HIDROENERGÍA POR DISEÑO ELEMENTOS CONCEPTUALES Y METODOLÓGICOS Y EL CASO DE NEGOCIO PRIMERA JORNADA DE RECURSOS ENERGÉTICOS RENOVALES DEL CNO
12/OCTUBRE/2018
CONTEXTO Los Grandes Ríos son los ríos icónicos que sostienen naciones enteras con alimentos, agua y energía. Los Grandes Ríos son clave para construir economías estables y equitativas, también alimentan a nuestras poblaciones en crecimiento y mejoran la salud y el bienestar de las personas. La mejor ciencia para abordar las siguientes áreas clave: • Gestión del riesgo de inundación • Energía hidroeléctrica sostenible • Agricultura y agua 4 Continentes – 8 Cuencas principales: • América del Norte - cuencas de ríos Mississippi y Colorado • América del Sur - cuencas de ríos Magdalena y Tapajós • Asia - cuencas del río Yangtze y Mekong • África - cuencas de ríos Níger y Ogooué
PUBLICACIONES DE REFERENCIA
ELEMENTOS CONCEPTUALES Y METODOLÓGICOS
HIDROENERGÍA POR DISEÑO (HbD) Sistema de planificación y gestión integral de la energía hidroeléctrica a escala de macrocuenca que busca articular completamente otros sectores y temas sociales y ambientales desde las etapas iniciales para promover la sostenibilidad y optimizar la retribución de los beneficios.
Fragmentación de redes fluviales
Longitud de Ríos Desconectados de la red Fluvial
Impactos aguas abajo de proyectos
-
Grado de Regulación Hídrico (DOR) Alteración de Sedimentos
Huella acumulativa de áreas inundadas
-
Transformación de áreas de valor ambiental, económico, social o cultural
Riqueza de Especies Comerciales y Migratorias
Valor de mercado de las pesquerías
Nivel trófico de las pesquerías
Áreas potenciales de desove
Riqueza de especies (vertebrados terrestres)
Emisiones de CO2 (Gases de Efecto Invernadero)
Marco de Análisis de Impactos Acumulativos
ANÁLISIS DE IMPACTOS ACUMULATIVOS EN SISTEMAS DE AGUA DULCE 1. Fragmentación 2. Impactos aguas abajo, asociados a la alteración de régimen de caudales 3. Impactos aguas abajo, asociados a la alternación de régimen de sedimentos 4. Análisis de huella, sobre valores ambientales, socioeconómicos y culturales
ANÁLISIS DE IMPACTOS ACUMULATIVOS EN SISTEMAS DE AGUA DULCE 1. Fragmentación 2. Impactos aguas abajo, asociados a la alteración de régimen de caudales
Red funcional Principal Lo
Grandes ríos (orden 4 o superior) Ríos pequeños (orden 1 a 3) Barrera en la red de drenaje (embalse)
3. Impactos aguas abajo, asociados a la alternación de régimen de sedimentos 4. Análisis de huella, sobre valores ambientales, socioeconómicos y culturales
Porción de la red funcional desconectada Ld
ANÁLISIS DE IMPACTOS ACUMULATIVOS EN SISTEMAS DE AGUA DULCE 1. Fragmentación 2. Impactos aguas abajo, asociados a la alteración de régimen de caudales 3. Impactos aguas abajo, asociados a la alternación de régimen de sedimentos 4. Análisis de huella, sobre valores ambientales, socioeconómicos y culturales
ANÁLISIS DE IMPACTOS ACUMULATIVOS EN SISTEMAS DE AGUA DULCE 1. Fragmentación
Grandes ríos (orden 4 o superior) Ríos pequeños (orden 1 a 3) Barrera en la red de drenaje (embalse)
2. Impactos aguas abajo, asociados a la alteración de régimen de caudales 3. Impactos aguas abajo, asociados a la alteración de régimen de sedimentos 4. Análisis de huella, sobre valores ambientales, socioeconómicos y culturales 𝐷𝑂𝑅𝑘 =
𝐷𝑂𝑅𝑊𝑘 = 𝑄𝐶𝑅
