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Palabras Clave

Interconexiones regionales, energía renovables, escenarios,

planeamiento energético

Juan David Molina CastroPh.D., M.Sc. Systep Ingeniería y Diseños

Alejandro Castillo RamírezM.Sc

Eduin Javier García ArbeláezIng. CIDET

Germán Moreno OspinaPh.D., M.Sc. CONOSER

Esteban Velilla HernándezM.Sc. Universidad de Antioquia

Keywords

regional interconnectionsrenewable energy, scenarios,

energy planning

En Latinoamérica, las energías renovables presentan un acelerado crecimiento que se sustenta por el fuerte apo-

yo gubernamental. Lo anterior hace necesario evaluar su im-pacto en el desarrollo de los sistemas de transmisión eléctri-ca y en particular sobre las políticas de integración regional con el objetivo de establecer si la visión definida en los pla-nes de expansión de los sistemas eléctricos fortalecerá la integración regional

El objetivo de este trabajo consiste en presentar la sinergia entre el desarrollo del potencial energético, en particular las fuentes de energías renovables, y los proyectos de interco-nexión regional bajo un contexto sustentable.

In Latin America, renewable energy shows rapid growth, due to the strong support of government. In this sense it is necessary to evaluate their impact on the development of power transmission systems and on regional integration policies in order to establish if the defined vision for the ex-pansion plans, of the electrical systems, makes stronger the regional integration.

The aim of this paper is to present the synergy between the development of the energy potential, especially renewable energy, and regional interconnection projects within a sus-tainable context.

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INTRODUCCIÓN

Latinoamérica posee abundantes recursos renova-bles y en los últimos años se ha presentado un fuer-te crecimiento en desarrollo de fuentes de energías renovables (FER)[1]. En Latinoamérica, si bien la hi-droelectricidad sigue marcando una importante pre-sencia en el desarrollo de dichas fuentes, se observa un aumento en la participación de centrales eólicas, solares, de biomasa y geotérmicas, entre otras. Sin embargo, a pesar de los recursos excedentarios que presenta la región, esto aún no se ha acompañado de un sistema de integración eléctrica regional ro-busto y consistente en el tiempo[2]. Por otra parte, en la región existen integraciones regionales con ex-periencias relevantes, pero las coyunturas de merca-do, políticas y de desarrollo de infraestructura no han estimulado el fortalecimiento de una red de integra-ción eléctrica regional[3].Lo anterior hace necesario evaluar su impacto en el desarrollo de los sistemas de transmisión eléctrica y en particular sobre las políticas de integración re-gional, con el objetivo de establecer si la visión de desarrollo de los planes de expansión fortalecerá la integración regional.El alcance de este trabajo consiste en mostrar la si-nergia entre el desarrollo del potencial energético, en particular las fuentes de energías renovables, y los proyectos de interconexión regional bajo un contex-to sustentable. Presentado un análisis de escenarios para evaluar e identificar una estrategia “deseable” en la cual las interconexiones regionales sean un medio que aportará al desarrollo de una matriz de energía sustentable en Latinoamérica.

I. METODOLOGÍA DE ANÁLISIS

Se desarrolló una metodología que consta de 4 fa-ses: 1) diagnóstico del sistema eléctrico, 2) potencial de generación eléctrica, 3) diseño de escenarios de matriz eléctrica, y 4) análisis de la integración re-gional sustentable. Se revisaron las leyes o marcos normativos en relación a las energías renovables y los planes de expansión de generación y transmi-sión que cuentan con interconexiones regionales o con un alto potencial de interconexión (17 países de Centro y Sur América, incluyendo a México). Se realizó un análisis comparativo con base en criterios de sustentabilidad energética e integración regional

(política energética, capacidad, diversidad de los sistemas eléctricos y potencial energético). Así, se diagnosticó la situación actual (2012) y se realizó un análisis de escenarios para establecer el posible ni-vel de integración sustentable al 2024. Se evaluó un escenario deseable (cumplimiento de los planes de expansión de generación y transmisión) y un esce-nario moderado (restricciones en el desarrollo del escenario deseable).

