ENERGÍA Y SOSTENIBILIDAD EN COLOMBIA

Cátedra SesquicentenarioUniversidad Nacional De Colombia

Sede Medellín

Ricardo A. Smith Quintero

Profesor Titular y Emérito

Universidad Nacional de Colombia

Febrero 14 2017

generalidades

Energía Eléctrica

Potencia y Energía

• La Potencia es la velocidad a la que se consume la energía. Es la energía consumida en una unidad de tiempo.

• La energía es la capacidad de un cuerpo para hacer un trabajo.

• Transformación de la energía en energía eléctrica.

Energía Eléctrica

Energía Eléctrica

Energía Térmica

Camino de la Energía Eléctrica

balances

Balance de la energía

• Balance demanda y oferta para todas las necesidades

• Casos:• Oferta mayor o igual que la demanda

• Oferta menor que la demanda

• Planeación del sistema. Horizontes.

• Mecanismos de garantía para que la oferta llegue a la demanda

• Mercado de la energía eléctrica

Demanda de Energía por Fuente

Evolución anual de la demanda de energía eléctrica

Evolución anual de la demanda de potencia máxima

Proyecciones de demanda y Potencia Máxima de EE

Demanda de energía de Grandes Consumidores

Demanda de potencia máxima de grandes consumidores

Proyección de demanda de energía eléctrica

Proyección de demanda de potencia máxima

Mapa de Colombia por regiones según la UPME.

Participación de la demanda regional de energía eléctrica

Participación de la demanda regional de potencia máxima

Participación por tipo de planta generadora

Evolución de la capacidad instalada

Proyección capacidad Instalada en Colombia [MW]

Producción anual de carbón

Reservas de CarbónRegión Reservas

medidas

(Millones de

TON 2014)

Indicadas

(Millones de

Ton 2004)

Reservas

inferidas

(Millones de

Ton 2004)

Recursos

Hipotéticos

(Base 2004)

Potencial

(Millones de

Ton Base

2004)

Calidad

(BTU/Lb)

Costa - Caribe 5.602 2.353 2.091 1.021 11.066 32.790

Noroeste 87 226 132 27 471 10.673

Valle 40 92 98 11 241 10.761

Centro 215 645 539 62 1.461 12.151

Oriente 393 1.549 1.797 - 3.739 37.746

Reservas probadas de petróleo en Colombia

Reservas históricas probadas de Gas

Balance de la energía eléctrica

intercambios

Estructura institucional

Esquema institucional del sector

Estructura del mercado de energía mayorista

sostenibilidad

Energía ambientalmente sostenible

• Desde la ofertaUso de fuentes renovables

Uso de fuentes no convencionales

• Desde la demandaUso de energía generada por fuentes renovables y/o no

convencionales

Mayores eficiencias

Concentrarse en los sectores más consumidores y/o de más emisiones

Fuentes renovables y/o no convencionales

Potencial hidroenergético por subzona hidrográfica

Potencial para pequeñas hidroeléctricas por región

Área

Hidrográfica

Pico-

centrales

0.5- 5 kW

Micro-

centrales

5-50 kW

Mini-

centrales

500 kW

PCHs

500kW-

20MW

Totales

Amazonas 285 2.799 26.948 903.311 933.343

Caribe 210 1.935 16.843 436.476 455.464

Magdalena-

Cauca514 5.229 47.567 1.646.204 1.699.514

Orinoco 360 3.599 35.789 1.230.958 1.270.706

Pacífico 165 1.647 15.984 568.657 586.453

Total 1.534 15.209 143.131 4.785.606 4.945.480

Capacidad instalada histórica (MW) de fuentes no convencionales de energía

CAP (MW) 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Hidroeléctrica 149 150 169 179 179 186 191 195

Pequeña hidroeléctrica (< 1MW)

estimado

14 14 14 14 14 15 15 15

Mediana hidroeléctrica (1-10 MW) 135 136 155 165 165 171 176 180

Hidroeléctrica de bombeo pura y mixta - - - - - - - -

Energía marina - - - - - - - -

Energía eólica 18 18 18 18 18 18 18 18

Energía eólica terrestre 18 18 18 18 18 18 18 18

Energía eólica marina - - - - - - - -

Energía solar - - - - - - - -

Solar fotovoltaica - - - - - - - -

Energía solar termoeléctrica - - - - - - - -

Biomasa 94 114 174 180 182 187 215 237

Biocombustibles sólidos y residuos

renovables

94 114 174 180 182 187 215 237

Bagazo 94 114 174 180 182 187 215 237

Residuos municipales renovables - - - - - - - -

Otros biocombustibles sólidos - - - - - - - -

Biocarburantes líquidos - - - - - - - -

Biogás - - - - - - - -

Energía Geotérmica - - - - - - - -

Total FNCE 261 282 361 377 379 391 424 450

Velocidad Media del Viento en Superficie y Densidad de Energía Eólica a 50 metros de altura [W/m2].

