Diversificaciónde la matriz energética con energía eólica en el departamento de San Andrés yProvidencia.
Introducción.
Los combustibles fósiles han sido
la principal fuente de energía para la generación de electricidad, sin embargo,
esta forma de producción se ha visto afectada en las últimas décadas por
motivos ambientales, económicos y políticos, evidenciados por sus efectos negativos
en el cambio climático, la variabilidad de los precios y problemas con el
suministro de los combustibles, lo que ha incentivado que muchos países creen
políticas dirigidas a la aplicación de energías renovables, entre ellas la energía
eólica.
Se prevé que en 2030 la capacidad eólica terrestre de
Colombia alcance los 3.4 GW y
109 GW de energía, eólica off-shore. (UPME 2005).
Pinilla (2008) estimó que en la
región Caribe Colombiana es posible instalar 20 GW en parques eólicos y podrían
ser más de 50 GW si se extiende a las zonas de playa o mar.
Realpe, Diazgranados y Acevedo
(2012) realizaron una modelación y simulación de la generación de energía a
partir del viento en zonas no interconectadas (ZNI) y que presentan velocidades
anuales promedio de viento mayores a 4 m/s. Las zonas de estudio están ubicadas
en los departamentos de Boyacá, Nariño, Huila, La Guajira, las islas de San
Andrés y Providencia. Los resultados muestran que la mayor producción de
energía se presentaría en las estaciones: Gacheneca (Boyacá), El Embrujo (Providencia)
y Sesquicentenario (San Andrés).
En la actualidad, la energía eólica en Colombia representa
un 0,1% de la producción de energía nacional. Proviene del Parque Eólico Jepirachi situado en el
municipio de Uribia, La Guajira. Fue el primero que se construyó en 2003 y
requirió una inversión de 27,8 millones de dólares, cuenta con 15 turbinas eólicas Nordex N60 entre
las que se distribuye una producción total de 19,5 megavatios. En la
actualidad, el grupo español Elecnor
ha formalizado un contrato para la construcción de Guajira I, el segundo parque eólico de Colombia. Contará con
capacidad para generar 20 megavatios
y su presupuesto se situará en 31,7 millones de euros. La instalación estará
compuesta por 10 turbinas de 78
metros capaces de generar 2 MW cada una. Energía eólica en Colombia. (2022).
Fig. 1 Atlas de
radiación solar viento y energía eólica de Colombia U de Planeamiento
Minero-Energético - 2005
En Colombia existen zonas que
no tienen acceso a la red eléctrica, es decir, que no están conectadas al
Sistema Interconectado Nacional, se denominan zonas no interconectadas (ZNI).
En estas zonas el servicio se presta mayormente mediante plantas de generación
diésel, paneles solares y pequeñas centrales hidroeléctricas. Las energías
renovables, como la solar y la eólica, son alternativas para estas zonas, ya
que permiten a las comunidades tener energía independiente de la red eléctrica
que, además, contamina al medio ambiente. Esta solución no se ha implementado
ampliamente en Colombia debido a los costos de inversión que conlleva
implementarlas y al desconocimiento de muchos; sin embargo, podría traer
grandes beneficios, tanto económicos como sociales en el mediano a largo plazo.
(CREG, 2013).
La isla de San Andrés está ubicada a 750 kilómetros
del norte continental de Colombia, con una extensión total de 26 kilómetros
cuadrados con poco más de 55 mil habitantes y fuente principal de la economía
de San Andrés isla es el turismo y el comercio. (Aguilera Díaz, 2008).
Fig. 2. Isla de san Andrés
La problemática energética de la
isla está enmarcada por múltiples aspectos, entre ellos:
El
sistema actual de generación de energía eléctrica en el Archipiélago de San
Andrés, Providencia y Santa Catalina depende completamente de combustibles
fósiles, que es altamente contaminante y alejado del modelo de desarrollo que quiere
la isla, con un consumo de 21.6 millones de galones de diesel al año, con una generación
eléctrica cercana a 200 GWh/año, pero la energía facturable está entre los
155-165 GWh/año, congruentes con una perdida del 24%. (BID, 2016).
Cuenta con una potencia instalada de 83,6 MW Vs. demanda máxima de
potencia es de 31,4 MW.
Aunque cuenta con una cobertura del servicio eléctrico, presenta problemas de calidad y
la frecuencia producidos por inestabilidad (Mercado Castro, 2016).
Estos
se ven reflejado en el alto costo del servicio, donde se queman alrededor de
100 millones de pesos de diésel al día para suministrar electricidad a más de
19.000 usuarios, así como a las empresas y hoteles que ofrecen servicios
alrededor de 600.000 turistas al año. Como se muestra en la Gráfica 1.
Gráfica 1: Distribución
del consumo eléctrico por tipo de usuario 2014.
