suministro de energía para las zonas rurales de colombia
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Suministro de Energía para las Zonas Rurales de Colombia
Presentado por:
Vicente Montalvo Bonilla
201125062
Profesor Asesor:
Álvaro E. Pinilla, PhD.
Universidad de los Andes
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingeniería Mecánica
Bogotá D.C.
Noviembre 30 de 2016
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Índice 1. Resumen ............................................................................................................................................... 2
2. Introducción .......................................................................................................................................... 3
2.1. Estado Actual del Suministro Rural .................................................................................................... 4
2.2. Necesidades Energéticas .................................................................................................................... 5
2.3. Existencia de una Brecha ................................................................................................................... 6
3. ¿Qué se está haciendo? ........................................................................................................................ 7
3.1. En la Academia ................................................................................................................................... 8
3.2. En la Industria .................................................................................................................................. 10
3.3. En la Comunidad .............................................................................................................................. 14
3.4. En el Gobierno .................................................................................................................................. 17
4. Energías Renovables como Solución ................................................................................................... 20
4.1. Solar Fotovoltaica ............................................................................................................................ 21
4.2. Eólica ................................................................................................................................................ 25
5. ¿Qué se Necesita Hacer? .................................................................................................................... 28
5.1. En la Academia ................................................................................................................................. 28
5.2. En la Industria .................................................................................................................................. 30
5.3. En la Comunidad .............................................................................................................................. 32
5.4. En el Gobierno .................................................................................................................................. 33
6. Estudio Económico .............................................................................................................................. 35
6.1. Cálculo del CNE ................................................................................................................................ 35
6.2. Cálculo de la tasa de descuento ....................................................................................................... 40
6.3. Costo Energético Presente ............................................................................................................... 44
7. Conclusiones ....................................................................................................................................... 47
8. Trabajos Futuros ................................................................................................................................. 48
9. Bibliografía .......................................................................................................................................... 49
Referencias .................................................................................................................................................. 49
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1. Resumen
En este documento se busca realizar un estudio acerca del suministro de energía eléctrica en las zonas
rurales de Colombia y exponer las deficiencias evidenciadas complementado por una propuesta apta para
ampliar la cobertura dentro del territorio nacional. El estudio inicia con un análisis del entorno actual
exponiendo como los departamentos más afectados por el conflicto armado presentan los peores índices
de cobertura eléctrica y como se nota una clara brecha entre la disponibilidad del recurso y la demanda
que tienen estas poblaciones para suplir sus necesidades.
Seguidamente se revisa lo que se está haciendo desde la academia, industria, comunidad y gobierno
para proveer soluciones a las comunidades afectadas. Las soluciones pueden variar desde grupos de
personas dedicadas a exponer ante los medios las precarias situaciones en las que viven una gran cantidad
de ciudadanos colombianos hasta proyectos nacionales de expansión de cobertura eléctrica junto con su
ideario a futuro. Para cada bloque se resaltan los esfuerzos más significativos con ejemplos tangibles que
permiten dimensionar los esfuerzos y se explica cómo resultan ser insuficientes para cumplir con las
necesidades y requerimientos de los usuarios finales.
Habiendo visto las ineficiencias y problemáticas de las soluciones convencionales se presenta como
las formas de generación eléctrica a partir de fuentes renovables pueden ser una posible solución aun no
explorada para los problemas.
Estudiando situaciones similares en el exterior e incorporando las nuevas políticas de estado se
vuelven a visitar los cuatro sectores principales de la sociedad para proponer soluciones o alternativas
que faciliten la solución del problema. Estas propuestas involucran las directrices de proyectos exitosos
ajustadas para el escenario local que permitan el correcto desarrollo de los proyectos planteados.
Finalmente se valida el beneficio de los métodos de generación renovables a partir de un análisis de
costos normalizados de energía. Se busca que se comparen las soluciones actualmente siendo
implementadas con las propuestas planteadas a lo largo del estudio para demostrar de manera
cuantitativa la veracidad de las propuestas y comprobar su viabilidad en el mundo real.
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2. Introducción
Actualmente gran parte de la población rural de Colombia no se encuentra conectada a la red eléctrica
nacional, motivo por el cual deben recurrir a sistemas alternos de generación principalmente diesel y GLP.
De los cuales el segundo se ve favorecido por la ley 1715 de 2014 al ser una fuente no convencional de
generación energética. Dicho esto, ninguno de los dos sistemas tiene la capacidad de suplir las
necesidades locales, sino que están sujetos a la disponibilidad de dichos recursos en la zona siempre y
cuando exista la infraestructura vial para llevarlos hasta el sitio. Las poblaciones rurales que afrontan este
problema llevan varios años de existencia y cuentan con un sistema medianamente funcional gracias a la
trayectoria del poblado, sin embargo, el actual acuerdo de paz introducirá nuevas poblaciones bastante
alejadas del casco urbano. Estas poblaciones se desarrollarán desde cero por lo que tendrán una demanda
energética considerable sin ningún tipo de suministro disponible. Cuando se considera el plan de
expansión de cobertura de energía eléctrica se puede ver que muchas poblaciones rurales presentaran
dificultas para ser aprobadas dado el número de habitantes de la zona o su ubicación remota.
Buscando solventar esta problemática se propone un estudio de las condiciones actuales en el país
que analice lo que actualmente se está haciendo desde los cuatro principales sectores de la sociedad para
identificar las virtudes y debilidades de estas políticas. A partir de esto se estudiará por qué las energías
renovables como eólica y solar son una excelente alternativa a los generadores que usan diesel, GLP o gas
natural dado que estas son las soluciones predilectas del gobierno nacional.
Se plantea analizar estas dos modalidades de generación renovable en vista de los últimos avances
publicados acerca de los beneficios tributarios e incentivos asociados a la ley 1715 de 2014 (UPME, 2016).
Las pequeñas centrales hidroeléctricas ya no se encuentran cobijadas dentro de las fuentes no
convencionales de generación de energía debido a la gran popularidad que ha adquirido el negocio de las
PCH en los últimos años.
La importancia de este estudio radica en mejorar la calidad de vida de los habitantes de las zonas
rurales y permitir que el campo se desarrolle de manera correcta una vez los campesinos vuelvan a tener
sus tierras y la seguridad en estas zonas aumente con el cese al fuego bilateral y definitivo. Esto último
resulta de gran importancia ya que una vez la situación en el campo vuelva a encaminarse a un paso
estable, gran número de los desplazados por el conflicto querrán volver a explotar sus tierras como la
hacían en el pasado. Lastimosamente desde ese entonces políticas como el TLC con Estados Unidos han
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aumentado la competitividad de mercado lo que indica que estos nuevos campesinos necesitaran técnicas
productivas modernas que les permitan realizar sus actividades de manera competente y efectiva.
2.1. Estado Actual del Suministro Rural
Debido a los altos costos asociados a la instalación de torres de transmisión eléctrica, extender el
cableado hasta los poblados rurales no sería un buen proyecto de inversión para las empresas de
transmisión debido a los largos periodos de retorno incluso en los casos de usuarios más significativos
reiterando la necesidad de sistemas autónomos de generación. Esto se puede ver en la tabla 15 del Plan
Indicativo de Expansión de Cobertura Eléctrica de la UPME, donde se indica la cobertura de los
departamentos en cabecera municipal, zona rural (Resto) y total departamental (UPME, 2012).
Departamento ICEE cabecera municipal ICEE resto ICEE Total
San Andrés y Providencia 100,00% 100,00% 100,00%
Bogotá D.C. 100,00% 99,03% 99,99%
Quindío 100,00% 98,28% 99,82%
Atlántico 100,00% 86,45% 99,40%
Risaralda 100,00% 96,47% 99,34%
Cundinamarca 99,79% 98,33% 99,29%
Caldas 100,00% 97,58% 99,29%
Valle 99,64% 94,91% 99,01%
Antioquia 99,98% 91,57% 98,12%
Sucre 100,00% 93,60% 97,92%
Huila 100,00% 91,13% 96,55%
Norte de Santander 99,83% 83,92% 96,54%
Boyacá 99,58% 92,75% 96,43%
Santander 99,68% 87,59% 96,34%
Nariño 98,32% 94,01% 96,01%
Tolima 100,00% 84,92% 95,61%
Cesar 100,00% 76,39% 94,89%
Bolívar 99,46% 75,72% 94,39%
Meta 99,38% 72,60% 93,91%
Arauca 100,00% 79,36% 93,63%
Magdalena 100,00% 58,11% 91,23%
Córdoba 100,00% 80,38% 90,95%
Caquetá 97,99% 73,93% 90,10%
Cauca 99,52% 78,31% 86,82%
Guainía 98,45% 79,06% 84,16%
Chocó 92,07% 68,12% 80,90%
Casanare 90,74% 50,38% 79,78%
La Guajira 100,00% 45,10% 77,83%
Guaviare 90,07% 57,76% 74,34%
Vaupés 97,48% 39,48% 65,37%
Putumayo 83,07% 40,04% 61,11%
Vichada 92,53% 25,21% 59,39%
Amazonas 95,76% 27,98% 57,33%
Total Nacional 99,59% 84,84% 96,10% Tabla 1. Cobertura eléctrica departamental (UPME, 2012)
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Esta tabla permite ver que la cobertura nacional en zonas rurales es casi del 85% de las viviendas,
sin embargo, los departamentos más afectados por el conflicto presentan bajos niveles de cobertura que
evidencian las grandes necesidades energéticas que se presentan en estas zonas. Al ver los registros
rurales de estos departamentos es claro que gran parte de estas poblaciones necesitan un arduo trabajo
que permita suministrarles el servicio eléctrico. A parte de esto se debe mencionar que estos datos de
cobertura son evaluados a partir del número de viviendas o familias que reciben el servicio. Esto lleva a
una manipulación de información por parte de la UPME viendo que la familia o vivienda rural promedio
es casi 1.5 veces más numerosa que una dentro de la cabecera municipal.
2.2. Necesidades Energéticas
No hace falta sino fijarse para poder ver que entrado el siglo XXI, la energía eléctrica ha dejado de
ser un lujo y se ha convertido en una necesidad fundamental. El consumo eléctrico resulta evidente desde
lo más convencional como iluminación en las horas de la noche hasta algo menos considerado como la
operación de la bomba de una estación de riego para la agricultura. En medio de estas aplicaciones se
ubican los electrodomésticos básicos como estufas, nevera, horno, calentadores de agua y el cada día más
importante e irremplazable computador. Este último cada día adquiere mayor importancia debido a la
enorme penetración que ha tenido el Internet convirtiéndolo en una herramienta esencial para el estudio,
entretenimiento y trabajo. Viendo como la información se ha vuelto cada vez más accesible, lo que se
conoce como conocimiento general cada día contiene un temario más amplio y las expectativas que se
tiene de las personas en cuanto a conocimiento y capacidades crecen a cada instante. Sin embargo, lo
más importante sigue siendo la calidad de vida básica que este recurso energético provee a las personas
cada momento del día.
A lo largo del 2016, la falta de energía y agua en la Guajira han cobrado múltiples vidas de menores
de edad debido a la desnutrición que la sequía causa. De antemano puede parecer que la falta de energía
eléctrica no se encuentra muy relacionada con la cuestión en mano sin embargo se encuentran altamente
vinculadas. Debido a que el gobierno nacional se ha caracterizado en los últimos años por ir corriendo a
apagar incendio tras incendio, la solución más sencilla e inmediata fue la que se proporcionó a las
poblaciones guajiras en su desesperada situación debido a la falta de agua.
La respuesta, una bomba de agua que extrae a cinco metros de profundidad operada por un
pequeño generador diesel. Esta solución se puso en marcha dado que a nivel del mar el nivel freático es
bastante alto y se puede obtener agua con facilidad y entre más profundo opere el equipo mayor es la
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demanda energética por lo que entre más cerca de la superficie más baratos serían los equipos y se tendría
un menor consumo de combustible. Lastimosamente la última métrica del proyecto era el bienestar de
los habitantes de la zona, hecho que se confirma al nunca haberse realizado un estudio de potabilidad al
agua extraída a la profundidad planeada por el estado. Efectivamente, después de realizar la compra de
múltiples unidades de bombeo e instalarlas en los lugares de mayor necesidad se empezaron a dar cuenta
que el recurso extraído no era del todo apto para el consumo humano y mucho menos para menores de
edad que sufrían de un sistema inmunológico debilitado por la malnutrición que afrontaban. Aun sin haber
solucionado la gran crisis que arrasaba con el departamento se dio como terminado el tema ya que, en
los ojos de la presidencia y su gabinete, la población contaba con energía eléctrica y un suministro
confiable de agua.
2.3. Existencia de una Brecha
Resulta claro que las necesidades energéticas en las zonas rurales del país exceden
significativamente la disponibilidad del recurso. La existencia de esta brecha es la que condiciona y
prácticamente sentencia a las poblaciones alejadas del casco urbano a una escasez de oportunidades. Lo
anterior se da debido a la ausencia de una entidad educativa que forme a los jóvenes de la región, esto
sucede ya que no existe ningún tipo de industria, empresa o empleo que requiera personal capacitado
producto de la ausencia del servicio público más elemental y absolutamente irremplazable a la hora de
tecnificar o desarrollar una planta productiva de alto nivel.
