Presentación Sectorial Energía

Transcripción

1 Workshop on Water, Food, and Energy Nexus for Climate Risk Management: Advanced Seasonal Forecasting Systems to support Decision Making in Colombia 30 Oct. 1 Nov. 2017, Bogota Presentación Sectorial Energía

2 Qué hacemos? Describa brevemente su rol dentro de su Institución: Vínculos del clima con su sector: riesgo climáticos que afectan a su sector Tomas de decisión que requieren datos de clima y meteorología Situación actual: obstáculos y desafíos Vínculos con la comunidad climática (servicio meteorológico, universidades, centros de investigación) Datos SECTORIALES Describa los datos específicos que actualmente maneja: Exemplo: predicciones estacional de precipitaciones, viento, fenomenos extremos etc Define la resolución temporal: (mensual o diaria) Define tiempo necessario de notifica y los canales de comunicaciones Requerimientos de datos y servicios climáticos Describa los datos climaticos o productos y servicios climaticos requieridos por su sector

3 Generalidades Sector Energético Alta dependencia a la variabilidad Climática Fuente: ACOLGEN

4 Necesidad de Servicios Climáticos del Sector Energético Operación Planeamiento Hacia el año 2030, habrán 1300 MW de energía eólica y cerca de 300 MW de energía solar. Energía de alta variabilidad espacio temporal asociada a la variabilidad del recurso a escala intra-diaria. Se espera incremento en PCHs. Matriz Energética del SIN mayormente hidráulica y a futuro con alto componente de RER. Planeación del SIN para atender eventos de variabilidad climática como el ENSO El Niño. Optimización del despacho de electricidad Pronosticar la generación de estas fuentes es una actividad esencial para integral su energía al SIN. Análisis de impactos sobre la disponibilidad de cambio climático y adaptación al mismo.

5 Visión del Operador del Sistema

6 Qué hacemos? XM tiene entre sus funciones la planeación y la operación del Sistema Interconectado Nacional (SIN), para asegurar la atención de la demanda de energía de manera confiable, económica y siguiendo estrictos indicadores de calidad y seguridad. XM tiene varios procesos operativos que aseguran la atención de la demanda por medio de la generación de energía. Entre ellos está el proceso de despacho que programa la generación del siguiente día, el proceso de redespacho que programa la generación de la siguiente hora, y la operación entiempo real del SIN. Debido a que gran componente de la generación del SIN es mediante centrales hidroeléctricas, se hace un seguimiento permanente a la evolución del clima e hidrología, lo que ayuda a identificar situaciones futuras de riesgo y poder emitir señales oportunas que garanticen la atención de la demanda bajo los criterios arriba establecidos.

7 Qué hacemos? Obstáculos y desafíos Desarrollar modelos de pronóstico de la potencia para las fuentes de energía renovable no convencional (FERNC), de las pequeñas centrales hidráulicas, y de las centrales a filo de agua. Para esto es necesario implementar modelos de predicción de variables asociadas con la irradiación solar, la velocidad y dirección del viento, y el caudal aprovechado por las centrales hidráulicas. Desarrollar modelos de la demanda de energía que tengan en cuenta la generación distribuida. Vínculos con la comunidad climática El Sistema Eléctrico Colombiano (SEC) se apoya en entes externos (universidades, centros de investigación, etc.), con quienes establece alianzas para el desarrollo de investigaciones y estudios que permitan reducir la vulnerabilidad del sector ante los riesgos derivados del comportamiento del clima. Existe el convenio IDEAM-CNO-MinMinas-UPME, entre cuyos propósitos figura el estudio del clima y su impacto en este sector productivo.

8 Datos SECTORIALES XM es el operador del SIN y del Mercado de Energía Mayorista, pero no posee red de monitoreo hidrometeorológico. La regulación sectorial establece que todos los agentes deben entregar diariamente la información hidrológica y de embalses, asociada con sus fuentes de generación. Esta información es procesada y transformada en informes de seguimiento a diferentes escalas de tiempo (diaria, semanal, etc) y está disponible para consulta por Internet. XM hace un seguimiento permanente del comportamiento de las principales variables meteorológicas que puedan incidir en la hidrología del sector (precipitación, anomalías de la temperatura superficial del mar en el Pacífico tropical, la dinámica de la ondas tropicales, el comportamiento y pronósticos de las ondas intra-estacionales, huracanes, etc.)

