Integración de modelos de dinámica de sistemas y...
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Integración de modelos de dinámica de sistemas y optimización en el análisis del mercado del gas natural enColombia Yris Olaya Morales "- f) . 1' BliT.roTl! ! '81 i1:.10TECA MINAS Universidad Nacional de Colombia Facultad de Minas Posgrado en Ingeniería de Sistemas Medellín UNAL-Medellín 1999 ! 11111111 64000001285082
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Integración de modelos de dinámica de sistemas y optimización
en el análisis del mercado del gas natural enColombia
Yris Olaya Morales
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f) . 1' BliT.roTl! !.s '81 i1:.10TECA MINAS
Universidad Nacional de Colombia Facultad de Minas
Posgrado en Ingeniería de Sistemas Medellín
UNAL-Medellín1999
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Integración de modelos de dinámica de sistemas y optimización en
el análisis del mercado de gas natural en Colombia
Yris Olaya Morales
Trabajo de tesis presentado como requisito parcial para optar al
título de Maestría en Ingeniería de Sistemas
Director: Isaac Dyner
MSc, PhD
Profesor Titu la r
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Minas
Posgrado en Ingeniería de Sistemas
Medellín
1999
~--
Agradezco o todos los personas que, d e uno f o r mo u otra , apoyaron lo realización de este trabajo. En particular o Isaac
Dyner, COLCIENCIAS y a los Posgrados en Ingeniería de Sistemas y Aprovechamien to de los R e curso s Hidráulicos.
A Benito le doy gracias por su compañ ía y apoyo irrestrictos.
CONTENIDO
LISTA DE TABLAS 5
LISTA DE FIGURAS 6
RESUMEN 9
1. EL SISTEMA DE GAS NATURAL Y LOS MODELOS DE ANÁLISIS 11
1.1 INDUSTRIA DEL GAS NATURAL ____________________ 11
1.1.1 CARACTERíSTICAS DE LA INDUSTRIA DE GAS NATURAL 12
1.1.2 ACTIVIDADES DE EXPLORACIÓN 13
1.2 MERCADO DEL GAS NATURAL 14
1.2.1 COMPONENTES DEL MERCADO DE GAS NATURAL: 15
1.2.2 REGULACIÓN y MERCADOS 18
1.3 ESTRUCTURA DE LA INDUSTRIA DEL GAS EN COLOMBIA ____________ 19
1.4 REGULACIÓN EN COLOMBIA 23
1.5 MODELOS DE MERCADOS DE GAS NATURAL 25
1.5.1 CICLO DE DESCUBRIMIENTOS DEL GAS NATURAL EN E EUU [NAllJ..., 79] 25
1.5.2 MODELO DE SIMULACIÓN DE TECNOLOGÍA. [NAILl.., 92] 27
1.5.3 MODELO PARA EL CICLO DE VIDA DEL PETRÓLEO EN EEUU. [DAVIDSEN,90J. 29
1.5.4 Mo.DELo. DE ANÁLISIS DEL SISTEMA DE GAS NATURAL, GSAM. [BECKER, 95] ____ 32
1.6.1 Mo.DELo.S EN DINÁMICA DE SISTEMAS 34
1.6.2 Mo.DELo. DE o.PTIMIZACIÓN GSAM 35
1.7 REQUERIMJ:ENTo.S DEL ANÁlJSIS DEL MERCADO. DEL GAS EN Co.Lo.MBIA 36
2.1 Mo.DELo. AGREGADO. DE o.FERTA 44
2.2 VALIDACIÓN DEL Mo.DELo. AGREGADO. DE o.FERTA 52
2.3 Co.MPo.RTAMIENTo. DEL Mo.DELo. DE o.FERTA EN EL MERCADO. NO. REGULADO. 55
2.4 ANÁLISIS DE SENSmILIDAD 56
2.5 MODELO. DE o.FERTA DESAGREGADO.. 59
3. MÓDULO DE LA RED DE TRANSPORTE DE GAS NATURAL 64
3.1 So.LUCIÓN AL PRo.BLEMA 67
3.1.1 A LGo.RITMo.S GENÉTICo.S 67
3.1.2 DESCRIPCIÓN DEL ALGo.RITMo. 70
3.1.3 RESULTADo.S OBTENIDo.S 72
3.2 COMPo.RTAMIENTo. DE Lo.S ALGORITMo.S GENÉTICo.S FRENTE A o.TRo.S MÉTo.Do.S 79
4. G AS, MEDIO AMBIENTE Y SUSTITUCIÓN 81
4.1 C o.NTAMlNACIÓN Po.R COMBUSTIÓN 83
4.1.1 GASES DE INVERNADERO. 83
4.1.2 SUSTANCIAS No.CIV AS 84
4.2 IMPACTo.S AMBIENTALES DEL TRANSPo.RTE VEIDCULAR 85
4.2.1 SUSTANCIAS EMITIDAS Po.R EL TRANSPo.RTE 86
4.2.2 Su snrucló N DE COMBUSTIBLES COMO. ALTERNATIVA PARA ' L CONTROL DE EMISIONES 87
4.2.3 METo.Do.Lo.GÍAS PARA DETERMINAR LA REDUCCIÓN DE EMISIONES EN EL TRANSPo.RTE 90
4.2.3 ASPECTo.S LEGALES DEL Co.NTRo.L DE EMISIONES EN EL TRANSPORTE 93
4.2.4 RESULTADo.S DEL Co.NTRo.L DE EMISIo.NES Po.R SUSTITUCIÓN 94
4.3 METODo.Lo.GÍA PARA ESTIMAR LAS EMISIo.NES EN EL SECTOR DE GENERACIÓN 102
5. INTEGRACIÓN DE MODELOS 106
5.1 REQUERIMIENTOS DE LA INTEGRACIÓN _________________ 107
5.2 INTEGRACIÓN DE LOS MÓDULOS E INTERACCIÓN CON EL USUARIO 108
5.3 RESULTADOS DE LA INTEGRACIÓN DEL GAS NATURAL VEHlCULAR 116
5.4 RESULTADOS DE LA INTEGRACIÓN DEL GASODUCTO 119
5.5 IMPACTO DE LA SUSTITUCIÓN EN EL MEDIO AMBIENTE 123
ANEXO 1: ECUACIONES DE LOS MODELOS EN DINÁMICA DE SISTEMAS 127
--------------------- --
Lista de tablas
Tabla l. Costos unitarios de exploración y producción 54
Tab la 2. Datos del problema 66
Tabla 3. Datos del problema
Tabla 4. Parámetros del algoritmo
Tabla 5. Casos analizados
Tabla 6. Mejor solución 77
Tabla 8. Escenarios de reducción de emisiones por exhoslo para combustibles alternativos (pareen/aje
Tab la 9. Escenarios de reducción para cuatro contaminantes tóxicos. (en porcentaje respecto a la
Tabla 7. Emisión de contaminanfes por tipo de tecnología 88
respecto a la gasolina). 92
gasolina) 92
Tabla lO. Normas de emisión Permisible para fuentes Móviles con motor a GaSQlina en condición de
Marcha Mlnima 93
Tabla 11. Normas de emisión Permisible para vehlculos Alóviles con motor a ACPM en Marcha Mínima 94
Tabla f 2. Escenarios Adicionales de Control de Emisiones. 100
Tabla 13. Factores de emisión por generación 103
Tabla 14. Factores de emisión por generación a gas _ ___________________ 104
Tabla 15. Resumen de variables 1/1
Tabla 16. Escenarios propuestos de penetración del plan de gas vehicular ___________ 120
