Medellín - Minas - Maestría en Ingeniería - Sistemas Energéticos · 2023
Oportunidades de negocio para las hidroeléctricas en el contexto de alta penetración de renovables no convencionales
La expansión de capacidad de generación en Colombia en los próximos años será a través de Fuentes no Convencionales de Energía Renovable (FNCER). En este contexto, las hidroeléctricas existentes enfrentarán varios retos que podrían afectar sus ingresos, como la disminución de los precios y el aumento de la volatilidad del precio de bolsa, por lo que es necesario encontrar nuevas alternativas de negocio que permitan mantener y aumentar la rentabilidad de las hidroeléctricas, y aprovechar sus fortalezas. Estas alternativas incluyen aprovechar la complementariedad del recurso hídrico con el solar y eólico, y ofrecer servicios relacionados con su capacidad de almacenamiento y flexibilidad de generación. Esta tesis tiene el objetivo de evaluar las oportunidades de negocio para centrales hidroeléctricas existentes en Colombia, en el contexto de alta penetración de FNCER. Para esto, se identificaron las oportunidades de negocio a partir de la revisión amplia de la literatura; luego se desarrolló un modelo dinámico sensible a los cambios en el sistema eléctrico derivados de la alta penetración de FNCER, y con este se evaluaron las alternativas de negocio. Los resultados muestran que los negocios con mayor potencial son: la prestación de servicios complementarios, la optimización de portafolio hidroeléctrico-eólico, y el aumento de potencia y de eficiencia de las hidroeléctricas; mientras que los siguientes negocios mostraron bajo potencial: hidroeléctricas reversibles, solar flotante y producción de hidrógeno. (Texto tomado de la fuente)
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Contenido
- Resumenp. 4
- Abstractp. 5
- Introducciónp. 11
- Antecedentesp. 13
- Matriz de generación eléctrica en Colombiap. 13
- Incursión de las energías renovables no convencionales en Colombiap. 14
- 1.2.1. Impulso de las FNCER por parte del gobierno nacionalp. 15
- 1.2.2. Escenarios futuros según los estudios técnicosp. 16
- 1.2.3. Portafolio de proyectosp. 18
- Amenazas para las centrales hidroeléctricas existentesp. 20
- Oportunidades para las centrales hidroeléctricas existentesp. 20
- Conclusiones del capítulop. 22
- Marco teóricop. 24
- Centrales hidroeléctricasp. 24
- Ingresos actuales de las centrales hidroeléctricasp. 26
- 2.2.1. Contratos de energía a largo plazop. 26
- 2.2.2. Ventas en bolsap. 27
- 2.2.3. Cargo por confiabilidadp. 29
- 2.2.4. Regulación secundaria de frecuencia (AGC)p. 29
- Fuentes no convencionales de energía renovable (FNCER)p. 30
- 2.3.1. Plantas solares fotovoltaicas a gran escalap. 31
- 2.3.2. Parques eólicosp. 32
- 2.3.3. Producción de hidrógenop. 33
- Revisión de literaturap. 34
- Trabajos internacionalesp. 34
- Trabajos sobre Colombiap. 37
- Conclusiones del capítulop. 22
- Objetivos y metodologíap. 38
- Objetivo generalp. 38
- Objetivos específicosp. 38
- Metodologíap. 38
- Identificación de oportunidades de negociop. 41
- Modelo de simulaciónp. 44
- Descripción general del modelop. 44
- Submodelo 1: Sistemap. 44
- 6.2.1. Datos de entradap. 44
- 6.2.2. Embalsesp. 45
- 6.2.3. Expansión de capacidadp. 47
- 6.2.4. Oferta hidráulicap. 47
- 6.2.5. Oferta térmicap. 51
- 6.2.6. Oferta solar, eólica y de pequeñas centrales hidroeléctricasp. 51
