ANÁLISIS DEL POTENCIAL ENERGÉTICO DE LAS COMUNIDADES DE LAS ZONAS NO INTERCONECTADAS DEL DEPARTAMENTO DEL CHOCÓ Y DEL MUNICIPIO DE BUENAVENTURA

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1 ANÁLISIS DEL POTENCIAL ENERGÉTICO DE LAS COMUNIDADES DE LAS ZONAS NO INTERCONECTADAS DEL DEPARTAMENTO DEL CHOCÓ Y DEL MUNICIPIO DE BUENAVENTURA

2 TABLA DE CONTENIDO FORTALECIMIENTO DE LAS CAPACIDADES DE FORMULACIÓN 1 DESCRIPCIÓN DEL DOCUMENTO CÁLCULO LAS NECESIDADES ENERGÉTICAS (NE) A PARTIR DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS EN ENCUESTAS REALIZADAS A LAS COMUNIDADES DE LAS ZONAS NO INTERCONECTADAS CONSUMO ENERGÉTICO PROMEDIO DE LAS LOCALIDADES (KWH) CONSUMO PROMEDIO POR HABITANTE (KWH) PORCENTAJE DE FUENTE ENERGÉTICA APROVECHABLE EN LA LOCALIDAD CONSUMO ENERGÉTICO POR ÁREA (KWH/M2) CONSUMOS ENERGETICOS (CE) DE LA COMUNIDADES NO INTRERCONECTADAS DEL DEPARTAMENTO DEL CHOCÓ Y DEL MUNICIPIO DE BUENAVENTURA ALTO BAUDO CANTON DE SAN PABLO ITSMINA BAJO BAUDÓ BUENAVENTURA JURADÓ UNGUÍA MEDIO BAUDÓ CONDOTO CARMEN DEL DARIEN ESTUDIOS NECESARIOS PARA OBTENER EL POTENCIAL ENERGÉTICO DE LAS ZONAS NO INTERCONECTADAS DEL DEPARTAMENTO DEL CHOCÓ Y DEL MUNICIÍO DE BUENAVENTURA P a g e

3 4.1 CÁLCULO DE INTENSIDAD LUMINOSA DE LA ZONA PARA USO DE CELDAS FOTOVOLTÁICAS AFORO DE CAUDAL PARA CUERPOS HÍDRICOS INSTALACIÓN DE ESTACIONES METEOROLÓGICAS PARA GENERACIÓN DE ENERGÍA EÓLICA PLANTAS TERMOGENERADORAS P a g e

4 1 DESCRIPCIÓN DEL DOCUMENTO FORTALECIMIENTO DE LAS CAPACIDADES DE FORMULACIÓN En el siguiente documento se presenta el cálculo del consumo energético de las localidades de acuerdo a necesidades básicas insatisfechas, consumo energético de las mismas, calculado con modelos generales aplicados a comunidades con características generales. Además se recomiendan estudios técnicos y metodologías para calcular el potencial energético que ofrecen los recursos naturales y subproductos dl área objeto de estudio. 2 CÁLCULO LAS NECESIDADES ENERGÉTICAS (NE) A PARTIR DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS EN ENCUESTAS REALIZADAS A LAS COMUNIDADES DE LAS ZONAS NO INTERCONECTADAS Este cálculo está definido por cuatro ecuaciones: 2.1 CONSUMO ENERGÉTICO PROMEDIO DE LAS LOCALIDADES (KWH) o x = Lci Tcj Para calcular este dato es necesario sumar todos los consumos de cada electrodoméstico de las localidades y multiplicarlo por un valor estimado o promedio de tiempo que se encuentra utilizando la energía eléctrica en las casas, estos datos fueron extraídos de las preguntas 34 y 36 respectivamente. 4 P a g e