5
66
72
73
Lista de Figuras
Figura l. Reservas probadas por Compañía. Fuente: Acogas _______________ 19
Figura 2. Consumo de gas porsec/ores. Fuente: Acogas. 1998 _______________ 21
Figura 3 onsumo de gas en 1998. Fuente: ECP. 1999 __________________ 22
Figura 4. Políticas aplicables al sector transporte 37
Figura 5. Relación entre el sector transporte y la industria del gas. 37
Figura 6. Diagrama Cau al de la of erta de gas natural -13
Figura 7. Diagrama de Forrester para la evolu ión de las reservas -15
Figura 8. Diagrama de orrester de la exploración 46
Figura 9. Indice de madurez 47
Figura 10. Reducción de lo costos _____ ____ -18
Figura 11. Costo de produc ión vs Producción acumulada -19
Figura 12. Factor de sustitución 50
Figura 13. Diagrama de Forrester para laformaci6n de l precio y la su lIIución 50
Figura /4. Percepción del agotamiento de las reserva ___________ 51
Figura 15. Multiplicador de demanda ________________________ 5 /
Figura 16. Multiplicadorde suslitución ________________________ 52
Figura 17. Precio hislóri o en cabeza de pozo en dólares de / 997 53
Figura 18. Demanda de gas. Fuente : Ecopetrol. 1997 . _______
Figura 19. Resen'as probadas históricas ~ :\' Modelo __________________ 5-1
Figura 20. Diferencia porcentual entre las reservas del modelo y las histórica, 55
Figura 21. Proyección del consumo total -5
Figura 22. Reservas calculadas con la demanda proyectada por la PAJE. 56
Figura 23. Escenarios de base potencial de reservas. 56
Figura 2-1. Sensibilidad de las reservas probadas al nivel de re erva. potenciales. 57
¡gura 25. Comportamiento del precio del gas. 5
Figura 26. Producción según escenarios Figura 23. . _ 58
6
59 Figura 27. Precio de mercado proyectado con el modelo.
Figura 28. Reservas probadas del modelo desagregado __________________ 60
Figura 29. Precio desagregado de mercado _ 61
Figura 30. Producción del modelo desagregado. 61
Figura 31. Demanda desagregada. 62
Figura 32. Mapa de gasoductos [EC?, 1998} 65
Figura 33. Comportamiento de la población, .aso1 74
Figura 34. Comportamiento de la población, . aso 2 74
Figura 35. Comportamiento de la población, aso -1 75
Figura 36. Mejor individuo Caso l . 75
rigura 37. Mejor individuo Caso 2
Figura 38. Alejor individuo. Caso 4 76
Figura 39. Comportamiento del modelo de optimización 78
Figura 40. Producción de la costa para la simulación anterior 78
Figura 41. participación del sector transporte en la emisión de onraminantes. Fuente: EPA,1996 85
Figura 42. Emisiones de CO y NOx en Porcentaje Volumétri co de los Vehículos. . 95
Figura 43. Emisión de Hidrocarburos en ppm de los Vehículos a Gas 96
Figura 44. Hidrocarburos en ppm comparado con gasolina. 96
Figura 45. Emisiones de CO y NOx de los vehículos a Gas en Porcentaje Volumétrico 97
Figura -16. Emisión de Hidrocarburos en ppm de los Vehiculos a Gas 98
Figura 47. Reducción del Consumo de Gasolina en Buses can Penetra ión del Gas (20%) y Reducción del
Recorrido Promedio. 101
Figura 48. Reducción del Consumo de Gasolina en Buses con Penetración del Gas (20%) y Aumento
Gradual del onsumo Específico. ______ 102
Figura 49. Emisiones en el sector de generación de electricidad a gas. ____________ 104
Figura 50. Diagrama de módulos 109
Figura 51. Diagrama de interacción entre los modelos 11 0
Figura 52. Diagrama del control 112
Figura 53. Vista del Menú principal de la aplicación 112
Figura 54. Vista de la presentación de re ultados 113
Figura 55. Vista de las facili dades gráficas 114
Figura 56. Vista del acceso a la estructura de los modelos 115
Figura 57. Controles para los mode los en PowerSim 116
Figura 58. Demanda por región contra demanda Transporte 1J7
Figura 59. Demanda de gas natural por sector consumidor 11 7
Figura 60. Evolución de las reservas 118
7
76
Figura 61. Demanda de Gas natural vehicular__________________ 1/9
Figura 62. Precio de mercado. dólares/Mm3 _ _ ____________________ 120
Figura 63. Gasoducto Barranca-sebastopol. Volumenes en J'"IPCD 121
Figura 64. asoductos Bucaramanga y A1edellin. Volúmenes en JvIPCD __ 121
Figura 65. Evolución del gasoducto de la costa. Volúmenes en MP 'D 122
Figura 66. Evolución gasoducto Cusiana - la belleza 122
Figura 67. Sustitución de gasolina por NV¡rente a otras políticas ambientales 123
8
RESUMEN
t ste trabajo surgió de la necesidad de contar con herramientas que apoyaran el análisis y
delineamiento de políticas en el sector de la energía, y en particular en el del gas natural. En
los últimos años, como resultado de la desrregulación y liberación de los mercados
energéticos y con la puesta en marcha del plan de masificación del gas, se han planteadQ
problemas relativos al funcionamiento de los mercados y a la evolución futura del sector
energético.
El estado actual del sistema de gas natural es el de expansión de su consumo y dentro de él,
la tarea de las entidades reguladoras es orientar sus políticas de tal forma que esta expansión
se logre de una forma eficiente. La integración de modelos se propone como una forma de
superar la dificultad del análisis de sistemas complejos como el del gas.