Sin la presencia de una firma que logre modernizar el proceso productivo en dichas regiones, la
labor desempeñado por los habitantes seguirá siendo de un nivel artesanal y poco eficiente. Estas mismas
personas deben salir a competir con los gigantes de la industria que aprovechan todas las innovaciones
tecnológicas a su disposición con el fin de disminuir costos, aumentar la productividad y ser cada día más
competitivos en una economía cada día más global. En los últimos años, se han visto ejemplos claros de
lo anterior, sean paros campesinos o agrarios en donde se suplica al estado por más subsidios o alza de
impuestos y/o aranceles a la competencia debido a la insuficiencia del modelo productivo local para
competir con los jugadores que entran a la economía producto de acuerdos mercantiles internacionales
como el TLC de 2011. Las peticiones anteriores por parte de los campesinos o agricultores resulta ser la
única opción viable para el estado ya que de esa manera aseguran una solución inmediata y cierta
estabilidad en el corto plazo. Pensando en el mediano y largo plazo, debilidades del gobierno nacional, los
aranceles de protección a la industria nacional al igual que cierta porción de los subsidios debería ir a
electrificar las zonas rurales a toda costa. Al lograr lo anterior, resulta posible operar maquinaria cuyo
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insumo principal no se encuentre sujeto a los precios del petróleo, disponibilidad de hidrocarburos
refinados y tasa cambiaria lo que permite que se puedan usar sistemas de siembra, harrado y regado que
remplacen la labor manual.
Con una actividad un poco más tecnificada y un suministro eléctrico estable, pueden empezar a
aparecer grandes jugadores del sector en dichas regiones para formar de mejor manera a los actuales
trabajadores desarrollando la zona y generando nuevo empleo. Siendo el empleo un objetivo clave para
todos los colombianos viendo que la paz a ser firmada será verdaderamente duradera mientras los
desmovilizados y demás colombianos puedan emplearse y hacer parte de la sociedad civil de manera
común, corriente y permanente.
3. ¿Qué se está haciendo?
El siguiente capítulo busca analizar las medidas tomadas desde los principales sectores de la
sociedad para exponer, atacar y solucionar las problemáticas evidenciadas en las zonas rurales del país.
Se visita cada sector de manera específica para destacar las acciones más relevantes implementadas en
los últimos años con el fin de entender el enfoque y bases que se están planteando para poder proponer
soluciones o programas acorde con lo trabajado en el quinto capítulo.
Se escogen estos cuatro sectores ya que estos comprenden a gran cantidad de la población y es a
partir de estos donde se pueden originar los cambios más significativos. En la academia se puede inculcar
el principio de participación en proyectos de interés social a los jóvenes que esto más adelante haga parte
de sus costumbres en la vida adulta y productiva. En la industria se puede evaluar la madurez de las
compañías locales para participar en proyectos de desarrollo energético rural al analizar la disponibilidad
de compañías existentes para instalar equipos eólicos y solares en dichas regiones. Posteriormente se
debe analizar la comunidad en vista que los esfuerzos voluntarios de las personas tanto de estas regiones
como de afuera presentan un importante motor de desarrollo que no solo trae resultados, sino que
exponen las problemáticas a los demás miembros de la sociedad aumentando el grado de conciencia de
los colombianos. Finalmente se debe tener en cuenta el estado, políticas de desarrollo adecuadas e
incentivos correctamente calculados pueden llevar a un boom de desarrollo de manera instantánea y en
general son las políticas de estado las que permiten una correcta coalición entre todos los sectores
llevando a un mejor resultado para los afectados.
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3.1. En la Academia
En el momento existen múltiples iniciativas académicas que buscan ayudar a desarrollar el
suministro energético en las zonas rurales. Debido al gran número de propuestas, trabajos y proyectos se
mencionarán algunos de los más importantes y relevantes al tema. Entre todos los casos cabe resaltar la
facultad de ingeniería de la Universidad de los Andes debido a la más reciente edición de su revista, “El
compromiso de la ingeniería con una Colombia en posconflicto”. En dicha publicación, se abarcan los
principales problemas que enfrentará Colombia en el periodo del posconflicto desde una visión ingenieril.
En el artículo del ingeniero German Ospina, se presenta la importancia de las vías secundarias y terciarias
en el país y su rol en desarrollo del país. Aunque inicialmente no parecería relevante el tema de
infraestructura vial con el suministro energético, se debe tener en cuenta que una de las métricas
evaluadas en la dentro del plan de expansión energético de la UPME es la facilidad y posibilidad de acceso
al lugar de estudio. La inexistencia de vías de acceso no solo imposibilita el acceso de personal para
interconectar la población o realizar la instalación de equipos de generación eléctrica. Debido a lo anterior
se puede ver cómo es que el desarrollo vial permite establecer un fundamento sobre el cual se puede
trabajar para posteriormente suplir de recursos el lugar en cuestión y llevar a su crecimiento y
formalización. El señor Ospina no solo resalta la importancia de las vías, sino que analiza las innovaciones
tecnológicas que se pueden dar a partir del proceso de construcción, el aumento de personal capacitado,
la inclusión de pequeñas poblaciones marginas y explora una metodología de financiación que permita
llevar a cabo el proyecto (Ospina, 2016).
Contrastando la publicación de Ospina se tiene el artículo del Profesor Jaime Loboguerrero que
analiza la instalación de pequeñas centrales hidroeléctricas. El documento usa como foco la
implementación de pequeñas plantas hidroeléctricas en África en los años ochenta donde se
aprovechaban los recursos hídricos en sectores rurales del continente para abastecer pequeñas
poblaciones con energía eléctrica sin tener que recurrir al consumo de combustibles fósiles. Lo que busca
el autor es demostrar cómo se puede generar energía eléctrica en poblaciones alejadas del casco urbano
en regiones que tienen alta disponibilidad hidráulica. La situación que se afrontó en África permite
exponer una alternativa a la metodología nacional que gira alrededor de tres posibles soluciones, conectar
a la red eléctrica nacional, conectar a generadores de combustibles fósiles o designar la población como
“no apta para suministro eléctrico”. El contenido desarrollado por el profesor Loboguerrero no solo
expone una alternativa clara a la metodología que se emplea por el estado, sino que categoriza las posibles
soluciones dependiendo de las especificaciones de la región de estudio. Debido a que el estudio fue
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realizado hace más de tres décadas, las eficiencias asociadas a los equipos pueden estar un poco alejadas
de lo que se instalaría hoy, pero permite una aproximación a la posible solución y la capacidad de
generación que esta tiene. Sabiendo que Colombia es el segundo país con mayor potencial hídrico y aparte
de esto cuenta con una geografía bastante quebrada que permite tener grandes cambios de altura en
pequeñas distancias lo que agrega una gran cantidad energía hidráulica en forma de cabeza visto cómo
metros columna de agua. Finalmente, el autor procede a explicar las condiciones de operación de las
plantas propuestas demostrando que existen soluciones que no solo son de gran eficiencia sino de bajo
impacto ambiental para la generación eléctrica que resultan sobresalientes al ser comparadas con la
solución predeterminada del estado (Loboguerrero, 2016).
Complementando el contenido desarrollado por el profesor Loboguerrero se presenta el artículo
del profesor Álvaro Pinilla que extiende el portafolio de generación energética renovable a las energías
solar-fotovoltaica y eólica de pequeña escala. El cuadro presentado por el profesor Loboguerrero puede
ser adaptado ya que la potencia en el eje de una PCH se puede reemplazar por la potencia mecánica de
un generador eólico para poder dimensionar arreglos que suministren la misma energía que algunas PCH.
En cuanto a los paneles fotovoltaicos, se debe tener en cuenta la existencia de ciertos componentes
electrónicos que suministran directamente el potencial eléctrico sin tener que transformar la energía de
un fluido en energía mecánica y posteriormente energía eléctrica. El dimensionamiento de cada una de
las estaciones mencionadas se realiza de diferentes maneras, pero los tres métodos involucran una
caracterización del recurso natural por un periodo de uno a dos años, a partir del cual se puede construir
un modelo cuantitativo estadístico que permita predecir el comportamiento futuro. Lo más importante
es notar que el profesor Pinilla ejemplifica una gran variedad de posibilidades para generar energía cuyas
únicas emisiones o contaminación están asociadas al proceso de manufactura de los componentes. Una
vez instalados, la generación eléctrica se da de manera renovable, sin contaminación del medio ambiente
y con un impacto ambiental despreciable (Pinilla, 2016).
Con lo expuesto anteriormente resulta evidente que en la academia se están realizando múltiples
esfuerzos tanto prácticos como investigativos que buscan plantar unos cimientos sobre los cuales se
pueda edificar el suministro energético renovable en las zonas rurales del país.
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3.2. En la Industria
Desde finales del siglo X, la generación hidroeléctrica en Colombia fue adquiriendo un papel
principal dentro de la canasta de generación nacional hasta tener el 72% de la generación en los últimos
años. Esta creciente expansión inició con subsidios internacionales otorgados en los ochentas y noventas
que llevaron al fortalecimiento de la red nacional trayendo fin a los comunes apagones de la época. La
participación de las empresas públicas ha ido creciendo dentro de la generación hidroeléctrica con
algunos jugadores privados incorporándose a la mezcla, pero con participaciones minoritarias. Con la
incorporación de la ley 1715 de 2014 que trae múltiples beneficios a la generación eléctrica usando
fuentes no convencionales y pequeñas centrales hidroeléctricas. Estos cambios trajeron la participación
de la industria privada al sector energético de manera más fuerte. Con los incentivos presentados y una
posibilidad futura de tener contadores eléctricos de doble vía donde la energía producida en exceso puede
ser vendida a la red, muchas empresas empezaron a optar por la cogeneración. Instalar fuentes de
generación renovables no solo permite disminuir los gastos eléctricos de la compañía, sino que el 50% de
la inversión realizada puede ser deducida de impuestos a lo largo de los cinco años siguientes a la
inversión. Resulta claro que las empresas privadas que realizan estos proyectos de cogeneración no se
dedican a la instalación de equipos de generación eléctrica lo que indica que estos proyectos deben estar
liderados por empresas expertas en el tema abriendo las puertas a nuevos expertos.
La lista de expertos puede llegar a ser muy extensa debido al gran tamaño del sector. Por intereses
del trabajo siendo realizado, se explorarán tres industrias colombianas debido a que se dedican a atender
las necesidades de las demás empresas privadas al mismo tiempo que instalan soluciones autógenas en
zonas rurales de Colombia con financiación estatal y de fondos internacionales. Las empresas a ser
revisadas son: Energreencol, Idelect y Colgeólica.
Energreencol es una empresa privada radicada en Cartagena de Indias que ofrece sistemas de
generación de energía eólica, solar, hidráulica y de biomasa al igual que plantas de tratamiento de agua y
servicios de consultoría para instalación de equipos de generación renovable o aumentar la eficiencia
energética de una compañía. En lo que a energía eólica se refiere, esta compañía ofrece un portafolio muy
amplio de productos y servicios que van desde asesoría técnica y mantenimiento hasta diseño,
planeación, Project Finance, ejecución y operación de parques eólicos. Dentro de lo más importante que
hace Energreencol es el estudio del recurso eólico con torres de medición convencionales generalmente
por cinco años para poder pronosticar el comportamiento del recurso a diez años. Sus soluciones incluyen
parques eólicos, aerogeneradores nuevos, aerogeneradores reacondicionados y mini aerogeneradores.
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Dentro de las soluciones solares se inicia con el proceso de medición que se puede realizar en un año
dependiendo de la zona, se tiene el servicio de instalación de paneles solares fotovoltaicos, venta e
instalación de kits solares fotovoltaicos, equipos solares térmicos, principalmente para calefacción de
agua y cocción de alimentos y estaciones solares de bombeo principalmente para la agricultura. Una de
las soluciones más populares de la compañía en cuanto al tema solar es la venta de energía a sus clientes;
en este modelo de negocios, la empresa asume la inversión y operación de los paneles y vende al usuario
la energía que estos producen a una tasa fija.
Bajo la metodología anterior los usuarios de viviendas pueden tener acceso a unas tarifas
eléctricas inferiores a las de las empresas públicas aun en lugares remotos donde el SIN no llega sin
preocuparse por grandes inversiones de capital u operación de equipos solares. Finalmente se llega a sus
soluciones hidráulicas donde se destacan mini centrales hidroeléctricas y PCH en ambos casos a filo de
agua debido a que las pequeñas potencias no justifican la construcción de una presa por muy pequeña
que sea. Lo que más llama la atención de esta empresa es la manera en que combina sus soluciones para
crear sistemas híbridos específicamente dirigidos a las poblaciones rurales en ZNI (Energreencol, 2016).
