Revista26 by Cieepi Ecuador

Francisco Izurieta

Identificación de las Necesidades de Eficiencia Energética en el Transporte

Ing. Fernando Salinas

Transporte ElÉctrico de Carga en Ecuador, una Propuesta del CIEEPI

electricidad y telecomunicaciones

edición

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HASTA MARZO

año 2014

Pg. 5

Ing. Jorge Muñoz

Análisis de la Incidencia del uso de Cocinas Eléctricas de Inducción.

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SUMARIO Fernando Salinas 20 Ing. Transporte Eléctrico de Carga en

Ecuador, una Propuesta del CIEEPI

EDITORIAL

Ing. Fernando Salinas

ETAPA - Empresa Municipal de 26 Cuenca

Plan de Movilidad – Sistema Integrado de Transporte

Francisco Izurieta

Identificación de las Necesidades de Eficiencia Energética en el Transporte

Acebo Echevarría 29 Javier Electrificación sin Línea Aérea en el Tranvía de Cuatro Ríos, Cuenca (Ecuador)

Álvarez Bel 12 Carlos Guillermo Escrivá Escrivá Carlos Edo Solera

Análisis de la Integración Masiva en los Vehículos Eléctricos y Control de Frecuencia de la Red

Patricio Muñoz Vizhñay 38 Jorge Análisis de la Incidencia del Uso de Cocinas Eléctricas de Inducción

Revista CIEEPI Nº 26

Año 14- Nº 26 Consejo Editorial | Ing. Fernando Salinas Ing. Santiago Córdova Ing. Andrés Oquendo

Raúl Ruiz 41 Ing. Ing. Galo Cascante

Redes Inteligentes, “De la Idea a la Acción: el Mapa de Ruta, Camino a la Innovación" Parte II

Editor Arte| Ing. Patricio Vela marketing@cieepi.ec Coordinación/Comercialización | Lic. Gabriel Rosales administracion@cieepi.ec Diseño| Ing. Patricio Vela marketing@cieepi.ec Impresión| CIEEPI www.cieepi.ec|Fax (593-2) 2 500 442 Teléfonos 593 (2) 2 509 459/2 547 228 Daniel Hidalgo Oe1-50 y Av. 10 de Agosto Quito - Ecuador

Acceda a artículos complementarios en nuestro portal web CIEEPI www.cieepi.ec Esta es una publicación del Colegio de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos de Pichincha -CIEEPI Todos los derechos reservados. Prohibida la reproducción total o parcial sin permiso. Revista CIEEPI no se hace responsable por el contenido, opiniones, prácticas o cómo se utilice la información aquí publicada. Todos los materiales presentados, incluyendo logos y textos, se supone que son propiedad del proveedor y revista CIEEPI.

EDITORIAL mente. Estas importaciones por otra parte generan importantes problemas en el sector externo del país causando importaciones por $USD 5.441,3 millones –año 2012- y sumándose a ello el manejo de la política fiscal por los subsidios otorgados a este sector.

ING. FERNANDO SALINAS

Presidente del Colegio de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos del Ecuador-CIEEE Presidente del Colegio de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos de Pichincha-CIEEPI

n el inicio de este 2014 es gratificante dirigirme a la comunidad eléctrica y electrónica de Pichincha y de la Patria, siendo portador de este mensaje lleno de optimismo, fundado en la capacidad de un gremio en constante crecimiento y evolución, y mirar con convicción un futuro lleno de promesas y esperanza de días mejores. Colegas, que este año sea lleno de metas y realizaciones, de éxitos en lo profesional y personal. Esta nueva edición de la revista CIEEPI, tiene como tema central el transporte en el Ecuador, tema de vital trascendencia en la vida de los ecuatorianos, no solamente por su alta injerencia en el desarrollo de las actividades productivas, sino también, por sus profundas implicaciones en el manejo energético y económico del país. En este contexto, el transporte demanda más de la mitad de los recursos energéticos del país en un año. Esta situación no se constituiría en un problema si se contara con una capacidad de refinación de petróleo superior a la que el parque automotor, naviero y el transporte aéreo requieren para su normal desenvolvimiento. La problemática subyace en que, Ecuador siendo país exportador neto de petróleo requiere realizar importaciones de ingentes cantidades de derivados para abastecer el mercado interno que además crece acelerada e incontrolada-

