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Carlos Herrera DescalziDecano Nacional
Colegio de Ingenieros del Perú
Panorama de la energía
Energías renovables en el mundo
Energías renovables en el Perú
Hidroenergía, solar, eólica, geotérmica.
PANORAMA DE LA ENERGÍA
Energía solar recibida por La Tierra 178,000
Reflejada inmediatamente al espacio exterior 53,000
Absorbida, para luego ser re-radiada como calor 82,000
Usada para evaporar el agua (clima) 40,000
Capturada por las plantas (Fotosíntesis) 100
Energía total consumida por la Sociedad Humana 10
Energía total consumida en Estados Unidos de N.A. 2.5
Energía total consumida como alimento humano 0.6
Energía eléctrica consumida por el Perú en 2014 0.006
Fuente: www.hubbertPeak.com/debate/oilcalcs.htm
Nota: Las cifras corresponden a flujos de energía. Están en unidades de
potencia, es decir energía por unidad de tiempo
Del fin del petróleo barato al fin de los alimentos baratos
La energía abunda. Lo escaso es la energía barata
EnergíaFUENTES DE ENERGÍA FORMAS DE ENERGÍA
Condición Cualidadintrínseca
Empleoeconó
Duración Origen Estado Fuente energé
Potencia especí-
Transformación
Niveltécnico
energético
Propia
Animada
No Comercial
Renovable
Solar
Humana Hombre0.5 kWh/día
Energía Cinetica
ProtoTécnico
Animal
Asno3.5 kWh/día
Exterior
Caballo 4 kWh/día
Buey 5 kWh/día
Inanimada
CombustiblesOrgánicos
Desperdicios Leña
0.6 kWh/kg0.8 kWh/kg
Calor
Comercial
Fuerzas Naturales
Viento V2 [m/s]2Escasa energía Mecánica
Eo -TécnicoFuerza
hidráulicaH [m] kWh/m
No Renovable
Combustibles Fósiles
Carbón 2.2 kWh/kg Energía Mecánica y Eléctrica
Paleo y Neo -
TécnicoPetróleo 3.3 kWh/kg
Terrestre
Combusti
bles
Nucleares
Uranio7.2 x 106
kWh/kg
Energía Eléctrica
NeoTécnico
Período Paleolítico Período Neolítico
Edad de Bronce
Edad de Hierro
Edad Media
Edad Moderna Futuro
Miles de m
illones de h
abita
ntes
Vivimos el tramo final de un
escalón de 300 años durante
el cual la población humana
aumentó en 12 veces
A.C. A.C. A.C. A.C. A.C. A.C. A.C. D.C. D.C. D.C. D.C. D.C.millonesde años
Crecimiento poblacional mundial a través de la historia
Fuente: The Population Reference Bureau
Crecimiento poblacional
Crecimiento poblacional mundial
Año 2050, apróx. 10 mil millones de habitantes.
10 bnl
27, 3 EJ
Por
incremento
poblacional
472,7EJ
Por
incremento
del consumo
per cápita
El crecimiento del consumo se debe más a la intensidad que a la mayor población
Año 1875
500 EJ
1 EJ equivalente a 1018 Joule
7,3 EJ
Variación del Consumo mundial de Energía durante 130 años
Año 2005
Año 1975
219,2 EJ
Por
incremento
del consumo
per cápita
23, 8 EJ
Por
incremento
poblacional
243 EJ
1875-1975
1. Incremento poblacional: 23,8/7,3 = 3.26 veces
2. Incremento por consumo per cápita: (219.2+23.8)/23,8 = 10.21 veces
3. 3.26 veces x 10.21 veces = 33.28 veces
1875-2005
1. Incremento poblacional: 27,3/7,3 = 3.74 veces
2. Incremento por consumo per cápita: (472.7+27.3)/27,3 = 18.3 veces
3. 3.74 veces x 18.3 veces = 68.5 veces
Desacople entre Energía y PBI
Fuente: BP Review2014
El mundo de fines del Siglo XX
Población :
Riqueza :
Consumo deenergía :
Emisiones de CO2 :
: Países desarrollados (OECD, Ex-URSS & Europa del Este)
: NIEs (Corea, Taiwán, Singapur, Hong Kong, Brasil, México)
: Países en desarrollo
22.4 5.8 71.2
79.4 6.7 13.8
60.6 6.3 33.1
61.2 5.9 32.9
(1998, %)
Correlación entre Energía, CO2 e Ingresos
EEUU de NA: 5% de la población; OECD: 10% de la población; ROW: 85% de la población
300 millones de personas usan 56 bep/capita-año
1,000 millones de personas usan 30.6 bep/capita-año
5,400 millones de personas usan 7.3 bep/capita-año
Relación EEUU de NA a ROW es 8 to 1
(OCDE): Organisationfor Economic Co-operation and Development.ROW: Rest of the World
Incremento de la producción mundial de energía primaria por región
Casi el total del incremento de la producción hasta el 2030 ocurre fuera de la OECD
3%
12%
85%
0
1 000
2 000
3 000
4 000
5 000
6 000
1971-2002 2002-2030
Mtp
e
OECD Economías en transición Países en desarrollo
31%
10%
59%
Participación en el total (%)
Fuente: BP, 2015.