Banco Interamericano de Desarrollo, 2016.
Naturalmente,
la contaminación producto de la quema del combustible es una de las
consecuencias que deriva de este sistema de generación.
Aunque
en San Andrés existen proyectos de generación con fuentes no convencionales
como la planta de incineración de residuos sólidos urbanos con una capacidad de
generación eléctrica de 1,2 MW, esta no se utiliza. (Torres, 2021).
El
suministro de energía eléctrica se convierte en un reto, principalmente debido
a que, debido a su alto costo, el gobierno colombiano se ve en la necesidad de
subsidiar el 75% del servicio para que los usuarios puedan hacer uso de la
electricidad a precios accesibles. Por lo tanto, se hacen necesarias políticas
que garanticen una mejora en la prestación y la calidad del servicio, así como
la implementación de medidas que reduzcan los costos de generación y los gastos
de inversión gubernamentales y de los usuarios.
Fig.
3 Localización de la isla de san Andrés
Este
panorama hace atractiva la implementación de proyectos de generación con
fuentes no convencionales como la eólica, que aprovechan la fuerza del viento
para impulsar turbinas instaladas en aerogeneradores a gran altura y generan
electricidad a partir de esta. Lo que representa una reducción significativa en
el costo de generación al no haber la necesidad de comprar el combustible
requerido para hacer la transferencia de energía, y otra reducción en la emisión
de gases contaminantes que derivan de la quema de este.
Desarrollo.
Desde el 2009 el sector privado ha venido estudiando la posibilidad de
implementar energías limpias, y existe un deseo generalizado de parte de los
sanandresanos por encontrar alternativas de generación sostenibles que reduzcan
o reemplacen la participación del sistema de convencional por otro que utilice
las fuentes renovables y sea capaz de cubrir la demanda de las islas al tiempo
que tenga un impacto reducido sobre el medio ambiente.
El
hecho de que uno de los proyectos políticos que busca el gobierno del actual
presidente de Colombia, es el de hacer una transición energética enfocada a
reducir cada vez más el uso de los combustibles fósiles para generar
electricidad y apostarle a la implementación de tecnologías amigables con el
medio ambiente se convierte en un motor que puede impulsar la diversificación
de la matriz energética en el Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa
Catalina con fuentes generación no convencionales como la eólica y la solar.
Estudios
realizados por (Atlas de Viento. 2017), reveló que los valores de la densidad
de energía eólica en el mar Caribe son altos, mayores o iguales a los 1728 W/𝑚2.
Por
otro lado, ya existen en marcha proyectos de medición de la velocidad del
viento para tener datos más precisos del potencial de generación eólica, como
la torre de medición de viento instalada al sur de la isla de San Andrés por la
empresa SOPESA S.A. E.S.P., la cual se encuentra funcionando desde 2010.
Utilizando
como referencia datos más generales publicados en el sitio web Global Wind
Atlas (2022), se encuentra que la velocidad media anual de viento se encuentra
alrededor de los 4,8 m/s en las zonas de mayor viento a una altura de 10
metros, cifra que permite usar el perfil de viento de la isla con fines energéticos.
Grafica 2: Distribuciones de Weibull a diferentes
alturas, San Andrés Isla.
De
acuerdo con la norma IEC 61400-1 Sistemas de generación de energía eólica.
Parte 1: Requisitos de diseño. Las características del viento en San Andrés, a
una altura de 90 metros, se clasifica en viento tipo III. Esto ha permitido
hacer estudios para calcular medidas aproximadas del recurso eólico esperado a
la altura del buje del aerogenerador, como se muestra en la Gráfica 2. (Grueso,
2022)
Esto,
sumado a que según el IDEAM el recurso eólico suele venir en la misma dirección
durante todo el año, como se aprecia en figura 3. Más de un 50% del tiempo, el
viento viene en dirección Noreste, un 35% del tiempo viene en dirección Norte,
y un 11% viene en dirección Este. Este hecho representa una ventaja, ya que, al
moverse principalmente en los mismos cuadrantes durante todo el año, se puede planificar
mejor el diseño específico del aerogenerador.
Fig. 4 - Rosa de vientos de San
Andrés Isla
Un
estudio realizado por Grueso López, N. (2022). Revela una de las mejores ubicaciones
para los aerogeneradores en la isla de san Andrés (Ver figura 4), en una de
las zonas más altas de la isla (64 m), en zona rural alejada del perímetro
urbano y hotelero, sin limitación ambiental que impida el desarrollo del
proyecto y a una distancia cercana a la subestación eléctrica y a 500 m de una
carretera.
5 Ubicación seleccionada para
el aerogenerador y perfil de elevación.
