11,976 4,017 41,722 28,360 7,065 18,188 2,279 30,658 6,203 238 5,572 932 5,613 0 105,109 146,831NO ENERGETICO 696 696 7,084 136 361 3,989 11,570 12,265CONSUMO FINAL 0 8,162 2,829 0 0 0 15,434 11,976 4,017 42,418 28,360 7,065 25,273 2,415 30,658 6,203 238 5,572 932 5,975 3,989 116,678 159,097

CO

NSU

MO

FIN

AL

ENERGIA PRIMARIA ENERGIA SECUNDARIA

PER

DID

AS

TRA

NSF

OR

M.

OFE

RTA

TRA

NSF

OR

MA

CIO

N

31

El balance de OLADE está desagregado en los siguientes elementos: Fuentes Energéticas (Columnas)

Fuentes Primarias − Petróleo − Gas Natural − Carbón Mineral − Hidroenergía − Geotermia − Nuclear − Leña − Productos de Caña − Otras Primarias − Total Primarias

Fuentes Secundarias − Electricidad − Gas Licuado − Gasolinas / Alcohol − Kerosene y Turbo − Diesel Oil − Fuel Oil − Coques − Carbón Vegetal − Gases − Otras Secundarias − No Energético − Total Secundarias

− Total (energía primaria + secundaria)

Conceptos del Balance (Filas)

Balance de Energía Primaria y Secundaria − Producción − Importación − Exportación − Variación de Inventario − No Aprovechado − Oferta Total

Centros de Transformación − Refinerías − Centrales Eléctricas − Autoproductores − Centros de Gas − Carbonera − Coquería / Alto Horno − Destilería − Otros Centros − Trasformación Total

32

− Consumo Propio − Pérdidas − Ajuste

Sectores de Consumo − Transporte − Industria − Residencial − Comercial, Servicios y Público − Agro, Pesca y Minería − Construcción y Otros − Consumo Energético − No Energético − Consumo Final

5.2.2 Balance de Energía Primaria Este balance refleja las operaciones que se realizan con las fuentes primarias, calculando por un lado la Oferta Total de cada fuente primaria partiendo de su abastecimiento y luego calculando la misma a partir del consumo de cada una. Por el lado del abastecimiento, la Oferta Total para cada fuente primaria i, se obtiene de la siguiente manera (ver Figura 5.2):

OTi = Pri + Imi - Exi + Vii - Nai (5.1) donde:

OTi: Oferta Total de la fuente primaria i Pri: Producción Imi: Importación Exi: Exportación Vii: Variación de Inventario Nai: No Aprovechado

La Variación de Inventario se define como la diferencia entre la existencia inicial menos la existencia final del año del balance9. Por lo que un aumento de las existencias durante el año implica una disminución de la Oferta Total y viceversa. Por sumatoria de cada concepto de la ec. 5.1 (Producción, Importación, etc.) se obtienen los totales del concepto para la energía primaria (columna Total Primaria de la matriz general) al igual que la Oferta Total Primaria (OTP):

OTP = Σi OTi La Oferta Total de cada fuente primaria se distribuye entre las Pérdidas de transporte, distribución y almacenamiento; el Consumo Propio; el Consumo Intermedio en un Centro de Transformación, o sea como insumo que se transforma en una fuente secundaria; o directamente el Consumo Final en los sectores socioeconómicos.

9 O sea con signo contrario a la definida en el punto 3.2 y a la utilizada para el cálculo del Consumo Aparente.

33

Entonces, considerando su distribución, la Oferta Interna se calcula como:

OTi’ = Pdi + CPi - CIi + CFi (5.2) donde:

OTi’: Oferta Total de la fuente i calculada del lado del consumo Pdi: Pérdidas de transporte, distribución y almacenamiento CPi: Consumo Propio CIi: Consumo Intermedio o insumo de los Centros de Transformación CFi: Consumo Final en los sectores

El Consumo Intermedio va con signo negativo en la expresión 5.2 dado que por convención los insumos de los Centros de Transformación se colocan con signo (-). La Oferta Total calculada a partir de la ecuación (5.1) debiera ser igual a la calculada a partir de la ecuación (5.2), a no ser por las diferencias estadísticas que surgen principalmente durante la recopilación y procesamiento de la información. Otra fuente de diferencias son los errores de los propios aparatos de medición o del método de medición, pero estos errores tienen normalmente valores estimados muy pequeños comparados con las fallas en el procesamiento de la información. Se calcula entonces el vector de Ajuste (Aji) para cada fuente i como la diferencia entre la Oferta Total calculada desde el abastecimiento y la calculada a partir de su comsumo:

Aji = OTi - OTi’ (5.3) Un valor del Ajuste pequeño es un indicador de la calidad de la información contenida en al balance de cada fuente energética. A los fines del balance energético se considera que el Ajuste debe ser menor al 5% del valor de la Oferta Total. Esta condición constituye el principal criterio de consistencia de la información contenida en el balance. En los balances que en se consigna algún valor de Aji = 0, indica que el valor de alguno de los conceptos de las ec. 5.1 ó 5.2 no se conoce, o no es relevado, por lo que se calcula haciendo cero la ec. 5.3 y despejando la incógnita; pero debe tenerse en cuenta que se pierde la calidad de consistente de la información. 5.2.3 Balance de Centros de Transformación Este balance representa la actividad de todas las instalaciones en las que se transforma la energía de una/s fuente en otra/s fuente a fin de hacerla más apta a los requerimientos del consumo. En los Centros de Transformación ingresan, en términos generales, fuentes primarias y/o secundarias10 como insumos y se producen otras fuentes secundarias, ocurriendo Pérdidas de Transformación. Hay fuentes que se obtienen luego de una segunda o tercera transformación, pero igualmente se las sigue llamando secundarias (Ej.: la Electricidad obtenida a partir de derivados del Petróleo; los Gases obtenidos en el Alto Horno; o la Electricidad generada con los Gases de Alto Horno).

10 La metodología de OLADE no diferencia los Centros de Transformación en Primarios y Secundarios, por lo que los trataremos en conjunto.

34

El balance de un Centro de Transformación k se obtiene a partir de que la suma del Consumo Intermedio de las fuentes primarias que ingresan al Centro más la suma del Consumo Intermedio de las fuentes secundarias debe ser igual a la suma de la Producción de fuentes secundarias más las Pérdidas de Transformación. Esto se expresa en su forma más general en la ec. 5.4. Por convención, las cantidades que ingresan como insumo al Centro se consignan con sino negativo (-) y las producciones con signo positivo (+) en la matriz general; se quiere también que las Pérdidas de Transformación se muestren con signo negativo (-). Estas convenciones hacen que deban colocarse los signos de los términos como se indica en la ec. 5.4.

- Σi CIik - Σj CIjk = Σj Prjk - Ptk (5.4) donde:

k: Centro de Transformación CIik: Consumo Intermedio de la fuente primaria i CIjk: Consumo Intermedio de la fuente secundaria j Prjk: Producción de fuentes secundarias j Ptk: Pérdidas de Transformación

En la sub-matriz de Centros de Transformación presentada dentro de la Tabla 5.1 para el caso de Brasil puede verse, como ejemplo, el caso de las Centrales Eléctricas donde aparecen con signo negativos los insumos de fuentes primarias y secundarias; con signo positivo la producción de Electricidad; y también en la última columna a la derecha las Pérdidas de Transformación con signo (-). En la última fila de la sub-matriz (Total Transformación) se suman los insumos de cada fuente primaria o secundaria que se destinan a los distintos Centros. En la columna Total Primaria se suman los insumos de fuentes primarias para cada Centro; en la columna Total Secundaria se suman sólo las producciones de fuentes secundarias de cada Centro (no los insumos); y, en la columna TOTAL se calculan las Pérdidas de Transformación, 5.2.3 Balance de Energía Secundaria Las ecuaciones del balance de las fuentes secundarias son similares al de las fuentes primarias en cuanto al cálculo desde el abastecimiento y desde el consumo de la Oferta Total y el Ajuste. Desde el abastecimiento, la Oferta Total para cada fuente secundaria j es:

OTj = Prj + Imj - Exj + Vij - Naj (5.5) donde:

OTj: Oferta Total de la fuente secundaria j Prj: Producción Imj: Importación Exj: Exportación Vij: Variación de Inventario Naj: No Aprovechado

La Oferta Total Secundaria (OTS) es:

OTS = Σj OTj

35

Desde el lado de las pérdidas y el consumo:

OTj’ = Pdj + CPj - CIj + CFj (5.6) donde:

OTj’: Destino de la Oferta Total de la fuente j Pdj: Pérdidas de transporte, distribución y almacenamiento CPj: Consumo Propio CIj: Consumo Intermedio o insumo de los Centros de Transformación CFj: Consumo Final en los sectores

El Ajuste de las fuentes secundarias (Ajj) se calcula de la misma manera que para las primarias y también debe cumplir la condición de ser menor al 5% de su Oferta Total.

Ajj = OTj - OTj’ (5.7) La Producción de una fuente secundaria es la obtenida en los correspondientes Centros de Transformación, por lo que debe cumplirse:

Prj = Σk Prjk (5.8) 5.2.4 Consumo Final de Energía por Sectores y Total En esta sub-matriz de la matriz general presentada en la Tabla 5.1 se reflejan los consumos de energía de fuentes primarias y secundarias en cada uno de los sectores de consumo. Se indica también el consumo No Energético, que es el correspondiente a aquellas fuentes energéticas o sus derivados que no se utilizan con la finalidad de producir trabajo o calor. Ej. materias primas básicas de la petroquímica, aceites lubricantes, grasas, asfaltos, solventes, aguarrás, etc. Las filas de esta sub-matriz corresponden a la apertura sectorial utilizada incluyendo el consumo No Energético. Para cada fuente primaria i o secundaria j, su Consumo Final (CF) es la suma del Consumo Energético (CE) más el consumo No Energético (CNE):

CFi = CEi + CNEi y CFj = CEj + CNEj (5.9) Luego el Consumo Energético es la sumatoria de los consumos sectoriales:

CEi = C1i + C2i + C3i + C4i + C5i + C6i y (5.10)

CEj = C1j + C2j + C3j + C4j + C5j + C6j donde:

CE: Consumo Energético de energía primaria i o secundaria j C1: Consumo Energético del Sector Transporte C2: “ “ “ Industria C3: “ “ “ Residencial C4: “ “ “ Comercial, Servicios y Público C5: “ “ “ Agro, Pesca y Minería C6: “ “ “ Construcciones y Otros

36

En las columnas Total Primarias y Total Secundarias se obtienen los sub-totales del consumo de energía de cada sector y en la última de la derecha (columna TOTAL) se totaliza el consumo de fuentes primarias y secundarias. El Consumo Final Total (CFT) de energía es, entonces:

CFT = Σi CFi + Σj CFj (5.11) 5.2.5 Indicadores Globales Abastecimiento Bruto Total (ABT): es la energía total aportada al sistema (país, región, provincia) durante el año considerado:

ABT = OTP + OTS + NaP + NaS - PrS (5.12) donde:

OTP: Oferta Total de energía primaria OTS: Oferta Total de energía secundaria NaP: No Aprovechado de energía primaria NaS: No Aprovechado de energía secundaria PrS: Producción de energía secundaria

Ej.: para Brasil en el año 2003 (Tabla 5.1):

ABT = 199746 + 134845 +1598 - 133400 = 202789 kTep Oferta Bruta Total (OBT): es la energía disponible en el sistema durante el año. Se diferencia del ABT porque no incluye las energías No Aprovechadas:

OBT = OTP + OTS - PrS (5.13) Ej.: Brasil 2003:

OBT = 199746 + 134845 - 133400 = 201190 kTep Consumo Neto Total (CNT): es la energía consumida por los sectores socioeconómicos y el propio sector energético:

CNT = CFT + CPT (5.14) donde:

CFT: Consumo Final Total (primaria + secundaria) CPT: Consumo Propio Total (primaria + secundaria)

Ej.: Brasil 2003:

CNT = 159097 + 15875 = 174972 kTep Eficiencia Neta del Sistema Energético (EFN): es la eficiencia del abastecimiento energético.

EFN = (CNT/ABT) * 100 (5.15)

37

Ej.: Brasil 2003:

EFN = 174972 / 202789 = 86.3 % La EFN no es la eficiencia total del sistema energético ya que no incluye la eficiencia en la utilización de la energía por los sectores socioeconómicos ni la eficiencia del Consumo Propio. Grado de Autoabastecimiento (Aº): indica que porcentaje de las necesidades energéticas del sistema, medida por la OBT, es abastecida con recursos locales.

Aº = PrP / OBT * 100 (5.16) Ej.: Brasil 2003:

Aº = 181292 / 201190 = 90.1 % En líneas generales podemos decir que si:

ºA > 100, el sistema es exportador ºA < 100, el sistema es importador

5.3 Ventajas y limitaciones de Balance Energético de Base Ventajas:

− Discrimina el consumo de energía por sectores

− Discrimina el Consumo Propio

− Identifica las pérdidas de energía

− Da una idea más completa del sistema energético

Falta:

− El consumo por usos de la energía

− Los consumos por módulos homogéneos

− Identificar las pérdidas de utilización

− Estimar el consumo de energía útil

− El balance de reservas y potenciales

38

39

6. Balance Energético Integral 6.1 Introducción El Balance Energético Integral (BEI) agrega, en relación al Balance Energético de Base, el Balance de Reservas y Potenciales de Energía Primaria y, en el otro extremo de la cadena, los Consumos de Energía Neta (Final) por Usos y los Consumos de Energía Útil por Fuentes y Usos. La metodología aquí presentada ha sido desarrollada por el Instituto de Economía Energética de la Fundación Bariloche, de Argentina, y aplicada en países de América Latina y el Caribe y en estudios regionales dentro de Argentina. Mediante este tipo de balances integrales se pretende tener un instrumento estructurado de una forma lógica de manera que cubra a todo el sistema energético, desde las reservas hasta la utilización final de la energía. También deberá tener características suficientemente generales como para que pueda ser empleado con las adaptaciones del caso, tanto en los países desarrollados como en los países en desarrollo. Asimismo, dicha herramienta debería ser provechosa para presentar en forma organizada y sistemática la información energética, y para representar adecuadamente la estructura y funcionamiento del sistema en estudio cualquiera sea el nivel de desagregación utilizado. Antes de entrar a definir la forma de construcción del BEI, consideramos conveniente presentar algunas de las características particulares que lo diferencian de los esquemas anteriores:

− Por su construcción se encuentra íntimamente vinculado a las metodologías para la elaboración del diagnóstico energético, para la previsión de las necesidades y del abastecimiento y para la sistematización de la información energética obtenida en los Estudios de Caso.

− Sirve de base a la programación de dichas metodologías ya que en la etapa de

diagnóstico es factible recorrerlo a partir de las reservas hasta la utilización final de la energía y la obtención de la energía útil por sector, por fuentes y por usos. Por el contrario, en la etapa de previsión de los requerimientos y del abastecimiento se recorre el camino inverso a partir de la energía útil hasta la energía primaria pasando a través de la cadena: energía útil - energía final o neta - centros de transformación - energía primaria, mediante un procedimiento que asegura la coherencia del sistema a partir de un conjunto de hipótesis fijadas por el escenario.

− Agrega a los balances tradicionales (o de Base): a) la consideración expresa del

problema de las reservas de fuentes no renovables de energía y el potencial de las renovables; b) la distribución del consumo de energía final por usos en cada sector de consumo y c) la consideración expresa del consumo de energía útil por sectores, por fuentes y por usos, temas todos de gran importancia.

− Toma en cuenta ciertos aspectos importantes para los PVD, que no son

considerados en otros esquemas, tales como: a) pérdidas a nivel de la producción o tratamiento de ciertas fuentes; b) identificación de las fuentes de energía producidas y no utilizadas; c) identificación de la reinyección (gas natural, geotermia); d) identificación de las pérdidas por sectores, por fuentes y por usos; e) mayor apertura para los centros de transformación (Destilerías de Alcohol, Carboneras, Plantas de Biogás, etc.) y f) mayor apertura sectorial del consumo (Residencial Urbano y Rural, Sector Productivo Rural, Sector Servicios).