En el primer capítulo de este trabajo, se analiza la estructura de la industria del gas natural
en general y la de la industria colombiana en particular. A partir de éste análisis, se plantean
algunos problemas relacionados con la expansión del consumo del gas en Colombia. En la
última parte del capítulo, se presentan y comentan algunos modelos elaborados para
sistemas similares y se relacionan con los problemas en Colombia. Por último, se discuten
los requerimientos metodológicos de la integración de modelos.
En el segundo capítulo se propone y discute el modelo de mercado de gas natural, se
presentan también los resultados de su validación. El modelo para el sistema de gasoductos
9
se presenta y discute en el tercer capítulo. Así nusmo, se muestra y anal iza su
comportamiento.
Los aspectos ambienatales relativos a la industria del gas se discuten en el cuarto capítulo.
En este capítulo se presentan algunos resultados de la aplicación de políticas como
sustitución de gasolina por glls.
En el quinto capítulo, se discute la integración de los modelos. En primer lugar, se analizan
los aspectos del control, el intercambio de datos y la interacción con el usuario. Para
terminar, se exponen algunos de los resultados de la integración y sus implicaciones en el
sistema.
10
1. El sistema de gas natural y los modelos de análisis
El sistema de gas natural es un sistema complejo, tanto por las características de la industria
como por su interacción con otras fuentes de energía y con el medio ambiente. Para orienta ..
su desarrollo óptimo, se requieren modelos y metodologías de análisis que permitan
determinar el impacto de las políticas nacionales, no solo sobre la industria del gas, Sl110
sobre el sector de la energía en general y su relación con el medio ambiente.
Con la ley 142 de servicios públicos y la privatización del sector eléctrico, así como con la
liberación de precios de los combustibles, el panorama del mercado energético se complica y
la predicción del comportamiento de los mercados se hace cada vez más dificil por lo cual
requiere la elaboración de modelos para el sector del gas natural.
En las siguientes secciones de éste capítulo, se analiza la estructura de la industria del gas
natural en general y en Colombia en partícular. Se plantean los problemas relacionados con
ella y se exponen y discuten algunas metodologías de análisis utilizadas en otros países y en
Colombia.
1.1 Industria del gas natural
La industria del gas natural está compuesta por las actividades de exploración, producción y
distribución Estas actividades pueden estar bajo el control de distintos agentes de diversa
naturaleza y ubicarse en lugares geográficamente dispersos.
11
La propiedad de la industria varía según su estado; las reservas y la producción de gas
suelen ser propiedad de grandes compañías privadas o estatales. Por su parte, las compañías
de transporte y distribución suelen ser corporaciones individuales públicas o privadas.
1.1.1 Características de la industria de gas natural
Aunque son negocios de distinta naturaleza, algunas de las caracteristicas de la industria del
petróleo se pueden extender al sector de gas natural [Baddour, 97]
Es una actividad cuyo funcionamiento depende de la explotación de un recurso natural
con frecuencia considerado como fisicamente no reproducible. Este hecho implica tener en
cuenta la noción de costo de uso, la cual explica por qué, con frecuencia, se permite a los
productores incluir una renta de escasez en sus precios, esto es, un factor de produccióQ
suplementaria que expresa el costo asumido por el productor como consecuencia del
agotamiento del recurso.
Es una industria intensiva en capital. Esto quiere decir que la entrada al sector está
restringida por grupos financieros importantes capaces de asumir los considerables
desembolsos de capital. Esta restricción indica la existencia de una tendencia histórica ha~ia
la concentración industrial.
Es una empresa de alto riesgo dada la naturaleza aleatoria de la exploración.
A nivel más global, en la industria del gas natural intervienen tres actores: los países
exportadores, los importadores y las compañías multinacionales. A nivel local, los actores
que intervienen en el negocio del gas son las compañías productoras, las compañías de
transporte y distribuidoras y los sectores consumidores. Como el costo del transporte tiene
una participación relativamente alta en el precio de entrega del gas, la mayor parte del gas
natural se consume en los mismos países donde se produce.
En cuanto a la importación, los países desarrollados son los únicos que poseen y poseerán
hasta comienzos de siglo un mercado de usuarios y una red de distribución que justifiquen
las elevadas inversiones de transporte, almacenamiento y distribución de gas natural.
[Percebois, 87]
12
1.1.2 Actividades de Exploración
Desde el punto de vista de la exploración y de la producción, el petróleo y el gas son
dificil mente separables dada la naturaleza de la tecnología que emplean. [Appert, 97]. El
riesgo asociado con la exploración, así como las altas inversiones que requiere, hacen que
esta actividad sea realizada por grandes empresas multinacionales.
Tras las crisis del petróleo de los setenta, las compañias exploradoras cambiaron la forma de
reaiizar la exploración y producción. El aumento del precio y los esfuerzos de investigación
y desarrollo permitieron la explotación de zonas productoras que no eran rentables antes de
la crisis. De esta form~ se logró una diversificación de la oferta y se redujeron los costos de
producción [Alazard, 96].
En gran parte del mundo, incluyendo Colombia, la exploración se hace por medio de
contratos de asociación con compañías petroleras que realizan la inversión. La inversión en
exploración puede afectarse, entre otros factores, por las pobres promesas geológicas, la
infraestructura, los mecanismos de contratación y el precio . La influencia de estos factores
se detalla a continuación[Ghouri, 96]
Promesa geológica
En la evaluación de un prospecto de inversión el inversiorllsta considera lo que conoce o
sospecha acerca de la geologia. La tasa de éxito indica de alguna manera las condiciones
geológicas de un área o país.
Infraestructura
Un factor importante para calcular los costos esperados y el beneficio esperado de un
proyecto de este tipo es la infraestructura necesaria para l1evar el gas o petróleo producido a
13
- ---~_.
los lugares donde se transporta, refina, consume o exporta. La infraestructura insuficiente
eleva los costos y reduce los beneficios
Precios
Los bajos precios en cabeza de pozo, es decir el precio que se obtiene al empezar a producir,
desanima a los exploradores potenciales. El principal objetivo de las compañías
inversionistas es maximizar beneficios, de forma que siempre buscan los mejores precips.
En muchos países existen mercados regulados donde se fijan topes al precio.
Monopolío de áreas y riesgo desigualmente compartido.
Las operadoras privadas suelen quejarse de que, con frecuencia, los gobiernos guardan las
áreas con mayor promesa para las compañías nacionales. En cuanto a la distribución del
riesgo, los gobiernos comparten en forma marginal durante la exploración e incrementan su
participación en la etapa de desarrollo, cuando se producen el gas y petróleo .