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑎𝑙𝑚𝑒𝑛𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑟𝑟𝑖𝑏𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑚𝑜𝑘 ∗ 100 𝐸𝑠𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡í𝑎 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑚𝑜𝑘 𝑚3 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑎𝑙𝑚𝑒𝑛𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑟𝑟𝑖𝑏𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑚𝑜𝑘 [𝑚3 ] ∗ ∗ 100 [%𝑎ñ𝑜 ] 𝑚3 𝑎ñ𝑜 𝐸𝑠𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡í𝑎 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑚𝑜𝑘2 [ ] 𝑎ñ𝑜
ANÁLISIS DE IMPACTOS ACUMULATIVOS EN SISTEMAS DE AGUA DULCE 1. Fragmentación
Grandes ríos (orden 4 o superior) Ríos pequeños (orden 1 a 3) Barrera en la red de drenaje (embalse)
2. Impactos aguas abajo, asociados a la alteración de régimen de caudales 3. Impactos aguas abajo, asociados a la alteración de régimen de sedimentos 4. Análisis de huella, sobre valores ambientales, socioeconómicos y culturales 𝐷𝑂𝑅𝑘 =
𝐷𝑂𝑅𝑊𝑘 = 𝑄𝐶𝑅
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑎𝑙𝑚𝑒𝑛𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑟𝑟𝑖𝑏𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑚𝑜𝑘 ∗ 100 𝐸𝑠𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡í𝑎 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑚𝑜𝑘 𝑚3 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑎𝑙𝑚𝑒𝑛𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑟𝑟𝑖𝑏𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑚𝑜𝑘 [𝑚3 ] ∗ ∗ 100 [%𝑎ñ𝑜 ] 𝑚3 𝑎ñ𝑜 𝐸𝑠𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡í𝑎 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑚𝑜𝑘2 [ ] 𝑎ñ𝑜
ANÁLISIS DE IMPACTOS ACUMULATIVOS EN SISTEMAS DE AGUA DULCE 1. Fragmentación 2. Impactos aguas abajo, asociados a la alteración de régimen de caudales 3. Impactos aguas abajo, asociados a la alternación de régimen de sedimentos 4. Análisis de huella, sobre valores ambientales, socioeconómicos y culturales
𝑃 = 1−
𝑄, 𝑄
∗ 100
Porcentaje de pérdida acumulativa de caudal sólido medio en un tramo fluvial
ANÁLISIS DE IMPACTOS ACUMULATIVOS EN SISTEMAS DE AGUA DULCE 1. Fragmentación 2. Impactos aguas abajo, asociados a la alteración de régimen de caudales 3. Impactos aguas abajo, asociados a la alternación de régimen de sedimentos 4. Análisis de huella, sobre valores ambientales, socioeconómicos y culturales
𝐸 = 100 ∗ 0,97
,
Eficiencia media de atrapamiento (Dendy, 1976)
ANÁLISIS DE IMPACTOS ACUMULATIVOS EN SISTEMAS DE AGUA DULCE 1. Fragmentación 2. Impactos aguas abajo, asociados a la alteración de régimen de caudales 3. Impactos aguas abajo, asociados a la alternación de régimen de sedimentos 4. Análisis de huella acumulada sobre valores ambientales, socioeconómicos y culturales
ANÁLISIS DE IMPACTOS ACUMULATIVOS EN SISTEMAS DE AGUA DULCE 1. Fragmentación 2. Impactos aguas abajo, asociados a la alteración de régimen de caudales 3. Impactos aguas abajo, asociados a la alternación de régimen de sedimentos 4. Análisis de huella acumulada sobre valores ambientales, socioeconómicos y culturales
ANÁLISIS DE IMPACTOS ACUMULATIVOS EN SISTEMAS DE AGUA DULCE 1. Fragmentación 2. Impactos aguas abajo, asociados a la alteración de régimen de caudales 3. Impactos aguas abajo, asociados a la alternación de régimen de sedimentos 4. Análisis de huella acumulada sobre valores ambientales, socioeconómicos y culturales
LÍNEA BASE - FRAGMENTACIÓN 14000,00 1980
12000,00
1990
2000
2010
10000,00
2017 Ituango