40

− Hace una separación clara entre fuentes primarias y secundarias de energía e introduce en forma explícita la distinción del consumo final por usos, lo cual permite a su vez estimar la energía útil.

En definitiva se trata de una representación completa de los flujos y existencias energéticas desde las reservas hasta la energía útil en un cuadro lógico y coherente y en una unidad física común, la tonelada equivalente de petróleo (Tep). 6.2 Estructura General Un Balance Energético Integral (BEI) que represente la totalidad del sistema energético estará constituido por un conjunto ordenado de 10 matrices que representan una serie de Balances parciales:

(1) Balance de Reservas de Energías Primarias (2) Balance de Energías Primarias (3) Balance de Centros de Transformación Primarios (4) Balance de Centros de Transformación Secundarios (5) Balance de Energías Secundarias (6) Balance de Abastecimiento y del Consumo (7) Balance de Consumo Neto Sectorial por fuentes (8) Balance del Consumo Neto Sectorial por usos (9) Balance del Consumo Útil Sectorial por fuentes (10) Balance del Consumo Útil Sectorial por usos

Las mismas se encuentran interrelacionadas de acuerdo al esquema sintético presentado en la Figura 6.1. Este esquema amplía los Balances Energéticos clásicos ya que incorpora: a) el Balance de Reservas; b) el Balance del Consumo de Energía Útil por fuentes; y, C) los Balances del Consumo Neto y Útil por usos. Además se ha realizado un reordenamiento de filas y columnas, de acuerdo a una secuencia lógica, como veremos enseguida, de manera tal que, siguiendo una dirección general desde la parte superior izquierda a la inferior derecha se describen totalmente, en forma sucesiva, todos los procesos a que puede ser sometido un producto energético, desde su estado natural hasta su utilización final, incluyendo los procesos de transporte, a través de las pérdidas en ellos involucrados. Cada una de estas matrices está definida por un vector de balance, o de una apertura por rubros, por el lado de las filas y por el conjunto de las fuentes primarias y/o secundarias por el lado de las columnas. En el caso de las matrices (8) y (10) las columnas corresponden a los diferentes usos.

41

Figura 6.1 Esquema de la Matriz General del BEI

Fuentes Primarias Fuentes Secundarias Total Usos

Pérd

idas

Pérd

idas

Tota

l

Tota

l

Tota

l

Este esquema es completamente general, y por lo tanto es aplicable a todo tipo de sistema energético cualesquiera sean sus características internas o su nivel de agregación. Es evidente que en cada caso particular podrán existir filas o columnas con valores nulos en su totalidad, pero es conveniente mantenerlos a fin de obtener resultados agregables a nivel continental. Es claro que para su publicación podrán obviarse dichas filas o columnas pero sin que se modifique el esquema general. De la misma manera cada vez que se incorpore al sistema un nuevo proceso, uso o fuente energética será factible su inclusión respetando dicho esquema general. En forma alternativa, la misma información puede presentarse mediante diagramas de flujos tal como se presenta esquemáticamente en la Figura 6.2. En él los nodos indican balances para una fuente energética, los bloques representan los centros de transformación, los sectores de consumo y los usos y las flechas muestran los flujos energéticos. Se deberá realizar un diagrama para cada fuente o conjunto de fuentes similares (por ej. Derivados de Petróleo).

Reservas y Potenciales

(1)

Balance de Energía Primaria

(2)

Balance de Energía Secundaria

(5)

Consumo Útil por Fuentes (9)

Síntesis Abastecimiento y Consumo (6)

Consumo Neto por Fuentes (7)

Centros de Transformación Primarios (3)

Centros de Transformación Secundarios (4)

Consumo Útil por Usos (10)

Consumo Neto por Usos (8)

42

Figura 6.2

Diagrama de Flujo del Balance Energético Integral

BR5BR1

BR2 BR3

BR4

BR6

BP7

BP4

BP5

BP6

BP8

BP3

BP2

BP9X X X X

BP10

TPX-TP TP-Y

Y YBS1

BS2BS7 BS3

BS4

BS5

BS6

BS8 YBS9

TS

BS10

X-TS

Y-TS TS-Y

C

Y-C

X-C

C-U

U

Z1

Z2

Z1

BP1

BALANCE DE RESERVAS BALANCE DE ENERGIAPRIMARIA

BALANCE DE ENERGIASECUNDARIA

CENTROS DE TRANSFORMACION

PRIMARIOS

CENTROS DE TRANSFORMACION

SECUNDARIOS

CONSUMO DEENERGIA

NETA

CONSUMO DEENERGIA

UTIL

Balance Energético de Base

BR1 Reserva Inicial BR2 Descubrimientos BR3 Reinyección BR4 Producción BR5 Reposición Producción BR6 Reserva Final

BP1 Producción BP2 Importaciones BP3 Exportaciones BP4 No Utilizado BP5 Pérdidas

BP6 Variación de Existencias BP7 Reinyección BP8 Abastecimiento BP9 Consumo Intermedio BP10 Consumo Neto Total

BS1 Producción BS2 Importaciones BS3 Exportaciones BS4 No Utilizado BS5 Pérdidas

BS6 Variación de Existencias BS7 Reinyección BS8 Abastecimiento BS9 Consumo Intermedio BS10 Consumo Neto Total

X-Fuente Primaria; CTP-Centro de Transformación Primaria; Y-Fuente Secundaria; CTS-Centro de Transformación Secundaria: C-Sectores de Consumo; U-Uso Final; Z1-Pérdidas de Transformación; Z2-Pérdidas de Utilización

43

6.3 Descripción de los componentes del BEI 6.3.1 Fuentes y conceptos utilizados Código Nomenclatura

BR RESERVAS ENERGETICAS BR1 Reservas a inicio del año BR2 Descubrimientos y Reajustes de Reservas BR3 Reinyección BR4 Producción anual BR5 Reposición de la Producción anual BR6 Reservas al final del año EP ENERGIA PRIMARIA GN Gas Natural PE Petróleo CM Carbón Mineral UR Uranio LE Leña CE Cultivos Energéticos RB Residuos de Biomasa HE Hidráulica EO Eólica SO Solar GE Geotermia BP Balance de Energía Primaria BP1 Producción BP2 Importación BP3 Exportación BP4 No Utilizado BP5 Pérdidas BP6 Variación de Existencias BP7 Reinyección BP8 Abastecimiento BP9 Consumo Intermedio BP10 Consumo Neto Total CTP CENTROS DE TRANSFORMACION O TRATAMIENTO PRIMARIO PTG Plantas de Tratamiento de Gas REF Refinerías de Petróleo PTC Plantas de Tratamiento del Carbón Mineral GTL Plantas Gas to Liquids CTL Plantas Carbon to Liquids CAR Carboneras DES Destilerías de Alcohol PBG Plantas de Biogás PBD Plantas de Biodiesel PCN Plantas de Combustibles Nucleares PGE Plantas de Tratamiento Geotérmico GSG Gasógenos

44

Código Nomenclatura CTS CENTROS DE TRANSFORMACION O TRATAMIENTO SECUNDARIOS CMG Centro de Mezcla de Gases PTQ Plantas Petroquímicas COQ Coquerías ALH Altos Hornos CEP Centrales Eléctricas de Servicio Público CEA Centrales Eléctricas de Autoproducción ES ENERGIA SECUNDARIA GS Gas Seco GD Gas Distribuido GL Gas Licuado GR Gas Refinerías NR Nafta para Reformar AN Aeronafta - Gasolina Aviación MN Motonafta - Gasolina KE Kerosene CJ Combustible Jet DO Diesel Oil FO Fuel Oil CR Carbón Residual CC Carbón Comercial CQ Coque GQ Gas Coquería GH Gas Alto Horno CN Combustible Nuclear CV Carbón Vegetal GG Gas de Gasógenos ET Alcohol Etílico BG Biogás BD Biodiesel CG Calor Geotérmico EE Energía Eléctrica HE No Energéticos BS Balance de Energía Secundaria BS1 Producción BS2 Importación BS3 Exportación BS4 No Utilizado BS5 Pérdidas BS6 Variación de Existencias BS7 Reinyección BS8 Abastecimiento BS9 Consumo Intermedio BS10 Consumo Neto Total

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Código Nomenclatura CNT CONSUMO NETO TOTAL C1 Consumo Propio del Sector Energía C2 Consumo Final C3 Consumo No Energético C4 Consumo Energético Total C5 Residencial Urbano C6 Residencial Rural C7 Productivo Rural C8 Minería C9 Industria C10 Construcciones C11 Transporte C Servicios U0 USOS NO ENERGETICOS U1 USOS ENERGÉTICOS TOTALES U2 ILUMINACIÓN U3 CALOR U31 Calefacción U32 Calentamiento de Agua U33 Cocción U34 Planchado U35 Calor Proceso Baja Temperatura U36 Calor Proceso Media Temperatura U37 Calor Proceso Alta Temperatura U4 FRÍO U41 Ventilación U42 Refrigeración U43 Conservación de Alimentos U44 Frío de Proceso U5 FUERZA MOTRIZ U51 Motores Eléctricos U52 Motores Diesel U53 Motores Otto U54 Turbinas U55 Motores a Vapor U56 Energía Mecánica (eólica o hidráulica) U57 Trabajo animal U58 Trabajo Humano Z Pérdidas Z1 Pérdidas de Transformación o Generación Z2 Pérdidas de Utilización por Sectores Z3 Pérdidas de Utilización por Fuentes Z4 Pérdidas de Utilización por Usos

A continuación daremos una definición sintética de cada matriz y del funcionamiento del BEI.

46

6.3.2 Balance de Reservas y Potenciales Corresponde a las modificaciones sufridas por las reservas de cada una de las fuentes primarias durante el año en análisis. En las columnas se incluyen todas las fuentes primarias y el total, mientras que en las filas van los seis conceptos que integran el operador del Balance de Reservas (BR) o sea: Reserva Inicial, Descubrimientos y Reajustes, Reinyección, Producción, Reposición de la Producción y Reserva Final (Tabla 6.1).

Tabla 6.1 Balance de Reservas y Potenciales [Matriz (1)]

Tep Sistema: Año:

GN PE CM UR LE CE RB HE EO SO GE EPBR1 Reservas y Potenciales InicialesBR2 Descubrimientos y ReajustesBR3 ReinyecciónBR4 ProducciónBR5 Reposición de la ProducciónBR6 Reservas Potenciales Finales

Conceptos \ Fuentes

Figura 6.3 Flujos del Balance de Reservas y Potenciales

BR5

BR1

BR2 BR3

BR4

BR6

BP7

BR BPBP1

En la matriz (1) se cumple para cualquier fuente energética primaria Renovable, excepto la Leña, lo siguiente: Reservas Finales = Reservas Iniciales + Descubrimientos y Reajustes + Reinyección -

Producción + Reposición de la Producción

BR6 = BR1 + BR2 + BR3 - BR4 + BR5 (6.1) En el caso de las energías renovables (CE, RB, HE, SO y EO) se incluye el valor de Reposición de la Producción que es igual al de la Producción, dado que este flujo se repone anualmente. Para estas fuentes energéticas renovables, lo que realmente se calculan son los Descubrimientos y Reajustes:

BR2 = BR6 - BR1 - BR3 (6.2)

47

En el caso de las energías No Renovables (GN, PE, CM, UR y GE) y en el particular de la energía renovable Leña, el valor de la Reposición de la Producción es cero. Se incluye a la Leña porque se ha considerado a la Reserva de la misma como un stock y no como un flujo, a fin de destacar la explotación de tipo minero de este energético, que se realiza en la mayoría de los países de América Latina.

BR6 = BR1 + BR2 + BR3 - BR4 (6.3) La conexión entre el Balance de Reservas y el de Energías Primarias se da a través de la siguiente relación:

BR4 = BP1 (6.4) En el caso de la Reinyección, el Balance de Reservas se vincula con los Balances de Energías Primarias y Secundarias:

BR3 = BP7 + BS7 (6.5) El caso de Reinyección que puede tener ambos componentes es el del Gas Natural, que además de reinyectarse la propia fuente primaria, puede reinyectarse también Gas Seco y en este caso produce un aumento de la Reserva Final de Gas Natural. 6.3.3 Balance de Energías Primarias Corresponde al abastecimiento de Energías Primarias, sintetizado en las 10 filas correspondientes a los conceptos o rubros que integran el operador de Balance de Energía Primaria (BP) o sea: Producción, Importación, Exportación, Producción No Utilizada, Pérdidas de transporte, distribución y almacenamiento, Variación de Existencias, Reinyección, Abastecimiento, Consumo Intermedio y Consumo Neto (Tabla 6.2, Matriz (2)). Las columnas son las mismas que en la matriz anterior y además debe cumplirse que:

Figura 6.4 Flujos del Balance de Energías Primarias

BP4

BP5

BP6

BP8

BP3

BP2

BP9X X

BP10

BP1

BP7

BP4

BP5

BPBP1

48

Tabla 6.2 Balances de Energías Primarias y Secundarias, Centros de Transformación Primarios y Secundarios y

Síntesis de Abastecimiento y Consumo

GN PE CM UR LE CE RB HE EO SO GE EP GS GD GL GR NR AN MN KE CJ DO FO CR CC CQ GQ GH CN CV GG ET BG BD CG EE NE ESBP1 ProducciónBP2 ImportaciónBP3 ExportaciónBP4 No UtilizadoBP5 PérdidasBP6 Variación de ExistenciasBP7 ReinyecciónBP8 AbastecimientoBP9 Consumo IntermedioBP10 Consumo Neto PTPTG Tratamiento Gas NaturalREF Refinería de PetróleoPTC Tratamiento CarbónGTL Plantas Gas to LiquidsCTL Plantas Carbon to LiquidsCAR CarbonerasDES Destilerias AlcoholPBG Plantas BiogasPBD Plantas de BiodieselPCN Combustibles NuclearesPGE Tratamiento GeotérmicoGSG GasogenosBTP SubtotalCMG Mezcla de GasesPTQ Destilería PetroquímicaCOQ CoqueríasALH Altos HornosCEP Centrales Eléctricas S.P.CEA Centrales Eléctricas A.P.BTS Sub TotalBS1 ProducciónBS2 ImportaciónBS3 ExportaciónBS4 No UtilizadoBS5 PérdidasBS6 Variación de ExistenciasBS7 ReinyecciónBS8 AbastecimientoBS9 Consumo IntermedioBS10 Consumo Neto EP+ESABF Abastecim. Bruto por FuentesABT Abastecim. Bruto TotalCBF Consumo Bruto por FuentesCBT Consumo Bruto TotalCNT Consumo Neto Total

Cen

tros

de T

rans

form

ació

n P

rimar

ios

Cen

tros

de T

rans

f. S

ecun

dario

sBa

lanc

e E

nerg

ía S

ecun

daria

Aba

stec

imie

nto

y C

onsu

mo

Bal

ance

Ene

rgía

Prim

aria

Conceptos \ Fuentes

(6)

(5)

(4)

(3)

(2)

49

Abastecimiento = Producción + Importación - Exportación - No Utilizado - Pérdidas - Variación de Existencias - Reinyección

Además, el destino del Abastecimiento es: Abastecimiento = Consumo Intermedio + Consumo Neto Total En símbolos:

BP8 = BP1 + BP2 - BP3 - BP4 - BP5 - BP6 - BP7 (6.6)

BP8 = BP9 + BP10 (6.7) El Abastecimiento representa entonces la energía que el sistema destina para ser transformada en los Centros de Transformación o Tratamiento (Consumo Intermedio) y para ser consumida directamente como tal (Consumo Neto Total). La igualdad entre 6.6 y 6.7 es lo que vincula el abastecimiento y el consumo de fuentes primarias. Es importante destacar que en este esquema del BEI no se considera el concepto de ajuste estadístico (implícitamente es igual a cero). El mecanismo que se propone acá es reducir a valores aceptables las diferencias estadísticas (diferencias entre BP8 calculado a partir de la ec. 6.6 y la ec. 6.7) y luego incorporarla a aquel concepto del balance cuya información menos confiabilidad presente. Obviamente, si la información de algún concepto de 6.6 ó 6.7 no existe, este se obtendrá por cálculo siendo el ajuste igual a cero. 6.3.4 Centros de Transformación Primarios Refleja la actividad de todos aquellos centros en los cuales se transforman una o varias fuentes de energía primaria, generándose un conjunto de fuentes de energía secundarias con las consiguientes pérdidas de transformación. Los mismos se indican en las filas de la matriz cuyas columnas están constituidas por todas las fuentes primarias y secundarias y los subtotales respectivos (Tabla 6.2, Matriz (3)). En la parte izquierda se obtiene una matriz en la que cada valor está indicado con signo negativo y corresponde al insumo de cada Centro de Transformación Primario. A su vez este valor es igual o menor al valor del Consumo Intermedio de la Matriz 2 para la fuente energética que se transforma. En la parte derecha se indica, con valores positivos, todos los egresos de las distintas fuentes secundarias que se producen en dicho centro de transformación. La suma algebraica de todos los ingresos y egresos a un centro de transformación o tratamiento, aparece en la última columna (PT) y corresponde a las pérdidas de transformación (Z1). Por convención las pérdidas tienen signo positivo. En la última fila de esta matriz (BTP) se acumula la suma algebraica de los ingresos y egresos de cada fuente en todos los Centros de Transformación Primarios.

