Optimización del portafolio energético del sector eléctrico en México al año 2050 en base a los compromisos de reducción de emisiones de CO 2 eq

Transcripción

1 Optimización del portafolio energético del sector eléctrico en México al año 2050 en base a los compromisos de reducción de emisiones de CO 2 eq Edgar R. Sandoval García y Arturo Morales-Acevedo CINVESTAV Programa Transdisciplinario Desarrollo Científico y Tecnológico para la Sociedad

2 Índice Proyección crecimiento económico Objetivo Escenarios planteados Optimización Modelado Consideraciones Datos utilizados Resultados Conclusiones

3 Variación de la tasa de crecimiento de PIB ( ) México, crecimiento PIB > 4% Proyecciones OCDE PWC HSBC Gobierno Federal Variación de la tasa de crecimiento de PIB ( ) (%) Fuente: Elaboración propia con datos del Banco Mundial

4 Objetivo Establecer la mezcla energética óptima que permita cumplir con los compromisos ambientales de carácter internacional que México tiene, tomando en cuenta los requerimientos de crecimiento económico.

5 Escenarios al año 2050 Escenario 1 Escenario 2 Demanda eléctrica calculada = TWhª Aumenta la productividad eléctrica a la misma tasa que la observada en los últimos 15 años. Crecimiento económico moderado (3.3% anual). Producción eléctrica en 2011= TWh (POISE ). Demanda eléctrica proyectada al 2050= TWhª, de acuerdo a la tasa de crecimiento planeada por la CFE (4.6% anual). Fuente: ªMorales-Acevedo, A. (2013), Forecasting future energy demand: Electrical energy in Mexico as an example case, aceptado para su presentación en ISES Solar World Congress, Cancún, México, 3-7 November 2013 y Programa de Obras e Infraestructura para el Sector Eléctrico

6 Optimización Herramienta Solver de Microsoft Excel. Basado en el algoritmo Simplex para programación lineal. Restricciones principales: Valor mínimo, Emisiones de CO2eq Costo nivelado (LCOE) Potencial máximo de generación por tipo de tecnología. Consideraciones: Ley General de Cambio Climático, 50% reducción de emisiones al 2050 respecto del año El SEN ha participado en promedio con el 28% de las emisiones y una TCMA del 0.5% en la primera década del siglo XXI. Emisiones CO 2 eq= Mton (2000), al año 2050 la meta del Sector Eléctrico será de reducir sus emisiones a valores de Mton.

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8 Potencial de generación Fuentes convencionales: Gas (CCG) </= 55% (ENE 2013) Carbón </= 9% (Prospectiva del Sector Eléctrico ) Nuclear, se considera un crecimiento máximo al 15.54% (IEA, 2007) Grandes Hidroeléctricas; debido a las posibles condiciones de sequía por efectos del cambio climático, se considera no aumente su participación, restringiéndola a valores del 2011 (35.88 TWh) Térmica, ya no se consideran viables combustibles como, combustóleo, diesel y coque. (POISE, 2012) Potencial Renovables Generación (GWh/año) Capacidad Inst.(MW) Factor de Planta Pequeñas Hidro (<30 MW) 3,526.1 nd nd Geotérmica 16, , % Eólica 80, , % Solar fotovoltaica 12, , % Termosolar 4, , % Res. Agr + Forestales 7, % Fuente: SENER, Prospectiva de Energía Renovables

9 Emisiones CO2eq/tecnología/MWh Tecnol ogía CCG Térmica Carbón Nuclear Eólica Solar FV Biomasa Residual P- Hidro Termosolar Geotermia G- Hidro Ton/M Wh *Datos publicados en CSC = Nuclear. Grandes Hidroeléctricas= Pequeñas Hidroeléctricas POST - Parliamentary Office of Science and Technology

10 Costo nivelado por tipo de tecnología (US$/MWh) Tec. CCG CCG+ CSC Carbón C+CSC Nuclear Eólica Solar FV Termo -solar Biomasa Residual P- Hidro Geotérmia G- Hidro LCOE *Datos de 2012, para tecnologías a entrar en operación al U.S. Energy Information Administration

11 Resultados (Obj. CO2eq= Mton) Mezcla 2050 Caso 1 Caso 2 Caso 3, 50% CSC Demanda eléctrica 2050 (TW) Costo total (millones dólares) $ 33, $ 81, $ 89, CO2eq (Mton) CCG 26.82% 55.00% 27.50% CCG+CSC 27.50% Carbón 8.42% 3.92% Carbón + CSC 4.50% Nuclear 15.54% 15.54% 15.54% Eólica 23.09% 8.43% 8.43% Solar Fotovoltáica 3.53% 1.29% 1.29% Termosolar 1.32% 0.48% 0.48% Biomasa Residual 13.83% 5.05% 5.05% Pequeñas Hidroeléctricas 1.01% 0.37% 0.37% Geotermia 4.68% 1.71% 1.71% Grandes Hidroeléctricas 10.18% 3.72% 3.72%

12 Conclusiones Las FRE, son una realidad a nivel global, su uso diversifica el portafolio energético, minimizando riesgos por dependencia de combustibles fósiles. El potencial de las FRE está considerando en su totalidad? Se requieren datos actualizados de LCOE locales y proyectarlos a futuro (afectados por el aprendizaje por experiencia e I+D), para conocer su efecto completo en el proceso de optimización. Los portafolios obtenidos son sustentables?