8000,00 6000,00 4000,00 2000,00 0,00 0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
Capacidad Instalada (MW) Linea Base
Narrativa LB2
100% Meta PE-UPME
60% Meta PE-UPME
40% Meta PE-UPME
20% Meta PE-UPME
Longitud de Ríos Libres (Orden 4+) (Km)
Longitud de Ríos Libres (Orden 4+) (Referido a Red Principal) (Km)
Fragmentación Referida a Red Principal
80% Meta PE-UPME
10000,0 9500,0 9000,0 8500,0 8000,0 7500,0 Km
Línea Base (LB)
LB+Ituango
9742,9
8383,1
LÍNEA BASE – GRADO DE REGULACIÓN Grado de Regulación (DOR) 10,00 9,00 8,00 6,00
2010
5,00 4,00 1990
3,00 2,00
2000
1980
1,00 0,00 0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
Capacidad Instalada (MW) Linea Base
Narrativa LB2
100% Meta PE-UPME
60% Meta PE-UPME
40% Meta PE-UPME
20% Meta PE-UPME
80% Meta PE-UPME
7,2 7,0 6,8
DOR (%)
DOR (%)
Ituango
2017
7,00
6,6 6,4 6,2 6,0 5,8 %
Línea Base (LB)
LB+Ituango
6,3
7,1
16000
LÍNEA BASE – ALTERACIÓN DE SEDIMENTOS 45,00 40,00
Ituango
35,00 30,00 2010
25,00
2017
20,00 1990
15,00
2000
10,00 1980
5,00 0,00 0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
Capacidad Instalada (MW) Linea Base
Narrativa LB2
100% Meta PE-UPME
60% Meta PE-UPME
40% Meta PE-UPME
20% Meta PE-UPME
80% Meta PE-UPME
40,0
Cambio Porcentual en la Carga de Sedimentos (%)
Cambio Porcentual en la carga de sedimentos (%)
Cambio Porcentual en la Carga de Sedimentos 50,00
35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 %
Línea Base (LB)
LB+Ituango
25,1
37,5
RIQUEZA DE ESPECIES MIGRATORIAS Y COMERCIALES Y ZONAS DE DESOVE
ESCENARIOS PROSPECTIVOS
FUTURO ¿Qué pasaría si? ¿Cuáles son los efectos acumulativos y sinérgicos? ¿Cómo lograr una conversación efectiva entre: escalas, sectores, ámbitos? ¿Cómo considerar incertidumbres de largo plazo, por ejemplo, un clima variable y cambiante? ¿Como considerar el contexto del macrocuenca en el diseño de los proyectos específicos? ¿Se ajustan los objetivos de un proyecto, a los objetivos estratégicos a nivel de macrocuenca?
ESCENARIOS PROSPECTIVOS
FUTURO ¿Qué pasaría si? • A través de un análisis comparativo a escala de sistema es posible identificar los cursos de acción que satisfacen diferentes objetivos de los sectores usuarios del agua
12000,0 HISTO FULLDEV MACRO_1 MACRO_2 MACRO_3 MACRO_5 MACRO_6 MACRO_7-1 MACRO_7-2 MACRO_7-3 MACRO_8-1 MACRO_8-2 MACRO_8-3
Longitud de ríos libres (Orden4+) (km)
10000,0
8000,0
6000,0
4000,0
2000,0
0,0 0
2000
4000
6000
8000 10000 12000 CAPACIDAD INSTALADA (MW)
14000
16000
18000
20000
30% HISTO FULLDEV MACRO_1 MACRO_2 MACRO_3 MACRO_5 MACRO_6 MACRO_7-1 MACRO_7-2 MACRO_7-3 MACRO_8-1 MACRO_8-2 MACRO_8-3
GRADO DE REGULACIÓN - DOR (%)
25%
20%
15%
10%
Linea Base (2018) 5%
2010 1980 1990
2000
0% 0
2000
4000
6000
8000 10000 12000 14000 CAPACIDAD INSTALADA (MW)
16000
18000
20000
Meta Plan de expansión 2030
Meta Plan de expansión 2030
ANÁLISIS DE NARRATIVAS
Narrativa A B C
Descripción Considerar el 100% de los proyectos del ESEE en Antioquia Definir la red funcional principal (Rio Magdalena y sus principales tributarios libres: Saldaña, Carare, Cesar, San Jorge, etc.) como ríos libres de desarrollo hidroeléctrico. Narrativa B + Restringir proyectos localizados en el cauce principal de las restantes redes fluviales importantes conectadas
D
Solo permitir proyectos que afecten una población inferior a 300 habitants
E
Narrativa D + Solo permitir proyectos con áreas productivas afectadas inferiores a 300 Ha.