Antes que cualquier solución de generación Energreencol ofrece un producto que ellos llaman micro-
redes que busca funcionar como una red eléctrica local en poblaciones rurales y tiene la capacidad de
conectarse a micro-redes de otras poblaciones al igual que funcionar como subestación y conectarse al
SIN. Lo que estas micro-redes buscan es la capacidad de crear una red interconectada en paralelo a la
expansión del SIN que otorgue estabilidad y confiabilidad a los usuarios que se conecten a esta. Conectada
a esta micro-red se encontrarán de un lado los usuarios y del otro los sistemas híbridos de generación
ofrecidos por la compañía donde el que más se destaca es el Solar/Eólico/Diesel que permite suministrar
la energía consumida en las horas del día a partir de fuentes 100% renovables y en la noche poder
complementar el sistema con un generador diesel. Es importe mencionar que en la versión hogareña de
este sistema se pueden emplear baterías para almacenar excesos de energía diurna y usarlos en la noche
y que el sistema se puede complementar con una fuente hidráulica de contarse con las capacidades
geográficas e hídricas (Energreencol, 2016).
Idelect o Ingeniería y Diseño electrónico es una empresa de Bogotá que se dedica principalmente
a la medición de radiación solar y potencial eólico a lo largo del país usando torres de medición de última
tecnología y se encuentran avalados por el ministerio de minas para proyectar datos futuros a partir de
un estudio de dos años. Sus torres pueden ser izadas a la altura que desee el cliente tomando mediciones
del viento cada dos metros de altura desde la punta hasta la altura deseada. La torre cuenta con múltiples
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dispositivos electrónicos como: sensores de viento, piranómetros, sensores de presión, sensores de
humedad y temperatura, un sistema de adquisición de datos y un módulo de comunicaciones. Estas
estaciones de medición cuentan con suficiente instrumentación que permite a los ingenieros de la
empresa realizar aproximaciones del perfil de velocidades a los que va estar expuesto el aerogenerador o
paneles solares en su defecto y relacionar los fenómenos climáticos vistos y sensados con las fluctuaciones
de las mediciones que permiten construir el modelo predictivo que guiará el diseño de la planta. Sabiendo
que generalmente las zonas cercanas a un aerogenerador de gran tamaño se dejan vacías debido a que el
ruido que estos producen incomoda a los animales y los fuertes vientos pueden complicar las actividades
agrícolas la empresa construye un mapa solar con las mediciones tomadas para verificar la viabilidad de
realizar pequeñas granjas solares fotovoltaicas alrededor de los equipos. Lo más importante que hace
Idelect en el momento es un proyecto que ellos llaman “Medición eólica y solar en Colombia” en
colaboración con el Instituto De Planificación y Promoción De Soluciones Energéticas (IPSE) que llevó a
que la compañía ubicara múltiples antenas de medición en distintos sectores rurales del país donde se
tienen estimativos de altos potenciales energéticos. Dentro de las zonas de estudio se encuentran:
Nazaret, Isla Fuerte, Titumate y Puerto Estrella, cuatro regiones rurales del país no conectadas a al SIN y
altamente afectadas por la violencia sobre todo la penúltima en el Chocó. Los estudios siendo realizados
permitirán tener el modelo predictivo para el cierre del 2016 lo que permitiría iniciar instalaciones de
equipos y operación en inicios del 2017 junto con las primeras acciones del acuerdo de paz (Idelect, 2016).
Colgeólica es una empresa vallecaucana con enfoques similares a Energreencol sin tener un
portafolio tan diversificado de productos. La firma caleña se dedica principalmente a la instalación de
sistemas solares y eólicos en industrias y hogares tanto pegados de la red como completamente
independientes. Esta firma tiene importantes clientes en el departamento dentro de los cuales se
encuentran importantes jugadores del sector industrial nacional. Aprovechando su experticia,
reconocimiento y éxito la empresa comenzó a expandir sus operaciones a lo largo y ancho del país
atrayendo gigantes del sector industrial pero más importante se empezó a vincular con el sector público.
Los gerentes de Colgeólica comprendieron que la manera más fácil de popularizar sus productos y
servicios con el sector público era vincularse directamente con los mandatarios locales. Partiendo de esta
idea se empezó a contactar a los alcaldes y líderes de diferentes municipios que a su vez fueran una ZNI
(Colgeolica, 2016). Con la aprobación local se procedió a instalar paneles solares y mini generadores
eólicos que permitieran ahorrar combustible durante de las horas del día a aportaran un poco más de
estabilidad a la red local. Viendo los beneficios de estos sistemas, pequeños proyectos empezaron a surgir
en una alianza público-privada para aumentar la instalación de sistemas renovables de generación de
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energía en viviendas locales que permitieran generar un ahorro en combustibles fósiles y tener una mayor
capacidad instalada para que las familias puedan hacer uso de sus electrodomésticos sin ningún problema
(Colgeolica, 2016).
En cuanto a las empresas convencionales tanto públicas como privadas se encuentra una
participación despreciable de energías renovables dentro de su canasta de consumo más allá de lo que
proporciona la red al ponderarse el efecto de las hidroeléctricas del SIN. El principal hecho que lleva a esto
es el estado de implementación de la ley 1715 de 2014 que hasta hace un par de semanas no había
aclarado el alcance de la ley, metodología de implementación o beneficios económicos y tributarios. Sin
unos parámetros básicos de diseño e implementación las empresas no cuentan con suficiente información
para diseñar, comprar e implementar sistemas de generación renovable. Una de las principales zonas
oscuras de la ley era la implementación y reglamentación de los contadores eléctricos de doble vía, ya
que como la gran mayoría de las personas sabe, el principal problema que presenta la generación solar y
eólica es su confiabilidad.
Las fluctuaciones de radiación solar y velocidad del viento pueden ser bastante grandes
dependiendo de la ubicación geográfica al interior de Colombia, época del año y si el país se encuentra
bajo el efecto de algún fenómeno climático como “El Niño” o “La Niña”. Para atenuar el efecto de dichas
condiciones estocásticas se debe tener en cuenta el límite inferior de las condiciones que se esperan de
tal manera que la potencia generada supla las necesidades en condiciones desfavorables mediante la
realización de un estudio de disponibilidad del recurso de generación. Para complementar dicho estudio
se debe tener en cuenta el artículo 2.2.3. de la ley 1715 y el decreto 2143 de 2015 (UPME, 2016), que
permite cuantificar la deducción de impuestos según la renta líquida del contribuyente y el valor de la
inversión, para lograr el mayor beneficio tributario sin que el máximo valor deducible difiera de la
deducción real (deducible es mayor al 50% de la renta líquida). Al garantizar que la deducción de
impuestos se maximizará se tendrán dos principales alternativas, que la capacidad instalada no sea capaz
de suplir las necesidades energéticas de la planta o que excédanlos requerimientos. La primera alternativa
no presenta ningún inconveniente dado que la empresa tendrá que consumir la energía que le hace falta
de la red logrando así una disminución en la factura eléctrica de acuerdo con la porción de cogeneración.
El según escenario resulta de mayor importancia ya que la planta de generación es capaz de
exceder las necesidades energéticas de la empresa. Esta situación lleva a una producción en exceso de
energía que no puede ser aprovechada por la empresa lo que indica una subutilización de los activos vista
como un incremento en el precio del kWh consumido dado que se realizó una inversión superior a las
14
necesidades de la planta. Para esto se tiene pensada la instalación y utilización de contadores de energía
eléctrica de doble vía. El objetivo de la medida es que tanto las personas como empresas que generen
más energía de la que usan puedan vender dicho exceso a la red de manera instantánea lo que puede ser
visto como un abono para momentos de consumo donde se requiera potencia de la red o un saldo a favor
del usuario al haber generado más de lo consumido. Sin esta posibilidad, la cogeneración carece de un
fundamento que proporciona a los posibles inversionistas con cierto grado de seguridad que permite
tener un retorno adecuado sobre la inversión.
3.3. En la Comunidad
Actualmente el trabajo comunitario realizado para aumentar la cobertura eléctrica en zonas
rurales es insuficiente cuando se tiene en cuenta el gran porcentaje de habitantes sin acceso al recurso.
Por pocos que sean, se están logrando ciertos avances desde el lado comunitario para mejorar la situación
energética rural, dentro de los cuales cabe resaltar el voluntariado eléctrico de la CVC (Corporación
autónoma del valle del Cauca) que en los últimos años han adquirido un papel sorprendente dentro del
desarrollo eléctrico del departamento. Hace poco más de quince años, este grupo compuesto
principalmente por jóvenes emprendieron una aventura que tenía como meta mejorar la calidad de vida
de un gran número de vallecaucanos que no se encontraban conectados al SIN. Valiéndose de su esfuerzo
y perseverancia contactaron un sinnúmero de veces a los representantes de USAID (Agencia
estadounidense para el desarrollo internacional) en Colombia buscando su respaldo para los múltiples
proyectos que pensaban desarrollar (USAID, 2014). Finalmente obtuvieron una respuesta positiva por
parte de la entidad norteamericana a principios del 2003 y procedieron a poner sus planes en marcha. Los
primeros proyectos se basaban en instalar paneles solares y pequeñas turbinas hidráulicas para
proporcionar electricidad en hogares, escuelas y talleres alejados de la cabecera municipal y desarrollar
las distintas localidades. Los proyectos tuvieron un impacto sorprendente al ver que los niños estaban
terminando sus estudias y algunos de ellos ingresaban a entidades de educación continuada, los talleres
fueron creciendo convirtiendo algunos en pequeñas empresas con un par de decenas de empleados y los
problemas respiratorios en menores comenzaron a desaparecer.
Viendo el gran impacto logrado por los primeros proyectos, el valle del cauca se convirtió en la
ubicación principal de USAID para proyectos energéticos ayudando a más de dos mil quinientos habitantes
en los primeros ocho años (Walton, Spinard, & Torres, 2014). Mediante las operaciones fueron creciendo
se empezaron a sumar más participantes dentro de los cuales se encontraba EPSA (Empresas energéticas
del Pacífico S.A.) que no solo proporcionaría importantes recursos económicos sino también técnicos dado
15
que contaba con información de las comunidades que mayores necesidades energéticas tenían en el
momento. Al analizar los ejemplares más críticos de la muestra se identificaron un par de veredas cercanas
a Buenaventura. Inicialmente cada una tenía alrededor de cuarenta habitantes en el momento de la
instalación de los paneles solares y turbina hidráulica que proporcionarían con electricidad a sus
habitantes. Un año después de haberse instalado los equipos, se logró medir el número de beneficiados
en 187 habitantes visto como un crecimiento de la población a más del doble con una introducción de
nuevas actividades y sistemas económicos (Gobernación del Valle del Cauca, 2015). Asombrados por el
gran impacto logrado, los voluntarios junto con los representantes de USAID empezaron a buscar una
manera de mostrar al país las virtudes de los sistemas renovables de energía.
Esta oportunidad se materializó en el 2014 cuando el departamento de energía de los estados
unidos seleccionó a Cali como la parada de Latinoamérica y el Caribe para el Solar Decathlon del 2015.
Esta competencia traería a la capital del Valle las mejores universidades de la región en busca de la misma
meta: La construcción de una casa habitable 100% solar que incluya una ejecución económica desde el
punto de vista arquitectónico e ingenieril. Cada uno de los proyectos fabricados para esta competencia
sería capaz de funcionar como una vivienda rural autosuficiente en las horas del día. El evento fue un éxito
total a contar con 20 equipos de 20-25 personas cada uno y cada uno fue capaz de fabricar una solución
de manera satisfactoria. El evento se desarrolló de tal manera que los medios, empresas y participantes
internacionales quedaron sorprendidos con los resultados y ejecución de la competencia. El asombro fue
a tal grado que los jueces norteamericanos dijeron nunca haber visto algo así por lo que la versión 2017
se llevará a cabo en la misma ciudad con nuevos retos sumados a las metas anteriores: La construcción
de una casa habitable que genere el 100% de la energía que consume durante el día a partir de paneles
solares, tenga su propia planta de tratamiento de agua y pueda ser vendida como una solución a posibles
inversionistas. El presupuesto se incrementó de $50,000 a $65,000 USD por equipo, pero por primera vez
se darán premios en efectivo a los ganadores iniciando con $100,000 USD para cada equipo que sea capaz
de ejecutar su proyecto llegando a una vivienda funcional hasta $300,000 USD para el ganador de la
competencia (Solar Decathlon, 2016).
Continuando con los esfuerzos comunitarios se debe mencionar el Centro Experimental las
Gaviotas con centro de operaciones en Bogotá. Este centro se dedica principalmente a la venta de turbinas
eólicas para el bombeo de agua, calentadores solares, bombas hidráulicas de ariete y bombas manuales
de agua. Las ventas de los equipos se han dado por todo Colombia, aunque la gran mayoría de los
productos se encuentran instalados en los llanos orientales. Los calentadores de agua solares de tipo
16
gaviotas fueron muy populares en Medellín en la urbanización Villa Nueva proporcionando agua caliente
a 958 apartamentos y posteriormente en Ciudad Tunal, Bogotá, donde se instalaron más de 5000
unidades siendo esta la instalación de calefacción solar residencial más grande del mundo. Mientras en el
centro se continuaba investigando y desarrollando nuevos productos para la venta, se creaba la Fundación
Centro Experimental las Gaviotas que posteriormente absorbería las operaciones convencionales y
quedaría todo bajo el mismo nombre. Mientras se continuaban desarrollando los equipos de venta, el
dueño Paolo Lugari empezaba a idear y diseñar soluciones energéticas ambientalmente amigables para
ubicaciones aisladas. Dentro de las principales invenciones se destacan: Un hervidor solar capaz de
suministrar agua potable a una familia usando únicamente la radiación solar, bombas de agua operadas
por molinos de viento, una cocina solar que usa aceite de algodón y múltiples aislantes que permite
cocinar aun entrada la noche, adaptación de bomba de agua manual para funcionar en los soportes de un
sube y baja de 2 o cuatro puestos y micro turbinas hidráulicas axiales que permiten la generación de
energía eléctrica con pequeñas caídas (Fundación Centro Experimental Las Gaviotas, 2016).