Riesgo Político
Los problemas internos, los cambios políticos continuos así como la inestabilidad de las
políticas son un hecho frecuente en los países en desarrollo . Las compañías exploradoras
suelen rehusar invertir en lugares donde la estabilidad en el tiempo es cuestionable.
En el caso del gas natural, la ausencia de mercados de salida desestimula la inversión de los
exploradores. En la creación de mercados para el gas natural influyen diversos factores .
Como se verá en la siguiente sección, el desarrollo óptimo del mercado de gas en una región
estará determinado por el volumen de compras y ventas, así como por la capacidad de pagar
por las entregas de gas y la expansión de la infraestructura de expJoración y transporte .
1.2 Mercado del gas natural
Como se ha anotado, las elevadas inversiones requeridas para transportar el gas restringen
su venta a mercados regionales antes que mundiales. Estos mercados regionales se
14
caracterizan por la rigidez de los grandes contratos, por la rigidez de las cadenas gasíferas, la
rigidez de las relaciones entre compradores y vendedores así como por la rigidez de la
duración de los contratos que es de veinte o más años. [Appert, 97].
1.2.1 Componentes del mercado de Gas Natural:
Los componentes básicos de los mercados de gas natural son la disponibilidad de recursos y
el costo asociado con el suministro, la capacidad de transporte, la demanda de gas natural y
el precio. Estos componentes se detallarán a continuación.
Disponibilidad de recursos
Los recursos potenciales se refieren a la cantidad de gas natural que se puede producir en
forma económica a partir de los recursos, sin considerar de manera explícita el costo de
producción. Los recursos con los que se cuenta se conocen como reservas probadas. Estas
reservas probadas se pueden definir de la siguiente manera: [Morehouse, 97]:
Las reservas probadas de petróleo y gas natural son cantidades estimadas las
cuales, con base en datos geológicos y de ingeniería demuestran, con razonable
certeza, que son recuperables en el futuro en las condiciones económicas y
operativas existentes.
Cuando los datos geológicos y geofísicos son confiables, se pueden hacer estimaciones
razonables de la extensión del yacimiento con un número pequeño de pruebas
La frase "bajo las condiciones económicas y operativas existentes" es importante, pues, por
la naturaleza especulativa de la predicción de los precios y los costos, las reservas se
estiman con base en los costos y precios actuales. Sin embargo, el precio en cabeza de pozo
afecta el límite económico del yacimiento. Por ejemplo, la determinación de la rata de
explotación requerida para reducir costos de operación requiere estimar los precios del gas .
En los yacimientos de gas natural, el precio afecta la presión de abandono usada para
calcular las reservas probadas.
15
Las reservas probadas solo se pueden estimar, nunca medir. Las definiciones de reservas
probadas tienen la intención de ser una estimación confiable del inventario de gas y petról~o
del cual se puede esperar una producción confiable en el futuro .
Es importante anotar que la mayor parte de las adiciones a las reservas probadas de un paí~
o región no proviene de descubrimientos si no de revisiones y que estas revisiones dependen
del ambiente económico prevaleciente, de la complejidad de la zona y del avallce
tecnológico.
El potencial de recursos se puede caracterizar en términos de la cantidad de gas disponible.
Sin embargo, es importante caracterizar la estructura de costos asociados con el desarrollo
de la base de recursos. Las estimaciones de recursos sin costos asociados son de po~a
utilidad para los pronósticos de precio y oferta de largo plazo. [Gopal,93]
Capacidad de transporte de los gasoductos
La forma económica de transportar el gas natural es por medio de líneas dedicadas
exclusivamente a dicho producto. Además de requerir elevadas inversiones, las redes de
gasoducto s implican economías de gran escala y necesitan derechos especiales. Como
resultado, son susceptibles de convertirse en monopolios.
La capacidad de los gasoducto s es el punto crítico del suministro de gas a los consumidores,
pues su expansión es costosa y, por lo general, depende de un solo agente. La penetración
del gas en zonas donde no se produce o en nuevos mercados, depende de la capacidad para
pagar los costos asociados con las entregas y la construcción de las tuberías. El tamaño
óptimo del mercado estará determinado por tal capacidad de pago. Durante el proceso de
expansión en regiones nuevas, los clientes potenciales demandarán un descuento temporal o
un subsidio de conversión para pasar de otras fuentes de energía al gas natural.
16
Los mecanIsmos para aumentar la capacidad de transporte van desde acciones menores
como optimización de la capacidad a través del ofrecimiento de contratos interrumpibles a
precios preferencial es, o la instalación de compresores, hasta la construcción de tramos
paralelos y bucles en la red o de un nuevo gasoducto.
Países como Estados Unidos tienen un mercado en avanzado estado de desarrollo Allí, la
oferta de gas se ha hecho más flexible a través de la creación de bolsas de gas y de la
expansión de la capacidad de almacenamiento y transporte.
Demanda de gas natural
Se pueden distinguir dos grandes grupos de consumidores de gas natural [Nesbitt, 93]:
Nucleares: son clientes cautivos del gas. Para ellos no hay mas opciones disponibles y
su demanda se mantiene relativamente insensible al precIo. Dentro de ésta categoría se
ubican los clientes de los sectores residencial, comercial e industriales altamente
comprometidos con el gas.
No nucleares: forman el resto del mercado y tienen una alternativa inmediata al
consumo del gas natural. Para estos clientes, mientras el precio del gas natural permanezca
por debajo del sustituto, la demanda se mantendrá en forma más o menos firme. Algunps
usuarios térmicos e industriales se pueden clasificar como no nucleares.
Precios del gas
El precio de venta del gas al consumidor final debe ser 10 suficientemente competitivo para
asegurar que no sea sustituido y, a la vez, debe ser lo suficientemente alto para compensar
los gastos ocasionados a 10 largo de la cadena gasífera. Estos gastos pueden tener una
participación importante como en el caso de los ocasionados por la inversión en capacidad
de transporte.
Por otra parte, el precio del gas en cabeza de pozo determina, hasta cierto punto, la-decisión
de inversión en las actividades de exploración y producción de gas natural.
17
Se ha encontrado que existe correlación entre los precios históricos del gas y del petróleo
[Sutherland, 93]. El precio del petróleo se forma en mercados mundiales mientras que el del
gas se determina por la demanda y oferta local. Sin embargo, los precios del petróleo son
una variable que afecta la demanda de gas natural. Así, cuando hay aumento del precio del
petróleo, aumenta la sustitución de petróleo por gas, lo cual induce incrementos en el precio
delgas .
1.2.2 Regulación y mercados
Aunque no sea un componente del mercado, la regulación tiene un efecto importante en su
funcionamiento y sobre todo en la formación del precio. La regulación tiene como fin
orientar la conducta de los agentes del mercado de manera que se ajuste al interés general.