ANÁLISIS INTEGRADO
Aproximación analítica: Relaciones causa efecto a considerar en la determinación de impactos o beneficios acumulativos Infraestructura de manejo de inundaciones
Infraestructura de irrigación
Consumo de agua en la vegetación
Uso, cobertura y prácticas de manejo
Balance hídrico
Embalses y plantas hidroeléctricas
Clima
Producción de sedimentos
Operación de embalses
Conectividad lateral
Regimen de caudales
Conectividad de sedimentos Impactos aguas abajo
Riesgo de inundaciones
Suministro de agua
Integridad de sistemas de agua dulce
Perdida de areas de ecosistemas terrestres o riparios
Producción energética
Huella de areas de embalses
Conectividad longitudinal
Transformac ión de áreas productivas
Transformaci ón de áreas de valor cultural
Productividad e integridad de sistemas terrestres
RELACIONES ESPACIALES Y TEMPORALES
Marco General Metodológico para el Análisis del Componente Hídrico
ANÁLISIS MULTIDIMENSIONAL
1. VECs: i.e. Biodiversidad terrestre y de agua dulce, servicios ecosistémicos de los sistemas de agua dulce, y valor sociales-económicos y culturales
3. Línea base y trayectoria histórica sector hidroeléctrico
2. Análisis integrado: beneficios e impactos acumulativos, sinérgicos y diferenciales de los sectores priorizados
Impactos acumulativos (Presiones y afectaciones, i.e.):
4. Escenarios prospectivos expansión
Emisiones de GEI Perdida de áreas productivas
Beneficios (i.e.): 4.3. Narrativas 4.2. Metas de expansión 2030/2050 4.1. Inventario de proyectos HE
Contexto (otros sectores, p.e. agricultura)
Generación eléctrica (Potencia y energía media / firme)
Análisis estratégico: • Trade-offs • impactos evitables • efectividad de narrativas
Regulación de la variabilidad hídrica para otros usuarios
Conflictos o sinergias con otros sectores (i.e.): Generación eléctrica
Condición de línea base
Regulación de la oferta (+)
Agricultura
Reducción de afluencias (-)
Pesquerías artesanales
5. Recomendaciones para la definición lineamientos estratégicos
HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS Y NIVELES DE ANÁLISIS
HERRAMIENTAS DE EVALUACIÓN INICIAL PROCESAMIENTO SIG (RED TOPOLÓGICA FLUVIAL) MODELO DE ELEVACIÓN DIGITAL DE TERRENO (DEM 12.5 m – IGAC)
3. DELIMITACIÓN DE CUENCAS DE DRENAJE
1. REVISIÓN, LLENADO Y REACONDICIONAMIENTO DEL DEM VERIFICACIÓN / VALIDACIÓN 2. PROCESAMIENTO DEM (DIRECCIONES DE FLUJO, ACUMULACIÓN DE FLUJO, DEFINICIÓN DE CORRIENTES, SEGMENTACIÓN DE TRAMOS
SI
4. ARCHIVOS GEOGRÁFICOS DE RED TOPOLÓGICA FLUVIAL Y LADERAS NO
VERIFICACIÓN / VALIDACIÓN
SI
NO
MATLAB HbD TOOLS
HERRAMIENTAS DE EVALUACIÓN DETALLADA
Simulación Dinámica de Sistema de Embalses!!