Resulta claro que las soluciones propuestas por el centro buscaban solucionar problemas a los
que únicamente se ven expuestos los habitantes de las regiones rurales del país, bastante alejados de la
cabecera municipal y con un suministro eléctrico muy bajo o inexistente. La idea principal del centro
seguía siendo vender los equipos con el fin de pagar los sueldos de los empleados, pero con los excedentes
de efectivo se empezarían a financiar donaciones y obras de interés social. Al conocer a sus principales
clientes en la región Orinoquía, se pudo evidenciar de manera directa las difíciles condiciones que
afrontaban algunos habitantes de la región lo que llevó a un interés aún mayor en ayudar a los
perjudicados. Con fondos propios, externos y de los municipios a ayudar la fundación empezó a instalar
sus equipos en poblaciones no solo muy alejadas de ciudades principales sino con una calidad de vida baja
solucionable con los productos que ellos fabricaban. Con la ayuda de bombas tipo sube y baja se podía
presentar una solución en una comunidad que trajera entretenimiento a los niños mientras su dicha se
podía aprovechar para el abastecimiento hídrico que posteriormente podía ser tratada con hervidores
solares. Donde el viento es bastante abundante se puede reemplazar o complementar las bombas
manuales con los molinos de viento y continuar el acondicionamiento del recurso con la radiación solar.
Al 2012 se han instalado más de 5,000 molinos de viento, 15,000 bombas manuales y de balancín y más
de 1,000 hervidores de agua en el país enfocándose en las ubicaciones más alejadas y necesitadas. La
Fundación logró demostrar con sus acciones e invenciones que la solución no siempre es la generación de
energía eléctrica, sino que se pueden usar los recursos naturales y disponibles para realizar actividades
17
que en una situación convencional necesitaría electricidad (Fundación Centro Experimental Las Gaviotas,
2016).
3.4. En el Gobierno
Actualmente existe un plan diseñado por la UPME que busca suministrar energía eléctrica a las
regiones que actualmente no cuentan con el recurso. Para realizar la valoración del proyecto se usa un
diagrama de flujo estándar que aplica para todos los casos. El modelo de aprobación s bastante
complejo, pero se puede resumir en lo siguiente:
1. Una población se debe definir como parte de la cabecera municipal, un corregimiento, un caserío o
población bajo inspección. En las primeras tres definiciones se considera una posible conexión para el
suministro eléctrico. En el último caso, la población debe ser inspeccionada para ver en que categoría se
clasificará para poder incluirlos dentro del plan de conexión.
2. Se establecen las entradas del modelo de valuación como oferta y demanda para evaluar los pasos a
seguir. La demanda se modela como en número de viviendas sin conexión en el lugar ya que permite
dimensionar cuantos hogares necesitaran del recurso en la zona de estudio. La oferta se ve como las
subestaciones de plantas diesel cercanas a la población.
3. Se definen las restricciones del modelo que incluyen limitaciones geográficas disponibilidad de agua, estar
ubicado dentro de un parque natural o reserva, el terreno tanto en el sitio como en sus alrededores y
finalmente la infraestructura vial en los alrededores del lugar para llevar maquinaria, materiales y equipos.
Posteriormente entran restricciones técnicas donde se ve la distancia que hay a la torre más cercana del
sistema interconectado nacional, se valida la posibilidad de instalar generadores diesel en la zona, red de
conexión local para diseñar una central de distribución local, etc. Finalmente se incorporan las
restricciones económicas donde se analiza la disponibilidad de recursos provenientes de los distintos
fondos enfocados a ampliar la cobertura eléctrica del país.
4. Se procede a recorrer el diagrama dependiendo de las características específicas de la población con la
que se trata para llegar a una posible solución. A lo largo del proceso se usan distintos indicadores de
rendimiento y figuras de mérito con el fin de transitar el diagrama de la manera más adecuada. Una vez
se cuenta con toda la información se llega a una de las posibles soluciones.
5. Se llega a un resultado del proceso donde la población puede verse en alguna de estas situaciones:
5.1. La población se encuentra lo suficientemente cerca de una subestación eléctrica y cuenta con la población
necesaria para que la conexión se deba hacer bajo una inversión del operador de red y se cumplen las
metas de cobertura.
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5.2. La población se encuentra a una distancia donde se puede realizar una interconexión a la red, pero no
tiene la población necesaria para que sea responsabilidad del operador de red.
5.2.1. La población es lo suficientemente grande para que los costos de distribución no representen una gran
porción del costo energético por lo que se incorpora un sobrecosto en la tarifa y el MinMinas queda con
la protestad de realizar la conexión y entregar los clientes al operador de red y se cumple la meta de
cobertura.
5.2.2. El porcentaje de distribución representaría un sobrecosto significativo en el costo de energía por lo que
se debe recurrir a financiación adicional del Fondo de Apoyo Financiero para la Energización de las Zonas
Rurales Interconectadas (FAER) para realizar una redistribución de los recursos e instalar una central
regional que permita la interconexión de múltiples poblaciones. Se logra la meta de cobertura de múltiples
poblaciones con fondos extraoficiales.
5.3. La población no puede ser conectada a la red eléctrica nacional.
5.3.1. La población se encuentra a menos de un kilómetro de una planta de generación autógena y se puede
proceder realizar la conexión mediante un préstamo de capital del Fondo de Apoyo Financiero para la
Energización de las Zonas No Interconectadas (FAZNI).
5.3.2. La población no puede conectarse a una planta generadora por lo que se recurre al FANZI para obtener
recursos y proporcionar electricidad.
Los resultados anteriores se pueden dividir en dos grupos. El primero es el que permite conectar
a los futuros usuarios al sistema interconectado nacional y su consumo energético provendrá de las
distintas fuentes de generación nacionales. El segundo grupo y posiblemente el más importante para este
estudio contiene a las poblaciones rurales que deben obtener su energía a partir de fuentes autógenas u
Off-Grid. Este grupo usa principalmente generadores conectados a motores de combustión interna que
usan diesel, gas natural o GLP donde las últimas dos fuentes han adquirido especial importancia en los
últimos años viendo que son consideradas fuentes no convencionales de generación de energía y están
sujetas a ahorros tributarios y demás beneficios financieros. No obstante, aunque el plan de incremento
de cobertura eléctrica no ataca el problema esencial que radica en sistemas tradicionales de generación
de energía a base de combustibles fósiles para suplir las necesidades rurales. A parte de financiar e instalar
sistemas de fuentes no renovables, el actual modelo de evaluación de viabilidad se enfoca en la posible
interconexión debido a los grandes costos de los equipos, lamentablemente no contempla las pequeñas
que permanecen privadas de un recurso tan indispensable como la electricidad (UPME, 2015).
19
Gráfica 1. Proceso validación para instalación eléctrica (UPME, 2015).
Al referirse a la Tabla 1 se puede ver que en el 2012 la cobertura eléctrica a nivel nacional era de
96.1% que al compararse con el 90.2% del 2003 demuestra un incremento de casi 600 puntos base en
nueve años sin tener en cuenta el crecimiento de la población (UPME, 2003). Lamentablemente, el
crecimiento de la población no se ve correctamente reflejado en las estadísticas presentados por el
gobierno nacional dado que los porcentajes son vistos como familias conectadas. Al analizar los datos
presentados por el DANE, se puede ver que la familia promedio dentro del casco urbano es de 3.8
miembros por vivienda, mientras que en las zonas rurales asciende a un valor de 6.2 personas por
20
vivienda. Lo anterior demuestra que el índice de cobertura de energía nacional desprecia la tendencia que
vive el país de tener familias muy numerosas en los sectores alejados de las cabezas municipales al
reconocer que una casa de seis miembros sin energía sea igual a una de cuatro. Finalmente, lo que termina
sucediendo es que las familias numerosas de las áreas urbanas del país se ven ignoradas de manera parcial
al ser ponderadas con igual peso que una de dos individuos en la cabecera municipal.
A parte de esto resulta claro que el mayor esfuerzo entablado por parte del gobierno es la
evolución del proyecto que fomenta las energías renovables y las fuentes no convencionales de
generación. A lo largo de diez años, cuatro periodos presidenciales y más de seis ministros de minas y
energía el proyecto que empezó con una definición como fuente no convencional de energía ha ido
evolucionando hasta convertirse en una ley y tener su propia guía de inversión que busca reestablecer la
seguridad financiera nacional para diferentes jugadores. Intentar explicar a profundidad las bases y
alcance de la ley 1715 de 2014 es un proyecto que ni siquiera el estado ha logrado en su totalidad a lo
largo de los dos años de vigencia de la misma lo que indica que pretender hacerlo en este documento
sería más que absurdo. Lo que si es relevante para este estudio son los beneficios tributarios e incentivos
económicos puestos en marcha que buscan acelerar el proceso de compra, instalación y operación de
equipos de generación novedosos y de fuentes renovables o no convencionales. Estos beneficios serán
tratados más adelante en detalle para poder comprender de manera correcta su alcance y beneficio.
4. Energías Renovables como Solución
Como se ha evidenciado a lo largo del trabajo, la solución que se planteará para la falta de
cobertura eléctrica se hará desde las energías renovables debido a sus múltiples ventajas a ser expuestas
a continuación. Debido a las condiciones generales del país se presentarán tres alternativas para la
generación de energía eléctrica: Solar Fotovoltaica, Eólica e Hidroeléctrica. La primera solución se
selecciona debido a la ubicación del país lo que presenta múltiples ventajas tanto geográficas como
climáticas a ser presentadas más adelante. Para la segunda alternativa se parte del hecho que
Colombia es de los pocos países del mundo que cuentan no solo con dos frentes costeros, sino que cuenta
con múltiples zonas de vientos categoría VII a lo largo del año, conceptos a ser profundizados más
adelante. Finalmente, la generación hidroeléctrica tiene un papel gigante en el país hace varias décadas
debido a la gran riqueza hídrica que se presenta en el territorio nacional combinado con una geografía
muy quebrada que permite tener grandes caídas en distancias muy cortas. A lo anterior se debe sumar
que en los últimos años se han inaugurado un sinnúmero de proyectos hidroeléctricos de pequeño
21
tamaño que han llevado a que esto se convierta en una gran industria. Dicha popularidad ha llevado a que
el ministerio de minas y energía remueva las PCH´s de la lista de fuentes no convencionales de energía e
inclusive se está pensado regular el sector levemente para permitir una competencia justa entre los
distintos jugadores. Debido a estos factores, estas plantas aún se consideran como potenciales soluciones
a la problemática, pero el hecho de que exista una industria formal y bien establecida alrededor de esta
metodología ha llevado a disminuir su presencia en este documento. De manera complementaria, aún
existe un sinnúmero de avances en los otros dos campos que llevan a que estas tecnologías sigan en
estado temprano con mucho camino por recorrer y un panorama muy interesante a futuro (NREL, 2016).
4.1. Solar Fotovoltaica
La energía solar fotovoltaica existe hace varias décadas tal y como la conocemos ahora. Los
paneles contienen en su interior arreglos de celdas electrónicas que usan la radiación solar para iniciar el
movimiento de los electrones con cierto voltaje y corriente dependiendo de la energía incidente. En los
últimos años la creciente popularidad de la energía fotovoltaica ha llevado a una caída constante en el
precio de los equipos gracias a la masificación en producción, alta demanda y gran competencia entre los
fabricantes para destacarse ante los compradores. Gran parte de la fuerza que ha adquirido esta
metodología de producción de energía eléctrica viene de un elemento fundamental y es que la radiación
solar es gratis, les llega a todos los habitantes de la tierra y no se espera que se acabe en los próximos
miles de milenios sumado a que aprovecha el espacio que normalmente se desperdicia en el techo de una
vivienda y la lluvia que incida sobre estos ayuda a limpiarlos y mantenerlos en óptimas condiciones de
operación. Su creciente popularidad ha permitido que las aplicaciones vayan desde unos cuantos
centímetros cuadrados para energizar una calculadora hasta gigantescas granjas solares que energice
toda una comunidad.
Aunque en el presente existen múltiples tecnologías y modalidades de fabricar las celdas
fotovoltaicas, todas se pueden agrupar dentro de tres grupos: vieja tecnología, estándar de mercado y
alta tecnología. En el primer grupo se encuentran las modalidades anteriores de fabricar los módulos
solares en los que se usaban distintos metales como cadmio y telurio, pero sus bajas eficiencias con
respecto al estándar de mercado actual no permiten que sean competitivas en instalaciones de hogar sin
embargo pueden ser más económicas de producir y por ello algunas siguen apareciendo en ciertos
productos donde la eficiencia no es esencial.
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En el estándar de mercado se encuentran los paneles fabricados a partir de Silicio en sus tres
presentaciones, monocristalino, amorfo y micromorfo. En esta familia se obtienen eficiencias de
conversión de energía de 8%-21% dependiendo de la microestructura del material, grosor de las láminas
de silicio y demás secretos de cada fabricante. Debido a que esta tecnología ha presentado la mayor
trayectoria la investigación sobre esta es bastante extensa de manera que la eficiencia ha ido aumentando
con el tiempo mientras los precios caen.