La regulación puede tener efectos importantes en el desarrollo del mercado del gas natural ;
por ejemplo, en el caso del mercado europeo, la regulación se basaba en el concepto de que
las reservas de gas eran escasas y agotables. Esto lIevó a un estancamiento en el mercado de
gas natural y al mantenimiento de fuentes de energía menos eficientes [Odell, 88].
La forma común de regular el mercado del gas natural es por medio de topes al precio de
forma que la rentabilidad de las firmas se limite a compensar el capital invertido. Estos
topes al precio del gas se calculan de varias maneras. Algunos métodos como el que se basa
en los costos de producción llevan a que el gas tenga precios artificialmente bajos en
relación con otros recursos; esto genera usos ineficientes y retrasa el desarrollo de nuevos
recursos [Joyce, 81]. Algunas normas reguladoras, como las colombianas, calculan el
precio máximo de venta del gas con base en el de algún crudo de referencia. Esta forma de
calcular el precio del gas excluye el concepto de agotamiento y está sujeta a las variaciones
del precio internacional del petróleo.
Según Percebois [Percebois, 87], la rigidez comercial y técnica de la cadena gasífera crea
una solidaridad de hecho entre el vendedor y el comprador y justifica que, en materia de gas
natural, se establezca más bien un conjunto de relaciones bilaterales y no un mercado. Por
18
Reservas Probadas en 1997
SP 40% Texas
43% I
HOCOL 0 .3%
ECP
1% 10%
ésta razón, las diferencias entre los contratos son grandes y existe la intervención de los
poderes públicos.
1.3 Estructura de la Industria del Gas en Colombia
Al igual que en otros países productores, la industria del gas en Colombia comprende las
actividades de exploración, producción, transporte y distribución. Estas actividades
requieren grandes inversiones y están a cargo de agentes privados en su mayoria.
Gran parte de las actividades de exploración y producción del recurso gasífero en Colombia
es llevada a cabo por empresas multinacionales, en asociación con Ecopetrol. Más del
ochenta por ciento de las reservas probadas actuales de gas 1 son propiedad de dos grandes
comparuas, como puede verse en la siguiente figura.
1% 5%
Figura l. Reservas probadas por Compañía. Fuente: Acogas
El mecanismo por el cual se entregan las áreas para exploración y se llevan a cabo las
labores de desarrollo de los campos descubiertos, es por medio de contratos de asociación
11 En 1997 el valor \le reservas probadas de gas fue de 250000Mm. Fuente:Acogas, 1998
19
en los cuales participan Ecopetrol y la compañía operadora; el tipo de contrato varía
dependiendo de la participación de Ecopetrol en las utilidades y en los costos. Aunque no
existe un modelo específico de contrato para la búsqueda de gas natural, Ecopetrol ha
incorporado cláusulas en algunos contratos vigentes para el caso de encontrar gas natural
durante su desarrollo. Estos incentivos comprenden la ampliación del período de
explotación y de retención y el reembolso de los costos directos de exploración entre otros.
En la actualidad, existen 14 contratos de asociación con cláusulas para gas. [ECP, 1999]
Dados los altos costos de la construcción de su infraestructura de transporte, el consumo del
gas suele estar restringido a mercados locales en lugar de globales y es por ésto que, pese a
contar con importantes reservas probadas de gas desde la década del setenta, la creación y
desarrollo de mercados para el gas en Colombia sólo fue posible tras la construcción del
gasoducto de la costa y de la puesta en marcha del plan de masificación del consumo de gas
a comienzos de los noventa. Antes de la implementación del plan de gas, su consumo se
limitaba a algunos clientes industriales y de generación térmica ubicados cerca a las regiones
productoras.
La construcción de las redes troncales de gasoducto s fue financiada por empresas privadas
bajo las modalidades BOT (building, operation and transfer) y BOMT (building, operation,
manteinance and transfer). La administración de los contratos de compraventa y la
coordinación de la operación diaria entre productores, clientes y transportadores se hace a
través del centro de despacho de la empresa colombiana de gas, ECOGAS, creada en 1998.
Por otra parte la actividad de distribución en los subsistemas de demanda, generados en los
nodos de llegada del gasoducto, fué entregada en concesión a compañías privadas; las
cuales están encargadas de llevar el gas de las puertas de ciudad (city gate) hasta el
consumidor final. Para estimular la inversión en distribución, se establecieron áreas de
servicio exclusivo para el mercado regulado. En la actualidad, el plan de gas atiende 140
municipios y el número de instalaciones domiciliarias es 1650000.
20
La participación de los sectores económicos en el consumo de gas se observa en la Figura 2;
en ésta puede verse que los sectores que han tenido un crecimiento continuado son el de
generación térmica y el residencial. El sector de generación térmica ha tenido un
crecimiento acelerado en los últimos años pues, en el nuevo esquema de expansión del
sector eléctrico, la selección de proyectos con menores costos de capital y periodos de
recuperación de la inversión más cortos, como las ténnicas a gas, se ha visto privilegiada.
Entre 1993 y 1998 entraron en operación 1951 MW en proyectos ténnicos a gas con lo
cual el porcentaje de participación del gas en la generación de electricidad pasó del 13 al
25%. [Acogás]. El consumo de gas del sector de generación térmica fue de 2793 Mm3 en
19972. Por otra parte, el sector residencial ha pasado de consumir 147 Mm3 en 1990 a 716
Mm3 en 1997 y se espera que su expansión continúe en los próximos años
50
40
Participación por sector
60 ~ ------------
_ term aeléetriea
--.-- EC P
-H-- petraquím iea
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~GNV
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M 0'1 0'1 T-i
Figura 2. Consumo de gas por sectores. Fuente: Acogas, 1998
En la Figura 3 se puede apreciar la estructura del consumo en 1998 . Cabe anotar que la
Unidad de Planeación Minero - Energética, UPME y Ecopetrol han concluído, a partir de
2 El consumo total de gas en el mismo periodo fue de 6360.4 Mm 3 Fuente Acogas
21
estudios recientes, que las características del sector transporte terrestre colombiano y el
buen nivel tecnológico del gas natural vehicular hacen del gas natural un sustituto que
puede competir con la gasolina tanto por sus características técnicas como por su precio.
El sector transporte es uno de los principales consumidores de energía. Por tal razón, la
implementación de un programa de gas natural vehicular incrementará de forma apreciable la
demanda de gas natural y crea inquietudes acerca de la capacidad de la industria del gas para
satisfacer la demanda del transporte. La dinámica de la sustitución de gasolina por gas en
Colombia ha sido estudiada en el proyecto "Plataformas de dinámica de sistemas para
apoyar e] análisis energético" Universidad Nacional - UPME [1999].