HERRAMIENTAS DE EVALUACIÓN DETALLADA PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS • Bajo costo computacional • 700 escenarios ejecutados en el Magdalena en corto tiempo • Análisis de Energía Firme y Energía Media • Comparación de curvas de duración de caudales • Escenarios para evaluación de otros beneficios • Análisis de firmeza del sistema
HERRAMIENTAS DE EVALUACIÓN DETALLADA
HERRAMIENTAS DE EVALUACIÓN DETALLADA
PLANIFICACIÓN HIDROENERGÉTICA ESTRATÉGICA EN LA MACROCUENCA MAGDALENA-CAUCA: OPORTUNIDADES ECONÓMICAS, SOCIALES Y AMBIENTALES El caso de negocio de la macrocuenca del Magdalena-Cauca
ASPECTOS CENTRALES • La planificación hidroeléctrica estratégica a escala de cuenca hidrográfica (macrocuenca) permite obtener mayores beneficios económicos y financieros a la vez que reduce los impactos ambientales y sociales (Hidroenergía por Diseño) • Existe la necesidad de desarrollo de energías renovables no convencionales considerando las necesidades de expansión con horizonte al año 2050, con el objetivo de conservación de valores ambientales y sociales
Objetivos De Los Diferentes Actores Involucrados en La Expansión Energética MULTI-OBJETIVO
MODELOS UTILIZADOS
GESTIÓN DEL AGUA
OBJETIVOS DEL PLANIFICADOR
EXPANSIÓN DE CAPACIDAD
Autoridades de la Cuenca y otros actores analizan impactos de los proyectos propuestos
OBJETIVOS DEL DESARROLLADOR
COSTO DE PRODUCCIÓN
Unidades del gobierno crean planes maestros estratégicos con los cuales los desarrolladores licitan y construyen
RETORNO DE LA INVERSIÓN
Desarrolladores construyen los proyectos de menor costo y más simples
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PRO Identifica los impactos de los proyectos, transformaciones y oportunidades multi-propósito
CONS Percibido como “relentización de la inversión”. Puede priorizar proyectos no viables financieramente
PRO Permite priorización de beneficios públicos
CONS Posiblemente poca coincidencia entre los planes del gobierno y los intereses de los desarrolladores
PRO Alto interés del desarrollador
CONS Oportunidades estratégicas perdidas, altos impactos
Hidroenergía por Diseño: ¿Cómo integrar las Diferentes Perspectivas?
Proyectos que son financiables, de bajo impacto y que están alineados con las necesidades estratégicas del país
GESTIÓN DEL AGUA HIDROENERGÍA POR DISEÑO COMO UNA PLATAFORMA PARA LA INTEGRACIÓN DE MODELOS
EXPANSIÓN DE CAPACIDAD COSTO DE PRODUCCIÓN RETORNO DE LA INVERSIÓN
El objetivo es romper el esquema de modelos independientes, creando así un lenguaje común que proporcione un marco para impulsar el consenso entre los diferentes actores.
IDENTIFICACIÓN DE OPCIONES Intervenciones para proteger o restaurar valores sociales, ambientales y económicos
HIPÓTESIS!
Caso de Estudio de la Cuenca del MagdalenaCauca •
35 medianas y grandes centrales hidroeléctricas en operación o en construcción (~9.7 GW)
•
97 sitios identificados por desarrollar, según ESEE, 1979 (~25 GW)
•
Horizonte 2050 (PEN,2015): • • •
+29 000 GWh/yr +18 859 GWh/yr firme +4500 MW
THE NATURE CONSERVANCY
46
Escenarios Evaluados
1
Business as Usual (BAU) Decisiones de inversión en proyectos basadas en proyectos individuales para maximizar el VPN Emula el proceso de subasta para cumplir los planes de expansión
2
Optimización económica Explora posibilidades de optimización económica a escala de marco-cuenca, mediante la selección de proyectos del ESEE.
3
Optimización económica considerando riesgo Explora optimización económica, penalizando la duración o el sobrecosto de los proyectos con mayores impactos sociales o ambientales
3’
Optimización económica considerando riesgo, basada en sub-conjuntos de proyectos del ESEE pre-identificados para evitar impactos sociales/ambientales a escala de sistema
Escenarios Evaluados
1
Business as Usual (BAU) Decisiones de inversión en proyectos basadas en proyectos individuales para maximizar el VPN
1
2
Emula el proceso de subasta para cumplir los planes de expansión
2
Optimización económica Explora posibilidades de optimización económica a escala de marco-cuenca, mediante la selección de proyectos del ESEE.