Finalmente se tienen los paneles solares de última tecnología, estos ejemplares son fabricados y
probados como parte del programa de investigación y desarrollo tanto de las compañías como de muchas
universidades. Los productos tratados en esta categoría no se encuentran disponibles en el mercado. El
laboratorio de investigación de energías renovables de los Estados Unidos (NREL) ha venido tabulando el
desempeño de todas las tecnologías a lo largo del tiempo como se muestra en la Gráfica 2. Evolución de
los Paneles Solares en el Tiempo . El continuo avance en el mundo de los materiales permite comprender
las características de los mismos con un mayor grado de profundidad lo que permite darle nuevas
aplicaciones a materiales tradicionales. Adicionalmente con la evolución de los procesos de manufactura
y procesos de conformado molecular existe la posibilidad de ordenar materiales conocidos en estructuras
no esperadas para dicha familia de materiales (NREL, 2016).
Con el aumento de la eficiencia de los paneles, las nuevas tecnologías llegan a un estado de madurez y las
que son viables para ser el nuevo estándar de mercado se pueden masificar de tal manera que los precios
disminuyan y las opciones más novedosas adquieran una mayor participación de mercado. Mientras los
avances tecnológicos se dan con los paneles, los fabricantes dedican parte de sus recursos a mejorar los
soportes sobre los que se montan los mismos para facilitar su instalación. En paralelo, los fabricantes de
equipos electrónicos como inverters realizan el mismo proceso de investigación y desarrollo que permiten
tener eficiencias más altas, costos de fabricación e instalación más bajos para atraer nuevos clientes.
23
Gráfica 2. Evolución de los Paneles Solares en el Tiempo (NREL, 2016).
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La evolución de los precios de los equipos y sus distintos costos asociados se presenta a
continuación:
Gráfica 3. Evolución de los precios de montajes Fotovoltaicos (NREL, 2016)
La gráfica anterior logra mostrar los avances que se han logrado en el mundo de las instalaciones
solares fotovoltaicas. La evolución de los precios ejemplifica los beneficios que esta solución puede traer
a una vivienda o comunidad. Las mediciones necesarias para validar la viabilidad de un proyecto
fotovoltaico son más sencillas que las que se necesitan en un proyecto eólico dado que la radiación solar
tiene fluctuaciones menores con las variaciones de altura que la velocidad del viento. Las medidas
tomadas por las estaciones de monitoreo climático del IDEAM resultan ser pobres para cuestiones de
potencial eólico debido a su cercanía al suelo, grandes grados de interferencia con sus alrededores y un
único punto de muestreo por torre. De manera contraria, estas mediciones permiten aproximar el
potencial solar de la zona ya que los piranómetros encargados de medir la radiación solar de la zona son
menos sensibles a variables como la altura de instalación y a menos de que los alrededores proyecten una
sombra sobre el sensor, las medidas no se deberían ver afectadas. Con el mapa solar construido por el
IDEAM una persona puede obtener una aproximación a la disponibilidad solar en una zona para efectos
de un estudio de pre-factibilidad y posteriormente se puede realizar una medición in-situ para verificar
las medidas (MinMinas, 2010). Una vez validado el potencial solar local se puede dimensionar el arreglo
necesario para suplir los requerimientos energéticos de la casa.
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Una vez instalados los paneles las labores de mantenimiento son prácticamente nulas ya que la lluvia
es capaz de limpiar los paneles de manera general y una limpieza detallada de vez en cuando acompañada
de una revisión de tornillería y montaje. Es a partir de este momento que se comienzan a ver las
dificultades que vienen con una instalación solar. La principal es el horario de generación ya que el 90%
de la energía se genera entre las seis de la mañana y las seis de la tarde lo que no permite una correcta
distribución de la energía a lo largo de la franja horaria restante. Para solucionar esta problemática existen
dos alternativas principales. La primera y más adecuada es usar un sistema “Grid-Tied” o pegado a la red
donde en la franja diurna se aprovecha la energía generada para el hogar, el excedente puede ser vendido
a la red con la ayuda de contadores de doble vía y durante la noche se puede usar la red para suplir las
necesidades de la vivienda. Lastimosamente para efectos de este trabajo se requiere que las viviendas de
estudio no se encuentren conectadas a la red visto como un escenario únicamente de generación y no
cogeneración. Para esta situación se deben considerar dos posibilidades: La primera se basa en que los
paneles generen de manera plena mientras la radiación solar lo permite y cuando estos no son capaces
de suplir la demanda se usa un generador diesel, de gas natural o GLP para cubrir el déficit. La segunda
alternativa es la instalación de bancos de baterías sean de plomo-ácido o litio para almacenar el excedente
producido durante el día y usarlo en las horas de la noche. En general las dos alternativas se deben
ponderar por precio para decidir cuál es más apropiada para cada escenario usando la métrica de costo
normalizado de energía. Esta medida de desempeño únicamente cuantifica el costo energético esperado
del montaje sin tener en cuenta los posibles impactos ambientales de cada alternativa. Dicho estudio se
realizará más adelante en el estudio.
4.2. Eólica
La energía del viento ha sido aprovechada por los seres humanos desde hace cientos de años para
aplicaciones que van desde batir banderas hasta hacer navegar grandes embarcaciones. Con el pasar del
tiempo, una gran variedad de rotores empieza a aparecer con el fin de transformar la energía cinética del
viento en energía mecánica para potenciar maquinaria como bombas de agua, molinos de grano, entre
otros. Entrando a los ochentas y con la energía eléctrica en su auge, algunas compañías europeas,
lideradas por los daneses, empezaron a fabricar generadores eólicos capaces de transformar la energía
del viento en unos cuantos kilovatios eléctricos. El uso de estos equipos en zonas rurales o costeras fueron
tendiendo el camino para los desarrollos futuros que culminan con los generadores modernos.
Dado que la gran mayoría de los equipos para generación en mediana y gran escala requieren
altas velocidades de viento, su diseño parte de la implementación de un eje horizontal que permite tener
26
rotores de gran diámetro orientados de manera perpendicular al flujo del viento. Sin embargo, para
aplicaciones de menor potencia existen los equipos eólicos de eje vertical que en situaciones de bajas
velocidades de viento logran operar generando unos cuantos kilovatios de potencia. Aunque
recientemente se han realizado múltiples proyectos que buscan estudiar este tipo de aerogeneradores a
gran escala, no se han obtenido resultados concluyentes. Lo que sí es claro es que el desempeño de los
equipos se encuentra no solo depende de la velocidad esperada del viento sino también de la manera en
que se distribuye dicho régimen eólico.
Para la aplicación planteada se pueden emplear equipos de ambas familias una vez realizado el
estudio del recurso eólico disponible ya que la distribución de velocidad determinará el tipo de
aerogenerador a instalar si es que este resulta ser viable.
Para realizar dicho estudio, el ministerio de minas y energía tiene dos prácticas aceptadas que se
deben cumplir para la instalación de parques eólicos de mediana y gran escala. La primera es realizar una
medición directa del recurso disponible por un periodo de diez años lo que garantiza que se conoce de
manera completa el comportamiento del mismo y se puede aproximar su comportamiento en un futuro
basado en las variaciones observadas. La teoría detrás de esta metodología supone que en un periodo tan
extenso de tiempo se deberían poder observar los distintos fenómenos climáticos que afectan el
comportamiento estable del recurso y saber con un alto grado de certeza el comportamiento que se
puede esperar del viento tanto de manera anual como de manera mensual.
De manera complementaria existe la forma alterna de medición del recurso eólico que requiere
torres de medición un poco más tecnificadas, pero solo se hace por un periodo de dos años. Con la ayuda
de torres de medición que tienen sensores a lo largo de su altura se pueden recolectar datos de velocidad
del viento, presión atmosférica, humedad, temperatura y dirección del viento. Todos estos datos son
registrados por el sistema de adquisición de manera discreta, tendiendo a continua cuando se presenta
una gran volatilidad en los datos. Con todos estos datos se puede relacionar el desempeño del viento con
las diferentes variables que indican eventualidades climáticas. A partir de estas relaciones resulta posible
obtener el comportamiento del viento esperado para los dos años con sus correspondientes
eventualidades y usarlos como entradas en un modelo probabilístico. En dicho procedimiento se ajusta el
comportamiento a una distribución de tipo Weibull obteniendo dos parámetros como salidas: la velocidad
característica o parámetro de escala y el módulo de Weibull o parámetro de forma. El primero refleja el
comportamiento de los datos y sugiere una velocidad proporcional a la media observada en los datos
obtenidos y sugiere la altura o escala como su nombre lo dice que se espera de la distribución. El
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parámetro de forma identifica el comportamiento del viento y la manera en que las diferentes velocidades
presentan sus frecuencias de ocurrencia. Módulos de Weibull inferiores a 2.5 sugieren un
comportamiento de alta densidad de probabilidad por debajo de la velocidad característica, distribuciones
con K entre 2.5 y 4.5 se logra obtener un comportamiento bastante centrado con respecto a la velocidad
característica donde se destaca el 3.5 por ser muy similar a una distribución normal. Finalmente, factores
superiores a 4.5 indican distribuciones orientadas a velocidades esperadas mayores a la característica y
no suelen ser muy usuales.
Habiendo caracterizado de manera completa el recurso disponible se puede proceder a hacer la
selección de los equipos. Para esto siempre se debe contar con el régimen eólico esperado dado que las
velocidades de operación de los equipos dependen de ello y el uso seguro de los mismos depende las
velocidades máximas que puedan darse en un momento. Con el régimen esperado se puede seleccionar
un equipo que pueda operar a potencia nominal en la gran mayoría del tiempo con el fin de tener altos
factores de planta y sacar el máximo provecho a la capacidad instalada. De igual forma se debe tener en
cuenta las probabilidades que existen de tener vientos fuera de lo común dado que a ciertas velocidades
los equipos dejaran de generar para protegerse a ellos mismos o dejaran de existir. Los diferentes sistemas
de control de los equipos buscan proteger el suministro de energía y la unidad en todo momento. Es por
lo que al percibir fuertes vientos capaces de llevar al rotor a girar a velocidades sorprendentes los
elementos de control se activan para frenar el equipo y detener su generación; de no ser así, las altas
velocidades angulares sumadas con un perfil de velocidad no uniformen introduce un desbalanceo
dinámico al equipo lo que puede llevar a su destrucción. Debido a esto se deben tener garantías de que
el equipo a ser instalado se encuentre en capacidades de soportar todos los vientos tanto medidos como
predichos por el modelo.
Los sistemas eólicos no siempre deben ser usados para generación de energía eléctrica dado que
el objetivo del rotor es convertir la energía del viento en energía mecánica en el eje. Esta energía puede
ser aprovechada para múltiples usos donde se destaca la molienda de granos, bombeo de agua y en los
últimos años la generación energética ha adquirido un papel dominante. Este último ejemplo ha crecido
significativamente debido a que los fabricantes han aprovechado el hecho de que los grandes
aerogeneradores pueden ser conectados a la red para suministrar energía de manera libre de
combustibles o contaminación. Debido a las altas eficiencias logradas por estos equipos de gran tamaño,
la investigación y disponibilidad de productos más compactos ha ido disminuyendo. A este hecho se debe
adicionar que en la gran mayoría de países que se busca comprar aerogeneradores, la electrificación de
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poblaciones rurales no es el objetivo de la inversión por lo que la complejidad de los mismos tiende a
aumentar y su capacidad de operar en una población alejada se ve imposibilitada.
Para poder solucionar los problemas que se presentan en las poblaciones rurales de interés se
debe considerar que la mayoría de los equipos disponible en el mercado no serán los indicados para
proveer el servicio requerido. Como se discutió, las potencias disponibles y niveles de tecnología requerida
superan ampliamente las condiciones que se discuten. Los equipos más indicados para suplir las
necesidades deben oscilar entre los diez y cuarenta metros de alto con rotores entre cinco y veinte metros
de diámetro, equipos con tecnologías inferiores al estándar de mercado, pero con un panorama que
sugiere una caída de precios a lo largo de los próximos años (NREL, 2016). Con estas dimensiones se puede
adaptar un generador al equipo o unidades de bombeo que permitan suplir las necesidades de la
población. Debido al enfoque de este estudio, en los ejemplos presentados más adelante solo se enfocará
en las capacidades de generación de estos equipos.
5. ¿Qué se Necesita Hacer?
En esta sección se busca proponer ciertas iniciativas basadas en el trabajo realizado en el capítulo 3
junto con propuestas y directrices de demás países que se ajusten directamente al escenario colombiano
o se requieran ciertas modificaciones para ser implementadas. Inicialmente se busca atacar las falencias
de lo que actualmente se está haciendo o complementar las estrategias exitosas. Adicionalmente se
estudiarán diferentes políticas o programas internacionales diseñados para atacar problemáticas similares
a las locales y aumentar la efectividad de las existentes. Finalmente se estudiará la posibilidad de proponer
nuevas medidas que alteren, complementen o reemplacen las existentes para maximizar el impacto sobre
la cobertura rural colombiana.