A pesar de la incertidumbre que se pueda generar con la implementación de un plan de
gasificación del sector transporte, los beneficios ambientales de la sustitución pueden
convertirse en un punto a favor de los programas de GNV Por esta razón, y por su
importancia propia, no pueden ser excluidos del análisis de políticas en el sistema del gas
natural .
Consumo de gas en 1998
Residenc ial
11%
Generación
44%
GNV
1 % PetroQco
2%
Industrial
42%
Figura 3 Consumo de gas en 1998. Fuente: ECP, 1999
22
1.4 Regulación en Colombia
La ley 142 de 1994 establece el marco para el desarrollo de los mercados de energía en
Colombia. Tanto en los sectores de electricidad como de gas natural se ha buscado
promover la competencia entre productores y comercializadores con el fin de lograr mayor
eficiencia económica y en la prestación de los servicios.
Dentro de este marco, la CREG ha planteado la desrregulación de los precios del gas natural
en puerta de ciudad, para la industria, las distribuidoras y la generación de energía eléctrica.
Es así como se contempla la libertad en la definición de entrada al mercado para nuevas
industrias y centrales de generación térmica.
Dicha desrregulación busca promover la participación de productores adicionales a
Ecopetrol en la comercialización del gas, mediante el incentivo que otorga la negociación de
los precios en el mercado mayorista. La Resolución 057 de 1996 fijó un precio máximo para
el productor de gas entregado en troncal3 Sin embargo ,la gran mayoria de productores
prefirieron mantenerse con la regla antigua del precio en boca de pozo, la Resolución del
Ministerio de Minas y Energía 039 de 1975 correspondiente al contrato Guajira para el gas
de la Texas y, para el resto de contratos, la Resolución del Ministerio de Minas y Energía
061 de 1983. [CREG, UPME]
A pesar de que la reglamentación existente busca promover la competencia, existen
restricciones dentro del mercado mayorista por que el número de productores es reducido,
su producción es simultánea y porque Ecopetrol está vinculada con todos los productores
por medio de contratos de asociación que contemplan esquemas de comercialización
conjunta. En este mercado, el precio no es el elemento clave de la negociación en los
contratos de compra, pues hay una regulación vigente sobre el precio del gas en boca de
pozo. Por otra parte, la comisión de regulación de energía y gas CREG, está trabajando
3 este precio máximo corresponde a 1,30 US$!NfBTU [CREG, 1997]
23
'.
en esquemas de subasta de las regalías de gas natural, de manera que se comercialicen sin
necesidad de contratos.
En el mercado de comercializadores se han definido áreas de servicio exclusivo cuyo fin es
garantizar la cobertura del servicio a las personas de menores recursos a la vez que se logra
usar racionalmente el recurso . Las compañías comercializadoras compiten únicamente en la
fase en la cual se definen las concesiones de exclusividad.
El análisis de la estructura de la industria de gas permite formular preguntas relacionadas
con la seguridad de su suministro, el funcionamiento del mercado y en forma amplia, con la
expansión de generación térmica y la posibilidad de expandir el consumo de gas al sector
transporte terrestre. Algunas de éstas preguntas son las siguientes:
• La evolución futura de la demanda y de las reservas de gas, ¿permitirá la entrada de
nuevos sectores como el gas naturaJ vehicular y será suficiente para satisfacer la demanda de
los otros sectores consumidores?
• ¿Cuál es la importancia de los beneficios ambientales de la sustitución de gasolina por
gas?
• Dada la tendencia de la industria del gas a concentrar su producción, transporte y
distribución en pocas empresas, cómo serán los mecanismos de formación del precio y cuál
será el efecto de la liberación de éste?
• Ya que la capacidad de transporte determina, no sólo la formación de una masa de
usuarios potenciales necesaria para la penetración del gas en una nueva región si no también,
el precio y la seguridad del suministro, ¿qué tipo de medidas pueden tomarse para optimizar
el funcionamiento del gasoducto?
• ¿Cómo se llevará a cabo el proceso de expansión de la capacidad de transporte? ¿cuáles
tramos requerirán ampliación y cuándo?
• Dado el estado del sector de generación térmica basado en gas, ¿Existen condiciones
para crear un mercado de corto plazo para el gas natural?
24
• Qué influencia pueden tener el precio, la disponibilidad del gas y el tipo de contrato de
suministro en la expansión eléctrica?
• ¿Qué tipo de metodologías son convenientes para el análisis de las políticas que afectan
el desarrollo de la industria del gas naturaJ en Colombia?
Estas cuestiones manifiestan la complejidad de las relaciones que se presentan en el mercadQ
del gas natural y la dificultad enfrentada por los analistas cuando tratan de estimar el alcance
de las políticas y regulaciones que delinean. La respuesta a estas preguntas se busca por
medio de modelos y metodologías de análisis. En las secciones siguientes se analizarán
distintos tipos de modelos empleados para el sector de gas natural y se discutirán sus
limitaciones y sus ventajas
1.5 Modelos de Mercados de Gas natural
A continuación, se presenta el análisis de algunos modelos desarrollados para el mercado del
gas natural en EEUU. Algunos fonnan parte de platafonnas de análisis mayores mientras
que otros sólo consideran el gas natural o el petróleo y todos han sido elaborados para
analizar políticas de distinto tipo. Se incluye un modelo del ciclo de vida del petróleo pues
muchas de sus suposiciones pueden extenderse a la industria del gas naturaJ
1.5.1 Ciclo de descubrimientos del gas natural en EEUU [Naill, 79]
En este modelo, el ciclo de vida de los descubrimientos de gas natural en estados unidos es
el resultado de la interacción entre los distintos componentes del mercado. Las suposiciones
principales del modelo son:
La cantidad de reservas que se pueden descubrir es finita y se agotará.
La industria está compuesta por múltiples firmas que producen un solo producto
indiferenciado que es gas natural. Se ignora la interdependencia que existe entre las
industrias del petróleo y del gas. Se supone que tanto la exploración como la producción
25
son realizadas por el mismo agente y que los transportadores pueden considerarse como
consumidores
La demanda es una función endógena del precIO de producción y de la tasa de
crecimiento de la población o del crecimiento del consumo per cápita.
El ciclo de vida del gas se modela por medio de un ciclo de descubrimientos y otro d~
demandas. Ambas actividades están controladas por señales de mercado como precios y
costos de producción y exploración.