A. Diseño de escenarios Se hizo un diagnóstico para determinar el escenario actual y de desarrollo de cada país, basado en los indicadores descritos en 1.2 y se obtuvo un puntaje para cada país. Estos indicadores se construyeron a partir de un juicio de expertos, el cual se basó en la construcción de los indicadores y la asignación de pesos para calificar cada país analizado.

Tabla 1. Tipos de escenarios

Se fijó como valor referencia 10% de la participación las FER en la matriz energética de cada país.

Dado que se realizó un análisis matricial, se identi-ficaron dos ejes de evaluación: 1) interconexiones regionales, y 2) matriz energética sustentable.

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la autarquía y la intensidad energética. A continua-ción, se describen los indicadores considerados para llevar a cabo el ejercicio prospectivo.

Tabla 2. Indicadores para la evaluación de país

En donde en el eje 1) cero (0) significa solo una red de transmisión interna y cien (100) un red de transmi-sión con interconexiones existentes, con un marco normativo robusto y en funcionamiento y con pro-yectos en desarrollo para fortalecer la interconexión regional. A su vez, en el eje 2) cero (0) es una matriz poco diversa y una política energética enfocada solo al desarrollo interno del sector y cien (100) considera una matriz energética diversa, con participación de las FER y con un fuerte desarrollo de su potencial renovable.

Una vez de realizado el diagnóstico, se hizo un aná-lisis con base en la política actual, la coyuntura polí-tico-social y el juicio de expertos para identificar las oportunidades y amenazas que enfrenta cada país en cada uno de los dos ejes de acción considerados en este estudio. Además, identificar las acciones que han llevado a cabo los países para su desarrollo ac-tual en FER y las interconexiones existentes, de ma-nera que se puedan obtener “lecciones aprendidas” que permitan el diseño de una estrategia “deseable” para la integración sustentable (ver Figura 1).

Figura 1. Escenarios y estrategia “deseable”

B. IndicadoresEl escenario base fue construido a partir de doce (12) indicadores: siete (7) que evaluaron la sustentabilidad del país y cinco (5) la integración. Los indicadores re-lativos al eje sustentable fueron: la diversidad, la con-centración de mercado, la energía generada a partir de FER, la energía generada a partir de térmicas, el nivel de emisiones de CO2, el uso del suelo y el porta-folio de incentivos. Mientras que los indicadores con-cernientes al eje de integración fueron: la sobreins-talación, la filosofía de mercado, las interconexiones,

Red local

Red Regional

Matriz Sustentable

Matriz Convencional

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II. DIAGNÓSTICO

La primera fase de análisis consistió en la caracte-rización de los países de estudio. En particular, se estableció la participación de las FER en el merca-do (año 2012), su marco normativo de desarrollo y la participación esperada o meta de desarrollo de las FER en la matriz de los recursos de energía eléctrica.

A. Energías renovablesA finales de 2012 Latinoamérica reportó una capaci-dad instalada con FER de 26 GW (8,2% de la capaci-dad total instalada de 319 GW) y una generación FER de 86 TWh (6,2% del total de generación de energía eléctrica 1.377 TWh) (ver Figuras 2 y 3).

Figura 2. Capacidad instalada con FER en Latinoamérica (2012).

Figura 3. Energía generada con FER en Latinoamérica (2012).

En la Figura 4 se muestra la participación de las FER por tipo de tecnología donde se destaca el aporte de la geotermia en los países de Centroamérica, y la biomasa y recursos hídricos.

Figura 4. Participación FER por tecnología (2012).

En la Tabla 3 se observa que los países han clasifi-cado las FER de acuerdo a su legislación; además, la gran mayoría de ellos ha establecido límites para la hidráulica renovable, así como también metas para el desarrollo de FER (Figura 5).

