UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO MAESTRIA EN INGENIERÍA, ENERGÍA GUÍA PARA PREPARAR EL EXAMEN DE ADMISIÓN EN ECONOMÍA DE LA ENERGÍA CICLO ESCOLAR 2015-2016 1. CONCEPTOS BÁSICOS ECONOMÍA Con ayuda de algún manual de economía, el de su preferencia, definir brevemente los conceptos siguientes: Costo Costos de operación Costos de inversión Costo de capital Costo fijo Costo variable Costo total Costo de producción Costo marginal Costo medio Costo de transacción Costos económicos Costo de oportunidad Depreciación Inversión Financiamiento Tasa de interés Valor presente neto Tasa interna de retorno Oferta Demanda Precio y tarifas Equilibrio económico Precios corrientes Precios constantes Subsidios Mercado Monopolio Oligopolio Monopsonio Servicio público Mercado spot Mercado de futuros Rentas económicas Excedente Regulación Regulador Competencia pura y perfecta Fallas de mercado Externalidades Elasticidad Producto interno bruto Economías de escala Eficiencia productiva Productividad Crecimiento económico Desarrollo Empresa Balance financiero Estado de resultados Riesgo Incertidumbre Contrato Propiedad (derechos de) Marco jurídico Régimen fiscal Poderes públicos Estado Política pública Consultar por ejemplo: Dornbusch, R; Fischer, S; Startz, R, Macroeconomía 9ª edición en español, McGraw-Hill, 2002. Parkin, et. al, (2006) Microeconomía Versión para Latinoamérica, 7ª Edición. Pearson/Addison-Wesley Nicholson, W. (2005) Teoría Microeconómica, Principios básicos y aplicaciones. Novena edición. Thomson South Westerrn. Página 1 de 7
2. CONCEPTOS BÁSICOS ECONOMÍA DE LA ENERGÍA Definir brevemente los conceptos siguientes: Energía Energéticos Fuentes de energía Energía primaria Energía secundaria Energía final Energía útil Formas de energía Energías renovables Primera ley de la termodinámica Segunda ley de la termodinámica Balance energético Poder calorífico Factores de conversión Cadenas energéticas (cadena de valor) Cadena del petróleo Cadena de la electricidad Industria petrolera (gasera, eléctrica ) Sector energético Reservas Recursos Infraestructura energética Cambio climático Calentamiento global Gases efecto invernadero Sustentabilidad Intensidad energética Capacidad eléctrica Energía eléctrica Eficiencia térmica Régimen térmico Consultar por ejemplo: EIA, Energy Kids 2014 http://www.eia.gov/kids/energy.cfm?page=1 EIA, Energy Explained 2014 http://tonto.eia.doe.gov/energyexplained/index.cfm IEA, Energy statistics manual, 2005 http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/statistics_manual.pdf Bouille D. Economía de la Energía 2004 http://www.posgradofadu.com.ar/archivos/biblio_doc/economia_de_la_energia.pdf 3. PROBLEMAS BÁSICOS 1. En 1980 las reservas mundiales de petróleo llegaron de 660 Gb. Para el año 2000 habían ascendido a 1,046 Gb. Cuál fue el incremento en esos 20 años? En ese mismo periodo las reservas de hidrocarburos de México pasaron de 72,000 a 58,204 MMbep. Cuánto se redujeron en ese periodo? 2. En el año 2000 el consumo mundial de energía totalizó 8,752.4 Mtep. Cuál fue la estructura del consumo si el petróleo participó con 3,503.6, el gas natural con 2,164.0 el carbón con 2,186.0, la energía nuclear con 668.6 y la hidroelectricidad con 230.4? En otras palabras se pide señalar la participación relativa de los principales energéticos al consumo mundial. 3. Entre 1990 y 2000, el consumo de energía primaria pasó de 7,885 a 8,752.4 Mtep. Cuál fue la tasa media de crecimiento en ese periodo? Página 2 de 7