50

Figura 6.5 Flujos del Balance de Centros de Transformación Primarios

BP9X X TPX-TP TP-Y

Z1

X-TS

El Consumo Intermedio de Energía Primaria (BP9) puede ser Insumo para Centros de Transformación o Tratamiento Primario (X-TP) y/o para Centros de Transformación o Tratamiento Secundarios (X-TS). Por ejemplo la Leña puede ir al Centro Primario: Carboneras; y/o a un Centro Secundario: Centrales Eléctricas de Autoproducción. En los Centros de Transformación o Tratamiento Primarios los insumos primarios (X-TP) se transforman en Energía Secundaria (TP-Y), con Pérdidas de Transformación (Z1). Por ejemplo la Leña se transforma en Carbón Vegetal en las Carboneras. En símbolos:

BP9 = X-TP + X-TS (6.8)

X-TP = ΣY TP-Y + Z1 (6.9) donde:

ΣY TP-Y = sumatoria de todas las fuentes secundarias producidas en cada TP 6.3.5 Centros de Transformación Secundarios Refleja la actividad de aquellos centros a los cuales pueden ingresar tanto fuentes primarias como secundarias. Por lo tanto, los insumos de los mismos pueden figurar, siempre con valores negativos, tanto en el sector izquierdo como derecho de la Matriz 4 de la Tabla 6.2. En este último sector aparecerán, con valores positivos las fuentes secundarias producidas. Las filas corresponden a cada uno de los centros y al total y las columnas a las fuentes energéticas primarias y secundarias con sus subtotales respectivos. Al igual que en el caso anterior el valor absoluto, de la última columna corresponde a las Pérdidas de Transformación (Z1). A los Centros de Transformación o Tratamiento Secundarios (TS) ingresan insumos de Fuentes Primarias (X-TS) e Insumos de Fuentes Secundarias (Y-TS = BS9) y se producen Energías Secundarias (TS-Y), ocurriendo Pérdidas de Transformación (Z1). La producción de Energías Secundarias (BS1) se compone de las provenientes de los TP y de los TS.

51

Figura 6.5 Flujos del Balance de Centros de Transformación Secundarios

BSBS9

TSX-TS

Y-TS

TS-Y

Z1

Y BS1

TP-Y

Del mismo modo, el Consumo Intermedio de Fuentes Primarias (BP9) se habrá destinado a TP (X-TP) y/o a TS (X-TS).

X-TS + Y-TS = ΣY TS-Y + Z1 (6.10)

BP9 = X-TP + X-TS (6.8)

BS1 = TP-Y + TS-Y (6.11) Las Matrices 3 y 4 deben balancearse en primer lugar en sentido horizontal y luego cada columna en forma individual. La parte derecha de estas dos matrices se relaciona con el Balance de Energía Secundaria por medio de la ecuación 6.11. A su vez la parte izquierda de la Matrices 3 y 4 se relacionan con el Balance de Energía Primaria por medio de la ecuación 6.8. Estas relaciones entre las diversas matrices permiten asegurar la vinculación entre ellas y la coherencia general de informaciones que normalmente se obtienen de fuentes estadísticas diferentes. 6.3.6 Balance de Energías Secundarias Esta matriz resume el abastecimiento de las fuentes secundarias de energía, sintetizado en las 10 filas correspondientes a los conceptos o rubros que integran el operador de Balance de Energía Secundaría (BS). Dicho operador es similar al del Balance de Energía Primaria. Las columnas corresponden solamente a las fuentes secundarias y al subtotal respectivo (Tabla 6.2, Matriz (5)). Como se dedujo en la Matriz (3) la Producción de Energía Secundaria (BS1) proviene de los (TP) y de los (TS). Luego se cumplen dos relaciones similares a las ecuaciones (6.6) y (6.7) del Balance de Energía Primaria.

52

Figura 6.6 Flujos del Balance de Fuentes Secundarias

TP-YY BS

BS1

BS2BS7

BS3

BS4

BS5

BS6

BS8 YBS9

TS-Y

BS10 En símbolos:

BS8 = BS1 + BS2 - BS3 - BS4 - BS5 - BS6 -BS7 (6.12)

BS8 = BS9 + BS10 (6.13) Al igual que para el Balance de Energías Primarias, la igualdad entre las dos ecuaciones anteriores es lo que vincula el abastecimiento con el consumo de Energías Secundarias, con las mismas consideraciones respecto al ajuste estadístico indicadas en el punto 6.6.6. Además se cumple:

BS1 = TP-Y + TS-Y (6.11) 6.3.7 Síntesis del Abastecimiento y del Consumo Estas cinco filas (Tabla 6.2, Matriz 6) se intercalan a título de síntesis general en relación conjunto de matrices anteriores y reflejan la conformación de la oferta o abastecimiento, tanto de fuentes primarias como secundarias, dentro del sistema considerado. Por otra parte, la Matriz 6 constituye una síntesis de las matrices siguientes que reflejan la estructura del consumo, constituyéndose así en un nexo entre el Abastecimiento y el Consumo. Se distinguirán aquí los conceptos de Abastecimiento Bruto, Consumo Bruto y Consumo Neto. La primera fila, denominada Abastecimiento Bruto por fuentes (ABF), corresponde a cada fuente primaria o secundaria en forma independiente y a sus respectivos subtotales y es un indicador del total de energía aportada por una fuente al sistema. El valor de cada columna se obtendrá sumando al Abastecimiento de cada fuente (filas BP8 o BS8) la Energía No Aprovechada (filas BP4 o BS4) y las Pérdidas de transporte, distribución y almacenamiento (filas BP5 o BS5), o sea: Para las fuentes primarias j:

ABFPj = BP8j + BP4j + BP5j (6.14)

53

Para las fuentes secundarias j:

ABFSj = BS8j + BS4j + BS5j (6.15) Sumando todas las fuentes primarias y las secundarias por separado se obtienen los subtotales colocan en las columnas EP o ES. Por el contrario, no se pueden sumar ambos subtotales pues se producen duplicaciones entre el Consumo Intermedio de fuentes primarias (BP9j), incluido en BP8j, y la Producción de fuentes secundarias (BS1j) que se contabilizan en BS8j. Para evitar dichas duplicaciones se define el Abastecimiento Bruto Total (ABT) que aparece en la última columna de la segunda fila y responde a la ecuación:

ABT = ABFP + ABFS - ∑j BS1j (6.16) Es decir, se obtiene sumando los Abastecimientos Brutos de Fuentes Primarias y Secundarias y deduciéndoles la Producción Total de Energías Secundarias del sistema. El segundo concepto definido en este balance es el Consumo Bruto por Fuentes (CBF), que es igual al Abastecimiento de cada fuente, primaria o secundaria, más las Pérdidas de transporte, distribución y almacenamiento. O sea, en relación al ABF, el CBF no contiene las energías No Utilizadas. Para las fuentes primarias j:

CBFPj = BP8j + BP5j (6.17) Para las fuentes secundarias j:

CBFSj = BS8j + BS5j (6.18) Sumando todas las fuentes primarias y las secundarias por separado se obtienen los subtotales correspondientes. Tampoco en este caso es factible sumar ambos subtotales ya que existen duplicaciones entre las fuentes secundarias y las primarias de las cuales provienen. Por ello se introduce en la cuarta fila el concepto de Consumo Bruto Total (CBT), el cual aparece sólo en la última columna y responde a la ecuación:

CBT = CBFP + CBFS - ∑j BS1j (6.19) Es decir que se calcula sumando los valores de las ecuaciones 6.17 y 6.18 y deduciéndoles la Producción Total de Energías Secundarias del sistema. También puede obtenerse, restando del Abastecimiento Bruto Total las Energías No Utilizadas totales, primarias y secundarias:

CBT = ABT - ∑j BP4j - ∑j BS4j (6.20) Con este indicador se conoce la energía total (primaria y secundaria) disponible en el sistema. Se destaca que tanto el ABT como el CBT contienen todas las pérdidas técnicas que ocurren en el sistema energético: las Pérdidas de transporte, distribución y almacenamiento;

54

y las Pérdidas de Transformación. También incluyen, obviamente, las Pérdidas de Utilización en los equipos y artefactos de los usuarios. Por último, la quinta fila corresponde al Consumo Neto Total (CNT) que también permite acumular, sin duplicaciones en este caso, las fuentes de energía primarias y secundarias que son efectivamente consumidas dentro del sistema. Se calcula deduciendo del CBT las Pérdidas de transporte, distribución y almacenamiento Primarias; las Pérdidas de transporte, distribución y almacenamiento Secundarias; y las Pérdidas de los Centros de Transformación Primarios y Secundarios:

CNT = CBT - ∑j BP5j - ∑j BS5j - ∑i Z1i (6.21) i: Centro de Transformación Primario o Secundario. El CNT se calcula generalmente a partir de los consumos de los sectores socioeconómicos:

CNT = ∑j BP10j + ∑j BS10j (6.22) La igualdad entre las ecuaciones 6.21 y 6.22 es lo que vincula el abastecimiento con el consumo. Los coeficientes resultantes de las relaciones entre estos tres conceptos de síntesis: ABT, CBT y CNT, son indicadores del grado de complejidad del sistema energético en análisis y del grado de aprovechamiento de las disponibilidades energéticas primarias. Así por ejemplo: CBT / ABT x 100: indica el porcentaje de energía disponible en el sistema en

relación al total aportado. (1 - CBT/ABT) x 100: indica el porcentaje de Energía No Utilizada por el sistema. (1 - CNT/ABT) x 100: indica el porcentaje de Energía No Utilizada y las Pérdidas del

sistema en transformación, transporte, distribución y almacenamiento.

CNT / ABT x 100: indica el porcentaje de energía consumida por el sistema, o sea su

eficiencia. (BP1 - BR3) / CBT x 100: es el Grado de Autoabastecimiento (ºA) del sistema.

Consideramos que si ºA > 100, el sistema es exportador en términos globales; y se ºA < 100 es importador.

6.3.8 Consumo Neto Sectorial Por Fuentes Esta matriz (Tabla 6.7, Matriz 7) refleja la forma en que el consumo neto de cada fuente primaria y/o secundaria se distribuye entre los diversos sectores de la actividad socioeconómica. Las filas corresponden a la apertura sectorial seleccionada y las columnas a cada una de las fuentes, y a los subtotales y totales correspondientes.

55

Además de los sectores socioeconómicos seleccionados, desde el punto de vista energético, interesa discriminar el Consumo del Propio sector energético ya que el mismo no constituye una demanda autónoma, sino que es función del sistema tecnológico a través del cual se realiza el consumo final de energía y de la estructura del sistema de transformación de energía. Esta característica obliga a considerarlo en forma independiente de los demás sectores, introduciendo una categoría intermedia que es el Consumo Final de energía. El mismo es igual al CNT menos el Consumo Propio del sector energético. Por otro lado, la contabilidad nacional incluye el valor agregado por las actividades del sector energético dentro de varios sectores; por ejemplo en Minería la producción de Petróleo; en Industria la Refinación y en Servicios las prestaciones de Gas y Electricidad. En consecuencia, cualquier tipo de correlación total o sectorial entre consumo de energía y la variable macroeconómica correspondiente, exigirá la inclusión del consumo propio, dentro del consumo energético sectorial respectivo. También es necesario tener en cuenta que una parte de las fuentes energéticas es utilizada para fines no energéticos, debiéndose contabilizar dicho uso por separado en el concepto Consumo No Energético.

Figura 6.7 Desagregación del Consumo Neto Total

C:ConsumoNeto Total

C1:Consumo

Propio

C2:Consumo

Final

C3:Consumo

No Energético

C4:Consumo

Energético Total

C5: Residencial UrbanoC6: Residencial RuralC7: Productivo RuralC8: MineríaC9: IndustriaC10: ConstruccionesC11: TransporteC12: Servicios

C:ConsumoNeto Total

C1:Consumo

Propio

C2:Consumo

Final

C3:Consumo

No Energético

C4:Consumo

Energético Total

C5: Residencial UrbanoC6: Residencial RuralC7: Productivo RuralC8: MineríaC9: IndustriaC10: ConstruccionesC11: TransporteC12: Servicios

En consecuencia, en la Matriz 7 se cumplen las relaciones siguientes para cada fuente energética y para el total de las fuentes:

C = C1 + C2 (6.23)

C2 = C3 + C4 (6.24)

C4 = C5 + C6 + C7 + C8 + C9 + C10 + C11 + C12 (6.25) La apertura del Consumo Energético Total es sólo a título de ejemplo y dependerá de las particularidades de cada Sistema que se analice.

56

Tabla 6.3 Balances de Consumos Neto y Útil por Sectores y Fuentes

GN PE CM UR LE CE RB HE EO SO GE EP GS GD GL GR NR AN MN KE CJ DO FO CR CC CQ GQ GH CN CV GG ET BG BD CG EE NE ES EP+ESC Consumo Neto TotalC1 Consumo PropioC2 Consumo FinalC3 Consumo No EnergéticoC4 Consumo Energético TotalC5 Residencial UrbanoC6 Residencial RuralC6` Residencial TotalC7 Productivo RuralC8 MineríaC9 IndustriaC10 ConstruccionesC11 TransporteC12 Servicios

GN PE CM UR LE CE RB HE EO SO GE EP GS GD GL GR NR AN MN KE CJ DO FO CR CC CQ GQ GH CN CV GG ET BG BD CG EE NE ES EP+ESC Consumo Neto TotalC1 Consumo PropioC2 Consumo FinalC3 Consumo No EnergéticoC4 Consumo Energético TotalC5 Residencial UrbanoC6 Residencial RuralC6` Residencial TotalC7 Productivo RuralC8 MineríaC9 IndustriaC10 ConstruccionesC11 TransporteC12 ServiciosZ3 Pérdidas de UtilizaciónηF Rendimiento

Conceptos \ Fuentes

Bala

nce

de C

onsu

mo

Util

de

Ener

gía

por F

uent

es

Conceptos \ Fuentes

Bala

nce

de C

onsu

mo

Net

o de

Ene

rgía

por

Fu

ente

s

(9)

(7)

57

Tabla 6.4 Balances de Consumos Neto y Útil por Sectores y Fuentes

ILU (U1) NE (U5)U1 U21 U22 U23 U24 U25 U31 U32 U41 U42 U43 U44 U45 U46 U5 TOTAL

C Consumo Neto TotalC1 Consumo PropioC2 Consumo FinalC3 Consumo No EnergéticoC4 Consumo Energético TotalC5 Residencial UrbanoC6 Residencial RuralC6` Residencial TotalC7 Productivo RuralC8 MineríaC9 IndustriaC10 ConstruccionesC11 TransporteC12 Servicios

ILU (U1) NE (U5)U1 U21 U22 U23 U24 U25 U31 U32 U41 U42 U43 U44 U45 U46 U5 TOTAL Z2 ηS

C Consumo Neto TotalC1 Consumo PropioC2 Consumo FinalC3 Consumo No EnergéticoC4 Consumo Energético TotalC5 Residencial UrbanoC6 Residencial RuralC6` Residencial TotalC7 Productivo RuralC8 MineríaC9 IndustriaC10 ConstruccionesC11 TransporteC12 ServiciosZ4 Pérdidas de UtilizaciónηU Rendimiento

FUERZA MOTRIZ (U4)

CALOR (U2) FRIO (U3) FUERZA MOTRIZ (U4)

Conceptos \ Usos

Conceptos \ Usos

CALOR (U2) FRIO (U3)

Bala

nce

de C

onsu

mo

Net

o de

Ene

rgía

por

U

sos

Bal

ance

de

Con

sum

o U

til d

e En

ergí

a po

r Uso

s

(8)

(10)

58

6.3.9 Consumo Neto Sectorial por Usos En esta matriz (Tabla 6.4, Matriz 8) se mantiene la apertura por filas de la matriz anterior, indicativa de los diferentes sectores de consumo, pero se reemplaza en las columnas la apertura por fuentes por la apertura por usos, utilizando la discriminación indicada en el punto 6.3.1. Al ser comunes las filas de las matrices (7) y (8), pueden colocarse una a continuación de otra, como se indica Figura 6.1, o tratarse en forma independiente ya que constituyen dos enfoques de un mismo proceso. En las mismas se resumen valores de las matrices por fuentes y por usos para cada sector considerado, las cuales deben ser elaboradas previamente. 6.3.10 Consumo Útil Sectorial por Fuentes Esta matriz (9) (Tabla 6.3) tiene la misma estructura de la matriz (7), pero en este caso se indican los valores de la energía útil obtenida de cada fuente en cada sector. Dichos valores se obtienen afectando los consumos en energía neta de cada fuente por el rendimiento de utilización respectivo. En forma genérica para un Uso dado se cumple para cada fuente j.