28%
24%
8%
PETRÓLEO
CARBÓN
GAS
HIDRO
NUCLEARRENOVABLES
4%
*Incluye biocombustibles
Fuente: IEA, 2013.
Combustibles sintéticos
Biocombustibles
Recursos de petróleo técnicamente recuperables (barriles)
Filosofía del uso de los recursos energéticos
La edad de piedra no se
acabó porque se terminaron
las piedras. La era del
petróleo…*
* “The stone age came to an end not for a lack of stones and the oil age will end, but not for a lack of oil”.(Sheikh Ahmed Zaki Yamani)
Nuevos términos del costo de producción de la unidad de energía
ZOMbqOMaIZkK VF )(drkkOMbqZ
OMaIk socambV
F
COSTOS DEL PROPIETARIO
k = costo de producción de la unidad de energía
I = Inversión unitaria (Inversión total/capacidad)
a = anualidad de la inversión (tasa de descuento, vida útil)
OMF = costos fijos anuales de O&M, por unidad de capacidad
OMV = costos variables anuales por unidad de energía producida
q = consumo específico de combustible (por unidad producida)
b = costo de la unidad de combustible
kamb = costo de reducción del impacto ambiental
ksoc = costo de atención de temas sociales
r = CO2 ahorrado por unidad de energía
d = beneficio por unidad de carbono ahorrado
Producción de energía primaria en Francia
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000
Otros renovables
Electricidad hidráulica
Electricidad nuclear
Gas
Petróleo
Carbón
49,21
93,76
111,83
127,81
42,93
52,47
133,60
109,98
6,82
1,52
1,87
1,50
(+13 %)
(+4,1 %)
(+1,8 %)
(-4,9 %)
(-0,6 %)
(-8,4 %)
(TCAM 1973-2001)
11,91 (+0,7 %)
132,00
Mtep
Logros: seguridad energética, desarrollo de capacidades propias
Demanda plazos largos. Imposible sin:
♦ Clara visión de largo plazo
(acuerdo nacional)
♦ Compromiso de mantener una ruta
♦ Liderazgo y participación del
Estado
plazos
ENERGÍA RENOVABLE EN EL MUNDO
Fuente: IEA, 2015.
Petróleo
Carbón
Gas NaturalNuclear
Renovables
Hidro
Otros
BioCombustibles
resíduos
Otrosrenovables
RenovablesResiduos
municipales
Biocombustibles líquidos
Biogás
Biocombustibles
Y Residuos
Hidro
Eólico
Solar, Marea
Geotérmica
Biocombustibles sólidos/carbón
vegetal
Fuente: IEA, 2015.
Carbón
PetróleoGas
Natural
Nuclear
Otros
Hidro
Renovables
Otrosrenovables
Biocombustibles y residuos
Fuente: REN21, 2015.