4. Entre 1990 y 2000 la producción de carbón en Europa pasó de 484.0 a 347.4 Mtep. Cuál fue la tasa media de crecimiento en ese periodo? 5. En el año 2000 la producción de petróleo llegó al nivel histórico de 74,510 MMbd, lo cual representa un crecimiento del 4.0% respecto al año anterior. Cuál será la producción el año 2010 si se mantiene ese ritmo de crecimiento? Cuál será si la tasa baja a 3%? Y si baja a 1%? 6. En 1990 el consumo de petróleo de la región Asia Pacífico se estableció en 13.7 MMbd, con una tendencia de crecimiento del 4.2% anual. Por su parte el Norteamérica se situó en 19.4 MMbd, con una tendencia del 1.4%. En que año se igualará el nivel de consumo de ambas regiones? 7. En el año 2010 la oferta de gas natural en un país llegó a 4,372 MMpcd, de los cuales la producción interna aportó 4,091 y las importaciones 281. Cuál fue la tasa de autosuficiencia? Qué nivel alcanzará ese indicador en el año 2020 si la oferta interna y externa crecen a un ritmo del 6.3% y 21.1%, respectivamente. 8. Las reservas probadas de hidrocarburos de México pasaron de 70,000 a 62,058 MMb de 1987 a 1996. Cuál fue la tasa media de crecimiento en el periodo? 9. La producción mundial de gas pasó de 1,993.8 a 2,422.3 Gmc entre 1990 y 2000. Estime la producción acumulada en esos 11 años? (R= 23,852.7 Gmc; medición real). 10. Estimar la producción acumulada del problema 4. Gb= giga barriles; MMbd= millones de barriles diarios; Mtep= millones de toneladas equivalentes de petróleo; Gmc= Giga metros cúbicos INDICACIONES 1. Para estimar crecimientos usar B = A (1 + a) n donde a es la tasa de crecimiento. Por ejemplo, la producción de gas en el año t sería P t = P o (1 + a) t ; P o es la producción de gas en el año base. UNIDADES Unidades calóricas Barril equivalente de petróleo (Bep). Término utilizado frecuentemente para comparar gas natural con el petróleo crudo (aceite). Un bep contiene aproximadamente la misma cantidad de energía que 5,614 pies cúbicos de gas Unidad térmica británica (BTU). La cantidad de calor requerido para elevar la temperatura de una libra de agua en un grado Fahrenheit. 1BTU = 1,055.06 Joules 1 bep = 5,800,000 BTU = 5,614 pies cúbicos de gas seco 1 pies cúbico de gas seco = 1032 BTU = 0.000178 barriles equivalente de petróleo 1 Gpc de has seco = 178,000 bep 1 tonelada equivalente de petrolero (TEP) = 7 barriles de petróleo (aprox) Unidades de conversión Página 3 de 7
1 metro cúbico de gas natural = 35.314 pies cúbicos 1 metro cúbico de líquido = 6.289 barriles 1 pie cúbico = 0.028 metros cúbicos 1 metro cúbico = 35.515 pies cúbicos 1 barril = 158.99 litros TABLA DE CONVERSIONES PARA UNIDADES ENERGÉTICAS COMUNES DE OLADE Bep Tep Tec Tcal TJ 10 3 Btu MWh kg GLP m 3 Gas Natural pc Gas Natural Bep 1 0.13878 0.198259 0.00139 0.00581 5524.86 1.613945 131.0616 167.2073 5917.16 Tep 7.205649 1 1.428587 0.01 0.04184 39810.22 11.62952 944.3839 1204.837 42636.98 Tec 5.04390 0.699993 1 0.0070 0.029288 27866.85 8.14057 661.0616 843.3769 29845.56 Tcal 720.5649 100 142.8587 1 4.184 3981022 1162.952 94438.39 120483.7 4263697.6 TJ 172.2191 23.90057 34.14404 0.239006 1 951487 277.9521 22571.32 28796.3 1019048 10 3 Btu 0.00018 2.51E-05 3.59E-05 2.51E-07 1.05E-06 1 0.00029 0.02372 0.030265 1.07101 MWh 0.61960 0.08599 0.1228 0.00086 0.0036 3423.20 1 81.20577 103.6016 3666.272 kg GLP 0.00763 0.00106 0.001513 1.06E-05 4.43E-05 42.1547 0.012314 1 1.275792 45.14793 m 3 Gas Natural 0.00598 0.00083 0.001186 8.30E-06 3.47E-05 33.04199 0.009652 0.783827 1 35.38817 pc Gas Natural 0.00017 2.35E-05 3.35E-05 2.35E-07 9.81E-07 0.933702 0.000273 0.022149 0.028258 1 1bbl GLP = 0.6701 Bep 1bbl = 0.15898 m 3 = 5.6143 pc 1m 3 GLP = 552.4 kg 1pc = 0.028317 m 3 Fuente: OLADE bep bepd Gpc kb kbep mc ó m 3 Mpc Mmc Mpcd MW pc ó p 3 Tpc barriles equivalentes de petróleo barriles equivalentes de petróleo diarios Giga pies cúbicos (miles de millones) Miles de barriles Miles de barriles equivalentes de petróleo Metros cúbicos Millones de pies cúbicos Millones de metros cúbicos Millones de pies cúbicos diarios Mega Watt Pies cúbicos Tera pies cúbicos (millones de