EUj = ENj x ηj (6.26) O sea que la Energía Útil de la fuente j en el Uso cocción, por ejemplo, es igual al producto de la Energía Neta de la fuente j en Cocción por el rendimiento de la fuente j en Cocción. Este cálculo se hace a nivel de las matrices sectoriales por fuentes y por usos ya mencionados anteriormente, y luego se realiza la agregación por fuente para obtener la matriz (9). A esta matriz se le puede agregar una fila adicional en la que aparecerán las Pérdidas de Utilización por Fuentes (Z3). Las mismas resultarán de la diferencia entre los conceptos similares (CNT y CUT) de las matrices (7) y (9). Por ejemplo, las Pérdidas de Utilización para la Leña (fila Z3, columna LE de la matriz (9) serán la diferencia entre los valores del CNT (fila C, columna LE de la matriz (7) y los valores del CUT (fila C, columna LE de la matriz (9). 6.3.11 Consumo Útil Sectorial por Usos En este caso, la estructura de la matriz 10 de la Tabla 6.4 es similar a la de la matriz (8) y se constituye agrupando por usos los valores de las matrices auxiliares, por fuentes y por usos, de cada sector. Al igual que en el caso anterior, es factible agregar una fila adicional en la cual se identifican las Pérdidas de Utilización por Uso (Z4) que resultan de la diferencia entre los conceptos similares, CNT y CUT, de las matrices (8) y (10). Finalmente, a la matriz (10) se le puede adicionar una columna en la que se presentan las Pérdidas de Utilización por Sectores de Consumo (Z2) que resultan de las diferencias entre los valores similares de las matrices (8) y (10) ó (7) y (9).

59

Relacionando los valores similares de las matrices (7) a (10), se pueden obtener los Rendimientos Promedio de utilización por sectores, por fuentes y por usos, indicadores de la eficiencia con que se realiza la utilización final de la energía en el sistema en consideración. 6.4 Incorporación de las FENR Tal como lo mencionáramos al principio, el esquema del presente BEI está concebido de manera modular lo cual implica que resultará relativamente sencillo incorporar al mismo las nuevas fuentes o procesos en el sector adecuado del mismo. En cada caso particular habrá que establecer en forma precisa: a) la ubicación de la nueva fuente o proceso dentro del esquema general; b) definir los centros de transformación asociados a ella; y, c) establecer de qué manera se realizará su contabilización de la energía en las diferentes etapas. Así, por ejemplo, si consideramos la Energía Solar, se deberán definir los siguientes puntos: a) La Energía Solar es una fuente primaria que se deberá incorporar al Balance de

Reservas y al de Energía Primaria. Aquí se presenta un primer problema en cuanto a la valorización de la Reserva o Potencial Solar y a la forma precisa de contabilizar la Producción o captación anual.

b) Esa fuente primaria puede ser usada directamente (secado de granos, producción de

sal) o puede ser transformada en fuentes secundarias. En algunos casos a través de Centros de Transformación ya existentes en el BEI. Por ejemplo su transformación en Electricidad se haría en Centrales Eléctricas ya sean públicas o privadas.

Otra posibilidad es que su transformación de lugar a una nueva "fuente" secundaria, en un nuevo tipo de Centro de Transformación. Por ejemplo un colector solar podría generar agua caliente o vapor, que sería la fuente secundaria. Una forma alternativa de tratar este proceso sería considerar al colector plano como un artefacto a nivel del usuario y por lo tanto estaríamos frente a un uso directo de la fuente primaria.

c) Será necesario definir de qué manera se considerarán las pérdidas de energía en los

distintos niveles de captación y utilización. Otro ejemplo podría ser el Biogás: a) En este caso se trata de una fuente secundaria que habrá que incorporar al Balance de

Energías Secundarias. b) Ello implica agregar un nuevo Centro de Transformación, las Plantas de Biogás, con

sus correspondientes insumos y Pérdidas de Transformación. c) En este caso se generan productos No Energéticos, los fertilizantes que habrá que

contabilizar. d) A nivel de balance de energías primarias se deberán incorporar los Residuos de

Biomasa utilizados como insumo para la producción de Biogás. e) A nivel de Balance de Reservas se deberá establecer de qué manera se contabiliza el

Potencial de producción de dichos Residuos.

60

6.5 Aplicación del BEI a los estudios regionales y a los estudios de caso 6.5.1 Estudios Regionales El carácter integral del BEI, y sus estructuras de tipo general, permiten su aplicación no sólo a sistemas nacionales, sino también a unidades geográficas de menor tamaño como podría ser una región, una provincia o departamento. El caso particular de una región ya ha sido desarrollado en dos proyectos de planeamiento energético global en la Argentina (referencias bibliográficas 8 y 9). Para ello es necesario introducir algunos cambios a fin de tener en cuenta las actividades y flujos energéticos que se producen en el resto del país, al cual pertenece la región, como consecuencia del funcionamiento del sistema en análisis. Con esta finalidad se supone que la región es un subsistema que interactúa con otro mayor llamado Resto del País y se agregan a los vectores de Balance de Energía Primarias y Secundarias dos nuevas actividades: las Exportaciones hacia el Resto del País y las Importaciones desde el Resto del País. Por otra parte, la agregación sistemática de los BEI de todas las regiones de un país reproduce el BEI nacional total. 6.5.2 Estudios de Caso Uno de los problemas que se plantea frecuentemente es el de integrar el resultado de los estudios de caso (estudio de villas, áreas rurales, áreas marginales urbanas) en los estudios de tipo más general como los estudios energéticos regionales o nacionales. Consideramos que el BEI, con las adaptaciones indicadas más arriba para el caso regional, puede constituir un excelente marco metodológico para ello. El mismo asegura: a) Un análisis integral del sistema energético considerado en el estudio de caso, desde los

recursos hasta la utilización final de la energía. b) El estudio de las interrelaciones energéticas entre dicho subsistema y el sistema mayor

al cual pertenece (región o país). e) La utilización de categorías y términos totalmente coherentes con las estadísticas y

categorías de carácter regional o nacional. d) La posibilidad de fácil agregación de dichos resultados, en forma sucesiva, para

configurar los sistemas regionales y/o nacionales respectivos. Describimos a continuación, a título de ejemplo, el estudio de caso correspondiente a una villa de tipo rural, relativamente complejo y con varias interacciones con el Resto del País. En este ejemplo se supone que: a) El sistema está integrado por una comunidad rural que ocupa una determinada

superficie territorial. b) Dentro de la misma se desarrollan una serie de actividades de tipo agropecuario, parte

de las cuales se orientan al autoconsumo y parte a la comercialización. Se utiliza riego por bombeo.

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c) Se desarrollan ciertas actividades artesanales de carácter manufacturero (por ejemplo telares y una cerámica).

d) Existen ciertos servicios (comercio, escuela, servicios religiosos, alumbrado público). e) Se desarrollan ciertas actividades de transporte local, tanto de mercaderías como de

personas. Por supuesto, la población realiza un consumo energético de carácter residencial cubriendo los usos típicos de dicho sector. Cada uno de estos sectores realiza consumos de energía final, en artefactos determinados con un rendimiento característico lo cual permite estimar la energía útil correspondiente. Desde el punto de vista del abastecimiento energético, los recursos propios del sistema están constituidos por:

− Energía Solar incidente − Energía Eólica − Un curso de agua permanente − Un área boscosa no maderable, utilizable para Leña − Una población animal, en parte destinada al trabajo − Mano de obra personal

En un cuadro separado deberían darse los valores de Reserva o Potencial correspondientes a cada uno de ellos. Por otra parte, el sistema importa desde el Resto del País:

− Derivados de Petróleo (Kerosene, Gas Licuado, Gas Oil) − Energía Eléctrica − Leña − Fertilizantes y Pesticidas.

A su vez tiene exportaciones de Carbón Vegetal hacia el Resto del País, manteniéndose una existencia variable del mismo. El sistema tiene una serie de Centros de Transformación propios para la producción de: Electricidad, Biogás11 y Carbón Vegetal. Respecto al uso de la Energía Eólica en los molinos de viento, la Energía Solar y la Energía Animada es posible considerar la existencia de Centros de Transformación específicos o suponer que es un uso directo de la fuente primaria. También se halla vinculado a Centros de Transformación ubicados en el Resto del País: Refinerías de Petróleo, Plantas Petroquímicas y Centrales Eléctricas del Servicio Público. En el Resto del País existen importaciones desde el exterior de Petróleo y sus derivados y se mantienen existencias variables de ambos productos. El estudio, por lo tanto, debería estar en condiciones de asignar valores concretos a cada uno de las actividades y flujos identificados para el año correspondiente.

11 Este Centro de Transformación produce fertilizantes orgánicos que completan la importación desde el Resto del País de fertilizantes sintéticos.

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Dichos valores podrán volcarse asimismo en la respectiva Matriz General del BEI del estudio de caso, distinguiendo los flujos dentro del sistema y en el Resto del País, o podrán usarse para completar los diagramas de flujo respectivos. Con un diagnóstico descriptivo, como el realizado, del sistema socioeconómico de la villa y su sistema energético, como así también las interacciones con el Resto del País o Región, y adoptando las mismas estructuras y conceptos del BEI para la villa y el sistema mayor, resultan totalmente comparables las conclusiones que se saquen para el estudio de caso con las del sistema mayor.

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7. Obtención del Consumo de Energía Útil por Fuentes y Usos 7.1 Introducción La configuración del balance energético, como instrumento de análisis y de base para la prospectiva energética, dependerá de las metodologías a emplear. Particularmente en lo que hace al grado de detalle con que refleja los distintos componentes del sistema energético. La adopción de métodos analíticos para el estudio de los requerimientos energéticos12 permite precisar y direccionar la formulación de la política energética, y esto es de particular importancia cuando se pretende introducir cambios estructurales que no son adecuadamente reflejados cuando se emplean métodos agregados (Vg. modelos econométricos). Una mayor precisión en el estudio de los requerimientos energéticos hace necesario la cuantificación de los mismos a partir del conocimiento del consumo de energía por usos y en términos de energía útil, ya que este concepto está más asociado a la real satisfacción de las necesidades. Un determinado requerimiento de energía útil puede significar muy diferentes cantidades de energía neta. Por ejemplo, la preparación de una determinada comida requerirá cantidades mucho mayores de energía neta de Leña (rendimientos entre 5 y 20%) que de Gas Distribuido (rendimiento de 50%) o de Electricidad (rendimiento de 80%). Los niveles y estructura del consumo de energía por usos están fuertemente influenciados por un conjunto de factores de orden ambiental, económico, tecnológico, social y cultural. El clima, la población, ya sea en el ámbito urbano o rural, el nivel de actividad de la producción de bienes y servicios medido por la producción física o el valor agregado según la rama, la disponibilidad de ciertas fuentes energéticas y tecnologías de los artefactos de utilización, el nivel de ingreso de las familias, las pautas culturales, etc. son ejemplos de las variables explicativas del consumo de energía. Dentro del enfoque esquematizado en la Figura 7.1, se vinculan las necesidades de las familias y de las actividades productivas con los usos finales de la energía. Se entiende que para satisfacer cierto nivel de un determinado uso se requiere una determinada cantidad de energía útil. Esa cantidad de energía útil se podrá corresponder a su vez con diferentes cantidades de energía neta, atendiendo a la fuente y al artefacto de utilización escogidos. En este punto es donde se realiza el análisis de sustituciones. Dentro de la metodología analítica de prospectiva de los consumos finales de energía, la identificación de los factores estructurales (agrupados dentro de las dimensiones del proceso de desarrollo económico y social) se concreta a través de la partición del conjunto de los actores de consumo en módulos homogéneos. Un módulo homogéneo es un conjunto de consumidores agrupados sobre la base de uno o varios criterios sociales, económicos, demográficos, climáticos, espaciales, tecnológicos, abastecidos con o sin determinadas fuentes energéticas, con una estructura similar en su

12 Hablamos de requerimientos de energía en el sentido que la energía no es una necesidad en sí misma, sino que está ligada a la satisfacción de otras necesidades humanas, como: alimentación, confort, transporte, producción de bienes, etc. También tiene un sentido más amplio al de demanda, ya que considera las fuentes que se captan fuera del mercado: leña recolectada, residuos de biomasa, energía solar, eólica, etc.

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consumo energético; y para los cuales se espera un similar comportamiento ante variaciones en los determinantes del consumo de energía.

Figura 7.1 Esquema del Consumo Final de Energía

Ámbitos de Decisión de los actores de consumo

Artefactos de

Utilización• Cocción • Iluminación• Acondic. de ambientes• Conservación de alimentos• .......................• Calor de Proceso• Fuerza Motriz

Desarrollo Económico y Social

Dimensiones: ambiental, tecnológica, económica, social y cultural.

Procesos de Sustitución

Fuentes

Energía Neta Energía Útil

Usos

En las Figuras 7.2; 7.3; 7.4 y 7.5 se presentan ejemplos de la desagregación en módulos homogéneos para los sectores Residencial, Industrial, Transporte y Servicios. Dicha estructura dependerá del país o región en particular.

