ENERGÍA Y SISTENIBILIDAD EN COLOMBIA · Potencia y Energía •La Potencia es la velocidad a la...
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ENERGÍA Y SOSTENIBILIDAD EN COLOMBIA Cátedra Sesquicentenario Universidad Nacional De Colombia Sede Medellín Ricardo A. Smith Quintero Profesor Titular y Emérito Universidad Nacional de Colombia Febrero 14 2017
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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
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fras
tru
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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
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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!!!!!!!!!!!!!