CIEEPI Nº26 |2014

Revisando la matriz energética en el sector transporte, las estadísticas muestran que el transporte pesado constituye el 52% del consumo energético siendo en número un porcentaje de apenas el 11%. Entonces, es menester de las autoridades energéticas y del transporte del país, con la colaboración del sector privado y de la Sociedad Civil, la elaboración de un Plan Nacional de Transporte y Movilidad, que sea un documento que dote a este sector de un norte y un derrotero sobre el control de consumo energético y sus implicaciones conexas. Con el nuevo florecimiento del Sector Eléctrico, con la construcción de infraestructura eléctrica en las fases de Generación, Transmisión y Distribución, la electricidad se puede constituir en el mediano y largo plazo, en un sustituto de los hidrocarburos en el transporte pesado. No es un absurdo el pensar ante esta realidad, en un gran tren eléctrico de carga para el país cuando en el transporte pesado se subsidia alrededor de $USD 1.600 Millones anualmente y con tendencia a crecer. Hasta una próxima edición. ¡Avancemos con convicción y optimismo!

Ing. Fernando Salinas

ACTUALIDAD IDENTIFICACIÓN DE LAS NECESIDADES DE EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL TRANSPORTE INTRODUCCIÓN

a energía, en especial la electricidad, y el transporte han demostrado a través de los años su importante aporte para el desarrollo social y económico de la humanidad, así como también ha sido evidente el impacto que han tenido para con el medio ambiente. Siendo de particular importancia para la sociedad, el servicio de movilidad, esencial para el desarrollo comercial e industrial, también ha sido importante la afectación que ha sufrido la sociedad a causa de estas modalidades de uso energético y del transporte en particular. El impacto ambiental con el que aporta el sector transporte es de gran importancia global y local; en el 2011 el transporte está asociado al 27% de las emisiones de efecto invernadero a nivel mundial debido a la combustión de combustibles fósiles (IEA, 2012). En el 2010, el 27.39% del consumo global de energía fue usado en transporte, de los cuales el 92.5% proviene de combustibles fósiles (IEA, 2012). En el mundo y en el Ecuador, el transporte ha sido el sector de mayor consumo y de mayor crecimiento en las últimas 5 décadas. Por otro lado, dentro de las tecnologías que se utilizan actualmente en el sector transporte encontramos que son las mismas utilizadas desde hace ya más de un siglo, con ciertas mejoras tecnológicas, dadas especialmente por los avances

tecnológicos en la electrónica y el control, pero se mantienen sus principios técnicos. De esta manera vemos de suma importancia analizar y estudiar las tendencias mundiales en desarrollos tecnológicos y estratégicos para obtener una mejor eficiencia energética y un desarrollo sostenible. Esto nos abre una gran perspectiva de posibles metodologías para identificar focos de ahorro y mejora, siendo primordial poder identificar las necesidades de eficiencia energética en el sector transporte y demostrar cuantitativa y cualitativamente la importancia de implementar medidas que estimulen la eficiencia energética; y contar con herramientas e indicadores confiables y consistentes para tomas de decisiones, enfocados en un desarrollo sostenible de la sociedad.

Francisco Izurieta

INER, Quito, Ecuador francisco.izurieta@iner. gob.ec

Para presentar un leve enfoque energético, el Ecuador presentó en el 2010 un consumo energético anual de 74 MBEP. (MICSE, 2012), de los cuales un 56% fue destinado al sector transporte. El 14% del consumo en el sector transporte está repartido entre navegación, aéreo y ferroviario, mientras que el 86% del consumo está concentrado en el parque terrestre (Figura 1), el cual en el 2012 estaba constituido en su mayor parte por vehículos livianos y camionetas, llegando a un 71% entre estos dos (ver Tabla 1). Los camiones de carga pesada llegan apenas a un 11%, pero, son responsables del 45.7% del consumo total de combustibles del parque automotor. (MICSE, 2012).