5.1. En la Academia
A partir de los trabajos analizados en la sección 3.1 queda claro que actualmente existen múltiples
esfuerzos por parte de la academia para entender la problemática que afronta el país. Los problemas
expuestos a lo largo de la revista de ingeniería de la Universidad de los Andes en su edición número 44
son atacados desde una visión integral de la ingeniería donde sus distintas ramificaciones se unen para
proponer distintas soluciones que permitan interactuar entre sí para el bien común. En este caso se puede
ver como la ingeniería civil provee diferentes propuestas para el desarrollo de infraestructura vial
(Sánchez, 2016) a las poblaciones alejadas de la cabecera municipal lo que lleva a un desarrollo económico
y en conjunto con las propuestas de la ingeniería mecánica proporciona las vías de acceso necesarias para
29
poder instalar equipos de generación eléctrica que mejoran la calidad de vida de sus pobladores de
manera significativa (Angulo, 2016). Lastimosamente todos estos “avances” y propuestas no pasan del
papel a materializarse en proyectos reales que tengan un verdadero impacto sobre las vidas de las
personas. Para remediar esta situación se propone establecer medidas como algunas competencias
realizadas en países desarrollados en donde una entidad del estado escoge una población afectada y
desarrolla el planteamiento del caso. Una vez el documento ha sido finalizado este es estregado a las
diferentes universidades del país para que estas incluyan el concurso dentro de su programa para el
próximo semestre.
Más allá del esfuerzo requerido por el estado para realizar un estudio de su propia población, esta
metodología requiere un esfuerzo particular de parte de la academia en el sentido que requiere de cierta
programación y flexibilidad que no suele caracterizar las entidades educativas de educación superior.
Debido a la pluralidad requerida para atacar el problema se necesita que los diferentes departamentos
de las universidades aprueben el proyecto como una electiva profesional de las diferentes carreras que
se requieren para afrontar el caso. Un proceso de selección se requeriría para garantizar la calidad de las
personas que conformen el grupo tanto a nivel profesional como personal dado que la interacción de las
diferentes personas se debe garantizar para el mejor desarrollo posible. El principal objetivo del proyecto
radica en solucionar la problemática que afrontan las poblaciones con un presupuesto preestablecido
permitiendo que los estudiantes se aventuren en su primer proyecto real con el premio de que el ganador
de la competencia obtenga reconocimiento de la prensa y logre que su visión se haga realidad.
Además de lograr una solución que permite mejorar la calidad de vida de las personas que habitan las
zonas rurales de no interconectadas, los estudiantes que participan en la competencia logran fortalecer
sus habilidades de trabajo en equipo, traducen su conocimiento teórico en algo verdaderamente práctico
y tienen la oportunidad de hacer parte de un selecto grupo que logra hacer de su país un mejor lugar.
La iniciativa propuesta resulta ser ventajosa para todos los jugadores involucrados y ha sido usada
múltiples veces en el pasado ya que fortalece la relación estado-academia, cimenta el compromiso que
las personas deberían sentir por la comunidad y elimina la responsabilidad y gastos de diseño del proyecto
por parte del estado.
Desde un punto de vista teórico y formativo las electivas tradicionales pueden ser una gran
oportunidad de aprendizaje, pero dado su alcance y enfoque específico resulta ser útil para un contado
número de estudiantes. De manera contraria, aprender acerca de un tema que lastimosamente hace parte
30
de la gran realidad colombiana resulta ser útil para todo tipo de estudiante ya que es una ventana al sector
externo entendido como procesos de licitación, aplicaciones reales de la teoría, proyectos de desarrollo
social y trabajo en equipos multidisciplinarios.
5.2. En la Industria
Colombia es uno de esos países que cuanta con un gigantesco potencial hídrico del cual solo parte ha
sido ha sido explotado para la generación energética. Lo anterior se puede evidenciar al reconocer la
existencia de grandes proyectos de bajo caudal y gran caída aun por explotar, que aguas abajo permiten
tener un afluente de mayor caudal con menos caída, ideal para equipos Francis y finalmente grandes
centrales de tipo Kaplan que aprovechen ríos de gran caudal y pequeñas cabezas hidráulicas. Aunque en
el país ya existen varias instalaciones Francis, aun no existe la primera gran central Kaplan indicativo del
gran potencial aun inexplorado. En este sector ya existen múltiples jugadores desde gigantes como EPM
e Isagen hasta los pequeños que únicamente se dedican a explotar el mundo de las PCH´s.
A diferencia de otros países del mundo, los sectores energéticos renovables de gran escala aún no
han sido explotados y no se tiene ningún ejemplo considerable de operación y generación constante. En
distintos países del mundo, el sector eólico y solar para generación de energía han adquirido una gran
importancia debido a los beneficios tributarios que existen en dichos países para estas instalaciones, los
bonos verdes que trae la generación energética limpia y la gran rentabilidad de dichos proyectos que no
cesan de atraer inversionistas. Cuando estas actividades se formalizan como un nuevo sector los grandes
inversionistas pueden percibir esto como un asset-class independiente para actividades de inversión.
Además de introducir nuevas oportunidades de inversión que permiten la diversificación, estos activos
presentan una correlación fuertemente negativa con la principal fuente de generación nacional, las
grandes centrales hidroeléctricas. Lo anterior se debe a que en los países situados tan cerca al ecuador
los fenómenos climáticos como “El Niño” o “La Niña” presentan un comportamiento opuesto a las
regiones al norte o sur de la latitud 20 y es acompañado por un cambio en el régimen de los vientos y
radiación solar (MinMinas, 2010). En los países ecuatoriales, El Niño se evidencia por periodos de gran
sequía que van acompañados por un incremento en la velocidad del viento producto de la gran radiación
solar que se percibe por tener el cielo despejado la gran mayoría del tiempo. Lo anterior permite tener
sistemas eólicos y solares que apoyen a las centrales hidroeléctricas cuando estas se encuentran en su
momento más débil dado que en época de sequía se pueden tener los paneles solares y aerogeneradores
operando a su máxima potencia más horas del día lo que lleva a un uso más racional de los embalses y
disminuye el riesgo de racionamiento o apagón. De manera contraria, durante la niña se espera una
31
pluviosidad fuera de lo común que viene acompañada con alta nubosidad y velocidades del viento más
tenues. Durante estos eventos el exceso hídrico permite tener los equipos hidroeléctricos operando a
mayor capacidad lo que suple la deficiencia de los equipos complementarios. Lo anterior indica una
correlación altamente negativa que sugiere una gran posibilidad de diversificación desde el punto de vista
de inversión como de operación. Dicho sistema permite tener una red auto-confiable donde el mismo
clima determina que equipos adquieren mayores participaciones en la canasta dependiendo de la
disponibilidad de lluvia, viento y sol (GIE, 2016).
Una de las propuestas que ha funcionado en el exterior es permitir proyectos de inversión en el sector
rural para desarrollar el suministro de energía con fondos privados. Es necesario que el proyecto sea
ambicioso en cuanto a su tamaño para poder dividirlo en múltiples etapas y atraer múltiples
inversionistas. Dada la posibilidad de diversificación y el respaldo de una entidad como el ministerio de
minas proporciona la solidez necesaria para grandes jugadores como aseguradoras, fondos de pensión y
fondos mutuos de inversión participen del proceso. La meta de la empresa formada es suministrar energía
en las zonas rurales del país a un precio inferior que el CNE de equipos diesel.
En caso de cumplirse la visión de la empresa se podría llegar a tener una red eléctrica rural en
Colombia que se vaya agrandando conforme la necesidad de las poblaciones. Uno de los sentidos de
expansión debe ser hacia la torre del SIN más cercana logrando que en una sola conexión se logre
empalmar ambas redes, aumentando la cobertura del SIN de manera significativa al absorber la red rural
(Minminas, 2016).
Dicho proyecto puede hacer parte de las asociaciones público-privadas (APP) que propone en el
estado para acelerar el desarrollo del país. Durante la vida útil del proyecto, la empresa que se adjudique
el proyecto es capaz de operar los equipos, manejar la transmisión y distribución manteniendo los
protocolos de ISA que permitan juntar las dos redes en el vencimiento del proyecto. Aprovechando las
actuales políticas de expansión de cobertura eléctrica rural se puede ver que existen algunas micro-redes
rurales abastecidas por diferentes equipos diesel sean de manera individual o como centros de
generación. Estos puntos de generación generalmente se usan como semillas para el proyecto dado que
la aportan estabilidad a la red y en conjunto tienen suficiente potencia para reestablecer el servicio en
caso de un apagón. Mientras se empiezan a instalar los equipos tanto solares como eólicos, la red diesel
puede seguir operando con normalidad mientras su peso en la canasta se diluye gracias a la entrada de
las nuevas fuentes. Con una capacidad instala superior a la demanda se puede empezar a expandir la red
32
hacia las poblaciones aledañas en paralelo con la instalación de equipos de generación en dichas
ubicaciones para que cuenten con un suministro parcial mientras se hace la conexión. Conforme el
proyecto va avanzando se pueden ir abriendo diferentes etapas teniendo en cuenta el éxito de etapas
anteriores y capital disponible de inversionistas para determinar su agresividad expansiva. El proyecto
busca aprovechar los beneficios fiscales otorgados a fuentes de generación no convencionales para
aumentar la rentabilidad del proyecto y retorno a los accionistas mientras se lleva a cabo un proyecto de
impacto social (UPME, 2007). Mientras los proyectos sigan creciendo y las poblaciones semillas sean
explotadas, el sector se irá fortaleciendo para dar paso a proyectos futuros de grandes granjas solares o
eólicas.
5.3. En la Comunidad
El trabajo comunitario es de alta importancia para mover las fichas del proyecto en la dirección
correcta viendo que actualmente existen múltiples instituciones y organizaciones dedicadas a desarrollar
áreas rurales a través de la comunidad. Esta categoría resulta ser bastante compleja cuando se tiene en
cuenta que es difícil de reglamentar o incentivar mediante políticas de estado o beneficios tributarios
dado que generalmente las vinculaciones a grupos de labor social son más por vocación y desarrollo
personal que por una ventaja económica. A lo anterior se debe sumar la falta de conocimiento técnico y
científico de una gran mayoría de estas poblaciones que limita las propuestas o desarrollos que pueden
realizar por su cuenta. Para solventar lo anterior se requiere un esfuerzo por parte de las personas que ya
son miembros de entidades que fomentan el desarrollo social desde la comunidad. Un claro ejemplo es
el grupo de ingenieros sin fronteras que, aunque llevan a cabo múltiples proyectos de diseño e ingeniería
social de manera exitosa, presentan múltiples deficiencias a la hora de involucrar más voluntarios. Lo
anterior se dice ya que muy pocos ingenieros de misma universidad donde se desenvuelven con mayor
fortaleza conocen de la existencia del grupo de trabajo y sus proyectos. El esfuerzo realizado para atraer
nuevos integrantes es bajo y los medios de contacto para vincularse u obtener información adicional son
bastante escasos y la penetración de sus proyectos exitosos a los medios de interés es bastante baja lo
que dificulta el reconocimiento público del grupo.
A nivel mundial, los grupos como el presentado tienen un reconocimiento bastante alto que de
manera general motiva a que los jóvenes y miembros activos de la comunidad acudan para vincularse a
la entidad. El éxito percibido puede llegar a ser tan alto que se deben crear subdivisiones capaces de
atender las necesidades específicas que atraen a los voluntarios. Lo anterior es una versión simplificada
que llevó a la creación del grupo “Energía sin Fronteras”, una división independiente que nació de un
33
grupo de voluntarios de ingenieros sin fronteras con la meta de electrificar zonas rurales de países en
desarrollo (Energía sin Fronteras, 2016). Este grupo que inicialmente comenzó sus operaciones en Europa
y fue avanzando hacia distintas poblaciones del continente africano y finalmente llegó a Centro América
a principios del 2009 mediante una iniciativa de voluntarios locales que solicitaron de la ayuda del grupo
para llevar a cabo sus proyectos (Energía sin Fronteras, 2010).
Lo anterior demuestra que para lograr un avance significativo en el ámbito comunitario se necesita
un esfuerzo considerable de ambas partes. En primera instancia se necesita que los grupos dedicados a
actividades de desarrollo social sean más activos en los medios para que las personas se puedan enterar
de su existencia y puedan proceder a vincularse. Posteriormente se requiere una mayor movilización de
voluntarios o interesados que permita tener una mayor cantidad de proyectos en paralelo. Resulta claro
que, si el esfuerzo de los grupos existentes no se da primero, puede resultar muy difícil que un grupo de
personas se reúna para coordinar actividades dado su baja experiencia en el medio. En caso de alinearse
ambas metas, se pueden tener distintos grupos de desarrollo social con un gran número de usuarios
activos. Con este gran número de usuarios se puede empezar a pensar en abrir sedes o tener
representantes en distintas ciudades del país para desarrollar actividades más ambiciosas y efectivas.
5.4. En el Gobierno
A lo largo de los últimos meses el estado ha estado avanzando en la dirección correcta para permitir
que los proyectos de generación energética a partir de fuentes no convencionales se vuelvan una realidad.