5 Existe un valor estándar de consumos por cada electrodoméstico, para el hogar, algunos de los aquí mencionados fueron sacados del siguiente Link: El ejercicio aquí consiste en sumar cuando es el consumo promedio de cada electrodoméstico de cada hogar y multiplicarlos por un número de horas en el intervalo de la respuesta del encuestado. Aunque existen electrodomésticos que NO permanecen encendidos todo el tiempo de la respuesta, este valor se compensa con el tiempo que permanecen encendidos otros aparatos eléctricos como bombillos y multiplex ventiladores. Los valores que conforman la formula son Lci que representan las sumatorias de todos los consumos según la tabla de equivalencia de consumos promedios de un electrodoméstico por localidad (Pregunta 34) multiplicado por Tcj que representa el valor que en promedio se utiliza la energía eléctrica. (Pregunta 36). 2.2 CONSUMO PROMEDIO POR HABITANTE (KWH) o ( Lci Tcj) / Pk Para calcular este dato se implementó la misma fórmula anterior pero adicional se dividió entre el número de habitantes, para obtener el porcentaje total de KwH por cada uno de los habitantes de una población. Las preguntas implementadas en esta fórmula son las 23, 34 y 36: 5 P a g e

6 Existe un valor estándar de consumos por cada electrodoméstico, para el hogar, algunos de los aquí mencionados fueron sacados del siguiente Link: El ejercicio aquí consiste en sumar cuando es el consumo promedio de cada electrodoméstico de cada hogar y multiplicarlos por un número de horas en el intervalo de la respuesta del encuestado. Aunque existen electrodomésticos que NO permanecen encendidos todo el tiempo de la respuesta, este valor se compensa con el tiempo que permanecen encendidos otros aparatos eléctricos como bombillos y multiplex ventiladores. El resultado anterior dividirlo entre el total de los habitantes de cada localidad. Los valores que conforman la formula son Lci que representan las sumatorias de todos los consumos según la tabla de equivalencia de consumos promedios de un electrodoméstico por localidad (Pregunta 34) multiplicado por Tcj que representa el valor que en promedio se utiliza la energía eléctrica (Pregunta 36). Pk Sería el total o la sumatoria de todos los habitantes de cada localidad (Pregunta 23). 2.3 PORCENTAJE DE FUENTE ENERGÉTICA APROVECHABLE EN LA LOCALIDAD Lci(si Y = 1 and X = 1, in = 1, si zi 1, in = 2,0)/ Lj El cálculo de este indicar fue algo más complicado dado que no existe ninguna pegunta especifica o directa de la cual sacar este indicador, para lo cual lo que se realizó una fórmala que primero preguntara si la respuesta a la pregunta 27 (Posee energía Eléctrica) era afirmativa, se pasaba un segundo filtro correspondiente a la pregunta 33 ( Qué fuente de energía utiliza para la cocción de sus alimentos?) si la respuesta a esta pregunta es igual 6a la opción 4 (Generador de Energía Solar) se marcaba o calificaba este valor con un punto, pero si esta no era la opción del encuestado, se 6 P a g e

7 pasa a consultar la pregunta 34 si por lo menos este tenía algún electrodoméstico se marcaba la opción de Generador de energía Diésel, de lo contrario se marcaba a este encuesta con un valor de cero ponderación y por último el valor total se pasaba dividir entre el número de encuestas realizadas que sería igual al número de viviendas de la localidad. Las preguntas que se utilizaron para este indicaron fueron: 2.4 CONSUMO ENERGÉTICO POR ÁREA (KWH/M2) 7 P a g e

8 o ( Lci Tcj) / Pk Para calcular este dato se implementó la misma fórmula del primer y segunto punto (Consumo energético promedio de las localidad (Kwh) Y Consumo promedio por habitante (Kwh) ) pero la particularidad que aqui se dividió entre los metros cuadrados de la superficies de la viviendas, para obtener el porcentaje total de KwH por M2 de los habitantes de una población. Las preguntas implementadas en esta fórmula son las 22, 34 y 36: Existe un valor estándar de consumos por cada electrodoméstico, para el hogar, algunos de los aquí mencionados fueron sacados del siguiente Link: 8 P a g e