Brillo solar promedio multianual [horas] y Radiación solar promedio multianual [KWh/m2]

Potencial Energético Biomasa residual, [TJ/año]

Región Sector

Agrícola

Sector

Pecuario

Residuos

Sólidos

Centro 27.338 18.142 91

Costa - Caribe 26.083 35.130 151

CQR 24.334 3.970 18

Noroeste 29.469 12.468 38

Oriente 35.803 27.042 46

Sur 39.546 3.784 -

Tolima Grande 43.255 9.884 33

Valle 105.487 5.956 33

Otros* 324 1.371

Proyección de emisiones y factor de emisión

Emisiones y factores de emisión en todos los escenarios

Usos de Energía Térmica, Calor y Frío, en el sector industrial

Demanda histórica de energía eléctrica y potencia máxima

Costos Nivelados de la Energía en Colombia por tecnología y financiación.

Demanda sostenible

Consumo Energético

Demanda de energía por sector en Colombia

49%

18%

12%

12%

4% 4% 1%

Transporte

Industria

Residencial

Consumo Propio

Comercial, Servicios Públicos

Construcción, otros

Agro, Pesca, Minería

Situación Actual y Futura• Como resultado de esta concentración poblacional en los grandes centros

urbanos, el número de vehículos está aumentando, las construcciones están siendo más altas y más personas viven en zonas concentradas de las ciudades.

• Hay 850 millones de automóviles y camiones, casi todos accionados por motores de combustión interna y energizados con petróleo.

• Esto representa un vehículo de motor por sólo uno de ocho personas en el planeta.

• Esta tendencia se está acelerando en el mundo y cada vez es más compleja.

• En el año 2050 se estima que el tiempo promedio que un habitante de la ciudad gastará en las congestiones de las será de 106 horas al año, tres veces más que hoy.

• Se estima que la congestión costará del orden de 829 billones de euros al año en todo el mundo, más de cuatro veces que en 1990.

• A nivel mundial, se consumen 18 millones de barriles de petróleo cada día en la conducción de los automóviles.

• Los vehículos emiten 2.7 mil millones de toneladas de dióxido de carbono cada año.

• Los accidentes en las carreteras reclaman 1,2 millones de vidas cada año.

• En los centros de las ciudades densas, las velocidades medias urbanas hoy en día pueden estar muy por debajo de 15 kilómetros por hora

Situación Actual y Futura• Estimaciones del futuro crecimiento de la flota de

vehículos esperan que este número se duplique para el año 2050, con las consecuencias asociadas en términos de calidad del aire, el consumo de combustible y el cambio climático.

• Otros modelos proyectan que la flota mundial de vehículos en uso será del orden de los 3.000 millones de vehículos en el año 2035.

• Se trata de una flota en uso 3,75 veces el tamaño de la flota actual. Es decir, casi tres a cuatro veces la demanda de espacio físico, de materias primas y de combustible que existe hoy, y 3 a 4 veces de incremento de las emisiones tóxicas a la atmósfera y el consecuente impacto sobre el cambio climático

Las ciudades dependientes del automóvil gastan más en infraestructura

United States cities spend an average of US$122 MORE per year per person than a peer cities in Australia, Europe and Canada and US$201 MORE than Hong Kong

Gasto en Vialidad

R2 = 0.5194

0

100

200

300

400

500

0 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 14,000

Uso del Automóvil (Km/año por persona)

Pre

su

pu

esto

An

ual p

or

Pers

on

a (

US

$ 1

990)

Australia

EEUU

Toronto

Europa

Asia

Tendencia

Source: INDICATORS OF TRANSPORT EFFICIENCY IN 37 GLOBAL CITIES, Jeff Kenworthy, Felix Laube, Peter Newman and Paul Barter, World Bank, 1997

Automobile Use (Km/year per person)

Road Infrastructure ExpensesA

nn

ual

ro

ad in

fras

tru

ctu

re b

ud

get

pe

r p

ers

on

(U

S 1

99

0)

Las ciudades dependientes en el automóvil tienen más accidentes

Cities of United States have 66% more deaths in traffic accidents per person than peer cities in Europe and Asia, and 123% more than Toronto

Accidentalidad

R2 = 0.5748

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

0 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 14,000

Uso de Automóvil (Km por año por Persona)

Mu

ert

es e

n A

ccid

en

te d

e

Trá

nsit

o p

or

100, 000

Hab

itan

tes

Australia

EEUU

Toronto

Europa

Asia

Tendencia

Road SafetyFa

talit

ies

in R

oad

A

ccid

en

ts p

er

10

0,0

00

p

op

ula

tio

n (

19

90

)

Automobile Use (Km/year per person)

Source: INDICATORS OF TRANSPORT EFFICIENCY IN 37 GLOBAL CITIES, Jeff Kenworthy, Felix Laube, Peter Newman and Paul Barter, World Bank, 1997