En el ciclo de descubrimientos, las reservas probadas se incrementan gracias a inversiones,
las cuales a su vez dependen de su rentabilidad. La rentabilidad de la inversión depende del
precio del producto y del costo de exploración
En el ciclo de demanda se determina la tasa de producción. La demanda de gas se ve
afectada por los precios de venta, los cuales a su vez consideran los costos totales de
exploración y producción en el ciclo de descubrimientos.
Los descubrimientos y la demanda se relacionan por medio del nivel actual de reservas o la
relación reservas - producción, la cual envía señales para la inversión y para el precio de
venta del gas.
En éste modelo se asume que habrá inversiones siempre que la rentabilidad lo amerite , pero
la rentabilidad depende de factores como condiciones geológicas, mercados de salida para
el gas, demanda potencial y las relaciones contractuales.
Por otra parte el modelo no considera que el preCIO, los avances tecnológicos y del
conocimiento de las cuencas, permiten ampliar la base de reservas no encontradas, p~ro
probables, sobre las cuales se realiza la inversión.
26
1.5.2 Modelo de simulación de tecnología. [Naill, 92]
Fossil2 es un modelo de simulación de tecnología que proyecta la producción,
importaciones, consumo y precios de la energía sobre un periodo de 40 años. El
departamento de energía de USA, DOE, lo usa para estudiar las políticas energéticas de
largo plazo. Es un modelo de uso eficiente de la energía que permite evaluar políticas
ambientales y de sustitución así como observar la competencia de las fuentes energéticas el1
el mercado. Se puede caracterizar como un modelo de mercado en equilibrio, a medida que
los mercados energéticos se aclaran en el tiempo através de realimentación entre precips,
demanda y capacidad de producción.
Demanda de energía
En el sector de demanda, los consumidores de energía deciden usar petróleo, gas, carbón o
electricidad con base en los precios y la disponibilidad de los combustibles. Los productores
por su parte, escogen invertir en la tecnología de producción que maximice la tasa de
retorno de la industria (o minimice el costo de producción promedio) sujetos a restricciones
ambientales como disponibilidad de agua o restricciones de S02
La demanda se modela por una aproximación analítica de mínimo costo. De acuerdo con
esto, el modelo proyecta primero la demanda por servicios de energía y luego calcula la
porción de usuarios finales capturada por las tecnologías y los combustibles. El concepto de
la eficiencia de los servicios energéticos considera que la energía es una forma de brindar
servicios a los clientes y que el combustible no es el único producto del servicio de energía si
no que, además, se requieren equipos y etc. La escogencia del consumidor no depende
únicamente de los combustibles si no de la combinación equipo y combustible.
El efecto acumulado de las decisiones individuales a través del tiempo determina el
inventario de aparatos y el consumo potencial. La utilización del equipo existente puede
modificarse por respuestas comportamentales de corto plazo como cambiar la configuración
de los termostatos o hacer gestión energética. De esta manera, se tienen respuestas de la
demanda al cambio del precio tanto inmediatas como de largo plazo.
27
Oferta
Los cuatro sectores de oferta son: petróleo, gas natural, carbón y electricidad. En cuanto al
sector del gas natural, se tiene un modelo del ciclo de vida que incluye la evolución
tecnológica y el agotamiento de los recursos . El modelo permite estudiar el
comportamiento de la demanda en relación con la eficiencia energética y con las
posibilidades de sustitución.
Petróleo y gas natural
Los modelos proyectan la producción e importación de petróleo y de gas natural. También
se estima el precio en cabeza de pozo del gas. Ambos sectores capturan la dinámica de
largo plazo del descubrimiento, producción y agotamiento así como la transición de las
industrias de petróleo y gas natural de recursos y tecnologías de producción convencionale~
a no convencionales . El modelo incluye estructuras que representan la exploración de
nuevos recursos, desarrollo de nuevas reservas e instalación de nueva capacidad de
producción en respuesta a la demanda y retomo a la inversión.
Los precios del gas en cabeza de pozo se calculan con base en el equilibrio de mercado entre
la oferta y la demanda de gas. Los precios del petróleo se toman en el mercado mundial y
son suposiciones de entrada, aunque el modelo los ajusta de acuerdo con cambios en el
mercado.
En cuanto a las tecnologías de extracción, la inversión se reparte entre pozos exploratorios y
de desarrollo. Los exploratorios descubren recursos e incrementan las reservas probadas y
probables; los de desarrollo incrementan las reservas probadas.
Las importaciones de petróleo son iguales al déficit en el suministro interno. Las
importaciones de gas natural se determinan con base en su precio y en la capacidad de
importación.
28
1.5.3 Modelo para el ciclo de vida del petróleo en EEUU. [Davidsen,
90J.
El modelo simula la evolución del recurso petrolero de EU con sólo dos variables exógena~
que son el PID y el precio internacional del petróleo. Se muestra cómo la interacción entre
los progresos técnológicos, el agotamiento, las importaciones y los sustitutos genera el ciylo
de vida. Sus componentes son:
Demanda, importaciones y sustitución:
Agotamiento de reservas através de la exploración y producción.
Tecnología
Incentivos económicos: PRECIOS
Demanda
Como la economía de Estados Unidos depende del petróleo, la demanda está determinada
en gran medida por el crecimiento exponenciaJ del PID. La exploración y producción
domésticas se demandan hasta el punto en que los sustitutos (importados) estén disponibles
a costos menores. La demanda por producción doméstica se complementa por la tendencia
a importar. La tendencia creciente a la importación reduce la presión de producción. ~a
importación real cubre la demanda que no se satisface por producción 10caJ.
Cuando el costo unitario aumenta a causa del agotamiento, la demanda se estanca y se
moderan las tasas de descubrimiento y producción. Como este efecto tiene un retardo
exponencial, su impacto es insignificante aJ comienzo. Con el crecimiento del producto
nacional bruto, la demanda aumenta y ocurren progresos tecnológicos y caídas en el
precIO. AJ alcanzar la saturación tecnológica, viene el aumento en los costos, precios, e
importaciones lo cual reduce la demanda.
Agotamiento de reservas através de la exploración y producción
La productividad de la inversión en exploración está influenciada negativamente por la tasa
de descubrimientos pues si la tasa aumenta, quedan menos reservas por descubrir con la
29
tecnología actual y los descubrimientos posteriores requerirán inversiones más fuertes. Se
asume que el rendimiento de la exploración decrece exponencialmente con los pies
perforados y que el precio del pie perforado permanece constante durante el año. La
reducción en productividad se devuelve hasta la tasa de descubrimientos e implica una
reducción en el potencial de descubrimientos dado un nivel de actividad exploratoria.
La productividad de la inversión es afectada en forma similar por la tasa de producción. Si
la tasa de producción aumenta, quedan menos reservas por recuperar. Por tanto, el
rendimiento de la inversión disminuye, afectando la tasa de producción. El potencial
productivo es el límite superior de la tasa de producción. Nótese que las reservas
recuperables remanentes también son un límite para la tasa de producción.