Figura 5. Metas participación FER en Latinoamérica

Tabla 3. Tipos de FER en Latinoamérica

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

BrasilMéxico

ChileColombia

Costa RicaArgentina

El SalvadorNicaragua

GuatemalaPerú

UruguayHonduras

PanamáEcuador

BoliviaVenezuelaParaguayPaís

Biomasa y otros Geotérmica Hidro Eólica Solar Otras

62,5407,563

GWh

3,0292,7131,9311,7031,5121,3071,249

68161633731829977660

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El análisis comparativo muestra que, bajo un contexto normativo y de matriz sustentable, el límite para consi-derar o no los proyectos de hidroelectricidad como energía renovable (criterio variable en los países analiza-dos) influiría significativamente en el desarrollo de la integración regional.

B. Sistemas de transmisiónLos sistemas de transmisión en Latinoamérica, mayoritariamente son estatales y se planifican de forma cen-tralizada (Tabla 4).

Tabla 4. Características del sistema de transmisión en Latinoamérica

En cuanto a la remuneración de la transmisión se utiliza la metodología de costo de reposición opti-mizado o Valor de Reposición a Nuevo (VRN). Ahora, respecto a la asignación del costo de la transmisión a los clientes, se identifican principalmente dos me-todologías: 1) la estampilla (igual pago independiente de la ubicación del cliente en la red y en proporción generalmente del consumo), y 2) nodal (en función de la ubicación y con base en métricas tales como la distancia o uso esperado de la red).Por otra parte, es de interés establecer el nivel de in-tegración en la región. A la fecha se cuenta con más de 4.388 km de línea para la integración de los mer-cados regionales y con una capacidad de transferen-cia que supera los 15.567 MVA. (ver Tabla 5).

Tabla 5. Características del sistema de transmisión en Latinoamérica

Hoy existen 42 interconexiones en la región y la ma-yoría de ellas se encuentra operando. Su mercado es diverso, generalmente son redes de contingencia,

kV km MVA500 1,335 10,976400 314 340230 2,618 3,420138 86 566115 25 265

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Tabla 6. Interconexiones regionales en Latinoamérica

En el escenario base (Figura 6) se observa que varios de los países de centro América están en el cuadrante de diversidad liderados por Costa Rica, lo cual se debe principalmente a la diversidad de energías renovables en sus canastas; de igual manera se observa que sólo Brasil se ubica en el cuadrante de integración sustentable.

aunque algunas pueden representar una oportuni-dad o un sistema interconectado bilateral o de algún conjunto de países, como en el caso del SIEPAC o el CAN (Tabla 5).

III. ESCENARIOS

Una vez establecidos las capacidades instaladas, in-terconexiones, filosofías de mercado, metas de FER y políticas energéticas, entre otras variables de los 17 países a enero del 2013, se procedió a evaluar los 12 indicadores ilustrados en la sección 1.2, con el fin de obtener un escenario base o de referencia (Figura 6).

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Figura 6. Escenario base

Es de resaltar que este escenario consideró los por-centajes definidos en la Tabla 3 para la energía reno-vable hídrica. En caso de no involucrar estos límites, se tendría un escenario en donde toda la generación hídrica sería FER, Figura 7. De esta manera, la mayo-ría de países se ubicarían en el cuadrante de diver-sidad, y solo 2 países estarían en el cuadrante de in-tegración sustentable (Brasil y Paraguay), observán-dose de esta manera que un pequeño cambio en la regulación de cada país puede marcar una diferencia considerable en estos tipos de indicadores.

Figura 7. Escenario FER

En el caso ideal de que se lograra cumplir todos los proyectos incluidos en los planes de expansión de los países al año 2024 (escenario deseable), los países tenderían hacia el cuadrante de integración sus-tentable, Figura 8. Esto se debe principalmente a que los países, además de fortalecer la infraestruc-tura actual y aumentar las interconexiones, están

involucrando cada vez más diversidad en la canas-ta energética, lo cual se refleja en el comporta-miento presentado en la Figura 8.