3
Optimización económica considerando riesgo Explora optimización económica, penalizando la duración o el sobrecosto de los proyectos con mayores impactos sociales o ambientales
3’
Optimización económica considerando riesgo, basada en sub-conjuntos de proyectos del ESEE pre-identificados para evitar impactos sociales/ambientales a escala de sistema
3 Visión Individual de los proyectos sin considerar el sistema en la escala de la macro-cuenca.
Escenarios Evaluados
1
Business as Usual (BAU) Decisiones de inversión en proyectos basadas en proyectos individuales para maximizar el VPN Emula el proceso de subasta para cumplir los planes de expansión
2
Optimización económica Explora posibilidades de optimización económica a escala de marco-cuenca, mediante la selección de proyectos del ESEE.
3
Optimización económica considerando riesgo Explora optimización económica, penalizando la duración o el sobrecosto de los proyectos con mayores impactos sociales o ambientales
3’
Optimización económica considerando riesgo, basada en sub-conjuntos de proyectos del ESEE pre-identificados para evitar impactos sociales/ambientales a escala de sistema
Visión completa del sistema a la escala de la macro-cuenca
Escenarios Evaluados
1
Huella del área inundada por el embalse
Business as Usual (BAU) Decisiones de inversión en proyectos basadas en proyectos individuales para maximizar el VPN Emula el proceso de subasta para cumplir los planes de expansión
2
3
3’
Optimización económica Explora posibilidades de optimización económica a escala de marco-cuenca, mediante la selección de proyectos del ESEE. Optimización económica considerando riesgo Explora optimización económica, penalizando la duración o el sobrecosto de los proyectos con mayores impactos sociales o ambientales Optimización económica considerando riesgo, basada en sub-conjuntos de proyectos del ESEE pre-identificados para evitar impactos sociales/ambientales a escala de sistema
Componente
Subcomponente
Demográfico
Población
Ecosistemas
Bosque seco
estratégicos
Humedales
Áreas
Parques Nacionales Naturales
protegidas
Parques Regionales Naturales Reservas Ley 2da
Económico
Área productiva afectada Minería
Territorios
Comunidades negras
colectivos
Resguardos indígenas
Postconflicto
Zonas de microfocalización
Is: Indicador de riesgo socioeconómico estandarizado
Sobrecosto = f(Is) Demora = f(Is)
Escenarios Evaluados
1
Business as Usual (BAU) Decisiones de inversión en proyectos basadas en proyectos individuales para maximizar el VPN Emula el proceso de subasta para cumplir los planes de expansión
2
Optimización económica Explora posibilidades de optimización económica a escala de marco-cuenca, mediante la selección de proyectos del ESEE.
3
Optimización basada considerando riesgo Explora optimización económica, penalizando la duración o el sobrecosto de los proyectos con mayores impactos sociales o ambientales
3’
Optimización económica considerando riesgo, basada en sub-conjuntos de proyectos del ESEE pre-identificados para evitar impactos sociales/ambientales a escala de sistema
NARRATIVAS
NARRATIVA A Definir la red funcional principal (Rio Magdalena y sus principales tributarios libres: Saldaña, Carare, Cesar, San Jorge, etc.) como ríos libres de desarrollo hidroeléctrico.
NARRATIVA B
Narrativa A + Restringir proyectos que incrementen la fragmentación de la corriente principal en cada sub-red funcional
Esquema General de Análisis y Herramientas de Análisis
PARTICIPACIÓN DE ACTORES CLAVES EN LA MACRO CUENCA