Figura 1: Consumos energéticos de transporte en el Ecuador, (MICSE, 2012) 45 MILLONES BEP

CONSUMO POR TIPO DE TRANSPORTE Carga Pesada 37%

Otros 1%

Carga Liviana 32%

Buses 2%

Aéreo 6%

Taxis 2%

Naviero 14%

Autos y Jeeps 7%

2014|CIEEPI Nº26

ACTUALIDAD Tabla #1: Participación porcentual por tipo de transporte - BEP. (MICSE, 2012) Tipo de Vehículo

Motor Otto Parque %

Motor Diesel Parque %

Total Parque

Automóviles y jeeps

562,819

48.03%

8,316

0.71%

571,135

48.73%

Camionetas

226,517

19.33%

35,896

3.06%

262,413

22.39%

Otros *

180,137

15.37%

1,489

0.13%

181,626

15.50%

Camiones

50,837

4.34%

78,109

6.67%

128,946

11%

Taxis

18,986

1.62%

0.00%

19,043

1.62%

Buses

266

0.02%

8,489

0.72%

8,755

0.75%

TOTAL

1,039,562

88.71%

132,356

11.29%

1,171,918

100%

*(Motos y vehículos de construcción)

Los desperdicios energéticos en el transporte en el Ecuador se ven reflejados en tres situaciones especialmente particulares: la tecnología usada, la edad del parque y la congestión vehicular. El parque automotor en el Ecuador tiene en sus filas un 24% de vehículos que sobrepasan los 20 años de edad, y un 15% que sobrepasa los 30 años (AEADE, 2012); y estos están vinculados a tecnologías relativamente obsoletas. Asimismo, las ciudades principales en el Ecuador tienen un alto índice de tráfico en horas pico, incluso se han incorporado medidas restrictivas de circulación por número de placa para aliviar el tráfico. Finalmente, se debe mencionar que el tráfico vehicular en el Ecuador goza de muy poco control sobre el cumplimiento de las leyes de tránsito y en la cultura del conductor escasea también el respeto a las mismas; generando congestión, e incrementos de ineficiencia energética. Para analizar el transporte en términos energéticos, se destaca que el consumo final de la energía en el transporte tiene dos factores primordiales (Usón et al., 2011): El consumo energético específico [BEP/Mt] (Barriles Equivalentes de Petróleo/por millones de toneladas transportadas – mercancía) y la movilidad [Mv*km] (millones de viajeros por kilómetros viajados).

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Considerando estos dos aspectos se puede determinar que los automóviles son de 2 a 3 veces menos eficientes que un tren o cualquier otro tipo de transporte masivo. Así para analizar la eficiencia en el combustible no solamente es necesario estudiar el consumo del combustible, además es necesario estudiar la energía incorporada en los materiales utilizados para la construcción de todos los componentes que forman parte de un automóvil. Es ahí donde se presenta la idea de eco-eficiencia, la cual fue definida en el World Business Council for Sustainable Development (WBCSD) en su publicación de 1992 "Cambiando el rumbo", esto se refiere a producir más con menos (Usón et al., 2011). Desde el punto de vista ambiental se debe considerar la cantidad y calidad de los combustibles que se comercializan en el país, para evaluar la contaminación ambiental. Estudios muestran que más del 50% de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) son ocasionadas por el transporte dentro del sector energía (Guayanlema, 2013). En el 2012 el 90% de las emisiones del transporte fueron ocasionadas por el transporte terrestre (Guayanlema, 2013), lo que permite identificar al transporte terrestre como el de mayor impacto ambiental en el Ecuador.

ACTUALIDAD Ante esta problemática se ve la importancia de implementar medidas de eficiencia energética que ayuden reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (Plan Nacional del Buen Vivir 2013-2017, 2013). Entre las principales alternativas de eficiencia energética está la sustitución de los combustibles fósiles por otras alternativas energéticas como biocombustibles o electricidad, pues actualmente la energía eléctrica en el Ecuador proviene en más de un 50% de fuentes renovables y se están desarrollando proyectos hidroeléctricos con capacidad de abastecer grandes demandas e incluso se analiza la posibilidad de exportación (MICSE, 2012). Uno de los principales rubros que confronta la economía energética del Ecuador es el subsidio al precio de los combustibles. El gobierno en la actualidad subsidia un 47% del precio de venta al público. De igual forma, el incremento del parque automotor en las últimas décadas ha generado que la infraestructura vial y urbana soporte una mayor densidad vehicular que la de su capacidad de diseño. Para estimar a groso modo el impacto de los subsidios en la economía nacional, se consideró evaluar el valor básico del subsidio a los vehículos livianos. Así si se considera que la mayoría de conductores en el Ecuador recorren un promedio de 20 kilómetros diarios, que el 43% de los vehículos livianos tienen más de 10 años y utilizan gasolina extra y que el vehículo con especificaciones EURO II es el que más se comercializa en el Ecuador (AEADE, 2012), y que normalmente tiene 10 años de edad en promedio y rinde 31 km por galón (Usón et al., 2011); considerando que el parque automotor del Ecuador está compuesto por 1’418,339 vehículos (INEC, 2011), se puede calcular que el estado gasta en subsidio de combustible a vehículos livianos; que representan una parte del parque automotor, un total de 112’610,137 USD dólares en gasolina extra y 194’466,190 USD en gasolina súper. Mientras que si queremos evaluar el impacto de la congestión vehicular en la economía nacional, considerando que en congestión la densidad de tráfico aumenta en un 5%, y se puede decir que el consumo de combustible se verá incrementado en un 20%, si se considera que el 80% del parque automotor circula dentro