Figura 7.2 Módulos Homogéneos del Sector Residencial

Condiciones

Espacio-ambientales

Región 1 Región 2 Región n

CondicionesSocio-

espacialesRural Urbano

Electrificado No Electrificado

Con Gas Natural

Condiciones del Abastecimiento

Energético

Condiciones Sociales

A M BA M B A M BA M B A M B Marg.A M BA M B Marg.M BM B

= módulo homogéneo

Sin Gas Natural

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Figura 7.3

Módulos Homogéneos del Sector Industrial

Regionalización

Tipo deActividad

Condiciones delAbastecimiento

Energético

Tamaño

Tecnología

Región 1 Región 2 Región n

Alimentos yBebidas

Hierro yAcero

RestoIndustrias

ConGas Natural

Grande

T1 T2

Mediana

T1 T2

Pequeña

T1 T2

SinGas Natural

Grande

T1 T2

Mediana

T1 T2

Pequeña

T1 T2

= módulo homogéneo

Figura 7.4 Módulos Homogéneos del Sector Transporte

Carretero

Fluvial y Marítimo

Tipo de VehículoModo Motor - combustible

Automóvil

Taxi

Ómnibus

Motocicleta

Barco

• Gasolina• Diesel• GLP• GNC • Diesel

• GLP• GNC

• Gasolina

• Gasolina• Diesel

• Diesel• Fuel Oil• Carbón

Ferroviario Tren• Diesel• Fuel Oil• Carbón • Electricidad

Ferroviario Tren• Diesel• Fuel Oil• Carbón • Electricidad

Aéreo Avión • Aeronafta• Combustible JetAéreo Avión • Aeronafta• Combustible Jet

= módulo homogéneo

Pick up

Camión < 2 Tn

Camión > 2 Tn

• Gasolina• Diesel• GLP• GNC• Gasolina

• Diesel

• Gasolina• Diesel

Carretero

Ferroviario Tren• Diesel• Fuel Oil• Carbón • Electricidad

Ferroviario Tren• Diesel• Fuel Oil• Carbón • Electricidad

Pasajeros

Carga

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Figura 7.5 Módulos Homogéneos del Sector Servicios

Regionalización

Tipo deActividad

Condiciones delAbastecimiento

Energético

Tamaño

Carácter

Región 1 Región 2 Región n

HospitalesComercios AdministraciónPública

Hoteles yRestaurantes

ConGas Natural

Grande y Mediano

Público Privado

Pequeño

Público Privado

SinGas Natural

Grande y Mediano

Público Privado

Pequeño

Público Privado

= módulo homogéneo Los Balances Energéticos de Base, que llegan al nivel de consumos de Energía Neta (o Final) por sectores, no presentan los consumos de energía por módulos homogéneos. Algunos avanzan en la desagregación sub-sectorial, por ejemplo: el Transporte por modos, en carretero, ferroviario, aéreo y fluvial y marítimo; la Industria por principales ramas; etc. Pero en la mayoría de los casos, para obtener estas desagregaciones se hacen estimaciones siguiendo criterios más o menos simplificados. Sin embargo, ello sería factible si las empresas encargadas de la distribución de las fuentes comerciales incorporaran un registro adicional en sus sistemas de información que clasifique los consumidores por módulo homogéneo. Obviamente esto no es posible para las fuentes no comerciales, que captan directamente los usuarios, como la Leña, los Residuos de Biomasa, Energía Solar, etc. Los consumos de energía por usos, tanto en energía neta como en energía útil, no es posible registrarla estadísticamente (al menos en términos reales). Por ello, para obtener esta información es necesario recurrir a la realización de encuestas energéticas, cuyo procedimiento se describe en este capítulo. También, las encuestas energéticas permitirán obtener las desagregaciones de los consumos de energía por módulo homogéneo y obtener los consumos de las fuentes captadas directamente por los usuarios. 7.2 Matrices de Consumo de Energía Neta y Útil por Fuentes y Usos Para cada módulo homogéneo se elaboran las matrices de consumos por fuentes y usos, en Energía Neta y en Energía Útil. Este es el paso previo a la elaboración de las matrices de Consumo de Energía Neta por Usos, de Consumo de Energía Útil por Fuentes y Consumo de Energía Útil por Usos del

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Balance Energético Integral descriptas en el capítulo 6 (Matrices 8, 9 y 10 de las Tabla 6.3 y 6.4). En la Tabla 7.1 se presenta la matriz de Consumo de Energía Útil por Fuentes y Usos. La misma proporciona información básica para el estudio de los requerimientos de energía. Las filas corresponden a los usos de la energía y las columnas a las fuentes consumidas; y en la última columna se calcula el total del consumo útil en el uso. De esta columna se puede ver el nivel de satisfacción de los requerimientos energéticos según el uso. En cada fila, se puede ver con qué fuentes se satisface cada uso, o sea el grado de competencia entre fuentes. Esta información es el punto de partida para el análisis de sustituciones entre fuentes energéticas. Considerando cada columna, se puede ver como se distribuye el consumo de una fuente en los distintos usos.

Tabla 7.1 Consumo de Energía Útil por Fuentes y Usos (Tep)

Región: Sector: Módulo homogéneo:

USOS\FUENTES Fuente 1 Fuente 2 Fuente 3 …. …. Fuente n TotalUso 1Uso 2Uso 3....Uso mTotal

La matriz de Consumo de Energía Neta por Fuentes y Usos tiene la misma estructura que la anterior y se presenta en la Tabla 7.2.

Tabla 7.2 Consumo de Energía Neta por Fuentes y Usos (Tep)

Región: Sector: Módulo homogéneo:

USOS\FUENTES Fuente 1 Fuente 2 Fuente 3 …. …. Fuente n TotalUso 1Uso 2Uso 3....Uso mTotal

Como cociente entre la matriz de energía útil y la matriz de energía neta se obtiene la matriz de rendimientos de utilización promedio para cada fuente según el uso en el que se utiliza

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(Tabla 7.3). En la última columna los rendimientos totales por uso, y en la última fila los rendimientos por fuente. La última celda indica el rendimiento total del consumo de energía del módulo homogéneo.

Tabla 7.3 Rendimientos por Fuentes y Usos (%)

Región: Sector: Módulo homogéneo:

USOS\FUENTES Fuente 1 Fuente 2 Fuente 3 …. …. Fuente n TotalUso 1Uso 2Uso 3....Uso mTotal

De esta última matriz se puede apreciar la eficiencia del consumo energético según la fuente y uso y con ello poder evaluar medidas o programas de uso eficiente de la energía y del potencial de ahorro. 7.3 Diseño de las Encuestas Energéticas 7.3.1 Objetivos de las Encuestas Las encuestas sobre consumo y usos de la energía persiguen los siguientes objetivos: a) Estimar los consumos de energía neta por sectores.

Ello es necesario para aquellas fuentes no comerciales, donde el usuario las capta directamente de la naturaleza. El principal caso en los países en desarrollo es la Leña recolectada, aunque también suele serlo la Leña que se comercializa ya que el vendedor normalmente no registra a que tipo de usuario va destinada. Los otros casos son las renovables como los Residuos de Biomasa, la Energía Solar y la Energía Eólica. Aunque en estas dos últimas, si existen registros oficiales que cubran más o menos la totalidad del universo puede hacerse una estimación de los consumos sin recurrir a encuestas. También es necesario realizar encuestas si se desea obtener una mayor precisión de los consumos de energía neta por sector en el caso de los derivados del Petróleo. Las empresas comercializadoras no suelen registrar, o procesar, la información de sus ventas por tipo de usuario o rama de actividad. Las desagregaciones sectoriales que se presentan en los Balances de Base normalmente se realizan haciendo estimaciones con criterios simplificados. Ejemplos donde las encuestas con esta finalidad serían más necesarias son el Gas Licuado, el Diesel y el Fuel Oil.

b) Estimar los consumos de energía neta y útil por fuentes y usos por módulo homogéneo.

Necesarios para la elaboración del Balance Energético Integral y la aplicación de metodologías analíticas para el estudio de los requerimientos energéticos. Estas encuestas incluyen los resultados descriptos en el apartado a) anterior.

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En caso de disponer de un presupuesto acotado para la realización de las encuestas, u otro tipo de limitaciones, se sugiere realizar las encuestas por sectores con la siguiente prioridad: En primer lugar las encuestas a los sectores Residencial e Industrial. Aquí es donde se presenta una mayor diversidad de usos y fuentes, además de ser sectores de alto consumo energético en relación a los demás. En segundo lugar el sector Servicios, que si bien tiene diversidad de usos y fuentes, los consumos de energía tienen menor peso relativo en el balance energético. Luego las encuestas al sector Transporte. Si bien este es en muchos países el mayor consumidor de energía, las fuentes consumidas no son tantas por modo de transporte y el uso de la energía es uno solo: Fuerza Motriz. Si se dispone de información confiable del parque de vehículos por tipo, se puede estimar los consumos desagregados por fuente y módulo homogéneo en función del recorrido anual medio y el consumo específico [lt/km u otra unidad]. El consumo útil se calcula con rendimientos estándar por tipo de vehículo. Finalmente, realizar las encuestas del sector Productivo Rural. Normalmente este es un sector de bajo consumo energético; y, con información secundaria sobre superficie por tipo de cultivo y las cuentas culturales o costos operativos que elaboran los organismos de investigación agropecuaria, se pueden estimar con cierta precisión los consumos por fuentes y usos, en energía neta y útil.

7.3.2 Etapas para el desarrollo de las Encuestas. El diseño y realización de las encuestas energéticas debe seguir las técnicas de muestreo estadístico, entonces también es competencia de estadísticos y técnicos especializados en encuestas. Normalmente se consiguen los mejores resultados cuando se integra un equipo multidisciplinario: especialistas en encuestas por un lado y analistas energéticos por otro. Las encuestas energéticas tienen cierta similitud con las encuestas de gastos e ingresos de los hogares y las encuestas permanentes a las actividades productivas que normalmente realizan los organismos estadísticos oficiales de los países. En líneas generales, las etapas para el desarrollo de las encuestas energéticas son las siguientes

1. Diseño del cuestionario 2. Diseño de las muestras 3. Capacitación de encuestadores y supervisores de campo. 4. Realización de la encuesta piloto 5. Planificación del trabajo de campo 6. Programas de procesamiento de la información 7. Realización del trabajo de campo 8. Crítica-codificación de los formularios llenados 9. Carga de datos 10. Procesamiento (“cierre” de cada encuesta y expansión de los resultados)

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7.3.3 Diseño del cuestionario La información a relevar por el cuestionario es la siguiente:

1. Variables explicativas del consumo energético: hogar (personas), producción física, valor agregado, cantidad de habitaciones o camas, superficie cubierta, superficie cultivada, etc.

2. Compras y/o apropiaciones (caso de la Leña recolectada) anuales de cada una de

las fuentes energéticas consumidas. 3. Se relevan todos los equipos o artefactos que consumen energía, preguntándose:

− Tipo de artefacto (define el uso) − Cantidad − Fuente consumida − Potencia (capacidad o tamaño) − Horas anuales de utilización, eficiencia, factor de capacidad, etc.

4. Autoproducción de energía: Electricidad, Residuos de Biomasa, etc.

5. Datos adicionales para el procesamiento de la encuesta: tipo de vivienda,

descripción del proceso productivo, régimen de trabajo, etc.

6. Variables para la expansión de la muestra (puede ser distinta de 1.), Ej.: personal ocupado, ventas, etc.

7. Otras informaciones de interés: problemas energéticos, proyectos de sustituciones o

eficiencia energética, costos totales, ampliaciones, etc. EL cuestionario debe especificarse para cada sector y también, en caso de ser necesario, para los diferentes módulos homogéneos. El diseño formal de los cuestionarios requerirá especial atención para asegurar la eficiencia del trabajo de campo y la calidad de la información relevada. Es fundamental que el mismo esté adecuado a las modalidades de consumo energético del país y a la terminología usual, como así también deberán tenerse en cuenta pautas culturales para la realización de las entrevistas. Esto hace muy necesaria la participación de técnicos locales especializados en encuestas para el diseño de los cuestionarios. 7.3.4 Procesamiento de la información El procesamiento de la información relevada en los cuestionarios tiene por finalidad principal obtener del consumo de energía neta y útil por fuente y uso para cada módulo homogéneo. Para ello se seguirán, siempre en términos generales, los siguientes pasos:

1. Se calcula el consumo neto anual de la fuente i en el uso j por el equipo k:

CNijk = nijk x Pijk x Hijk x Fcijk donde:

nijk: cantidad de artefactos del mismo tipo, potencia y modalidad de uso Pijk: potencia del artefacto Hijk: horas de utilización

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Fcijk: factor de carga

2. Se suman los consumos de energía neta de todos los equipos de cada fuente i y se los compara con las compras o ingresos de dichas fuentes. Se procede al “cierre” de cada encuesta igualando ambos términos.

3. Se calcula el consumo útil de la fuente i en el uso j por el equipo k:

CUijk = CNijk x ηUijk

donde:

ηUijk: rendimiento del artefacto o equipo

4. Se obtienen las matrices de consumo de energía neta y útil por fuentes y usos de la muestra.

5. Se expanden los resultados de la muestra al universo, utilizando las variables de

expansión.

6. Se suman dichas matrices de cada módulo homogéneo para obtener las totales del sector y se comparan los consumos netos de la fuente i con los valores de referencia del Balance Energético de Base. Se obtiene un factor de ajuste i (Fai), para cada fuente y sector, como cociente entre el valor de Balance y el valor expandido.

7. Se aplica el factor de ajuste i a cada uno de los consumos por usos de la fuente i de

las matrices expandidas obtenidas en 5. Quedan los resultados ajustados y definitivos de las matrices de fuentes y usos.

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8. Metodología para realizar el Balance de Reservas de Energía Primaria Tradicionalmente, la información sobre reservas energéticas de fuentes no renovables y sobre el potencial de las fuentes renovables, se suministra en forma aislada para cada una de ellas y en sus unidades propias de medición. Además, en la mayoría de los casos, los valores correspondientes se publican en forma específica y sin dar una explicación de las variaciones producidas entre una estimación y otra. La excepción en este sentido se encuentra en el caso del Petróleo y el Gas Natural, fuentes para las cuales normalmente es posible obtener valores anuales sucesivos y, en algunos casos, una explicación de los factores que motivaron los cambios en cada año. En los estudios energéticos más generales se suele dar la información de las reservas y los potenciales de las diferentes fuentes disponibles en un sistema, pero siempre en las unidades propias de cada una de ellas y sin indicación precisa de la fecha de la estimación. Esta forma de presentación hace muy difícil evaluar la importancia relativa de cada una de ellas para un sistema energético dado, y por ende la selección de una política de abastecimiento adecuada. Es por ello que consideramos imprescindible definir una metodología que permita presentar, de una manera coherente y en una unidad común (Tep), las reservas y el potencial de todas las fuentes no renovables y renovables de un sistema energético, así como el total correspondiente. El primer intento de hacerlo, según nuestro conocimiento, se puede encontrar en un trabajo mimeográfico sobre "La Energía en la Argentina" (10) publicado por Fundación Bariloche. Esta metodología fue posteriormente adaptada en publicaciones energéticas oficiales de varios países latinoamericanos (Argentina, Colombia, Costa Rica) y existe una estimación de este tipo para el conjunto de la región en un estudio sobre Fuentes No Convencionales de Energía (11) y en una publicación reciente del BID. Para lograrlo, se presentan dos problemas de carácter general y varios de carácter particular, que es necesario resolver con ciertos criterios lógicos y sistemáticos. 8.1 Problemas Generales El primer problema se presenta al querer agregar las fuentes renovables y las no renovables. Para las primeras es posible definir un Potencial anual aprovechable, que corresponde a la porción del flujo total anual que es posible captar para fines energéticos, en las condiciones técnicas y económicas del momento en que se realiza la estimación. Dicho valor es un flujo anual. Para las segundas, por el contrario, se define normalmente una Reserva comprobada que corresponde a la fracción del volumen total identificado que es factible extraer en las condiciones técnicas y económicas del momento en que se realiza la estimación. El valor respectivo corresponde a una existencia.