PEN (2015)
PORTAFOLIO DE PROYECTOS ESEE (1979)
HERA
Análisis y Optimización de Ingeniería
SDDP
Análisis y Optimización de Operación Análisis financiero
OPTFOLIO Fragmentación de redes fluviales
Información base
Impactos aguas abajo de proyectos
Huella acumulativa de áreas inundadas
Análisis del componente socio-ambiental
COMPONENTE DE INGENIERÍA: HERA - PSR
SIG • Red de Drenaje • Localización de Candidatos • Curvas Área-Volumen-Elevación • Regionalización de caudales • Interferencias
Resultados
Ingeniería y Presupuesto • Dimensionamiento de estructuras • Diseño de proyectos • Cálculo de presupuesto
Optimización • Selección de proyectos que maximizan el beneficio económico • Problema matemático no lineal, complejo y estocástico
Caso de Estudio Magadalena-Cauca: Ingeniería del Proyecto y Costo (1) Dam Material: Earth-filled, rock filled, concrete, rolled-concrete (2) Spillway: Ski jump, stilling basin (3) Turbines: Bulb, Francis, Kaplan (depends on water head) (4) River diversion: Tunnel, canal
54
Componente socio-ambiental a escala de macrocuenca Fragmentación de redes fluviales
Impactos aguas abajo de proyectos
Huella acumulativa de áreas inundadas
Expansión B Expansión C
Línea Base Objetivo
Expansión A Impacto acumulativo, p.e. perdida de ríos libres
B
C
0
Beneficio: i.e. energía
Rango de impactos a escala de cuenca
Línea Base
A
Business as Usual Vs Optimización Económica a Escala de Sistema Valor Presente Neto
RESULTADOS BaU
Optimización Económica
Proyectos Disponibles
97
97
Proyectos Seleccionados
4
11
5,365
4,646
29,191
29,651
2,153
2,176
18,859
19,063
Índice de Impactos Ambientales
61%
61%
Índice de Impactos Sociales
80%
48%
VPN (US$bn)
$5.8
$6.3
25.1%
28.5%
Escenarios
+9.3%
RESULTADOS OBTENIDOS EN LA MACROCUENCA MAGDALENACAUCA
$6,3bn
Capacidad Instalada (MW) $5,8bn BaU
Optimización Económica System Engineering
Tasa Interna de Retorno
+3.3% 28,5%
Producción Media Anual (GWh) Energía Firme (MW Promedio) Energía Firme Media Anual (GWh)
TIR (%) 25,1% BaU
Optimización Económica System Engineering
Business as Usual Vs Optimización Basada en Riesgo Valor Presente Neto (Post Penalidad por Riesgo)
RESULTADOS BaU
Optimización Basada en Riesgo
Proyectos Disponibles
97
97
Proyectos Seleccionados
4
18
5,365
4,686
29,191
29,412
2,153
2,220
18,859
19,451
61%
58%
80%
26%
$2.4
$5.3
12.9%
22.3%
Escenarios
RESULTADOS OBTENIDOS EN LA MACROCUENCA MAGDALENACAUCA
+124% +9.3%
$5,3bn
Capacidad Instalada (MW)
$2,4bn BaU
Risk Optimization Optimización Basada en Riesgo
Tasa Interna de Retorno (Post Penalidad por Riesgo)
+9% +3.3% 22,3% 12,9%
BaU
Optimización Basada en Riesgo Risk Optimization
Producción Media Anual (GWh) Energía Firme (MW Promedio) Energía Firme Media Anual (GWh) Índice de Impactos Ambientales Índice de Impactos Sociales VPN (US$bn): Ajustado por Riesgo TIR (%): Ajustada por Riesgo
Resultados: Business as Usual Vs Optimización Económica Basada en Sub-Conjuntos de Proyectos del ESEE GENERACIÓN ANUAL (GWH)
TIR %
ÍNDICE AMBIENTAL
ÍNDICE SOCIAL
DESEMPEÑO RELATIVO A BUSINESS AS USUAL
Business as Usual
OPTIMIZACIÓN BASADA EN RIESGO AMBIENTAL Y SOCIAL
NARRATIVA A (RED FUNCIONAL PRINCIPAL LIBRE)
NARRATIVA B (A + CORRIENTES PRINCIPALES DE SUBREDES LIBRES)
Resultados: Business as Usual Vs Optimización Económica Basada en Sub-Conjuntos de Proyectos del ESEE GENERACIÓN ANUAL (GWH)
TIR %
ÍNDICE AMBIENTAL
ÍNDICE SOCIAL
DESEMPEÑO RELATIVO A BUSINESS AS USUAL
Business as Usual
OPTIMIZACIÓN BASADA EN RIESGO AMBIENTAL Y SOCIAL