9 Datos SECTORIALES Información meteorológica y de clima utilizada Precipitación a corto plazo y estacional (pronóstico con resolución diaria, mensual, estacional). Temperatura superficial del mar en el Pacífico tropical (series de tiempo semanal, mensual y trimestral, pronóstico con resolución diaria y estacional). Seguimiento de índices del ENSO (ONI, Índice Multivariado del ENSO, SOI). Imágenes satelitales recientes. Información hidrológica utilizada Caudal medio diario afluente a cada uno de los embalses asociados con el SEC (resolución diaria). Nivel y volumen de cada embalse del SEC (resolución diaria). Caudal turbinado, vertimientos, otras afluencias a cada embalse o nodo hidrológico asociado con el SEC (resolución diaria). Caudal medio mensual. Pronóstico hidrológico con resolución semanal y mensual para los próximos dos años (frecuencia de actualización semanal y mensual respectivamente). Actualización de la información de parámetros de cada embalse (batimetría), cada siete años. Canales utilizados Correo electrónico, Internet y eventualmente correo físico.

10 Requerimientos de datos y servicios climáticos Insumo plantas Insumo IDEAM Insumo proveedor externo Insumo IDEAM Objetivo XM Datos meteorológicos y eléctricos en tiempo-real Pronósticos del recurso eólico Pronósticos de generación Se requiere para esto estaciones meteorológicas que reporten sus datos en tiempo real. Para esto se usan desde modelos estadísticos hasta modelos meteorológicos Se requiere para esto información detallada de la planta. Unidades en operación, mantenimiento, etc..

11 Requerimientos de datos y servicios climáticos La incorporación de las FERNC implica la adopción de la siguiente estructura de información y pronósticos.

12 Requerimientos de datos y servicios climáticos Algunos de los servicios climáticos que ayudarían a una mejor integración de la FRNC son: Para pronosticar la potencia generada por plantas solares, en horizontes de 30 minutos a una hora, sería ideal contar con pronósticos de irradiación a partir de los datos satelitales de GOES. Para estimar la potencia generada por las plantas eólicas sería ideal contar con modelos numéricos regionales de alta resolución, de ser posible probabilísticos, con actualizaciones rápidas, y si es necesario para horizontes cortos (48 horas). Estos mismos modelos numéricos podrían ser utilizados para los pronósticos de la demanda y los pronósticos de la irradiación en horizontes mayores a 1 hora. Sería ideal contar con un sistema de gestión de información hidrometeorológica y de pronóstico en tiempo real.

13 Requerimientos de datos y servicios climáticos Para la planeación energética y análisis de corto, mediano y largo plazo se requieren los siguientes pronósticos hidrológicos (caudal): Horizonte/Tipo de Análisis Resolución Horizonte Frecuencia Actualización Corto Plazo horaria lun-dom (7 días) Cada miércoles o jueves Mediano Plazo semanal dos años mensual Largo Plazo mensual cinco años mensual Adicionalmente, para la toma de decisiones es importante conocer el estado futuro del clima. Así, se consideran de gran utilidad los siguientes pronósticos: Precipitación diaria, semanal, mensual y estacional (en milímetros); Comportamiento general del clima y el pronóstico de los extremos del ENOS (El Niño y La Niña); Impacto del cambio climático en el clima y la hidrología de las cuencas asociadas al SEC; Creación de escenarios hidrológicos asociados con el cambio climático. Es clara la importancia de poder acceder a la información de tiempo real de las estaciones hidrometeorológicas del IDEAM, que sean de interés para el SEC.