millones) k Miles (10 3 ) M Millones (10 6 ) G Miles de millones (10 9 ) T Billones (10 12 ) 4. EJEMPLOS DE REACTIVOS A. RESPONDER A LAS PREGUNTAS SIGUIENTES 1. Explicar la diferencia entre: a) energía, energéticos y sector energético; b) capacidad de generación eléctrica y energía eléctrica generada c) recursos y reservas (por ejemplo, de petróleo, gas natural, carbón ) d) energía primaria, energía secundaria, energía final y energía útil 2. Qué es un balance de energía? Por qué en el balance de sustitución parcial se le asignan dos poderes caloríficos distintos a la electricidad? Para qué sirve el balance de energía? 3. Mencione diez fuentes de energía renovable 4. Desde su punto de vista cuáles son cinco temas más importantes de la geopolítica de la energía? Explicar brevemente. Página 4 de 7
5. Cuáles son los principales retos del sector energético en México y en el mundo? 6. Los petróleos crudos se distinguen por sus grados API. De una muestra de dos crudos, uno tiene 15 grados y otro 40 grados. Cuál es más ligero y cuál es más pesado? Cuál vale más? De cuál se obtiene más gasolina? B. PROBLEMAS BÁSICOS 1. En el año 2010 la oferta de gas natural en un país latinoamericano llegó a 4,372 MMpcd, de los cuales la producción interna aportó 4,091 y las importaciones 281. Cuál fue la tasa de autosuficiencia? Qué nivel alcanzaría ese indicador en el año 2020 si la oferta interna y externa crecen a un ritmo del 6.3% y 21.1%, respectivamente. 2. En 1990 el consumo de petróleo de la región Asia Pacífico se estableció en 13.7 MMbd, con una tendencia de crecimiento del 4.2% anual. Por su parte el Norteamérica se situó en 19.4 MMbd, con una tendencia del 1.4%. En qué año se igualará el nivel de consumo de ambas regiones? 3. Un país tenía 100 millones de barriles de reservas probadas de petróleo al 31 de diciembre de 2009, cuando el precio del petróleo estaba a US$100/barril. De esos 100 millones, hay 10 millones que necesitan que el precio esté arriba de US$85/barril para que sea costeable producirlo. Durante 2010 se producen 5 millones (de las reservas que eran las más baratas de producir, digamos a US$20/barril). También se descubren 20 millones nuevos, de los cuales 10 millones es costeable producirlos si los precios están entre US$50 y US70/barril, pero los otros 10 millones sólo son costeables si los precios son superiores a US$95/barril. Al fin de 2009 los precios se ubican en US$80/barril. Calcule a cuánto ascienden las reservas de ese país al fin de 2009. Asuma que la tecnología para extraer petróleo no tiene avances durante 2010. 4. Explicar qué es el efecto invernadero y la contribución del sector energético para agudizar o aminorar dicho efecto. Diseñar una ecuación para explicar el aumento del CO2 durante las últimas décadas, tomando en consideración las relaciones siguientes: - la intensidad del CO2 debido al consumo primario de energía fósil - el componente fósil del consumo primario (energía que entra al sistema energético) - las pérdidas de transformación (ie, que el consumo final difiere del consumo primario) - la intensidad energética de la economía - el PIB per cápita, y - la población 7. Con base en las cifras del Balance Nacional de Energía (copias anexas): a) calcular la eficiencia térmica bruta del parque generador de los Productores Independientes de Energía (PIE); b) indicar si ese resultado es alto o bajo y c) decir cuál es la razón de la respuesta a (b). INDICACIONES Para estimar la tasa de crecimiento (a) de los problemas 1 y 2 utilizar la fórmula B = A (1 + a) t No es posible utilizar: computadora, teléfonos, tablas, libros, apuntes Sólo es permitida una calculadora. C. EXAMEN TIPO OPCIÓN MÚLTIPLE 1. Sustancias sólidas, líquidas o gaseosas, de cualquier tipo, que se puede aprovechar para realizar un trabajo a) ENERGÍA b) ENERGETICOS c) MINERALES d) HIDROCARBUROS e) SERVICIOS ENERGÉTICOS 2. Conjunto de recursos, infraestructura, actividades, mercados, empresas, instituciones y actores que intervienen en el abastecimiento y consumo de energía de un país. a) INDUSTRIA DE LA ENERGÍA b) PLAN DE ENERGÍA c) SECTOR ENERGÉTICO Página 5 de 7