Nuevas inversiones (anual) en energías renovables y combustibles
Inversiones
Energía eléctrica
Producción de etanol (anual)
Producción de biodiesel (anual)
Capacidad de hidroenergía (total)
Capacidad de bioenergía (total)
Generación de bioenergía
Generación de energía geotérmica
Capacidad solar fotovoltaica (total)
Capacidad de energía eólica (total)
Energía solar térmica concentrada (total)
Capacidad de energía renovable(total, incluyendo hidro)
Capacidad de energía renovable(total, sin incluir hidro)
Capacidad de calentar agua (total)
Calor
Transporte
Fuente: IEA, 2015.
BiocombustiblesSólidos/carbón
vegetal1.4%
Total TPES1.9%
Solar Fotovoltaico46.6%
Eólico24.8%
Biogás13.9%
Hidro2.5%
Geotérmica2.9%
Renovables 2.2%
Solar térmica12.3%
Biocombustibleslíquidos10.2%
Fuente: REN21, 2015.
Inversiones en energía renovable y combustibles (no incluyendo hidro>50MW
Inversiones en energía renovable y combustibles por unidad PBI
Generación de energía geotérmica
Capacidad de hidroenergía
Capacidad solar fotovoltaica
Capacidad de energía eólica (total)
Producción de biodiesel
Producción de etanol combustible
Capacidad de energía solar concentrada
Capacidad solar de calentar agua (total)
Fuente: REN21, 2015.
Principales países con electricidad de renovables por tecnología, año 2012
Hidro Solar fotov. Geotérm Eólico BiomasaSTEG
ENERGÍAS RENOVABLES EN EL PERÚ
117,445
9,874
15,816
170,079
19,539
2,050
17,196
Leña
bosta
Bagazo
Petróleo
Gas natural
Carbónmineral
Hidroenergía
94,158
10,751
13,263
299,114
23,932
4,351
47,112
Leña
bosta
Bagazo
Petróleo
Gas natural
Carbón…
Hidroenergía
83,431
8,285
19,430
307,643
649,721
32,814
96,092
501
Leña
bosta
Bagazo
Petróleo
Gas natural
Carbón…
Hidroenergía
Energía solar
Fuente: Elaborado con datos del Balance Nacional de Energía.
1 PJ = 162 bep.
1.00
1.40
3.40
179,494
1,465
18,535
18,409
113,093
Hidrocarburos
Carbón mineral yderivados
Electricidad
Bagazo y carbónvegetal
Leña, bosta y yareta
213,425
3,808
42,426
13,101
100,505
Hidrocarburos
Carbón mineral yderivados
Electricidad
Bagazo y carbón vegetal
Leña, bosta y yareta
458,310
24,041
129,400
12,922
87,112
287
Hidrocarburos
Carbón mineral yderivados
Electricidad
Bagazo y carbónvegetal
Leña, bosta y yareta
Energía solar
Fuente: Elaborado con datos del Balance Nacional de Energía.
1 PJ = 162 bep.
1.000
1.127
2.151
Fuente: MINEM, 2015.
Potencial Hidroeléctrico
69 445 MW (1)
3 511 MW Instalados
(5% del potencial total)
Potencial Eólico
22 450 MW (2)
142 MW Instalados (0,6 %)
Potencial Solar
4 000 MW estimado 96 MW Instalados
Potencial Geotérmico
3 000 MW (3)
0 MW Instalados
Potencial Biomasa2 000 MW, 78 MW Instalados
(1) Atlas del Potencial Hidroeléctrico del Perú – (DGER-MINEM, BM y GEF), Marzo
2011
(2) Atlas del Potencial Eólico del Perú –
(http://www.foner.gob.pe/atlaseolicolibro.asp)
(3) Battocletti, Lawrence, B& Associates, Inc (1999) “Geothermal Resources in
Peru
(4) Plan Maestro de Electrificación Rural con Energía Renovable en el Perú
(DGER-MINEM)
PRINCIPALES PROYECTOS DE GENERACIÓN
EN CONSTRUCIÓN
MOLLENDO
ILO
Juliaca
Proyecto Unidad
1 CT Puerto Bravo (Nodo Energético del Sur)720 MW
2 CT Puerto Ilo (Nodo Energético del Sur) 735 MW
3 CH Chaglla 406 MW
4 CH Cerro del Aguila 525 MW
5 CH Cheves 168 MW
6 Ch Santa Teresa 98 MW
7 CH Quitaracsa 112 MW
8Reserva fría descentralizada en Iquitos,
Puerto Maldonado y Pucallpa128 MW
9 Central Térmica de Quillabamba 200 MW
Fuente: MINEM, 2015.