Esta
información indica que existe un potencial favorable para la implementación de
la generación eólica a la matriz energética de San Andrés y Providencia, tanto
desde el punto de vista social, como geográfico y político.
Con
este potencial de generación observado se avaluó la factibilidad técnica y económica
para la implementación del aerogenerador Vestas V136 de 3450 kW, cuyo modelo
que la mejor de las opciones estudiadas.
Fig.
6 Selección del aerogenerador
Con
una potencia media de funcionamiento de 1799,25 kWh, una energía producida anualmente
de 15,76 GWh.
Con
una inversión total de 4,31 millones de dólares y costos de operación y
mantenimiento anuales de 0,4 millones de dólares anuales.
Un
análisis financiero del proyecto hecho sobre los supuestos de un precio de venta
de electricidad equivalente a 0,0711 dólares por kWh, un incremento anual del
precio de la energía por inflación del 3%, una tasa de interés 12,5 %, sin
considerar impuestos. Arrojó que el valor final del VAN fue de 8,1 millones (sumatoria
de todos los ingresos anuales y descontando la inversión inicia), el proyecto es
viable económicamente, con un retorno de la inversión en 7 años de operación
del aerogenerador
Las
emisiones evitadas de cada uno de los compuestos representan una disminución de
alrededor del 7,6% del total de emisiones por concepto de energía eléctrica en
la isla. En el caso específico del dióxido de carbono, las 10.471 toneladas
evitadas anualmente por la implementación del aerogenerador.
Fig.
8. Análisis financiero del proyecto
Conclusiones.
Es
un hecho el que el modelo actual de generación de energía eléctrica en San
Andrés y Providencia necesita una reestructuración debido al alto costo que
requiere para su funcionamiento, la necesidad del Estado de subsidiarlo para
hacerlo accesible a los usuarios, y la contaminación que genera.
Dado
que existe el interés por parte del Gobierno de implementar tecnologías limpias
para la generación de energía eléctrica que reemplacen los modelos que dependen
de la quema de combustibles fósiles, se puede inferir que se implementarán
proyectos de inversión para incentivar el desarrollo de proyectos de generación
eólica en el mediano plazo.
La
integración de generación eólica en San Andrés y Providencia es actualmente un
proyecto en desarrollo iniciado por la empresa SOPESA, la cual contempla la
construcción de un parque de generación eólico con una capacidad instalada de
7,5 MW que contaría con alrededor de 5 aerogeneradores para llegar a una
producción de energía eléctrica de 10 GWh al año.
Se
espera a que el Gobierno de Colombia promueva más proyectos de generación
eólica en el futuro y disponga de regulaciones e incentivos para que las
empresas participen en la diversificación de la matriz energética de San Andrés
y Providencia, apuntando a una cada vez mayor participación de las centrales de
generación.
Las velocidades medias anuales del viento a una altura de
10 m se calcularon como 5,51 m/s, 4,99 m/s, lo que representa un potencial real
para generación eléctrica.
Los datos muestran que las velocidades máximas del viento para las islas de San Andrés son durante junio/julio,
con un potencial en términos de
energía eólica se estimaron 3.828,07 MWh/año a 70 m de altitud.
El periodo de recuperación indicó que la construcción
de parques de generación eólica es económicamente viable al tener períodos de
recuperación de aproximadamente siete (7) años.
Referencias
Energía
eólica en Colombia. (2022). Lecciona. https://www.lecciona.com.co/que-es-la energia - eolica/
CREG.
(2013). Zonas no Interconectadas. Recuperado 13 de octubre de 2019, de http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:http://www.creg.gov.co/sectores/energia-electrica/zonas-no-interconectadas
Aguilera
Díaz, M. (2008). Geografía económica del Archipiélago de San Andrés, Providencia
y Santa Catalina. Bogotá: Banco de la República de Colombia.
Mercado
Castro, J. A. (2016). El costo de la energía amenaza la productividad en el
sector
comercial
en la isla de San Andrés. Universidad Nacional de Colombia, Facultad de
Administración.
Torres,
F. R. (2021). Estudio de Caso. San Andrés, Colombia: 10 años de un incinerador
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Hidrología, Atlas de viento de Colombia. 2017.
Global
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Grueso
López, N. (2022). Anteproyecto de un Parque Eólico en la isla de San Andrés,
Colombia financiado parcialmente por la comunidad local. Universitat de
Barcelona.
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Minero-Energético – 2005.
Pinilla,
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de Los Andes. Retrieved
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http://scholar.google.com/scholar?hl=en&btnG=Search&q=intitle:El+poder+del+viento+Wind+power#1
Realpe,
A., Diazgranados, J., & Acevedo, M. (2012). ELECTRICITY GENERATION AND WIND POTENTIAL ASSESSMENT
IN REGIONS OF COLOMBIA. Dyna, 79(171),
116 – 122.