La estructura fisica subyacente tiende a estabilizar el descubrimiento yla recuperación del
petróleo. En tanto exista demanda de petróleo, la productividad de la inversión decrecer4
exponencialmente a medida que éste se descubra y produzca. Además de la demanda, solo
hay dos factores más que pueden ayudar a alcanzar el equilibrio en cada sector: los cambios
en el esfuerzo de exploración y los cambios en la tecnología. Si aumenta la inversión en
exploración, crece la tasa de descubrimientos, mientras que la tecnología mejora la
productividad de la inversión al aumentar la disponibilidad del petróleo .
La inversión depende de su productividad percibida, aunque debe justificarse por el preciQ
de mercado. Los precios minimos que justifican la exploración y la producción se comparan
con el precio de mercado existente, y hay inversiones cuando el precio de mercado es
mayor.
Tecnología
La inversión de las utilidades en tecnología de exploración y producción produce progreso
tecnológico. Se asume que se invierte una fracción de las ventas en investigación y
desarrollo . A medida que la tecnología de exploración alcanza su máximo, se hace mayor
énfasis en la tecnología de producción.
30
Mientras la producción crezca, el precio se mantendrá mas o menos estable gracias a la
inversión en tecnología. La caída de la producción se puede compensar por un aumento de
los precios, y en este caso, el progreso tecnológico dependerá del comportamiento del
precio. Si la tecnología se estanca y la producción decrece, habrá una señal para aumentar
los precios y mantener las utilidades y la inversión en tecnología .
Cuando la producción declina de verdad porque se alcanzó el piCO, el impacto de la
compensación tecnológica dependerá del momento en que ocurre el máximo. El impacto
será mayor si la producción alcanzó un máximo en un estadio temprano del desarrollo
tecnológico. Cuando la tecnología esté en su estado de saturación, el efecto será menor.
Precio
El efecto de la demanda y la oferta en el precIo es relativamente limitado. El mercado
oligopólico del petróleo se caracteriza por ajustes de corto plazo a la producción potencial
de acuerdo con el precio de mercado. No es muy común que el precio se afecte por una
oferta abundante. La escasez es producto del agotaITÚento, de la inversión insuficiente y de
la falta de oferta de petróleo y sustitutos.
El modelo de Davidsen es un modelo para el ciclo de vida del petróleo. Aunque el ciclo de
vida del gas natural tiene grandes similitudes con él, el hecho de que prácticamente no
existan mercados internacionales para el gas natural hace que la fijación del precio del gas se
haga por medio de mecanismos distintos.
Como la actividad de exploración guarda características similares en ambas industrias sí es
comparable. Se define la percepción del rendimiento de la inversión. Esta percepción
dependería del precio del mercado, así como de la percepción de la demanda. No se dice
cómo sería la cantidad de los descubrimientos tras la inversión.
31
1.5.4 Modelo de análisis del sistema de gas natural, GSAM. [Becker,
95J
Este es un modelo usado por el departamento de energía de Estados Unidos para evaluar el
efecto de tecnologías específicas en yacimientos individuales. El modelo elabora curvas de
oferta para cada uno de los yacimientos a partir de datos geológicos, de fluidos y de
producción, sin necesidad de hacer ninguna suposición adicional respecto a la forma de las
curvas. Las curvas de demanda y oferta, así como las restricciones del mercado, se llevan a
un programa lineal el cual modela el flujo en el gasoducto de norteamérica y que da como
resultado un conjunto de volúmenes y precios de equilibrio.
Para evaluar la productividad de los yacimientos, el modelo usa como datos de entrada los
datos geológicos, de fluidos y producción correspondientes a las zonas productoras y a los
yacimientos existentes. Con el mismo objetivo, utiliza las tendencias regionales de los
costos de operación y producción. La representación del mercado requiere datos
macroeconómicos y las restricciones de infraestructura
El simulador consiste de seis módulos que pueden ejecutarse por separado:
Módulo de recursos: Transforma los datos brutos del yacimiento en nivel de reservas.
El módulo opera por medio de varias rutinas que evalúan la información disponible, estiman
los datos faltantes con base en suposiciones ingenieriles y geológicas.
Módulo de desempeño de yacimientos: estima los volúmenes de producción y los costos
asociados con el desarrollo de cada yacimiento caracterizado por el módulo de recursos
Módulo de almacenamiento
Módulo de exploración y producción: evalúa la exploración, desarrollo y producción de
la base de reservas de gas natural en el tiempo en función de las condiciones del mercado, y
las políticas. Los precios del gas son exógenos o calculados en el Módulo de integración de
demanda.
Módulo de demanda e integración: evalúa la demanda de gas por región, sector y
estación en función de los precios, el crecimiento poblacional y económico, la competencia
32
entre fuentes, etc. Crea archivos de entrada para operar el programa lineal que hace el
balance entre la oferta y la demanda através de todo el sistema de transporte de la nación
Contabilidad de la producción: Convierte los resultados de los otros módulos para
obtener una contabilidad completa de las actividades de exploración, perforación,
completamiento, operaciones etc. Además da detalles adicionales de la producción anual de
gas, ganancias netas, impuestos, inversiones, costos de operación y beneficios.
El proceso de toma de decisiones en la industria se evalúa en cinco modelos individuales
para la exploración, el desarrollo inicial de los yacimientos, la producción, el desarrollo
adicional y el desarrollo de fuentes adicionales. Estos módulos evalúan datos de producción
y financieros procesados con anterioridad, y determinan la producción de acuerdo con los
criterios de decisión suministrados por el usuario, y dado un precio para el gas.
La capacidad de la infraestructura existente para mover el gas de forma eficiente en el
mercado se modela par medio de numerosos tramos de gasoducto entre las regionas
productoras y consumidoras. El módulo de integración equilibra los precios anuales de gas
y los volúmenes de venta sobre un periodo de 40 años. Las estimaciones regionales de la
oferta y la demanda se reconcilian para determinar los flujos de gas interregionales y Jos
precios del gas resultantes, bajo las restricciones de capacidad fisica y económica. Para
resolver el programa matemático, se usan técnicas de programación lineal.
1.6 Comentarios a los modelos expuestos
Para un sistema dado se pueden elaborar modelos de distinta naturaleza. La selección de un
modelo de análisis específico dependerá del tipo de preguntas que se quiera responder con el
análisis y de las características propias del sistema. A continuación se discuten las
características de los modelos presentados, relacionándolas con el problema colombiano y
las preguntas que éste plantea.
33