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Existen aún otros casos en que la distinción no es tan clara y puede interpretarse el problema tanto desde el punto de vista de un flujo como de una existencia. Por ejemplo, no resulta claro en todos los casos si un yacimiento geotérmico es un recurso renovable o no renovable. Ello dependerá de que el mismo tenga una recarga natural o no. Otro ejemplo es el de un bosque, natural o implantado, que puede ser considerado como la existencia total de la masa boscosa o en función exclusiva de su productividad anual. Para resolver el problema general de asimilar flujos y existencias se propone utilizar la conocida relación Reservas/Producción de uso difundido en la industria petrolera. Dicha relación indica el número de "años" durante los cuales podrá mantenerse en forma constante la producción de un año dado con las Reservas Probadas de ese mismo año. Consideramos que en el caso de los recursos renovables es posible invertir el razonamiento, y asignar a cada uno de ellos un cierto número de "años" de manera de poder calcular un valor de la “Reserva" de la fuente considerada. Aquí se abren varías posibilidades para elegir dicho número de “años" y cualquiera de ellas tendrá un cierto grado de arbitrariedad como sucede en todas las convenciones utilizadas en la estadística para agregar productos no homogéneos. Una posibilidad, es fijar un número de “años” común para todas las fuentes renovables y el mismo surgiría de la relación R/P de la fuente no renovable más importante (Ej. el Petróleo o el Carbón Mineral). Ello aseguraría cierta “homogeneidad” a los valores obtenidos y evitaría que se favorezca a una u otra fuente en particular en el proceso de conversión. Otro criterio a utilizar sería fijar un número de “años” específicos para cada fuente, en función de sus características particulares. Por ejemplo en el caso de la Hidroelectricidad podría tomarse la vida útil de la central o la vida útil de la represa. En el caso de la Leña, el período medio de crecimiento de las especies consideradas en cada bosque particular. En el caso de la Energía Solar o Eólica, la vida útil de los artefactos utilizados para su captación. Y así siguiendo. Lo fundamental en este terreno es elegir un criterio, aplicarlo en forma sistemática a través del tiempo, y mencionarlo en forma explícita al pie de la estimación correspondiente. También resulta aconsejable dar simultáneamente los valores en las unidades propias de cada fuente y en Tep. El segundo problema de carácter general, es el del criterio a utilizar para convertir a Tep las cantidades de aquellas fuentes que no tienen un Poder Calorífico Inferior (PCI) definido. Es el caso de la Energía Hidráulica, la Solar y la Eólica Este problema puede resolverse con dos criterios: a) midiendo las cantidades de energía secundaria obtenida (Ej. Electricidad) y dividirla por los rendimientos del equipamiento a fin de obtener la cantidad insumida de energía primaria; y, b) utilizar el equivalente calórico del combustible alternativo y tecnología que rinde el mismo servicio. Una vez definidos ambos problemas será posible calcular la "Reserva" de un recurso renovable Como ejemplo, supongamos que en un sistema se ha identificado un potencial hidroeléctrico, técnica y económicamente explotable de 3.500 GWh. En dicho sistema las

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centrales térmicas equivalentes consumen, en promedio 0,3 Tep/MWh y se estima que la vida útil de una central hidroeléctrica es de 30 años. La “Reserva" hidroeléctrica de ese país sería igual a:

3.500.000 MWh/año x 0,3 Tep/MWh x 30 años = 31,5 x 106 Tep De manera similar se calcularían las "Reservas" de las demás fuentes renovables. Los mismos criterios definidos para medir los valores absolutos de "Reservas" iniciales o finales, pueden ser utilizados para valorizar las variaciones anuales provocadas por nuevos "descubrimientos” o revisiones de las estimaciones anteriores. 8.2 Problemas Específicos 8.2.1 Introducción También existen una serie de problemas específicos, vinculados a cada fuente en particular, que deberían ser objeto de los correspondientes estudios. A continuación se hará una somera enumeración de algunos de dichos problemas. El análisis se realizará, lógicamente, para las fuentes energéticas primarias, a las que se agrupará en Renovables y No Renovables. Como Fuentes Energéticas Primarias Renovables (FEPR) se considerará a las siguientes:

− Leña − Residuos de Biomasa − Hidráulica − Solar − Eólica

Como Fuentes Energéticas Primarias No Renovables (FEPNR) se tendrá en cuenta a las siguientes:

− Petróleo − Gas Natural − Carbón Mineral − Uranio − Geotérmica

En el caso de las FEPR, por tratarse de flujos y no de stocks energéticos, se denominará Potencial a la “Reserva" de las mismas. En cambio, para las FEPNR se denominará Reserva a la parte comprobada del recurso energético. La ecuación del Balance de Reservas para las FEPNR y la Leña es la siguiente:

BR6 = BR1 + BR2 + BR3 - BR4 (8.1)

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donde: BR1: Reservas o Potenciales iniciales BR2: Descubrimientos y/o Reajustes BR3: Reinyección BR4: Producción BR6: Reservas o Potenciales finales

La formulación (8.1) para el caso de las energías Hidráulica, Solar, Eólica y Residuos de Biomasa se convierte en:

BR2 = BR6 - BR1 + BR4 - BR5 (8.2) donde:

BR5: Reposición de la Producción. Es decir que no se incluye a la Reinyección por las características renovables de dichas fuentes y se deduce la Reposición de la Producción. El cálculo se realiza para los "Descubrimientos" que tienen el carácter de incremento o disminución del Potencial inicial del Recurso. 8.2.2 Leña13 Esta fuente puede analizarse como un flujo o como un stock. El "recurso" renovable es en este caso la tierra, donde se pueden plantar especies forestales y donde las mismas crecen, incluso en los bosques naturales. Es decir que se verifica un “Potencial anual de producción de masa forestal energética", expresada en general en kg/ha. Pero puede considerarse el "stock" de masa forestal energética (en Tn) que existe en un territorio dado y en un año dado, como el equivalente a una “Reserva de masa forestal”. a) Como stock (Reservas) - Recurso Forestal Bruto Total (RFBT):

RFBT = Σj (has totales)j x (Tn/ha)j = . . . . . . [Tn] Este concepto incluye la masa forestal de todas las especies, siendo j las especies. Se dice que RFBT es igual al producto de las hectáreas totales de bosque (sea natural o plantado) multiplicadas por el rendimiento en toneladas de madera por hectárea de cada especie j. - Recurso Forestal Energético Bruto (RFEB):

RFEB = Σi (has totales especies energéticas)i x (Tn/ha)i x (kcal/Tn)i = . . . . . . [kcal]

13 Ver Bravo V.: “Sobre los conceptos de Recurso y Reserva Forestal" IDEE, 1984.

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Este concepto se refiere exclusivamente a las especies forestales con finalidades energéticas (i). Es decir, aquellas aptas para obtener Leña, Carbón Vegetal, gas, etc. El valor del RFEB se obtiene en kcal conocido el Poder Calorífico Inferior de las especies forestales energéticas14. - Recurso Forestal Energético Extraíble (RFEE): RFEE = Σl (has totales especies energéticas extraíbles)l x (Tn/ha)l x (kcal/Tn)l = . . . . . [kcal] De las especies forestales j ó i aptas para ser consideradas energéticas, una parte de ellas no puede o no debe considerarse como utilizable por las razones siguientes:

− Inaccesibilidad: las especies están fuera del alcance de los medios de extracción disponibles.

− Parques Nacionales y Reservas: las especies se encuentran en zonas vedadas para su extracción.

− Protección de erosión del suelo y cuencas hídricas: las especies son protectoras de los ecosistemas y les confieren estabilidad.

Entonces las especies l son aquellas que superan las restricciones anteriores. - Recurso Forestal Energético Económicamente Extraíble (RFEEE): Es el RFEE que es a su vez económicamente extraíble. Es decir, que los costos de extracción, rodeo y acondicionamiento de la masa forestal no superan los beneficios que de su utilización se derivan. Este concepto equivale al de una Reserva y es el que debe incorporarse al Balance. En este caso a la Leña se la analiza como un stock y no como un flujo. b) Como Flujo (Potencial) - Potencial Anual de Extracción (PAE) [Tn/año] o Productividad Promedio: La superficie forestal correspondiente a la que se denomina RFEEE, genera anualmente un volumen de masa forestal en Tn/ha-año. Estas [Tn/ha-año] multiplicadas por las ha de dicha superficie forestal, permiten obtener el (PAE) en [Tn/año]. Este valor se puede expresar también en [kcal/año]. - Producción Anual (PA) [Tn/año]: Es la cantidad de masa forestal energética producida (o sea extraída) por año en un espacio dado (provincia, región, país). También puede expresarse en [kcal/año]. 14 Para obtener los Poderes Caloríficos de las especies forestales, consultar la Publicación IDEE: “Metodología para obtener información sobre Combustibles Vegetales”, 1986.

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- Explotación Minera del Recurso Forestal: Cuando: PAE < PA, se dice que el bosque se explota como una mina. O sea, como si se tratara de un recurso No Renovable, ya que con ese ritmo al cabo de t años la masa forestal desaparecería. - Potencial como Reserva (P): Para calcular la "Reserva” de Leña, a partir del Potencial Anual de Extracción (PAE) se procede del modo siguiente:

P = PAE [Tn/año] x Edad media especies [años] = . . . . . [Tn] También se puede expresar en [kcal] con el PCI [kcal/Tn] En forma simplificada se puede calcular P con la PA. c) Ejemplo Argentina 1974 c1) Como stock En la siguiente tabla se hace el cálculo de RFBT, RFEE y RFEEE.

Superficie [106 has]

Rendimto. [Tn/ha]

RFBT [Tn x 106]

Utilizable RFEE [Tn x 106]

Destino Madera

Destino Energético

RFEEE [Tn x 106]

A B C= A x B D E = C x D F G E x (1-F) x GBosques energéticos 12 16.6 199 85% 169 10% 77% 117Bosques maderables 27 54.4 1469 85% 1248 30% 77% 673Montes achaparrados 21 0.5 11 -Parques Nacionales 1 64.0 64 -Plantaciones comerciales 0.336 232.0 78 100% 78 22% 17TOTAL 1820 1496 807 La Reserva Forestal total para fines energéticos es de 807 x 106 Tn, que incluye la Leña y los Residuos Forestales. Calculamos la Reserva de Residuos Forestales:

RFEE [Tn x 106]

Destino Madera

Fracción Residuo

Residuo [Tn x 106]

A B C A x (1-B) x CBosques energéticos 169 10% 5% 8Bosques maderables 1248 30% 22% 192Plantaciones comerciales 78 22% 17TOTAL 1496 217

La "Reserva" de Residuos Forestales que pasa al cálculo del Potencial de Residuos de Biomasa es de 217 x 106 Tn. En consecuencia la “Reserva” de Leña sería de 590 x 106 Tn ((807 - 217) x 106 Tn). Este valor sería la Reserva Inicial de Leña del Balance. Los Descubrimientos equivalen al crecimiento durante el período inicial y final del análisis del bosque natural y el comercial. La Producción equivale a las extracciones de Leña durante el periodo. Luego, la Reserva Final se calcula:

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R f = R i + Descubrimientos – Producción

La "Reserva" de Residuos Forestales que pasa al cálculo del Potencial de Residuos de Biomasa es de 217 x 106 Tn. c2) Como Potencial o Flujo Se calcula la Reserva Inicial a partir de la Producción Anual:

R i = PA x Vida útil media Sea:

R i = 29.4 x 106 [Tn/año] x 20 años = 589 x 106 Tn. Los Descubrimientos: Se estiman según la tasa de crecimiento en el período de la masa forestal. Por ejemplo: 1.5% anual.

Desc = 0.015 x 589 x 106 Tn = 8.8 x 106 Tn Se supone que el cálculo se realiza para un período final, un año posterior al inicial. La Producción en el período final es un dato, Ej.: 27 x 106 Tn. Luego se calcula la Reserva Final:

R f = R i + Desc – Producción f En el ejemplo:

R f = 589 x 106 Tn + 8.8 x 106 Tn - 27 x 106 Tn = 570.8 x 106 Tn 8.2.3 Residuos de Biomasa Se trata de los Forestales, Agrícolas, Pecuarios y Agroindustriales. Los conceptos: - Potencial Bruto Total (PBT): 15 Equivale a toda la producción de RB generada en un año. - Potencial Bruto Energético (PBE): Se refiere a la parte del PBT que puede utilizarse energéticamente. Es decir que del PBT deben deducirse los RB que se emplean, o es conveniente que se empleen, como materias 15 Ver la forma de calcular la Producción Anual en el Anexo II: “Cálculo de los Residuos de Biomasa".

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primas, como fertilizantes orgánicos, como alimento animal, para mantener las capas fértiles del suelo y/o para sostener el ecosistema. - Potencial Energético Económico (PEE): Es la parte del PBE que técnica y económicamente serían utilizables energéticamente. Es decir, aquellos cuyos costos de recolección, almacenamiento, acondicionamiento, transporte y combustión resultan técnica y económicamente convenientes. El valor de la "Reserva" a volcar en el Balance se deduce a partir del PEE, del modo siguiente: La Reserva Inicial = R i:

R i = PEE i [Tn/año] x vida útil (años) Los criterios para determinar la vida útil dependen de cada tipo de RB. - Para los Residuos Forestales es función de la vida media de las especies forestales. Por

ejemplo 20 años.

- Para los Residuos Agrícolas es función del número de años en que se agotaría la tierra donde se cultivan, si se sembrara ininterrumpidamente dicho cultivo. Por ejemplo 5 años.

- Para los Pecuarios es función de la vida útil de la especie animal de que se trate. Ej.: 10 años caballos; 5 años porcinos; y 8 años bueyes.

- Para los Agroindustriales es función de la vida útil del establecimiento. Ej.: 30 años

La Reserva Final = R f: Se estima igual que la R i, pero para el período final. Los PEE f se calculan como los PEE i. Los Descubrimientos se obtienen por cálculo:

Desc = R f – R i 8.2.4 Energía Hidráulica Los conceptos: - Potencial Teórico Bruto (PTB): Es la energía y potencia obtenibles de todos los flujos y caídas de agua existentes en un sistema. - Potencial Técnicamente Equipable (PTE): Es la parte del PTB que puede captarse a través del equipamiento técnicamente realizable.

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- Potencial Económicamente Equipable (PEE): Es el que resulta conveniente aprovechar por sus costos y con la tecnología disponible. Este es el concepto que se utiliza para completar el Balance de Reservas. Estos datos se encuentran disponibles en las empresas eléctricas y se obtienen en energía [GWh/año] y en potencia garantizada [MW]. Para obtener la "Reserva" se multiplica el PEE por la vida útil de las Centrales, o sea

R i = PEE (GWh/año] x vida útil [años] En general, se toman 30 años a 50 años como vida útil. - Producción: para calcular este valor ver el Anexo 3. Los valores en kcal se obtendrán empleando el coeficiente teórico de la Electricidad (860 kcal/kWh) o el coeficiente de equivalencia del equipamiento térmico, por ejemplo 2200 (kcal/kWh). 8.2.5 Energía Solar Es la que incide anualmente sobre nuestro planeta y en consecuencia sobre el territorio en estudio. Los conceptos: - Potencial Bruto (PB): Es toda la radiación global que incide anualmente sobre el territorio en estudio. Por ejemplo, los datos pueden oscilar entre 8 y 12 kcal/cm2-mes durante los meses de invierno; y entre 16 y 20 kcal/cm2-mes en los meses de verano. La incidencia, se mide sobre el plano horizontal y se estima según la latitud del lugar, para cada uno de los meses del año. Luego:

PB = Sup. [km2] x ∑ j=112 Rsj [kcal/cm2-mes) x 1010 [cm2/km2] = . . . . . . [kcal/año]

donde:

Sup.: Superficie del territorio Rsj: Radiación global para el mes j

- Potencial Neto Económico (PNE) [kcal/año]: Es la radiación global anual captada a través de un artefacto o equipo existente en el sistema. Es decir, que solamente se considerará como potencial de energía solar, aquella radiación que es efectivamente utilizada por un captador solar. Por ejemplo: panel fotovoltaico, colector plano y/o concentrador. Este concepto equivale también al de Producción Anual de energía solar.

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PNEc = PBc x ηc donde ηc es el rendimiento del captador16. Los captores se obtendrán de las encuestas que se ejecutan para alimentar al Sistema de Informaciones Energéticas. La Reserva, a incluir en el Balance, ya sea la inicial o final, se calcula multiplicando al PNE por la vida útil del captador.

R i = PNE i [kcal/año] x vida útil del captador [años] = . . . . . [kcal] Las vidas útiles aproximadas (aún no hay experiencia suficiente) serían las siguientes:

Colectores planos: 20 años Concentradores: 30 años Fotovoltaica: 30 años

Los valores pueden llevarse directamente a Tep (1 Tep = 107 kcal) o utilizar el equivalente de la alternativa que produce un servicio similar: - Colectores Planos: el equivalente al Gas Licuado de Petróleo, o sea que las kcal solares

se transforman en Tep de Gas Licuado equivalentes.

- Concentradores para generar calor: equivalente al Fuel Oil.