9 El ejercicio aquí consiste en sumar cuando es el consumo promedio de cada electrodoméstico de cada hogar y multiplicarlos por un número de horas en el intervalo de la respuesta del encuestado. Aunque existen electrodomésticos que NO permanecen encendidos todo el tiempo de la respuesta, este valor se compensa con el tiempo que permanecen encendidos otros aparatos eléctricos como bombillos y multiplex ventiladores. El resultado anterior dividirlo entre el total de los habitantes de cada localidad. Los valores que conforman la formula son Lci que representan las sumatorias de todos los consumos según la tabla de equivalencia de consumos promedios de un electrodoméstico por localidad (Pregunta 34) multiplicado por Tcj que representa el valor que en promedio se utiliza la energía eléctrica (Pregunta 36). Pk Sería el total o la sumatoria de los metros cuadrados M2 de las viviendas de los habitantes de cada localidad (Pregunta 22). 3 CONSUMOS ENERGETICOS (CE) DE LA COMUNIDADES NO INTRERCONECTADAS DEL DEPARTAMENTO DEL CHOCÓ Y DEL MUNICIPIO DE BUENAVENTURA De acuerdo con los resultados de las encuestas realizadas en cada uno de las localidades de los municipios escogidos de esta zona no interconecta y aplicando las fórmulas que se explican al final del documento, se presenta a continuación un resumen de los consumos de energéticos de los municipios estudiados: 3.1 ALTO BAUDO Con un total de 87 localidades analizadas, este municipio presenta un consumo energético de 1.380,70 kw/h, considerando que existen 13 localizadas que no tienen el servicio de energía, en este municipio el 16% del consumo se suple a partir de energía solar y el 60% a partir de generadores Diesel. Total Localidades 87 9 P a g e

10 Consumos KwH/Localidad 1.380,70 Consumo Energético Promedio 15, CANTON DE SAN PABLO De las 9 localidades encuestadas, en Cantón de San Pablo se presenta un consumo energético de ,64 Kw/h, teniendo en cuenta que dos localidades no cuentan con el servicio de energía, en este municipio las Necesidades Energéticas se suplen en un 47, 7 % de generadores Diesel. Total Localidades 9 Consumos KwH/Localidad ,64 Consumo Energético Promedio 1.262, ITSMINA De las 10 localidades encuestadas, en Itsmina se presenta un consumo energético de 961,56 Kw/h, teniendo en cuenta que todas las localidades cuentan con el servicio de energía, en este municipio las Necesidades Energéticas se suplen en un 83,2 % de generadores Diesel. Total Localidades 10 Consumos KwH/Localidad 961,56 10 P a g e

11 Consumo Energético Promedio 96, BAJO BAUDÓ En las 12 localidades encuestadas, en Bajo Baudó se presenta un consumo energético de ,44 Kw/h, teniendo en cuenta que todas las localidades cuentan con el servicio de energía, en este municipio las Necesidades Energéticas se suplen en un 100 % con generadores Diesel. Total Localidades 12 Consumos KwH/Localidad ,44 Consumo Energético Promedio 872, BUENAVENTURA De las 10 localidades encuestadas, en Buenaventura se presenta un consumo energético de 1.319,22 Kw/h, teniendo en cuenta que todas las localidades cuentan con el servicio de energía, en este municipio las Necesidades Energéticas se suplen en un 100 % de generadores Diesel. Total Localidades 10 Consumos KwH/Localidad 1.319,22 Consumo Energético Promedio 131, JURADÓ 11 P a g e

12 De las 13 localidades encuestadas, en Juradó se presenta un consumo energético de 3,256,46 Kw/h, teniendo en cuenta que nueve localidades no cuentan con el servicio de energía, en este municipio las Necesidades Energéticas se suplen en un 100 con generadores Diesel. Total Localidades 13 Consumos KwH/Localidad 3.256,46 Consumo Energetico Promedio 250,50 12 P a g e