Ley Año Alcance
Ley 28054 2003 Ley de Promoción del Mercado de Biocombustibles
Ley 28546 2005 Ley de Promoción y utilización de Recursos Energéticos Renovables No Convencionales
D.S. 021-2007-EM 2007 Reglamento de Comercialización de BiocombustiblesLíquidos
D.S. 050-2008-EM 2008 Reglamento de la Generación de Electricidad con Energías Renovables
D.L. 1002 2008 Promoción de la Inversión para la generación de electricidad con el uso de energías renovables
D.L. 1052 2008 Promueve la inversión en generación eléctrica con recursos hídricos y otros recursos renovables
R.V. 113-2009-MEM/VME 2009 Bases de la Primera Subasta de RER
D.S. 012-2011-EM 2011 Reglamento de la generación de electricidad con energías renovables
R.V. 036-2011-MEM/VME 2011 Bases de la Segunda Subasta de RER
D.S. 020-2013-EM 2013 Reglamento para la Promoción de la Inversión Eléctrica en Áreas no Conectadas a Red
Coeficiente de electrificación
1993 2007 2010 2011
Nacional 54% 74.1% 82% 84.8%
Rural 7.7% 29.5% 55% 63%
Fuente: DGER-MINEM, 2015.
2013 – 91.1%
Plan de Acceso Universal a la Energía: 500 mil sistemas fotovoltaicos autónomos para zonas rurales
2016 una cobertura eléctrica nacional de 95,8% y rural de 91,6%, en tanto
que para el año 2020 estas cifras deben de llegar a 99% nacional y 98% rural.
Fuente: DGER-MINEM, 2015.
El potencial mássignificativo seencuentra en laCosta del país,debido a la graninfluencia delAnticiclón delPacífico y de laCordillera de LosAndes.
Fuente: MINEM, 2011.
1. Central Eólica Marcona, en Ica.Superficie: 250 haPotencia: 32 MWEntrada en operación: abril de2014.
2. Central Eólica Tres Hermanas, enArequipa.Potencia: 90 MWEntrada en operación: diciembre2015 (prevista).
Fuente: GART-OSINERGMIN.
Estas dos plantas eólicascompuestas por 62aerogeneradores, aportan 114 MWal Sistema Eléctrico InterconectadoNacional (SEIN).
3. Central Eólica Talara, en Piura.Potencia: 30 MWEntrada en operación: setiembrede 2014.
4. Central Eólica Cupisnique, en Laibertad.Potencia: 80 MWEntrada en operación: setiembrede 2014.
Fuente: GART-OSINERGMIN.
Fuente: MINEM, 2003.
1. Central fotovoltaica de La Joya,en ArequipaSuperficie: 102 haPotencia: 20 MWEntrada en operación: octubre de2012.
3. Central Solar Panamericana, enMoquegua.Superficie: 123 haPotencia: 20 MWEntrada en operación: diciembrede 2012.
Fuente: GART-OSINERGMIN.
4. Planta solar fotovoltaicade Tacna.Superficie: 121 haPotencia: 20 MWEntrada en operación:noviembre de 2013.
Fuente: GART-OSINERGMIN.
El mayor potencial se encuentra en la zona sur del Perú.
Fuente: Vargas y Cruz 2010. Fuente: MINEM, 2012.
CONSIDERACIONES:
• Planeamiento y gestión adecuados para acompañar a las políticas.
• Desarrollotecnológico
Las energías renovables
1. Lo económicamente significativo: su costo de inversión;2. Su viabilidad económica depende del costo fósil alternativo y de
incluir externalidades3. Su incorporación vía subsidio4. Su desarrollo tecnológico ha permitido disminuir sus costos5. Las hidroeléctricas: de alta caída, de pie de presa, las mini y
microhidros6. Eólica, solar: bajos factores de planta, que conducen a altos costos
equivalentes en energía.7. La eólica es económicamente exitosa en sustituir a un
combustible fósil caro. Caso de Europa.8. La geotermia9. La biomasa