- Concentradores para producir electricidad: equivalente de central térmica, Ej. 2200 kcal/kWh.

- Fotovoltaica: equivale al rendimiento de un grupo electrógeno a gasolina o sea: 6500 kcal/kWh.

8.2.6. Energía Eólica Los conceptos: - Potencial Eólico Bruto (PEB): Se deduce de acuerdo a los mapas mensuales de vientos del territorio, suponiendo que la velocidad de los mismos (V en km/h) incide sobre una superficie plana de 1 m2. El flujo mensual de vientos es el equivalente, conceptualmente, a los caudales de un aprovechamiento hidroeléctrico. Es decir, que debe obtenerse la velocidad media mensual garantida de los vientos en el territorio de que se trate. Luego, según la ley de Betz se deduce la Potencia Máxima eólica (PM):

PM [kW/m2] = 8.1186 x 10-6 x (V [km/h])3 donde: 8.1186 x 10-6 es un coeficiente para transformar las unidades.

16 Colectores planos = 40%; concentradores para producir calor = 50%; concentradores para producir electricidad (parabólicos) = 20%; paneles fotovoltaicos para producir electricidad = 10%. Solar Energy task progress report - IASA, Austria, 1977.

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Luego:

PEB [kWh/m2-año] = t [hs/año] x (V [km/h])3 x 8.1186 x 10-6 donde:

t: es la duración del viento en horas por año. O sea que PEB se expresa como un flujo anual de energía por m2 de superficie incidente. - Potencial Eólico Neto (PEN): Lo mismo que para la Energía Solar, el potencial dependerá del captador de energía eólica (molino o aerogenerador). La Potencia Neta (PN):

PN [kW] = PM [kW/m2] x ηc x a [m2]. donde:

ηc : rendimiento del captador 60% para molinos 54% para aerogeneradores a: superficie del captador

PEN [kWh/año] = PN [kW] x t [h/año]

Veamos un ejemplo para un molino:

- diámetro: 1,83 metros - ηc = 60% - V = 11 km/h - t = 365 h/año

PEN = 365 [h/año] x 113 [km/h]3 x 0,6 x 2,63 [m2] x 8.1186 x 10-6 = 6 [kWh/año] La Producción Anual de energía eólica es equivalente al PEN. Luego, para obtener la Producción deben conocerse, a partir de las encuestas, el número de molinos y aerogeneradores en operación. La Reserva, tanto inicial como final, que se incluirá en el Balance, se calcula del modo siguiente:

R i [kWh] = (PEN i [kWh/año] x vida útil del captador [años]) / ηe donde: ηe es el rendimiento de equivalencia para molinos La vida útil de los captadores:

Molino : 30 años Aerogenerador : 15 años

Para obtener los valores en Tep se usarán los coeficientes de equivalencia siguientes: Para molinos: motobomba a Nafta = 2030 kcal/kWh

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Como la Reserva está medida en el molino como captador, debe tenerse en cuenta el rendimiento en la bomba: ηe = 0.3 Para aerogeneradores: grupo electrógeno a Nafta: 6500 (kcal/kWh) 8.2.7 Petróleo y Gas Natural Los conceptos: - Volumen “in situ”: es la cantidad total de Petróleo o Gas Natural contenido en la roca reservorio de un yacimiento considerado técnica y económicamente explotable. - Reserva Comprobada: es la cantidad de Petróleo o Gas Natural recuperable económicamente del Volumen “in situ” de un yacimiento comprobado con la tecnología existente al momento de la estimación. En el caso del Gas Natural debe distinguirse entre Gas Asociado, Gas de Yacimientos de Condensado y Gas Libre. Este concepto de Reserva Comprobada es el que se vuelca en el Balance. La información se obtendrá en la empresa petrolera. - Reserva Probable: es la cantidad de Petróleo o Gas Natural recuperable económicamente del Volumen “in situ” de un yacimiento que se estima será descubierto, con un grado apreciable de certeza, y con la tecnología existente al momento de la estimación. - Reserva Posible: es la cantidad de Petróleo o Gas Natural recuperable económicamente del Volumen “in situ” de un yacimiento, que se estima será descubierto con un bajo grado de certeza, y con la tecnología existente al momento de la estimación. - Reserva Especulativa: es la cantidad de Petróleo o Gas Natural recuperable económicamente del Volumen “in situ” de yacimientos que se supone podrán descubrirse sin sustento geológico o geofísico y con la tecnología existente al momento de la estimación. Los conceptos: Reserva Probable, Posible y Especulativa, no se incluirán en las matrices del Balance. - Descubrimientos: si no se consiguiera la información para este concepto, pero sí para las Reservas Finales, se calcularía según la formulación:

BR2 = BR6 + BR4 - BR1 - BR3 8.2.8 Carbón Mineral Los conceptos: - Reservas Probadas: es la cantidad total de carbón cuantificado en los mantos (es el equivalente al Volumen “in situ” de Petróleo).

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- Reservas Recuperables: es la cantidad de carbón extraíble económicamente de un manto con la tecnología existente en el momento de la estimación. Este concepto constituye la Reserva que se incluirá en el Balance. La información se recabará en la empresa carbonera. - Reservas Probables: es un concepto similar al mencionado para el Petróleo. - Descubrimientos: igual que en Petróleo. 8.2.9. Uranio - Recursos Razonablemente Asegurados (RRA): Es la cantidad de Uranio (U) que puede ser extraído a un costo menor a US$ 80 el kg de U o a menos de US$ 30 la libra de U3O8. Equivale al concepto de Reserva y es lo que se incluye en el Balance. - Recursos Adicionales Estimados (RAE): son las cantidades que pueden ser extraídos hasta un costo entre 80 y 130 US$ el kg de U. - Recursos Especulativos: Equivalen al concepto de Reserva Especulativa mencionado para el Petróleo. - Equivalencia Energética: si no se dispone de una estimación propia para expresar los valores en Tep, se utilizará la siguiente equivalencia:

1 Tn U = 9800 Tep - Producción: es la cantidad de Uranio extraída en un año (inicial o final) de los yacimientos del territorio en análisis. Toda la información requerida puede recabarse en el organismo dedicado a la energía nuclear. 8.2.10 Energía Geotérmica Los conceptos: - Recursos Geotérmicos Brutos (RGB): Los tipos de yacimientos geotérmicos se clasifican según el estado del agua en el reservorio en:

− agua caliente o vapor húmedo a más de 150 ºC − agua caliente: entre 50 y 150 ºC − vapor seco − roca seca: cuando la temperatura aumenta más de 5 ºC cada 100 metros de

profundidad Los RGB serían todas aquellas estructuras del subsuelo donde la temperatura aumentará más de 5 ºC cada 100 metros de profundidad. - Recursos Geotérmicos Netos (RGN): es la cantidad de calor de los (RGB) que puede recuperarse con la tecnología disponible.

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- Reservas Geotérmicas (RG): es todo el calor contenido en un yacimiento que puede explotarse económicamente con la tecnología actualmente disponible. Equivale conceptualmente al Volumen “in situ” de Petróleo. - Reservas Geotérmicas Recuperables (RGR): Es el calor que puede extraerse económicamente de las RG con la tecnología actualmente disponible. Este concepto es el que se incluirá en el Balance de Reservas. - Balance de Energías Primarias En la Figura 8.1 se visualiza el esquema de un aprovechamiento geotérmico para generar electricidad. Los valores se expresan en kcal y se obtiene del organismo que corresponda. Para obtener el valor en Tep se utilizará el coeficiente de equivalencia 107 kcal geotérmicas = 1 Tep.

Figura 8.1 Energía Geotérmica

Pozoproductor

Central

Separador ciclónico Atmósfera

Pozo dereinyección

Mezclaagua-vapor

Mt

(a+v)

Vapor a centralMv

(a+v) Agua a presión

Agua de Reinyección Mr

Mas

Silenciador

Mt: Agua y vapor extraído = Producción (BP1) Mv: Vapor a central = Abastecimiento (PB8) Ma: Agua a presión = Mvat + Mas + Mr Mvat: Vapor a atmósfera = Pérdidas (BP5) Mas: Agua a superficie = No Utilizado (BP4) Mr: Reinyección de agua = Reinyección (PB7)

BP8 = BP1 - BP4 - BP5 - BP7

Mv = Mt - Mas - Mvat - Mr

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8.3 El Problema de la Información sobre los Recursos Energéticos En el punto anterior nos hemos referido específicamente a las Reservas Probadas con el sentido de los volúmenes técnica y económicamente explotables en el momento que se realiza el análisis o medición. Si bien este concepto es claro a nivel teórico, en la práctica resulta muy difícil llegar a determinar si los valores publicados de reservas de las distintas fuentes realmente corresponden a la definición teórica. Este problema se presenta en particular en aquellas fuentes en que las estimaciones de reservas o de potencial no se realizan en forma periódica y sistemática. Por ejemplo, las estimaciones más recientes del Potencial Hidroeléctrico de América Latina corresponden a varios años atrás. Es decir son anteriores a los cambios producidos en los precios internacionales de las diversas fuentes energéticas. Obviamente estos cambios deberían traer aparejada una reestimación de dicho potencial, cosa que han realizado sólo algunos países. Es por ello que se considera que la primera prioridad de los países sería tratar de obtener las estimaciones más actualizadas posibles para las diversas fuentes, tratando que las fechas de dichas estimaciones sean coincidentes y que los valores suministrados se correspondan realmente con la definición teórica de Reserva Probada o Potencial técnica y económicamente aprovechable. Independientemente de dicho objetivo, existe otro de relativa importancia en particular cuando se quiere realizar un planeamiento a mediano o largo plazo. En este caso los datos sobre reservas, por bien estimados que estén, no son suficientes para definir una política energética a largo plazo. Para ello, es imprescindible tener estimaciones lo más adecuadas posible de los Recursos de las fuentes No Renovables y del Potencial máximo de las Renovables. Este tipo de información es aún más escasa y heterogénea que la referente a las Reservas. No obstante se considera necesario y conveniente, en una segunda etapa, tratar de obtener el máximo de información disponible referente a: Reservas Probables y Posibles; Recursos, para las fuentes No Renovables y Potencial máximo de las Renovables.

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9. Bibliografía

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Septiembre 1980. OLADE, Quito, Ecuador.

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12. FUNDACION BARILOCHE / Idee y una Red de Centros de Investigación. Energía y

Desarrollo - Desafíos y Métodos. Fundación Bariloche. Argentina. 1984.

13. XXX CURSO LATINOAMERICANO DE ECONOMIA Y POLITICA ENERGETICA Y AMBIENTAL. Economía de la Energía. Apuntes de clase. Fundación Bariloche, Argentina. 2001.

14. XXX CURSO LATINOAMERICANO DE ECONOMIA Y POLITICA ENERGETICA Y

AMBIENTAL. Modelos Energéticos. Apuntes de clase. Fundación Bariloche, Argentina. 2001.

15. STOCKHOLM ENVIRONMENT INSTITUTE. Guía del Usuario - Modelo LEAP (Long-

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17. OECD, IEA, EUROSTAT. Energy Statistics Manual. OECD/IEA, París. 2004.

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ANEXO I: Ejemplo del Balance de Reservas y Potenciales

1. Convenciones La información necesaria para calcular el Balance de Reservas y Potenciales fue colectada en primer lugar en las unidades propias de cada fuente y luego transformadas en Tep con los factores de conversión indicados en el Punto 3 de este Anexo y utilizando las convenciones indicadas en este punto. Para el Gas Natural toda la información es publicada anualmente y por lo tanto puede aplicarse la expresión:

Rf = Ri + Dac - Pac + Riny (1) donde:

Rf = Reserva final Ri = Reserva inicial Dac = Descubrimientos o Reajustes acumulados Pac = Producción acumulada Riny = Reinyección en los yacimientos acumulada.

Para Petróleo y Uranio también la información se publica anualmente y se puede aplicar la siguiente expresión:

Rf = Ri + Dac - Pac (2) Para el Carbón Mineral no existen valores anuales. Por lo tanto se partió del dato de Reservas para 1984 publicados por la empresa estatal (YCF) y luego se le agregó la producción acumulada entre cada año y 1984. Durante todo el período analizado no hubo ningún descubrimiento. Para la Leña se partió de la información sobre la masa boscosa para leña en 1974. A partir de dicho valor se agregó el crecimiento natural anual (estimado en un 2%) y se dedujo la producción acumulada de Leña. Los valores para 1974 excluyen las raíces y los residuos forestales y tampoco incluyen la masa boscosa para madera comercial o para celulosa. Para los Residuos de Biomasa se hizo primero un cálculo de potencial teórico anual de producción en base a coeficientes tomados de la literatura nacional e internacional. A partir de dichos valores se estimó el potencial económico anual teniendo en cuenta problemas de recolección, usos alternativos, impacto ecológico y los costos de recolección y transporte. La "Reserva Equivalente" fue estimada usando un coeficiente de Reservas/Producción de 30 años. Este coeficiente, utilizado también para la Hidroelectricidad está basado en la vida útil normal de las instalaciones energéticas. Para la Hidroelectricidad se tomaron los datos oficiales publicados para la producción media anual potencial, en las condiciones técnicas y económicas actuales, expresadas en GWh y se transformaron en Tep usando el promedio del consumo de combustibles de todas las centrales térmicas del país en el año considerado. Como se explicó anteriormente dicho valor se multiplicó por 30 años para obtener la reserva equivalente.

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2. Balances de Reservas para la Argentina 1976-1980 Dado que, salvo el caso del Petróleo y el Gas Natural, para las otras fuentes energéticas no se publican normalmente datos anuales de Reservas o de Potencial se decidió realizar el Balance de Reservas para el período 1976-1980. Esta decisión, que simplifica el problema de presentación de datos, no implica cambios metodológicos salvo el reemplazo de los valores anuales (Producción, Reinyección y Descubrimientos) por los valores acumulados para todo el período. La Figura I.1 da los valores equivalentes en Tep utilizando el método y los factores de conversión indicados en la Tabla I.1. La Figura I.2 da la estructura porcentual resultante.

Figura I.1 Balance de Reservas y Potenciales de Energía

106 Tep Sistema: Argentina Año: 1976 - 1980

Conceptos \ Fuentes GN PE CM UR Sub Total.

LE RB HE Sub Total.

EP

Reserva Inicial (1975) 178.6 341.2 199.9 175.7 895.4 137.1 222.0 1218.0 1577.1 2472.5Descubr.y Reajustes (1976-80) 442.9 115.7 103.9 662.5 14.3 60.0 -284.7 -210.4 452.1Reinyección (1976-80) 1.9 1.9 0.0 1.9Producción acumulada (1976-80) 53.5 114.2 2.0 13.6 183.3 5.5 42.0 9.5 57.0 240.3Repos. Producción (1976-80) 0.0 42.0 9.5 51.5 51.5Reservas Finales (1980) 569.9 342.7 197.9 266.0 1376.5 145.9 282.0 933.3 1361.2 2737.7

NO RENOVABLES RENOVABLES

Figura I.2 Balance de Reservas y Potenciales de Energía

Estructura % Sistema: Argentina Año: 1976 - 1980

Conceptos \ Fuentes GN PE CM UR Sub Total.

LE RB HE Sub Total.

EP

Reserva Inicial (1975) 7.2 13.8 8.1 7.1 36.2 5.5 9.0 49.3 63.8 100.0Descubr.y Reajustes (1976-80) 98.0 25.6 0.0 23.0 146.5 3.2 13.3 -63.0 -46.5 100.0Reinyección (1976-80) 100.0 0.0 0.0 0.0 100.0 0.0 0.0 0.0 0.0 100.0Producción acumulada (1976-80) 22.3 47.5 0.8 5.7 76.3 2.3 17.5 4.0 23.7 100.0Reservas Finales (1980) 20.8 12.5 7.2 9.7 50.3 5.3 10.3 34.1 49.7 100.0

NO RENOVABLES RENOVABLES

3. Fuentes de información utilizadas Las fuentes de información utilizadas originales fueron: Gas Natural: Anuario de Combustibles, Secretaría de Energía y Boletín Anual de Gas del Estado. Varios años. Petróleo: Anuario de Combustibles, Secretaría de Energía y Boletín de Yacimientos Petrolíferos Fiscales. Varios años. Carbón Mineral: “Recursos de Carbón y Otros Combustibles Sólidos Minerales". Bergman F.A.S., Yacimientos Carboníferos Fiscales. Marzo 1984.

