TECNOLOGÍAS DE GENERACIÓN EMPLEADAS EN EL SECTOR ELÉCTRICO COLOMBIANO

PROCESOS DE GENERACION DEL SECTOR ELECTRICO

TRABAJO DE PROFUNDIZACIÓN

TECNOLOGÍAS DE GENERACIÓN EMPLEADAS EN EL SECTOR ELÉCTRICO COLOMBIANO

EDGAR EDUARDO MARTINEZ

JAIME VALENCIA VILLAMIZAR

WILLIAM GONZÁLEZ BARAJAS

PROFESOR

CÉSAR YOBANY ACEVEDO ARENAS

INGENIERO ELECTRICISTA – MAGISTER EN POTENCIA ELÉCTRICA

ESPECIALISTA EN GERENCIA DE RECURSOS ENERGÉTICOS

PROCESOS PRODUCTIVOS DEL SECTOR ELECTRICO

EESPECIALIZACIÓN EN GERENCIA DE RECURSOS ENERGÉTICOS

FACULTAD DE INGENIERÍAS FISICOMECANICAS

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE BUCARAMANGA

SEPTIEMBRE DE 2010

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCION 4

1. SUMINISTRO Y DEMANDA DE ELECTRICIDAD 5

1.1 Producción 5

1.2 Demanda 5

1.3 Importaciones y exportaciones 5

1.4 Acceso a electricidad 5

1.5 Calidad del Servicio 6

1.6 Pérdidas en distribución y transmisión 6

1.7 Responsabilidades en el Sector Eléctrico 6

1.8 Generación 6

1.9 Transmisión 7

1.10 Distribución y Comercialización 7

2. TECNOLOGIAS DE GENERACION EN COLOMBIA 7

2.1 Energía Eólica. 7

2.1.1 Descripción de la Tecnología: 7

2.1.2 Conceptos de sistemas 8

2.1.3 Tecnologías representativas. 8

2.1.4 Estado de arte y aplicaciones. 8

2.1.5 Capacidades disponibles actualmente 8

2.1.6 Costos. 9

2.1.7 Penetración del Mercado. 9

2.1.8 Beneficios potenciales para la región. 9

2.2 Cogeneración. 9

2.2.1 Descripción de la Tecnología: 9

2.2.2 Conceptos de sistemas 10

2.2.3 Tecnologías Representativas. 10

2.2.4 Estado del arte y aplicaciones. 10

2.2.5 Capacidades disponibles actualmente. 10

2.2.6 Costos. 10

2.2.7 Penetración del Mercado. 10

2.2.8 Beneficios potenciales para la nación. 11

2.3 Sustitución de Combustibles en la industria. 11

2.3.1 Descripción de la tecnología 11

2.3.2 Conceptos del sistema 11

2.3.3 Tecnologías representativas 11

2.3.4 Estado del arte / aplicaciones 11

2.3.5 Capacidades disponibles actualmente 11

2.3.6 Costos. 11

2.3.7 Penetración del Mercado 12

2.3.8 Beneficios potenciales para la nación 12

2.4 Sistemas fotovoltaicos 12

2.4.1 Descripción de la tecnología 12

2.4.2 Conceptos de sistemas 12

2.4.3 Tecnologías representativas 12

2.4.4 Estado del arte / aplicaciones 13

2.4.5 Capacidades disponibles actualmente 13

2.4.6 Costos 13

2.4.7 Penetración del Mercado 13

2.4.8 Beneficios potenciales para la nación 13

2.5 Energía hidroeléctrica 14

2.5.1 Descripción de la tecnología 14

2.5.2 Tecnologías representativas 14

2.5.3 Beneficios potenciales para la nación 14

CONCLUSIONES 16

INTRODUCCION

El suministro eléctrico en Colombia depende del Sistema de Interconexión Nacional (SIN) y varios sistemas locales aislados en las Zonas No Interconectadas (ZNI). El SIN comprende la tercera parte del territorio, proveyendo cobertura al 96 por ciento de la población. El sistema ZNI, que cubre las dos terceras partes restantes del territorio nacional, solamente provee servicio al 4 por ciento de la población.

Treinta y dos grandes plantas hidroeléctricas y treinta estaciones de energía térmica proveen electricidad al SIN. Por otra parte, el ZNI es servido principalmente por pequeños generadores diesel, muchos de los cuales no están en buenas condiciones de funcionamiento. A finales de 2005, la capacidad neta efectiva instalada era de 13.4 GW, con la siguiente proporción por fuente:

• Energía hidráulica de gran tamaño: 63.92 %

• Térmica (gas): 27.41%

• Térmica (carbón): 5.2 %

• Energía hídrica de pequeño tamaño: 3.08 %

• Mini-gas: 0.17 %

• Cogeneración: 0.15 %

• Eólica: 0.07 %

El porcentaje de participación térmica en la generación se ha incrementado desde mediados de la década de 1990. Esto sucedió en respuesta a la crisis de 1992/1993 ocasionada por las sequías asociadas a El Niño y la alta dependencia de la generación de energía de instalaciones hidroeléctricas que carecían de capacidad de almacenaje para múltiples años. Como resultado de las nuevas políticas adoptadas por el país, el predominio de energía hídrica en la cartera de generación se ha reducido del 80 por ciento a principios de la década de 1990 a menos de 65 por ciento actualmente. El programa de expansión prevé agregar 1,500 MW de nueva capacidad, equitativamente distribuida entre fuentes hídricas y térmicas, para el año 2011. Esto implica inversiones de US$258 millones por año.