de la zona urbana, que 50% de las ciudades en el Ecuador soportan tráfico crítico; y que solo el 40% del parque estará circulando en horas de congestión del cual solamente la mitad de su recorrido es afectado por congestión vehicular; se puede de esta manera calcular el aumento en gasto económico por subsidio a la congestión urbana en horas pico, llegando este a un valor de 29’479,327 USD. Dejando a un lado los costos tangibles, y profundizando de cierta forma en la economía intangible del cambio climático, se considera que el costo del calentamiento global llega mucho más allá del precio financiero que esta afectación pueda tener en el mundo. Así, la principal preocupación del calentamiento global es el costo que éste pueda tener sobre los futuros habitantes del planeta al experimentar eventos meteorológicos que estén fuera del control y alcance del ser humano. “Economistas encuestados dicen que el cambio climático es una clara amenaza para Estados Unidos y la economía global.” (Carey, 2011). Las políticas para implementar estándares más estrictos que regulen aquellos aspectos que puedan afectar al cambio climático deberían ser de primordial importancia para el país, tomando en cuenta patrones internacionales que nos ayuden a cumplir reducciones significativas en mitigación de gases efecto invernadero. Figura # 2. Demanda de energía mundial en el sector transporte (Mobil, 2013)

DEMANDA DE ENERGÍA - SECTOR TRANSPORTE, MILLONES DE TONELADAS EQUIVALENTES DE PETRÓLEO AL DÍA

2000

2020

2040

Ante esta situación nacional, se vuelve imprescindible realizar un análisis mundial para comprender el nivel macro de la situación del transporte, y las tendencias en desarrollo técnico, científico y logístico del transporte. De acuerdo al Energy Outlook 2040 publicado por Exxon Mobil, señala que el uso de petróleo en el sector transporte se estima en 40 MBEP al día o 14,600 MBEP al año, siendo el transporte terrestre el de mayor consumo como se muestra en la Figura 2 (Mobil, 2013).

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ACTUALIDAD De igual manera se puede analizar el tema del parque automotor de vehículos livianos proyectados al 2040, donde las políticas gubernamentales incentivarán la mejora de tecnologías para utilizar el combustible más eficientemente. Así para ese año se estima que los nuevos automóviles tengan un rendimiento promedio de 75 km/gal, tras la perfección de algunos elementos como se muestra en la Figura 3. (Mobil, 2013) Figura # 3. Mejoramiento de los automóviles para 2040, (Mobil, 2013) Flota de Vehículos por Tipo Billones de vehículos 1,8

Ganancias incrementables en la eficiencia de los vehículos livianos Kilómetros por galón (KGP) 20

75 kpg

1,5 15

75 kpg

1,2

0,9

0,6 5 0,3 43 kpg

2010

CONCLUSIONES La tendencia mundial de gestión en transporte intenta optimizar el servicio, el consumo energético, y por ende sus costos con redes multi modales, promoviendo la utilización de trenes eléctricos de carga y pasajeros de altas capacidades en trayectos largos y estratégicamente diseñados, para luego transportar las cargas a centros de distribución en tracto camiones y finalmente trasladarlos a los destinos finales en furgones o camionetas. Sin embargo en varios sitios a nivel mundial no se cuenta con redes ferroviarias que conecten y optimicen este modo de transporte, de manera que la optimización del parque automotor se vuelve el campo en donde más se puede trabajar respecto a eficiencia energética. Es en este campo donde gobiernos e industria necesitan trabajar conjuntamente para desarrollar programas innovadores y lograr un desarrollo sostenible y una mejora en la eficiencia energética en el sector transporte. No se puede olvidar al sector naviero y aéreo. Considerando que para el transporte de pasajeros y de mercancía en las zonas no accesibles por vía terrestre, se utilizan avionetas, helicópteros y embarcaciones, estas últimas generalmente son sobre dimensionadas con la finalidad de