NARRATIVA A (RED FUNCIONAL PRINCIPAL LIBRE)
NARRATIVA B (A + CORRIENTES PRINCIPALES DE SUBREDES LIBRES)
Resultados: Business as Usual Vs Optimización Económica Basada en Sub-Conjuntos de Proyectos del ESEE GENERACIÓN ANUAL (GWH)
TIR %
ÍNDICE AMBIENTAL
ÍNDICE SOCIAL
DESEMPEÑO RELATIVO A BUSINESS AS USUAL
Business as Usual
OPTIMIZACIÓN BASADA EN RIESGO AMBIENTAL Y SOCIAL
NARRATIVA A (RED FUNCIONAL PRINCIPAL LIBRE)
NARRATIVA B (A + CORRIENTES PRINCIPALES DE SUBREDES LIBRES)
Resultados: Business as Usual Vs Optimización Económica Basada en Sub-Conjuntos de Proyectos del ESEE GENERACIÓN ANUAL (GWH)
TIR %
ÍNDICE AMBIENTAL
ÍNDICE SOCIAL
DESEMPEÑO RELATIVO A BUSINESS AS USUAL
Business as Usual
OPTIMIZACIÓN BASADA EN RIESGO AMBIENTAL Y SOCIAL
NARRATIVA A (RED FUNCIONAL PRINCIPAL LIBRE)
NARRATIVA B (A + CORRIENTES PRINCIPALES DE SUBREDES LIBRES)
Resultados: Business as Usual Vs Optimización Económica Basada en Sub-Conjuntos de Proyectos del ESEE GENERACIÓN ANUAL (GWH)
TIR %
ÍNDICE AMBIENTAL
ÍNDICE SOCIAL
DESEMPEÑO RELATIVO A BUSINESS AS USUAL
Business as Usual
Meta de Generación
OPTIMIZACIÓN BASADA EN RIESGO AMBIENTAL Y SOCIAL
NARRATIVA A (RED FUNCIONAL PRINCIPAL LIBRE)
NARRATIVA B (A + CORRIENTES PRINCIPALES DE SUBREDES LIBRES)
Resultados: BaU Vs Optimización Económica Basada en Sub-Conjuntos de Proyectos del ESEE RESULTADOS Escenarios Proyectos Disponibles Proyectos Seleccionados Capacidad Instalada (MW) Producción Media Anual (GWh) Energía Firme (MW promedio) Energía Firme Media Anual (GWh) Índice de Impactos Ambientales Longitud de Ríos Libres (km) Grado de Regulación (%) Alteración de Sedimentos (%) Bosque Seco Afectado (Ha) Humedales Afectados (Ha) Índice de Impactos Sociales Población Reubicada (Hab) Tierras Productivas Afectadas (Ha) Población Indígena Afectada (Hab) Títulos Mineros Afectados (Ha) Zonas de Post-Conflicto Afectadas VPN (US$bn): Ajustado por Riesgo TIR (%): Ajustada por Riesgo
BaU 97 4 5,365 29,191 2,153 18,859 61% 8,588 16% 40% 1,093 4,402 80% 26,777 24,938 6,949 14,922 $2.4 12.9%
Optimización Basada en Riesgo 97 18 4,686 29,412 2,220 19,451 58% 8,228 10% 46% 344 1,108 27% 8,280 6,226 4,943 796 $5.3 22.3%
Narrativas A
B
31 8 4,690 28,156 2,197 19,244 55% 8,548 12% 40% 929 3,995 44% 22,234 15,946 4,651 949 $3.9 17.3%
30 13 2,852 16,621 1,304 11,425 33% 8,571 9% 39% 402 11% 1,503 5,133 1,726 504 $2.1 17.2%
CONCLUSIONES Planificación a escala de Sistema y Largo Plazo (Hidroenergía por Diseño): • Mayores beneficios económicos • Reducción de impactos ambientales, conflictos sociales y riesgos de inversión • Identificación de sistemas de energía hidráulica estratégicos y sostenibles • Mayores ingresos económicos • Mayores rendimientos financieros para los inversionistas
OPORTUNIDADES • Análisis con inventario del ESEE 1979. • El modelo HERA puede ser utilizado para generar nuevos inventarios de presas basado en características topográficas, hidrológicas y factores de riesgo. • Análisis enfocado a hidroenergía como única solución para alcanzar las metas de generación • Potencial mezcla de fuentes renovables no convencionales. • Incorporar complejidad de mezcla que permitirá resultados con un mayor grado de sostenibilidad.
OPORTUNIDADES • Análisis con Escenarios de Cambio Climático. • Considerar análisis de escenarios de cambio climático que permitan robustecer la comparación de proyectos a escala de macrocuenca
https://global.nature.org/content/power-ofrivers?src=r.v_powerofrivers
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