Ciudades dependientes del automóvil generan más contaminación al aire

Gases de Efecto de Invernadero

R2 = 0.9313

0

10

20

30

40

50

60

0 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 14,000

Uso de Automóvil (Km por año por Persona)

Em

isio

nes d

e C

O2 p

or

Pers

on

a (

Kg

*100) Australia

EEUU

Toronto

Europa

Asia

Tendencia

In United States cities, 3.5 times more CO2 per person is emitted than in Hong Kong, 2.4 times more than European cities, 1.9 times more than in Toronto and 1.6 times more than in Australian cities

Greenhouse Gas Emissions

CO

2 E

mis

sio

ns

(19

90

)

Automobile Use (Km/year per person)

Source: INDICATORS OF TRANSPORT EFFICIENCY IN 37 GLOBAL CITIES, Jeff Kenworthy, Felix Laube, Peter Newman and Paul Barter, World Bank, 1997

Las ciudades dependientes del automóvil tienen menores densidades (ocupan extensiones más grandes)

R2 = 0.4278

0

50

100

150

200

250

0 5000 10000 15000 20000

Km Carro/Persona/Año (1995)

Pers

on

as/H

ectá

rea (

1995)

USA

AU-NZCanadá

Europa Occ.Europa Or.

Africa

Asia Ingreso Bajo

Asia Alto Ingreso

América Latina

China

Medio Oriente

Source: J. Kenworthy "Transport and Energy Use: A Study of 84 Global

Cities", 2003

Automobile Use (Km/year per person 1995)

Pe

rso

ns/

He

ctar

e (

19

95

)

Insostenibilidad

•Modelo de ciudades insostenibles

•Pobreza y exclusión social

• El transporte desarrolla un papel fundamental en el desarrollo urbano

•Divorcio entre POT y movilidad urbana

•No hay un servicio de transporte público accesible y asequible

•No hay la infraestructura segura para el transporte no motorizado

Situación Actual y Futura

•MODELO INSOSTENIBLE

•HAY QUE HACER ALGO

•NO ES FÁCIL

•RESPUESTA: MOVILIDAD SOSTENIBLE

Movilidad Sostenible

Los responsables de la toma de decisiones en las ciudades de Colombia necesitan con urgencia cambiar el desarrollo del transporte urbano hacia sistemas, esquemas y modos más sostenible, para lograr:• Reducir las emisiones nocivas locales

• Reducir las emisiones de gases de efecto invernadero

• Potenciar el transporte público masivo y la intermodalidad

• Promover una planificación territorial adecuada

• Promover el uso del transporte no motorizado

• Disminuir el ruido ambiental

• Garantizar la seguridad energética

• Mejorar la eficiencia del sistema en el consumo energético

• Potenciar la inclusión en la movilidad de las ciudades

• Garantizar la movilidad de los pobres

• Disminuir el número de accidentes de tránsito

Incentivar el uso de vehículos para una movilidad sostenible en Colombia

• Incentivar el uso de medios no motorizados

• Incentivar el uso del transporte público

• Mejorar el esquema de alimentación, subalimentación, integración y cobertura del transporte público

• Incentivar el uso de cero emisiones (vehículos eléctricos)

• Mejorar de la eficiencia energética del transporte.

• Reducir la dependencia energética del petróleo.

• Reducir los contaminación del transporte en ámbitos urbanos.

• Mejorar la calidad de vida de los ciudadanos y la salud pública.

Movilidad sostenible en Colombia

La movilidad sostenible tiene entonces tres patas:

1. Incentivar el uso del transporte público colectivo

2. Incentivar el uso de medios no motorizados

3. Incentivar el uso de vehículos eléctricos. Vehículos de cero emisiones

Promover el uso y masificación del transporte público

Promover la movilidad no motorizada

Promover la electromovilidad

La Bicicleta

Sevici, Sevilla.

Grand Lyon. Lyon.

London.

Bicing. Barcelona.

Ecobici. Ciudad de México.

Paris

Medellín

Compañías como Shell estiman que el futuro de las ventas de vehículos en el mundo a mediano

plazo, será dominado por los vehículos eléctricos y vehículos híbridos recargables…

Este análisis proyecta una matriz energética balanceada para el sector

transporte, entre energías de origen fósil y eléctrico.

La implantación del cambio debe ser rápida para que sea competitiva y atractiva

BCN: La previsión más optimista es un 5% del parque en el 2020 (30% en el 2050)

El Transporte Masivo Eléctrico (Una tecnología con + 100 años de historia)

Los sistemas de transporte masivo eléctrico son tecnologías

implementadas globalmente, con inversiones que son compensadas por su

contribución a la reducción de emisiones y consumo de energía, desarrollo

urbano, integración con la ciudad e impulso del sector energía …

Lyon – Francia Santo Domingo – Rep. Domin. Mérida - Venezuela

Alicante - EspañaCaen – Francia Valencia - España

¿Tienes cupos?

GRACIAS!!!!!!!!!!!!!