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Uranio: Publicaciones de Suministros Nucleares de la Comisión Nacional de Energía Atómica y Estadística Minera. Varios años. Leña: "Sobre los conceptos de Recurso Forestal y Reserva de Combustibles Forestales", V. Bravo, IDEE, Bariloche, Agosto 1981. Publicaciones de la FAO y del Instituto Forestal Argentino (IFONA). Varios años. Residuos de Biomasa: Publicaciones de FAO sobre Producción anual de productos de biomasa en la Argentina. Varios años. Hidroelectricidad: "Inventario de Recursos Hidroeléctricos de la República Argentina", Agua y Energía. Gerencia de Planeamiento, 1969. "Inventario Preliminar de Recursos Hidroeléctricos de la República Argentina". Agua y Energía Eléctrica, Gerencia de Planeamiento. Informe de avance 1982. No publicado.

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ANEXO II: Cálculo del Potencial Bruto Total Anual de los Residuos de Biomasa 1. Introducción La explicación del cálculo del Potencial Bruto Total anual de Residuos de Biomasa, se realizará a través de ejemplos numéricos sencillos. A este fin se analizará secuencialmente a los Residuos Agrícolas, a los Residuos Pecuarios, a los Residuos Forestales y a los Residuos Agroindustriales. Finalmente por sumatoria de todos ellos se obtendrá el valor para los Residuos Totales. Al solo título de ejemplo se han estimado un conjunto de Factores de Utilización Energética (FUE) que multiplicados por los correspondientes valores de los Potenciales Brutos Totales permitirían deducir los Potenciales Brutos Energéticos. 2. Residuos Agrícolas

Cultivo Producción Tn Residuo / Tn Producto

Factor Utiliz. Energética

[103 Tn] [103 Tn] [103 Tep](1) (2) (3) (4) (5)

Soja 30 0.55 0.30 5.0 1.9Maíz 300 0.55 0.30 49.5 18.6Algodón 140 1.20 0.30 50.4 18.9Trigo 180 0.47 0.30 25.4 9.5Arroz 40 0.38 0.30 4.6 1.7Sorgo 20 0.50 0.30 3.0 1.1Caña de Azúcar 10,000 0.03 0.30 90.0 33.8Cebada 30 0.35 0.30 3.2 1.2TOTAL 230.9 86.6

Residuos Utilizables Energéticamente

(4) = (1) x (2) x (3) (5) = (4) con un PCI de 3750 kcal/kg de residuo seco.

3. Residuos Pecuarios

Animal Población Animal

Peso Medio Bosta Fresca Humedad de la Bosta

Factor de Recolección

[103

cabezas][Tn/ Animal] [Tn/Tn

animal-año][s/peso] [s/peso] [103 Tn] [103 Tep]

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)Caballos, Mulas y Asnos 100 0.15 18 0.80 0.10 5.4 1.9Vacunos 500 0.30 28 0.80 0.10 84.0 29.4Vacas Lecheras 200 0.40 30 0.80 0.30 144.0 50.4Puercos 80 0.04 30 0.80 0.50 9.6 3.4Aves 800 0.0015 9 0.60 0.30 1.3 0.5Ovinos 40 0.05 13 0.70 0.10 0.8 0.3TOTAL 245.1 85.8

Residuos Utilizables Energéticamente

(6) = (1) x (2) x (3) x (1 - (4)) x (5) (7) = (6) con un PCI de 3500 kcal/kg de bosta seca.

96

4. Residuos Forestales

(1) Producción de Carbón Vegetal 10 103 Tn(2) Leña para Carbón Vegetal 50 103 Tn(3) Leña para consumo directo 200 103 Tn(4) Madera Industrial 70 103 Tn(5) Extracción Total 320 103 Tn(6) Arbol en pié 506 103 Tn(7) Residuos Totales 186 103 Tn(8) Residuos Utilizables 70 103 Tn(9) Residuos Utilizables Energéticamente 21 103 Tn(10) Residuos Utilizables Energéticamente 4.8 103 Tep

Para producir 1 Tn de Carbón Vegetal se utilizan 5 Tn de Leña: (2) = 5 x (1). (5) = (2) + (3) + (4) 1 Tn de árbol en pie para extraer Madera Industrial, está compuesta de: - 23% de raíces (no utilizables) CO - 22% de ramas - 11% de virutas, aserrín y costaneros - 44% de Madera Industrial 1 Tn de árbol en pie para extraer Leña, está compuesta de: - 23% de raíces (no utilizables) - 5% de ramas no recolectadas - 72% de Leña (6) = ((2) + (3)) / 0.72 + (4) / 0.44 (7) = ((2) + (3)) / 0.72 x 0.28 + (4) / 0.44 x 0.56 (8) = ((2) + (3)) / 0.72 x 0.05 + (4) / 0.44 x 0.33 (9) = (8) x F.U.E. = (8) x 0.3 (10) = (9) con un PCI: 2.300 kcal/kg. (este valor depende de cada país)

5. Residuos Agroindustriales

Producción [103 Tn] (1)

Residuo Tn Residuo / Tn Producto

(2)

PCI Residuo [kcal/kg]

(3)

Factor de Utilización Energética

(4)

Residuos Ut. Energét. [103

Tep] (5)

Caña de azúcar 10,000 Bagazo 0.25 1,840 0.8 368.0Yuca 15 Residuo 0.20 1,700 1.0 0.5Celulosa Lejía Negra 3,600 1.0 4.0

Cáscara 0.21 4,200 0.8 10.6Pulpa 0.20 3,300 0.5 5.0

Arroz 40 Cáscara 0.22 2,300 0.7 1.4Semilla de algodón 70 Cáscara 0.18 3,300 1.0 4.2Sésamo 30 Cáscara 0.05 3,300 1.0 0.5Maní 5 Cáscara 0.25 3,300 1.0 0.4Coco 5 Cáscara 0.34 3,300 1.0 0.6Palma 2 Cáscara 0.05 3,300 1.0 0.03Girasol 10 Cáscara 0.20 3,300 0.5 0.3Soja 30 Cáscara 0.01 3,300 0.5 0.05TOTAL 395.5

Café Oro 150

(5) = [(1) x (2) x (3) x (4)] / 10000

97

6. Total Residuos de Biomasa

[103 Tep] %Agrícolas 86.6 15.1Pecuarios 85.8 15.0Forestales 4.8 0.8Agroindustriales 395.5 69.1TOTAL 572.7 100.0

98

99

ANEXO III: Cálculo del Balance de Energía Primaria para la Energía Hidráulica

En la figura siguiente se muestra un corte simplificado de una Central Hidroeléctrica con embalse17 .

Central

Qa

Nivel del embalse

Qev

Qf

Qemb

Qv -c

Qt

hPresa

Donde:

Qa: Caudal medio anual de aporte del río [m3/seg] Qt: Caudal medio anual turbinado (m3/seg] Qemb: Caudal medio anual equivalente correspondiente a la variación del volumen de

agua del embalse Qev: Caudal de evaporación medio o anual equivalente, correspondiente al volumen

de agua evaporada en el embalse Qf: Caudal de filtración, es el caudal medio anual perdido por filtración en el

embalse Qv-c: Caudal derramado, es el caudal medio anual computado sobre año calendario,

descargado por el vertedero y la compuerta h: Nivel de embalse, tiene el carácter de una cota media anual sobre el nivel del

mar entre el nivel del embalse y el eje de la turbina. Los caudales Qemb, Qev, Qf, no se conocen directamente y se determinan a partir de los correspondientes volúmenes anuales y el número de segundos contenidos en el año. El Balance de materia entre las masas de agua es el siguiente:

Qa = Qt + Qv-c + Qev + Qf + Qemb La energía potencial gravitatoria se obtiene como:

E = ρ x g x t x h x Q donde:

ρ : densidad del agua [Tn/m3] g : aceleración de la gravedad [m/seg2] t : tiempo [seg] h : altura de la caída [m] Q : cualquiera de los caudales antes indicados [m3/seg]

17 Ver “Balances Energéticos de América Latina". OLADE. Noviembre 1981.

100

La ecuación del balance energético es: Ea = ρ x g x t x h x Qa = ρ x g x t x h x Qt + ρ x g x t x h x Qv-c + ρ x g x t x h x (Qev+Qf)+ + ρ x g x t x h x Qem que representa la energía total aportada por el río en el emplazamiento de altura h La ecuación puede escribirse según la simbología del Balance Energético así:

BP1 = BP8 + BP4 + BP5 + BP6 Obteniéndose los valores de la matriz del Balance de Energía Primaria. El Abastecimiento (BP8) se deriva totalmente al Consumo Intermedio (BP9) y éste a las Centrales Eléctricas de Servicio Público (BTS5) y/o de Autoproducción (BTS6). Es decir, que por definición no hay Consumo Neto Total (BP10). La información para llenar las matrices se obtiene de las respectivas empresas eléctricas. El relevamiento de las mini y micro centrales exige por su parte un trabajo de campo adicional. A continuación, y como ejemplo, de desarrollará el Balance de Energía Hidráulica para el aprovechamiento de Salto Grande (Uruguay-Argentina). Datos: Para transformar los GWh a Tep se utilizó el equivalente calórico de una central térmica media, un valor de 2.500 kcal/kWh. BP8 = 1.093.718 Tep BP4 = 587.750 Tep BP6 = 6.475 Tep BP1= 1.687.943 Tep

101

ANEXO IV: La Energía Útil en los Balances Energéticos

Las fuentes de energía que se ponen a disposición del usuario, como Energía Final (o Neta), difícilmente pueden ser empleadas si no son sometidas previamente a algún proceso que las adapte a las formas de utilización requeridas. Estas formas de utilización dependen de que tipo de necesidades debe satisfacer el usuario con el uso de la energía y de las características de los equipos o artefactos que disponga. Por ejemplo: obtención de calor, realización de un trabajo, generación de alguna reacción química, o provocación de algún efecto físico determinado. Producido aquel proceso de adecuación queda a disposición del usuario una forma de energía denominada intermedia que, en la mayoría de los casos, cumple su función a través de determinados mecanismos o equipos tales como los de transmisión de energía mecánica, las máquinas de vapor, los intercambiadores de calor. A estos equipos se los denomina sistemas de uso de la energía. Cabe señalar que tanto en la primera conversión de la energía (por ejemplo, en la caldera) como en los sistemas de uso (por ejemplo, una turbina a vapor) se detectan pérdidas de energía, las que determinan que los rendimientos en ambas etapas sean menores que la unidad. Lo antedicho se manifiesta en la existencia de dos tipos de rendimientos. Uno de ellos se vincula con el proceso de adaptación de la fuente de energía a su forma de utilización intermedia y el otro con el equipo de utilización final de dicha forma de energía. Luego el rendimiento total será igual al producto de ambos rendimientos expresado mediante la fórmula siguiente:

ηt = ηp x ηu donde:

ηt : rendimiento total ηp : rendimiento de adaptación ηu : rendimiento de uso

La Energía Útil, que es efectivamente incorporada al producto elaborado, será entonces igual a la Energía Neta (o Final) afectada por el rendimiento total (ηt), o sea:

EU = EN x ηt O expresado en los términos que se explicitan a continuación ilustrando un ejemplo de utilización del vapor: O sea que la energía útil es igual a 0.68 Kcal, en tanto que la energía neta consumida es igual a 1 kcal. Es decir, la eficiencia total es igual al 68% (0.85 x 0.80).

Energía Neta (Diesel) Caldera

ηp = 0.85 Sistemas Uso de Vapor

ηu = 0.80

Vapor Energía Útil

1 kcal 0.85 kcal 0.68 kcal

102

Por consiguiente, para calcular la energía útil es necesario conocer la eficiencia con que se utiliza la energía neta. Para la elaboración del Balance Energético Integral, en lo que respecta a los consumos de energía útil, se utilizan rendimientos de utilización estándar que son provistos por los fabricantes de equipos u obtenidos de bibliografía especializada. Por una cuestión de costos, no se realizan auditorías energéticas para estimar los rendimientos de utilización reales según el parque de artefactos en los distintos sectores. Los rendimientos de utilización estándar dan un adecuado grado de precisión en la estimación del consumo de energía útil a los fines perseguidos, cual es la prospectiva integral del consumo energético. A continuación de presentan algunos rendimientos de utilización estándar.

Tablas de Rendimientos de Utilización A. Sectores Residencial y Servicios

Uso: Cocción Uso: IluminaciónFuente Equipo Rendimiento Fuente Equipo Rendimiento

% %LE Horno de barro 20 KE Lámpara 1.6LE Cocina económica 20 KE Sol de noche 2.0LE Fogones 10 GLP Sol de noche 2.5LE Braseros 5 EE Incandescente 5LE Parrillas 3 EE Fuorescente 15CV Cocina económica 25 EE Bajo Consumo 20CV Fogones 15 EE Mercurio 11CV Braseros 8 EE Sodio 18CV Parrillas 5

GLP Cocinas 45 Uso: Ventilación y RefrigeraciónGLP Calentadores 45 Fuente Equipo RendimientoKE Cocinas 35 %KE Calentadores 35 EE Ventiladores 90GN Cocinas 50 EE Aire Acondicionado 85EE Cocinas 80EE Calentadores 80 Uso: Conservación de Alimentos

Fuente Equipo RendimientoUso: Calentamiento de Agua %Fuente Equipo Rendimiento EE Heladera 80

% GLP Heladera 8LE Termotanque 24 KE Heladera 6

GLP Calefón 45GLP Termotanque 50 Uso: Bombeo de AguaGN Calefón 50 Fuente Equipo RendimientoGN Termotanque 55 %ET Calefón 35 EE Motor y bomba 70EE Calefón 90 DO Motor y bomba 20EE Termotanque 95 MN Motor y bomba 15

EO Molino 18Uso: CalefacciónFuente Equipo Rendimiento Uso: Otros Artefactos

% Fuente Equipo RendimientoLE Hogar abierto 5 %LE Hogar cerrado 20 EE Electrónicos (transistores) 100

GLP Calefactor 50 EE Electrónicos (lámparas) 25GN Calefactor 60 EE Resistencia 80GN Caldera 65 EE Artef. c/motor eléctrico 90KE Estufa 40 GLP Plancha 36GO Estufa 40 KE Plancha 28GO Caldera 60 CV Plancha 20EE Resistencia o Cuarzo 80 LE Plancha 11

103

B. Sector Industria

Fuente Rendimiento(Promedio de Usos) %Leña (LE) 45Residuos de Bimasa (RB) 30Carbón Vegetal (CV) 45Gas Natural (GN) 65Gas Licuado (GLP) 65Fuel Oil (FO) 59Diesel Oil (DO) 59Kerosene (KE) 59Carbón Mineral (CM) 45Coque (CQ) 50

C. Sector Minería

Fuente Uso-Equipo Rendimiento%

DO Maquinaria móvil 24FO Máquina a vapor 35LE Máquina a vapor 30

D. Sector Productivo Rural

Fuente Uso-Equipo Rendimiento%

EE Bombeo de Agua 70DO Bombeo de Agua 20MN Bombeo de Agua 15EO Bombeo de Agua 18EE Motores fijos 90DO Motores fijos 32MN Motores fijos 24DO Maquinaria agrícola 24MN Maquinaria agrícola 18RB Secado 13LE Secado 23DO Secado 40

E. Sector Transporte Fuente Uso-Equipo Rendimiento Fuente Uso-Equipo Rendimiento

% %MN Automóviles y Utilitarios 18 DO Ferrocarril diesel-eléctrico 28DO Automóviles y Utilitarios 24 EE Ferrocarril eléctrico 85FO Ferrocarril a vapor 3.6 FO Fluvial y marítimo a vapor 7LE Ferrocarril a vapor 2.7 DO Fluvial y marítimo diesel 20CM Ferrocarril a vapor 3 CJ Aviones a reacción 18