1. SUMINISTRO Y DEMANDA DE ELECTRICIDAD

1.1 Producción

La producción eléctrica total en 2005 fue de 50.4 TWh. Las plantas hidroeléctricas generaron 81.2 por ciento, las plantas térmicas 18.6 por ciento y la planta eólica Jepírachi 0.1 por ciento del total.

1.2 Demanda

En 2005, el consumo eléctrico total fue de 48.8 TWh, lo que corresponde a un consumo de energía promedio per cápita de 828 KWh por año. El consumo por sector se divide como sigue:

• Residencial: 42.2 %

• Industrial: 31.8 %

• Comercial: 18 %

• Oficial: 3.8 %

• Otros usos: 4.3%

La demanda está creciendo aproximadamente un 4 por ciento anualmente.

1.3 Importaciones y exportaciones

Colombia es un exportador neto de energía. En 2005 el país exportó 1.76 TWh de electricidad a Ecuador (3.5% de la producción total) e importó solamente pequeños volúmenes de electricidad de Venezuela y Ecuador (0.02 TWh cada uno). De acuerdo con el Ministerio de Minas y Energía, se estima que las exportaciones se incrementarán en un 5 por ciento anualmente.

El Proyecto Mesoamérica, antiguo Plan Puebla Panamá incluye un proyecto de interconexión eléctrica entre Colombia y Panamá que permitirá integrar a Colombia con Centroamérica. Este proyecto, llevado a cabo por Interconexiones Eléctricas S.A. - ISA en Colombia y Empresa de Transmisión Eléctrica S.A. - ETESA en Panamá, comprende la construcción de una línea de transmisión de 300 MW de capacidad (3% de la capacidad instalada) desde Colombia a Panamá y 200 MW de capacidad de modo revertida. Se anticipa que la línea entrará en operación en 2010.

Además de eso, el gobierno Colombiano suscribió un acuerdo con los gobiernos nacional de Republica Dominicana y estatal de Puerto Rico para el suministro de energía eléctrica por medio de una red submarina que conectaría el norte de Colombia con Republica Dominicana, la cual tendría un costo aproximado a los 4.000 o 5.000 millones de dólares y actualmente se encuentra en estudio de perfectibilidad económica.

1.4 Acceso a electricidad

En 2005, el sistema de interconexión eléctrica proveyó servicio al 87 por ciento de la población, un porcentaje inferior al promedio de 95 por ciento para Latinoamérica y el Caribe. En Colombia, la cobertura eléctrica es del 93 por ciento en áreas urbanas y 55 por ciento en áreas rurales. Alrededor de 2.3 millones de personas todavía no tienen acceso a electricidad.

Como en otros países, las zonas que se encuentran fuera del sistema interconectado plantean condiciones de electrificación especialmente difíciles, así como importantes insuficiencias en la dotación del servicio. Este sistema, cuya capacidad instalada se basa casi exclusivamente en diesel, padece importantes di economías de escala ya que el 80 por ciento de la capacidad se encuentra en plantas en el umbral inferior a 100 kW.

1.5 Calidad del Servicio

La calidad del servicio en Colombia, medida por interrupciones del servicio, es mucho menor al promedio para Latinoamérica y el Caribe. En 2005, el número de interrupciones promedio por abonado fue de 185.7, muy por encima del promedio regional de 13 interrupciones. La duración de las interrupciones por abonado fue de 66 horas, también muy por encima del promedio regional de 14 horas.

1.6 Pérdidas en distribución y transmisión

Las pérdidas y fugas en transmisión todavía son preocupantes aunque el monto total haya disminuido en los últimos años. Las pérdidas en distribución en 2005 fueron del 16 por ciento, comparado con un promedio de 13.6% en América Latina. Como ejemplo, ese mismo año, las pérdidas para una sola empresa de servicio público (Empresas Públicas de Medellín) fueron de más del 2 por ciento de la generación de energía total.

1.7 Responsabilidades en el Sector Eléctrico

Colombia cuenta con un mercado energético liberalizado desde 1995. El sector se caracteriza por un marco que desagrupa generación, transmisión, distribución y comercialización.

La estructura del mercado energético colombiano se basa en las Leyes 142 (Ley de Servicios Públicos) y 143 (Ley de Electricidad) de 1994. El Ministerio de Minas y Energía es la principal institución del sector energético de Colombia. Dentro del Ministerio, UPME (Unidad de Planificación de Minería y Energía) es responsable del estudio de los futuros requerimientos de energía y escenarios de suministro, así como de la elaboración del Plan Nacional de Energía y Plan de Expansión.

CREG

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