Este proceso inició al definir las fuentes no convencionales de generación eléctrica en el 2007 (UPME,
2007), continua con la ley 1715 de 2014 que busca fomentar estos proyectos para ampliar la canasta
energética nacional (Congreso de la República, 2014) y culmina con su guía a los inversionistas para
aprovechar los incentivos económicos de la ley (UPME, 2016). Hasta hace poco tiempo los beneficios y
alcance de lay eran muy inciertos, esto dejaba cierta duda entre los posibles inversionistas de lo que se
podía esperar. Para fortuna de muchos de muchos, la guía para el inversionista energético publicada por
el ministerio de minas y energía permite apreciar los procedimientos requeridos para beneficiarse de las
medias, que tipo de inversiones son deducibles de impuestos y las normas para no perder los incentivos.
Con directrices más claras los proyectos pueden ser dimensionados de acuerdo a las deducciones máximas
permisible de tal manera se saca el mayor provecho de los incentivos y se maximiza la rentabilidad de la
inversión. Las movidas tomadas por el gobierno van en la dirección correcta y demuestran una clara
evolución del proceso a lo largo de los últimos nueve años, sin embargo, aún queda bastante por hacer.
34
La guía expuesta presenta diferentes diagramas de flujo que en teoría guían a la persona a lo largo del
proceso para realizar la inversión y posteriormente recibir sus incentivos. Al observar dichos diagramas
en detalle, queda claro que el proceso puede ser bastante confuso y a lo largo del mismo existen
diferentes obstáculos que fácilmente pueden llevar al rechazo de la aplicación del usuario. Para solventar
lo anterior se debería hacer una guía similar a la existente que resuma los procesos de redención de
incentivos de tal manera que quede claro el proceso que deba seguir una persona desde antes de la
inversión hasta el momento en que puede redimir su ahorro tributario ante la DIAN. Lo anterior otorgaría
un grado adicional de confianza para inversionistas tanto locales como extranjeros demostrando que el
objetivo principal del estado es fomentar la inversión y los proyectos de generación más que trabar los
procesos de aplicación de incentivos. Esta medida es consistente con la evolución del proceso general y
otorgaría un grado de confianza adicional que facilitaría los procesos para personas con un capital
disponible medio y bajo al no tener que recurrir a diferentes expertos tributarios para entender el alcance
del proceso dejando una mayor suma de dinero disponible para equipos e inversión tangible.
Si se toman las propuestas planteadas en las secciones de academia e industria (5.1 y 5.2) se puede
ver que ambas claramente dependen de iniciativas estatales.
En el primer caso, los estudios internos acerca del estado de ciertas poblaciones rurales se deben
transcribir y replantear para que sean un caso de estudio universitario. En este escenario se requiere que
las personas encargadas de diligenciar el reporte vayan un paso más allá y pregunten a los pobladores de
la zona acerca de sus necesidades, cuantifiquen el potencial solar y eólico un par de semanas, identifiquen
fuentes hídricas cercanas y sean capaces de caracterizar su caudal y caída. Con lo anterior se puede
elaborar el documento en donde se plasmen las necesidades de la población y la disponibilidad de
recursos para poder transformas dichas necesidades en requerimientos y proceder a solucionarlos. La
creatividad de las soluciones y eficiencia energética de las viviendas se encuentra plenamente a discreción
de los participantes y pueden ser tan vanguardistas como estos consideren. Si un equipo considera que lo
adecuado es usar luces led y otro prefiere usar arquitectura sostenible para aprovechar la luz natural están
en todo su derecho ya que lo hacen con el beneficio de las familias en mente.
En el segundo escenario se requiere el involucramiento del estado para abrir los procesos de licitación
de generación, transmisión y distribución en las zonas rurales no interconectadas. A partir de estos
procesos se pueden crear las empresas que estarán encargadas de dichas obras y la operación de la red
eléctrica rural según las recomendaciones y normativas de ISA para permitir que en un futuro cercano se
pueda realizar el empalme entre la red rural y el SIN. Nuevamente todos estos procesos requieren de
35
recursos por parte del gobierno para realizar el estudio necesario, plantear las condiciones y normas de
la licitación y finalmente revisar todas las propuestas de los participantes para adjudicar el proyecto al
más indicado.
6. Estudio Económico
Uno de los aspectos más importantes del proyecto es poder validar que las soluciones propuestas
en conjunto con el alcance de los incentivos de la ley 1715 hacen el proyecto viable e inclusive atractivo
para las personas involucradas, sean habitantes o inversionistas. Para realizar este estudio se plantean
distintos escenarios en donde se compara la diferencia entre una solución sin los beneficios planteados
por la ley y el resultado de aplicar los incentivos en su totalidad. Para complementar el análisis de costo
normalizado de energía CNE, se procede a calcular la tasa de descuento apropiada para el sector de
generación energético en Colombia y poder calcular el costo descontado de la energía.
6.1. Cálculo del CNE
Con la ayuda de las métricas obtenidas en los diferentes documentos del NREL se pueden
dimensionar sistemas solares y eólicos tanto independientes como apoyados por baterías, generadores
diesel y de gas natural. En todos los escenarios se dimensiona un sistema con 10kW de potencia instala
en fuentes renovables y se usa un generador de 10kW para que apoye al sistema en los momentos que
presenta dificultades.
Dentro de las métricas se tienen precios sugeridos para los equipos tanto de generación como
inverters y controladores de carga (NREL, 2016) (NREL, 2016). Se usa un precio de $2.5 USD por cada galón
de diesel y $1.25 USD por cada m3 de gas natural; estos valores incluyen un ajuste debido a los costos de
transporte asociados, pero sobretasas más bajas debido a que son municipios alejados con recaudos
inferiores por impuestos a hidrocarburos. En las métricas se pueden encontrar los factores de planta
sugeridos para cada una de las soluciones así como las tarifas esperadas de mantenimiento y los años en
los que se debe realizar un mantenimiento preventivo con mayor detalle que en años comunes y
corrientes.
36
Gráfica 4. Sistema Solar Independiente
Gráfica 5. Sistema Eólico Independiente
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
0 5 10 15 20 25
Co
sto
Acu
mu
lad
o (
USD
)
Año
Solar Independiente
SIN BENEFICIOS CON BENEFICIOS
0
50000
100000
150000
200000
250000
0 5 10 15 20 25
Co
sto
Acu
mu
lad
o (
USD
)
Año
Eólico Independiente
SIN BENEFICIOS CON BENEFICIOS
37
Gráfica 6. Sistema Solar + Baterías
Gráfica 7. Sistema Eólico + Baterias
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
0 5 10 15 20 25
Co
sto
Acu
mu
lad
o (
USD
)
Año
Solar + Baterías
SIN BENEFICIOS CON BENEFICIOS
0
50000
100000
150000
200000
250000
0 5 10 15 20 25
Co
sto
Acu
mu
lad
o (
USD
)
Año
Eólico + Baterías
SIN BENEFICIOS CON BENEFICIOS
38
Gráfica 8. Sistema Solar + Generador Diesel
Gráfica 9. Sistema Eólico + Generador Diesel
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
0 5 10 15 20 25
Co
sto
Acu
mu
lad
o (
USD
)
Año
Solar + Gen. Diesel
SIN BENEFICOS CON BENEFICIOS
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
400000
0 5 10 15 20 25
Co
sto
Acu
mu
lad
o (
USD
)
Año
Eólico + Gen. Diesel
SIN BENEFICIOS CON BENEFICIOS
39
Gráfica 10. Sistema Solar + Generador Gas Natural
Gráfica 11. Sistema Eólico + Generador Gas Natural
0
50000
100000
150000
200000
250000
0 5 10 15 20 25
Co
sto
Acu
mu
lad
o (
USD
)
Año
Solar + Gen. Gas Natural
SIN BENEFICIOS CON BENEFICIOS
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
0 5 10 15 20 25
Co
sto
Acu
mu
lad
o (
USD
)
Año
Eólico + Gen. Gas Natural
SIN BENEFICIOS CON BENEFICIOS
40
CNE (USD/kWh) Solar Independiente Solar + Baterias Solar + Gen Diesel Solar + Gen Gas
SIN BENEFICIOS 0.31 0.36 0.43 0.39
CON BENEFICIOS 0.25 0.29 0.40 0.36 Tabla 2. CNE equipos Solares
CNE (USD/kWh) Eólico Independiente Eólico + Baterias Eólico + Gen Diesel Eólico + Gen Gas
SIN BENEFICIOS 0.34 0.37 0.45 0.43
CON BENEFICIOS 0.29 0.31 0.42 0.39 Tabla 3. CNE equipos Eólicos
A partir de los resultados presentados se puede ver que al aplicar los distintos beneficios
prometidos en la guía de inversión se obtiene una reducción del CNE de aproximadamente 10%. Este
beneficio se presenta como un ahora en la tarifa eléctrica para los usuarios, pero no refleja correctamente
el ahorro tangible que pueden esperar dado que el costo de energía no tiene en cuenta el valor del dinero
en el tiempo. Para hacer este ajuste se debe calcular la tasa de descuento del sector de generación
eléctrica en Colombia para obtener el costo energético presente.
6.2. Cálculo de la tasa de descuento
A continuación, se presenta la metodología usada para calcular el costo de capital del sector de
Generación:
𝑊𝐴𝐶𝐶 = 𝐾𝐷 ∙ (1 − 𝜏) ∙𝐷
𝐷 + 𝐸+ 𝐾𝐸 ∙
𝐸
𝐷 + 𝐸
Se presenta la estructura general del WACC y se procede a analizar sus elementos de manera individual.
𝐾𝐷 = 𝑟𝑓 + 𝑆𝑝𝑟𝑒𝑎𝑑 + 𝑅𝑃
El primer término de la estructura del costo de capital es el costo de la deuda que se puede
aproximar por la metodología de Buiding Blocks. Para esto se tienen tres elementos que se deben sumar,
la tasa libre de riesgo, margen de intermediación obtenido a partir de la calificación de riesgo empresarial
y el riesgo país que otorga una prima por riesgo asociada a operar en un mercado emergente.
𝑟𝑓 = 𝑡𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑝𝑜𝑡 10𝑦 𝑈𝑆 𝑇𝐵𝑖𝑙𝑙𝑠 𝑆𝑝𝑟𝑒𝑎𝑑 = 𝑇𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑅𝑃 = 𝑅𝑖𝑒𝑠𝑔𝑜 𝑃𝑎í𝑠
41
Se presentan los métodos de cuantificar las variables asociadas al costo de la deuda en donde la
tasa libre de riesgo se toma como la tasa spot de los bonos a diez años del tesoro americano. Con la
calificación de riesgo de la compañía se puede acudir a las tablas del profesor Damodaran para ver cuál
es la tasa asociada a cada medida de riesgo corporativo (Damodaran, 2016). Finalmente se presenta el
riesgo país, elemento que puede ser calculado de múltiples maneras las cuales serán explicadas más
adelante.
𝑅𝑃 =𝐸𝑀𝐵𝐼 𝑏. 𝑝.
100 % ó 𝐶𝐷𝑆 𝑆𝑝𝑟𝑒𝑎𝑑
Para el cálculo del riesgo país existen dos metodologías bastante aceptadas debido a la manera
en que se calculan y cercanía entre sus resultados. El primer método es usar el EMBI (Emerging Market
Bond Index) de JP Morgan en donde se asigna una medida de riesgo adicional a partir de los bonos
soberanos que busca cuantificar únicamente la incertidumbre del país. La segunda metodología aceptada
es el spread de los CDS (Credit Default Swaps) sobre los bonos soberanos locales. Los CDS son
instrumentos que transan en el mercado de capitales donde el emisor del derivado promete pagar los
flujos de un bono al tenedor cuando el emisor del bono haga default. El precio de estos instrumentos
fluctúa como cualquier otro security con base a la información pasada, presente y expectativas futuras,
sin embargo, lo que más incide en el precio del instrumento son las expectativas de default y diferentes
situaciones políticas dentro del país. Si se calcula la variación entre los precios de los CDS se obtiene una
medida de riesgo local.
𝐷
𝐷 + 𝐸=
𝐷𝐸
𝐷𝐸 + 1
𝐸
𝐷 + 𝐸=
1
𝐷𝐸 + 1
Para las ponderaciones donde se tiene en cuenta la estructura de capital, se puede dividir arriba
y abajo por el equity de la compañía para que toda la expresión quede en términos de la relación D/E.
𝐷
𝐸= ∑
𝐷𝑖
𝐸𝑖∙
1
𝑛
𝑛
𝑖=1
=𝐷
��
42
𝑛 = 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎𝑠 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑎𝑟𝑎𝑏𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑠𝑡𝑎
Para calcular la relación D/E a ser usada en el WACC se toma el promedio de dicha relación de las
diferentes compañías que conforman la canasta de comparables.
𝐾𝐸 = 𝐾𝐷 ∙ (1 − 𝜏) + [(𝑟𝑚 − 𝑟𝑓) + 𝑅𝑃]𝛽𝐸
El costo de equity se calcula usando el modelo del CAPM donde dos de las variables coinciden con
las usadas para el costo de la deuda y las otras dos son de fuentes externas.