d) AREA ENERGÉTICA e) PROGRAMA DE ENERGÍA 3. Volumen de mineral medido a condiciones atmosféricas, que podría ser extraído con cualquiera de los métodos y sistemas de explotación aplicables a la fecha de la evaluación. a) PATRIMONIO GEOLÓGICO b) RECURSO PROSPECTIVO c) POTENCIAL d) PRODUCCIÓN e) RESERVA 4. Cuadro contable donde se indica, para cada fuente y cada uso, la cantidad de energía producida, transformada y consumida en un país a lo largo de un año, con cifras expresadas en una unidad común. a) CUADRO DE FLUJOS DE ENERGÍA b) BALANCE ENERGETICO c) ESTADO DE RESULTADOS d) MATRIZ INSUMO PRODUCTO e) BALANCE DE ENERGÍA Y MATERIA 5. Al consumo primario de energía también se le suele llamar: a) ENERGIA UTIL b) ENERGIA PRIMARIA c) ENERGIA ENTREGADA d) ENERGÍA SUMISISTRADA e) ENERGÍA AL MERCADO NACIONAL 6. La relación entre el consumo de energía y el producto interno bruto se le conoce como: a) RENDIMIENTO ENERGÉTICO b) EFICIENCIA PRODUCTIVA c) EFICIENCIA ASIGNATIVA d) EFICIENCIA e) INTENSIDAD ENERGÉTICA 7. Los petróleos crudos se distinguen por sus grados API. Los crudos ligeros son aquellos comprendidos entre: a) 5-10 o API b) 5-15 o API c) 10-20 o API d) 18-27 o API e) más de 32 o API 8. En el año 2010 la oferta de gas natural en un país latinoamericano llegó a 4,372 MMpcd, de los cuales la producción interna aportó 4,091 y las importaciones 281. La tasa de autosuficiencia fue entonces de 93.6% Qué nivel alcanzaría ese indicador en el año 2020 si la oferta interna y externa crecen a un ritmo del 6.3% y 21.1%, respectivamente? Utilizar la fórmula B = A (1 + a) t a) 79.8% b) 83.4% c) 90.6% d) 77.5% e) 80.9% 9. En 1990 el consumo de petróleo de la región Asia Pacífico se estableció en 13.7 MMbd, con una tendencia de crecimiento del 4.2% anual. Por su parte Norteamérica consumió 19.4 MMbd, con una tendencia de crecimiento del 1.4%. En qué año se habría igualado el nivel de consumo de ambas regiones? Utilizar la fórmula B = A (1 + a) t a) 2009 b) 2010 c) 2012 d) 2013 e) 2014 Página 6 de 7
10. Un país tenía 100 millones de barriles de reservas probadas de petróleo al 31 de diciembre de 2010, cuando el precio del petróleo estaba a US$100/barril. De esos 100 millones, hay 10 millones que necesitan que el precio esté arriba de US$85/barril para que sea costeable producirlo. Los demás son costeables si los precios son mayores a distintas cifras, pero esas cifras están en un rango entre US$20 y US$75/barril. Durante 2011 se producen 5 millones (de las reservas que eran las más baratas de producir, digamos a US$20/barril). También durante 2011 se descubren 20 millones nuevos, de los cuales 10 millones es costeable producirlos si los precios son mayores a distintas cifras, pero que a su vez están en un rango entre US$50 y US70/barril, pero los otros 10 millones sólo son costeables si los precios son superiores a US$95/barril. Al fin de 2011 los precios se ubican en US$80/barril. A cuánto ascienden las reservas de ese país al fin de 2011? Asuma que la tecnología para extraer petróleo no tiene avances durante 2011. a) 110 b) 95 c) 100 d) 90 e) 115 4. PROFESORES DEL ÁREA DE ECONOMÍA DE LA ENERGÍA Ciudad Universitaria (Ciudad de México) Arturo Reinking Alejandra Castro Cecilia Martín del Campo Víctor Rodríguez Padilla Claudia Sheinbaum Instituto de Energías Renovables (Temixco, Morelos) Jorge Islas Samperio Fabio Manzini Manuel Martínez ELABORACIÓN Víctor Rodríguez Padilla CE: energia123@hotmail.com 25 septiembre de 2014 Página 7 de 7