- 6.2.7. Despachop. 45
- Submodelo 2: Central individualp. 52
- 6.3.1. Datos de entradap. 44
- 6.3.2. Embalsep. 53
- 6.3.3. Oferta de la central hidroeléctricap. 54
- 6.3.4. Despacho de la central hidroeléctricap. 55
- 6.3.5. Centrales individuales evaluadasp. 55
- Escenariosp. 56
- 6.4.1. Variables principalesp. 56
- 6.4.2. Escenario 1p. 16
- 6.4.3. Escenario 2p. 17
- 6.4.4. Escenario 3p. 16
- 6.4.5. Escenario 4p. 17
- Validación del modelop. 60
- 6.5.1. Validación estructuralp. 60
- 6.5.2. Validación de patrón de comportamiento (sensibilidad)p. 62
- Evaluación de oportunidades de negociop. 63
- Introducciónp. 11
- Resultados generales del sistemap. 63
- 7.2.1. Generaciónp. 36
- 7.2.2. Factor de capacidad, precio de bolsa y vertimientosp. 65
- Supuestos para evaluación financiera y otras consideraciones generalesp. 66
- Hidroeléctrica reversiblep. 68
- 7.4.1. Descripción general del negociop. 68
- 7.4.2. Proyectos de referenciap. 68
- 7.4.3. CapEx y OpExp. 68
- 7.4.4. Valor nivelado de arbitrajep. 69
- 7.4.5. Evaluaciónp. 66
- 7.4.6. Explicaciónp. 71
- 7.4.7. Aspectos clavep. 74
- Servicios complementariosp. 74
- 7.5.1. Descripción general del negociop. 68
- 7.5.2. Proyecto de referenciap. 75
- 7.5.3. CapExp. 39
- 7.5.4. OpExp. 69
- 7.5.5. Ingresosp. 39
- 7.5.6. Evaluaciónp. 66
- 7.5.7. Explicaciónp. 71
- 7.5.8. Aspectos clavep. 74
- Optimización de portafoliop. 84
- 7.6.1. Descripción general del negociop. 68
- 7.6.2. Proyectos de referenciap. 68
- 7.6.3. CapEx y OpExp. 68
- 7.6.4. Ingresosp. 39
- 7.6.5. Evaluaciónp. 66
- 7.6.6. Explicaciónp. 71
- 7.6.7. Aspectos clavep. 74
- Solar flotantep. 43
- 7.7.1. Descripción general del negociop. 68
- 7.7.2. Proyectos de referenciap. 68
- 7.7.3. CapEx, OpEx y Eficienciap. 93
- 7.7.4. Ingresosp. 39
- 7.7.5. Evaluaciónp. 66
- 7.7.6. Explicaciónp. 71
- 7.7.7. Aspectos clavep. 74
- Aumento de potenciap. 107
- 7.8.1. Descripción general del negociop. 68
- 7.8.2. Proyectos de referenciap. 68
- 7.8.3. CapExp. 39
- 7.8.4. OpExp. 69
- 7.8.5. Ingresosp. 39
- 7.8.6. Evaluaciónp. 66
- 7.8.7. Explicaciónp. 71
- Aumento de eficienciap. 112
- 7.9.1. Descripción general del negociop. 68
- 7.9.2. Proyectos de referenciap. 68
- 7.9.3. CapExp. 39
- 7.9.4. OpExp. 69
- 7.9.5. Ingresosp. 39
- 7.9.6. Evaluaciónp. 66
- 7.9.7. Explicaciónp. 71
- Producción de hidrógenop. 33
- 7.10.1. Descripción general del negociop. 68
- 7.10.2. Proyectos de referenciap. 68
- 7.10.3. CapEx y Opexp. 68
- 7.10.4. OpExp. 69
- 7.10.5. Valor nivelado de hidrógenop. 120
- 7.10.6. Evaluaciónp. 66
- 7.10.7. Explicaciónp. 71
- Conclusiones y recomendacionesp. 126
- Reporte de cumplimiento de los objetivosp. 126
- 8.1.1. Objetivo específico 1p. 126
- 8.1.2. Objetivo específico 2p. 126
- 8.1.3. Objetivo específico 3p. 126
- 8.1.4. Objetivo generalp. 38
- Conclusiones de la tesisp. 127
- Recomendaciones y trabajos futurosp. 128
- Anexosp. 130
- Anexo 1. Pruebas de condiciones extremasp. 130
- Generación renovable mayor a demandap. 130
- Demanda cerop. 131
- Precio de oferta de hidroeléctrica individual cerop. 132
- Anexo 2. Pruebas de sensibilidadp. 133
- Sensibilidad al crecimiento de la demandap. 133
- Sensibilidad al precio de oferta de las hidroeléctricasp. 133
- Anexo 3. Ecuación de demanda de regulación secundaria vs rampas de carga netap. 135
- Anexo 4. Cálculo de energía comprometida en contratosp. 136
- Referenciasp. 35