13 3.7 UNGUÍA De las 10 localidades encuestadas, en Cantón de San Pablo se presenta un consumo energético de 2.367,48 Kw/h, teniendo en cuenta que tres localidades no cuentan con el servicio de energía, en este municipio las Necesidades Energéticas se suplen en un 99 % con generadores Diesel, el 1% restante proviene de energía solar. Total Localidades 10 Consumos KwH/Localidad 2.367,48 Consumo Energético Promedio 236, MEDIO BAUDÓ En las 13 localidades encuestadas, en Medio Baudó no se registra consumo energético ya que ninguna cuenta con el servicio de energía. Total Localidades 13 Consumos KwH/Localidad - Consumo Energetico Promedio - 13 P a g e

14 3.9 CONDOTO De las 9 localidades encuestadas, en Condoto se presenta un consumo energético de 1.141,13 Kw/h, teniendo en cuenta que una localidad no cuenta con el servicio de energía, en este municipio las Necesidades Energéticas se suplen en un 89 % de generadores Diesel. Total Localidades 9 Consumos KwH/Localidad 1.141,13 Consumo Energetico Promedio 126, CARMEN DEL DARIEN De las 10 localidades encuestadas, en Carmen del Darién Pablo se presenta un consumo energético de Kw/h, teniendo en cuenta que nueve localidades no cuentan con el servicio de energía, en este municipio las Necesidades Energéticas se suplen en un 100 % de generadores Diesel. Total Localidades 10 Consumos KwH/Localidad 29,79 Consumo Energetico Promedio 2,98 14 P a g e

15 4 ESTUDIOS NECESARIOS PARA OBTENER EL POTENCIAL ENERGÉTICO DE LAS ZONAS NO INTERCONECTADAS DEL DEPARTAMENTO DEL CHOCÓ Y DEL MUNICIPÍO DE BUENAVENTURA Según la Comisión Reguladora de Energía y Gas - CREG, el sector transporte es el mayor consumidor de energía con un 50% del consumo, y un crecimiento del parque automotriz del 6,1% anual; le sigue el sector residencial como el segundo mayor consumidor de energía, cuya principal fuente de energía es el GLP (gas licuado de petróleo) con un 56%; luego está el sector Industrial como tercer consumidor de energía con el 9,4% de energía, siendo la energía eléctrica un 34% de consumo. En términos generales, la demanda de energía crece a una tasa mayor de 6,10%, frente a un crecimiento económico. Para suplir la demanda de energía en los diferentes sectores, es posible utilizar fuentes alternativas y ambientalmente más limpias que las convencionales. Por lo que a continuación se describen algunos estudios técnicos necesarios para obtener el potencial energético que los recursos naturales brindan a determinada zona. 4.1 CÁLCULO DE INTENSIDAD LUMINOSA DE LA ZONA PARA USO DE CELDAS FOTOVOLTÁICAS La energía solar fotovoltaica se basa en la captación de energía solar y su transformación en energía eléctrica por medio de celdas fotovoltaicas. El primer paso en el diseño de un sistema fotovoltaico (SFV), que consiste en conocer si en el sitio existe el recurso suficiente de energía solar. Información sobre la radiación solar diaria promedio se obtiene de sitios Web como el de la NASA y otras fuentes. El dato que nos interesa el nivel de radiación promedio anual. En el caso de Colombia, los niveles de radiación son relativamente altos, entre 4 y 6 kwh/m²/día. Se debe tener en cuenta también las condiciones climáticas del sitio (nubosidad, pluviosidad, temperatura, viento). Serie horaria: El dato de radiación solar promedio diaria en kwh m-2día-1 se obtiene de una serie de lecturas hora a hora durante un período de al menos un año. El uso de una serie de radiación solar permite estimar 15 P a g e

16 con mayor exactitud la energía que obtendremos de nuestro sistema fotovoltaico. El uso de una serie de datos generalmente está asociado a programas de computación que facilitan el diseño. Promedio anual: si no se dispone de la serie de radiación solar, tomamos el dato de la radiación solar promedio diaria de la zona en que estamos. Un valor aceptable para Colombia es de 4,5 kwh m-2día-1. Para medir la intensidad lumínica se puede utilizar un luxómetro portátil, con un costo aproximado de $ , y posteriormente analizar los datos en computadores para el diseño del sistema de generación. Un panel solar para generación de energía en localidades aisladas tiene un precio alrededor de $ P a g e