Figura 8. Escenario deseable

Sin embargo, el escenario deseable es un esce-nario ideal, en el cual todo lo que está previsto se cumple a cabalidad, lo cual en la realidad no sería fácil de obtener, dándose casos en los cuales algunos proyectos no estarían construidos para el año 2024; por esta razón se consideró un escena-rio moderado, en el cual se involucró posibles res-tricciones que harían que no todos los proyectos se cumplieran a su fecha.

En la Figura 9 se presentan los resultados de considerar el escenario moderado, observándose que no todos los países estarán en el cuadrante de integración sustentable como sí ocurrió con el escenario deseable. Sin embargo se observa que en el cuadrante de integración sustentable estarán los países que poseen mayores interconexiones, una canasta energética diversa y un mercado consolidado. Es de resaltar que México tiene estas cualidades, sin embargo posee mucha energía térmica, y por tanto su contaminación es mayor.

Figura 9. Escenario moderado

IV. CONCLUSIONES

Latinoamérica cuenta con un sistema eléctrico diverso, con interconexiones focalizadas y con un mercado en operación subregional que ne-cesita fortalecerse. En general, se observa que los países tienden hacia un desarrollo de sus-tentabilidad y luego hacia la interconexión re-gional. Lo anterior dado que las políticas imple-mentadas priorizan la diversidad energética, la disminución en el uso de recursos fósiles y el mayor uso de las fuentes de energías renova-bles las cuales presentan un alto potencial de desarrollo en la región.

La integración energética en Centro y Sur Amé-rica ocurrirá en la medida en que se fortalez-can las interconexiones subregionales, tal y como se plantea en la actualidad, no solo en aspectos técnicos-económicos sino también con el diseño de mecanismos que promue-van la eficiencia, la equidad y la cooperación entre las partes. A su vez, se requiere articular los esfuerzos que realizan las distintas institu-ciones y organizaciones que promueven la in-tegración regional con el propósito de diseñar una propuesta conjunta que permita acelerar el proceso de la integración regional en Lati-noamérica.

Los mecanismos que incentiven la inversión requerida en infraestructura para integrar no sólo los proyectos de energías renovables sino también aquellos que estimulen y viabilicen las interconexiones regionales, deberán conside-rar la coyuntura política y social. Estas aportan elementos que influyen cada vez más en la eje-cución deseable de los proyectos de infraes-tructura y pueden limitar aún más el desarrollo armonioso de una integración regional bajo un contexto sustentable.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] Colciencias 547, “Interconexiones re-gionales para el desarrollo de una matriz sus-tentable en Latinoamérica. Medellín.” 2014.

[2] B. Ruchansky, “Integración eléctrica en América Latina: antecedentes, realidades y caminos por recorrer,” 2013.

[3] CAF, “Nuevas oportunidades de interconexión eléctrica en américa latina.” 2012.L. V. Sbertoli, “Energy Market Integration in the Mercosur,” Power Engineering Review, IEEE, vol. 17, pp. 6-10, 1997.

[4] U. N. D. P. (UNDP), “Estudio para Análisis de Prefacti-bilidad Técnico Económica de Interconexión Eléctrica entre Bolivia, Chile, Colombia, Ecuador y Perú,” Santiago2010.

[5] PJM, “PJM Regional Transmission Expansion Plan,” Pennsylvania, New Jersey and Maryland, www.pjm.com2009.

[6] J. D. Molina and H. Rudnick, “Expansión de la red para la integración de ERNC: ¿Oportunidades para América Latina?,” in The 9th Latin-American Congress on Electricity Generation and Transmission - clagtee 2011 mar del plata, argentina, 2011.