𝑟𝑓 = 𝑇𝑎𝑠𝑎 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑖𝑒𝑠𝑔𝑜 (𝑟𝑚 − 𝑟𝑓) = 𝑃𝑟𝑖𝑚𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑟𝑖𝑒𝑠𝑔𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑒𝑟𝑐𝑎𝑑𝑜
𝑅𝑃 = 𝑅𝑖𝑒𝑠𝑔𝑜 𝑃𝑎í𝑠 𝛽𝐸 = 𝐵𝑒𝑡𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝐸𝑞𝑢𝑖𝑡𝑦 ó𝑝𝑡𝑖𝑚𝑜
(𝑟𝑚 − 𝑟𝑓) = 𝐼𝑏𝑏𝑜𝑡𝑠𝑜𝑛 𝐴𝑠𝑠𝑜𝑐𝑖𝑎𝑡𝑒𝑠 𝐿𝑜𝑛𝑔 𝐻𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛 𝐸𝑞𝑢𝑖𝑡𝑦 𝑅𝑖𝑠𝑘 𝑃𝑟𝑒𝑚𝑖𝑎
El rendimiento del mercado en exceso con respecto a la tasa libre de riesgo se conoce como la
prima por riesgo y es el factor que multiplica la beta del equity para escalar el rendimiento del activo
según su riesgo. Para este caso se obtiene a partir de una serie histórica desde 1926 proporcionada por
Ibbotson Associates.
𝛽𝐸 = ��𝑈 ∙ (1 + (��
��∙ (1 − 𝜏𝑐)))
La beta del equity se obtiene a partir del apalancamiento de la beta desapalancada óptima usando
la relación D/E óptima y la tasa impositiva de impuestos local.
43
��𝑈 = ∑ 𝐵𝑈𝑖 ∙1
𝑛
𝑛
𝑖=1
𝛽𝑈𝑖= 𝛽𝐸𝑖/ (1 + (
𝐷𝑖
𝐸𝑖∙ (1 − 𝜏𝑖)))
La beta desapalancada óptima se obtiene a partir del promedio simple de las betas
desapalancadas de cada una de las compañías de la canasta. Dichas betas se obtienen a partir de la beta
del equity de cada compañía desapalancandolas con las estructuras D/E de cada empresa y tasa de
impuestos del país en que operan.
𝐾𝐷 = 𝑟𝑓 + 𝑆𝑝𝑟𝑒𝑎𝑑 + 𝑅𝑃 = 1.79% + 2.5% + 2.92% = 7.21%
𝐾𝐷𝐴. 𝑇. = 𝐾𝐷 ∙ (1 − 𝜏) = 4.76%
Compañía Ticker País VMD VME D/E Tax
Rate
Raw
Beta
Light SA LIGT3 BZ Brasil 7,265.3 2,023.0 3.591 0.34 0.856
AES ELPA SA AELP3 BZ Brasil 3,754.4 941.1 3.989 0.34 0.897
ENERSIS SA ENERSICH CI Chile 1,012,653.2 3,808,126.4 0.266 0.24 0.268
EMPRESA ELECTRICA COLBUN
MACHICURA SA COLBUN CI Chile 1,307,621.7 2,812,976.7 0.465 0.24 0.483
EDP - ENERGIAS DO BRASIL SA ENBR3 BZ Brasil 6,396.0 5,992.2 1.067 0.34 0.546
EMPRESA NACIONAL DE
ELECTRICIDAD SA
ENDESACH
CI Chile 919,442.8 7,642,641.0 0.120 0.24 0.629
CPFL Energía SA CPFE3 BZ Brasil 20,433.6 19,463.1 1.050 0.34 0.715
CIA ENERGITECA DE MINAS
GERAIS - CEMIG CMIG4 BZ Brasil 15,299.6 9,841.6 1.555 0.34 1.283
COPEL CPLE6 BZ Brasil 7819.8 5046.2 1.550 0.34 1.119
EQUATORIAL ENERGIA EQTL3 BZ Brasil 3748.5 8134.2 0.461 0.34 0.442
Tabla 4. Canasta de Compañías Comparables (Bloomberg, 2016)
𝐷
𝐸= ∑
𝐷𝑖
𝐸𝑖∙
1
𝑛
𝑛
𝑖=1
=𝐷
��
= 1.411
Compañía D/E Tax Rate Raw Beta Bu
Light SA 3.591 0.34 0.856 0.254
AES ELPA SA 3.989 0.34 0.897 0.247
ENERSIS SA 0.266 0.24 0.268 0.223
44
EMPRESA ELECTRICA COLBUN MACHICURA SA 0.465 0.24 0.483 0.357
EDP - ENERGIAS DO BRASIL SA 1.067 0.34 0.546 0.320
EMPRESA NACIONAL DE ELECTRICIDAD SA 0.120 0.24 0.629 0.576
CPFL Energía SA 1.050 0.34 0.715 0.422
CIA ENERGITECA DE MINAS GERAIS - CEMIG 1.555 0.34 1.283 0.633
COPEL 1.550 0.34 1.119 0.553
EQUATORIAL ENERGIA 0.461 0.34 0.442 0.339
Tabla 5. Betas Desapalacadas de la canasta
��𝑈 = ∑ 𝐵𝑈𝑖 ∙1
𝑛
𝑛
𝑖=1
= 0.393 𝛽𝑈𝑖= 𝛽𝐸𝑖/ (1 + (
𝐷𝑖
𝐸𝑖∙ (1 − 𝜏𝑖)))
𝛽𝐸 = ��𝑈 ∙ (1 + (��
��∙ (1 − 𝜏𝑐))) = 0.758
𝐾𝐸 = 𝐾𝐷 ∙ (1 − 𝜏) + [(𝑟𝑚 − 𝑟𝑓) + 𝑅𝑃]𝛽𝐸 = 11.79%
𝑊𝐴𝐶𝐶 = 𝐾𝐷 ∙ (1 − 𝜏) ∙𝐷
𝐷 + 𝐸+ 𝐾𝐸 ∙
𝐸
𝐷 + 𝐸= 𝟕. 𝟔𝟕%
𝛽𝐿 =𝛽𝐸
(1 + (����
))
= 0.314
𝐶𝐴𝑃𝑀 = 𝐾𝐷 ∙ (1 − 𝜏) + [(𝑟𝑚 − 𝑟𝑓) + 𝑅𝑃] ∙ 𝛽𝐿 = 𝟕. 𝟔𝟕%
Existe consistencia entre los métodos utilizados para el cálculo de la tasa de descuento y se puede
encontrar el costo de oportunidad esperado de una compañía del sector de generación en Colombia.
6.3. Costo Energético Presente
Habiendo encontrado la tasa de descuento apropiada para el sector energético se puede proceder
a descontar los costos del proyecto para ver cuál es la tarifa energética percibida en valor presente. Este
proceso se debe realizar ya que los beneficios tributarios son más fuertes en los primeros cinco años. En
45
estos periodos se puede deducir el 50% de la inversión realizada y estos flujos tiene un peso bastante alto
en valor presente por darse muy cerca del año cero.
Para los inversionistas esta cifra es más adecuada ya que les permite aproximar el valor presente
de lo que pueden cobrar a los usuarios por el servicio prestado. De esta manera se tiene una métrica que
proporciona mitad de la información necesaria para conocer la rentabilidad del proyecto en dase
operativa. Para conocer la segunda mitad se requiere el CNE de operar los equipos para poder encontrar
el beneficio marginal que percibe la compañía. A continuación, se presentan los costos presentes de
energía:
CPE (USD/kWh) Solar Independiente Solar + Baterias Solar + Gen Diesel Solar + Gen Gas
SIN BENEFICIOS 0.21 0.24 0.25 0.23
CON BENEFICIOS 0.17 0.20 0.23 0.21 Tabla 6. Costos presentes de energía para instalaciones Solares
CPE (USD/kWh) Eólico Independiente Eólico + Baterias Eólico + Gen Diesel Eólico + Gen Gas
SIN BENEFICIOS 0.19 0.21 0.25 0.24
CON BENEFICIOS 0.16 0.18 0.23 0.21 Tabla 7. Costos presentes de energía para sistemas Eólicos
A partir de un estudio realizado por Fedesarrollo se puede pueden apreciar los costos normalizados de
operar los equipos para cuestiones de generación.
Gráfica 12. Costos normalizados de operación de equipos (FEDESARROLLO, 2013)
Resulta claro que con costos de operación máximos de cincuenta pesos por kWh y unos ingresos
en valor presente cercanos a los seiscientos pesos por kWh en valor presente, el proyecto planteado
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resulta ser muy atractivo en términos de rentabilidades esperadas para inversionistas. Es evidente que el
100% de los recursos captados no necesariamente serán ganancias debido a que se deben incorporar
gastos de transporte y logística al igual que gastos administrativos y de ventas. Lo único que queda
pendiente es evaluar si el proyecto resulta atractivo para los habitantes de la zona.
Para validar esto se recurre a un estudio realizado por una compañía que compara los costos
normalizados de energía de una solución renovable hibrida con equipos diesel a distintos costos de
combustible.
Gráfica 13. Comparativa de costos (Tetra Tech, 2016)
A partir de la gráfica se puede apreciar que la generación con diesel puede verse atractiva en ciertos
escenarios ya que la inversión inicial es casi despreciable. Cuando los equipos comienzan a funcionar es
que se puede ver que los costos de operación opacan completamente las ventajas iniciales. Estudiando
los datos presentados en la gráfica, resulta claro que los valores obtenidos para el CNE de los sistemas
solares y Eólicos son comparables con el resultado propuesto por la firma. Adicionalmente se puede
validar que la operación de equipos diesel resulta ser más costoso para los usuarios sin importar el
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precio del combustible dentro de los márgenes reales. Esto lleva a decir que el proyecto planteado
resulta ser ventajoso para los pobladores de las regiones rurales al igual que para los inversionistas y
operadores de la red rural planteada.
7. Conclusiones Para dar por terminado este estudio hay ciertas aclaraciones que se deben realizar. La más importante es
que en Colombia se están haciendo esfuerzos por parte de la academia, industria, comunidad y gobierno
para darle una mejor calidad de vida a las personas que viven en las ZNI del país entendiendo esto como
llevarles energía eléctrica y potencialmente darles la oportunidad de conectarse al SIN en un futuro
cercano.
Estos esfuerzos se dan ya que distintos jugadores de los sectores mencionados comprenden y reconocen
la existencia de una brecha entre las necesidades energéticas de estas poblaciones y la disponibilidad de
este recurso. Las consecuencias de este margen pueden tener ser algo tan sencillo como no tener energía
desde la media noche hasta el amanecer o algo tan complejo como la muerte de múltiples infantes de la
población ya que no se cuenta con la potencia necesaria para operar bombas de agua capaces de prestar
un servicio de agua potable a los habitantes.
Resulta claro que el esfuerzo realizado por la sociedad vista como una unión de los cuatro sectores
principales apuntan en la dirección correcta, pero son insuficientes a la hora de dar los avances
significativos que se requieren.
Afortunadamente existen soluciones de generación renovable que cada día se vuelven más baratas y
eficientes capaces de proveer soluciones a la problemática nacional.
Habiendo analizado las virtudes y capacidades de estas soluciones es posible plantear ciertos proyectos o
soluciones que busquen darle un rol más activo a la sociedad que permita maximizar el uso de los recursos
disponibles para darle una solución a la problemática.
Las soluciones planteadas van encarriladas con las capacidades y trayectorias de cada uno de los sectores
estudiados para que estas no solo sean “dar” por parte de las personas, sino que existan ciertos incentivos
que amplifiquen la motivación de las personas por participar y ayudar al país.
Con el fin de aportar credibilidad a las propuestas se realiza un estudio económico que busca dejar clara
la viabilidad de los proyectos apoyados en energías renovables. Esto se realiza al analizar cada familia de
soluciones en sus modalidades más comunes de instalación. Para cada modalidad se presenta el costo
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normalizado de energía tanto de manera nominal como en valor presente y se demuestra que estas
soluciones son ampliamente superiores aun sin los beneficios otorgados por la ley 1715 de 2014.
Al considerar los beneficios e incentivos de la ley el proyecto se vuelve aún más atractivo tanto para los
usuarios como para los posibles inversionistas que decidan incurrir en el proyecto.
Para finalizar, es importante dejar claro que los proyectos propuestos pueden ser ambiciosos, pero los
márgenes de retorno esperado de instalaciones de generación de energía a partir de fuentes renovables
otorgan un incentivo para que las personas decidan llevarlos a cabo. Se puede decir con seguridad que los
grandes proyectos solares y eólicos alrededor del mundo son más comunes cada día en parte por buscar
reducir la huella de carbono de una población, pero el verdadero motor de estas obras monumentales de
la ingeniera es que la rentabilidad es verdaderamente sorprendente.
8. Trabajos Futuros
Construyendo sobre lo realizado, sería interesante desarrollar un estudio que permita analizar las
distintas maneras en que se puede aprovechar el nuevo suministro energético para garantizar un servicio
de agua potable para las poblaciones. Esto se puede ver como instalación de equipos de bombeo de mayor
profundidad, pequeñas plantas de potabilización y líneas de conducción de agua desde una fuente
cercana hasta los habitantes de la población.
Se plantea este estudia ya que una de las principales evidencias de la existencia de la brecha es la
deficiencia de un sistema confiable de agua potable sea para consumo humano, animal o incluso vegetal
visto como un sistema de riego.
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