17 4.2 AFORO DE CAUDAL PARA CUERPOS HÍDRICOS El conocimiento de la variación del caudal que fluye por una determinada sección de un cauce natural es de suma importancia en los estudios hidrológicos. De acuerdo con la calidad y la cantidad de los registros de caudales necesarios en un estudio hidrológico, las mediciones se pueden hacer de una manera continua o permanente o de una manera puntual o instantánea, las mediciones continuas de caudales requieren de la instalación de una estación medidora (limnimétrica) o de una estación registradora (limnigráfica). Las mediciones aisladas, puntuales o instantáneas, se realizan en determinados momentos en que se desee conocer la magnitud de una corriente en particular. La mayoría de los métodos de aforo se basan en la ecuación de continuidad (Q = V*A). La instrumentación de un sistema de estaciones para aforo de caudal, de manera electrónica, tiene un costo aproximado de $ , incluyendo materiales para instalación de estaciones, mano de obra para calibración de equipos y tecnología para almacenamiento y análisis de los datos obtenidos telemétricamente. 4.3 INSTALACIÓN DE ESTACIONES METEOROLÓGICAS PARA GENERACIÓN DE ENERGÍA EÓLICA La energía eólica se aprovecha con molinos que incorporan un generador eléctrico y produce corriente cundo sopla el viento (aerogeneradores). Los aerogeneradores pueden producir energía eléctrica en conexión directa a la red de distribución convencional o de forma aislada. Para conseguir un parque eólico, la tecnología más alta se ve representada en las el material ligero de las paletas y las turbinas controladas por un microprocesador. Con las estaciones meteorológicas se puede medir la pluviosidad de la zona, la velocidad e intensidad de los vientos, entre otros parámetros. Una estación meteorológica cuesta alrededor de $ P a g e

18 Un equipo aerogenerador tiene un costo aproximado de $ P a g e

19 4.4 PLANTAS TERMOGENERADORAS FORTALECIMIENTO DE LAS CAPACIDADES DE FORMULACIÓN Una central termoeléctrica es una instalación empleada en la generación de energía eléctrica a partir de la energía liberada en forma de calor, normalmente mediante la combustión de combustibles fósiles como petróleo, gas natural o carbón. Este calor es empleado por un ciclo termodinámico convencional para mover un alternador y producir energía eléctrica. Son las centrales más baratas de construir (teniendo en cuenta el precio por megavatio instalado), especialmente las de carbón, debido a la simplicidad (comparativamente hablando) de construcción y la energía generada de forma masiva. Las centrales de ciclo combinado de gas natural son mucho más baratas (alcanzan el 50%) que una termoeléctrica convencional, aumentibles calientes genera emisiones de gases de efecto invernadero y de lluvia ácida a la atmósfera, junto a partículas volantes que pueden contener metales pesados. Los combustibles fósiles son una fuente de energía finita, por lo tanto su uso está limitado por la disponibilidad de las reservas y/o por su rentabilidad económica. Sus emisiones térmicas y de vapor pueden alterar el microclima local. Afectan negativamente a los ecosistemas fluviales debido a los vertidos de agua caliente en éstos. Su rendimiento es bajo, a pesar de haberse realizado grandes mejoras. Un estudio completo de impacto a la atmósfera por emisión de gases, emisión de ruido ambiental y afectación de calidad del aire de la zona, cuesta aproximadamente $ Esta valoración se debe realizar para obtener un permiso de operación y licencia ambiental de cualquier planta térmica a base de combustible líquido, gaseoso y sólido. El montaje de una planta de generación termoeléctrica requiere de un estudio de mercado previo para definir la disponibilidad del combustible que se desea utilizar, de manera que se realicen los contratos previos de suministro. 19 P a g e