14 Visión de los Generadores

15 Qué hacemos? Sistema Interconectado Nacional estrechamente ligado a la variabilidad climática: La hidroelectricidad es el principal recurso de generación del País ( 70%). Situación actual: obstáculos y desafíos Vínculos con la comunidad climática (servicio meteorológico, universidades, centros de investigación) Capacidad por Tecnologia Generacion por Tecnologia * año Capacidad Instalada 16,694 MW Fuente: XM Datos a Septiembre 2017

16 Qué hacemos? Desarrollo de proyectos de generación con otras fuentes de generación renovables (viento, solar, biomasa) Ley 1715 de 2014: Establece el Marco jurídico para la Integración de las energías renovables no convencionales Estimula la inversión, investigación y desarrollo para la producción de energía de la Fuentes No convencionales de Energía Renovable (FNCER) Define instrumentos arancelarios, tributarios, contables y de participación de mercado.

17 Datos Sectoriales Los agentes (empresas) generadores de energía del sector recopilan la siguiente información: Medición de variables hidrometerorológicas: caudales afluentes a los sistemas de generación hidráulica y transmisión de datos en tiempo cuasireal (satélite/gprs/radio); precipitación y eventualmente otras variables climáticas: viento, humedad, radiación, etc. Datos históricos y redes de monitoreo propias en las cuencas aferentes a las centrales de generación y proyectos. Las estaciones en superficie recopilan datos desde resolución horaria hasta promedios mensuales y anuales. Se elaboran/consultan pronósticos de corto plazo de caudales y precipitación en las cuencas aferentes a las plantas de generación. Esta información se validad diariamente para la operación. Pronósticos mensuales y semanales de caudales con horizonte de dos años (por agente), que son consolidadas dentro del Subcomité Hidrológico.

18 Qué hacemos? Los riesgos asociados a la incertidumbre en la predicción a mediano y largo plazo de la disponibilidad de recurso hídrico. Riesgos asociados a desabastecimiento de energía eléctrica por eventos de variabilidad como el ENSO, por el porcentaje del recurso hídrico en el SIN. Impacto sobre el comportamiento del mercado de energía. Es necesario para el sector disponer de herramientas regionales de predicción de la variabilidad climática teniendo en cuenta los eventos macro climáticos. Se evidencia una necesidad de adaptación del sector y su Planeamiento Operativo a los impactos producto del Cambio Climático El sector históricamente ha mantenido convenios de cooperación con IDEAM, en su mayoría asociados a monitoreo de variables. A nivel de agentes por separado, con universidades y otras instituciones se han desarrollado convenios para estudiar los temas relacionados con el recurso hídrico, su variabilidad y el impacto del Cambio Climático en la disponibilidad de dicho recurso. Evolución embalse agregado del SIN en Eventos ENSO - El Niño. Tomada de XM, Informe Especial Resolución CREG 135/97, 2009

19 Requerimientos de datos y servicios Planeación del SIN (1/2) climáticos Pronóstico Horizonte Resolución Frecuencia Mensual 2 años Mensual Mensual Semanal 2 semanas Requerido para Planeación del Sector Eléctrico y Estudios Energéticos de mediano y largo plazo Herramientas de pronóstico y análisis Modelos estadísticos y modelos dinámicos de circulación global, regional que tengan en cuenta las condiciones locales. Semanal Semanal Modelos estadísticos, hidrológicos (lluvia escorrentía) Sistemas de Monitoreo y datos Datos históricos para calibración y validación Sistema que permita acceder a la información hidroclimática pronosticada Riesgos: Apagones debido a indisponibilidad del recurso ante ocurrencia de eventos no pronosticados a tiempo. No se aprovecha la complementariedad de los recursos. Retrasos y sobrecostos en operaciones de mantenimiento. No se optimiza energética y económicamente el SIN

20 Requerimientos de datos y servicios Operación del SIN (2/2) Centrales Hidroeléctricas climáticos Variables hidro climáticas Requeridas para pronosticar y acceder a través de un sistema que permita visualización de información por cuenca o área de central (Solar, Eólica, etc) Precipitación agregada por cuenca del SIN y por región. Parques Eólicos Velocidad Viento Plantas Solares Irradiación Global Horizontal Temperatura Dirección Viento Temperatura Evaporación por cuenca Caudales de los ríos en los que tengan instrumentación Densidad del viento (Temp. y presión) Velocidad del viento a superficie, 40, 60 y 80 metros. Precipitación La información que sea requerida por el servicio climático la suministrarán los agentes del SIN

21 Gracias