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2020

2030

2040

abastecer para ocasiones contadas, sin embargo la existencia de subsidios no permite que se desarrollen mercados específicos en este sector. El nivel de movilidad y la cantidad de productos transportados en un país están directamente relacionados con su economía e industria. La mejora económica y el incremento en los parques automotores mundiales, especialmente en las zonas urbanas, han ocasionado que el vehículo se convierta en un instrumento que obstaculiza la movilidad debido a la congestión por el alto número de vehículos en zonas urbanas no diseñadas para soportar esta densidad vehicular; se han diseñado e implementado a nivel mundial varios métodos de restricción de circulación; siendo este uno de los principales puntos en donde se debe accionar para una mejora respecto a eficiencia energética. Comprender las necesidad de orientar las actividades diarias, hacia una eficiencia energética, puede aportar a que las medidas y la acciones correctivas para evitar el calentamiento global, sean tomadas en cuenta e implementadas voluntariamente por una sociedad consciente pueden marcar la diferencia, versus medidas adoptadas a través de incentivos u obligaciones tributarias que estimulen a la sociedad a comportamientos específicos.

PANORAMA ANÁLISIS DE LA INTEGRACIÓN MASIVA EN LOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS Y CONTROL DE FRECUENCIA DE LA RED Resumen

ste artículo presenta algunos de los resultados obtenidos en el proyecto de colaboración 'Grid for Vehicles' realizado en Europa, donde se evaluó el impacto de la integración masiva de los vehículos eléctricos (EV) en los sistemas de redes, desarrollando recomendaciones adecuadas para prever posibles inconvenientes.

- Carlos Álvarez-Bel - Guillermo Escrivá Escrivá - Carlos Edo Solera Instituto de Ingeniería Energética

Antonio Reig-Fabado

Departamento de Física Aplicada Universidad Politécnica de Valencia, Camino de Vera, s/n, edificio 8E, escalera F, 2ª planta, 46022 Valencia, España Email address: guieses@die.upv.es (G. Escrivá-Escrivá).

En concreto, este trabajo presenta los resultados sobre el posible impacto en la estabilidad dinámica cuando los vehículos eléctricos participan en el control de la frecuencia de la red. El documento describe la metodología desarrollada para evaluar el impacto y los resultados, dentro de la participación activa de los vehículos eléctricos (el suministro de energía para el modo de red y para automóviles en el modelo V2G) y como pueden mejorar el rendimiento dinámico del sistema de energía. Palabras clave: Vehículos eléctricos; control de frecuencia; Control de carga.

1.- Introducción La Comisión Europea financió proyecto Grid for Vehicles, G4V 'se ha ocupado de los problemas y soluciones que se pueden esperar de la integración masiva de los vehículos eléctricos (EV) en el sistema eléctrico y las redes. Los posibles efectos de tener millones de tales elementos activos deben ser predichos y evaluaron teniendo en cuenta todos los posibles estados de funcionamiento y los problemas que pueden ocurrir en el corto y largo plazo. El efecto "estático" de las diferentes políticas y estrategias de recarga para vehículos eléctricos en los sistemas de energía, los mercados y la sociedad en general han sido exploradas, y los mecanismos adecuados han sido identificados para ayudar a esta integración masiva [1-3].

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Un efecto importante que podría impedir la intrusión de EV en la red eléctrica, son los sistemas y los mercados, los cuales tienen que ver con la estabilidad del sistema de alimentación, cuando los vehículos eléctricos un bien recaudado y para la prestación de servicios en pro mejora de la eficiencia del sistema de energético, tales como la reserva de frecuencia y tensión que reactivan el soporte de energía. El correcto funcionamiento de un sistema de energía está organizado por lo general de una manera jerárquica [4] donde tres niveles diferentes están en su posición (primaria, secundaria, y terciaria), y estos sistemas están diseñados en concordancia con la estructura física (zona con varias áreas de control ). El trabajo descrito en este documento se refiere a la verificación de la estabilidad dinámica del sistema cuando un gran número de vehículos eléctricos están proporcionando servicios activos, tales como el control de frecuencia primaria y secundaria [7-10] para el sistema de energía. El estudio de validación y estabilidad [4] del sistema descrito en este documento se ha construido de forma progresiva, tomando como referencia el comportamiento del sistema de energía sin EVs y ampliar progresivamente la penetración EV con diferentes niveles de dispersión geográfica. De acuerdo con el párrafo anterior y con el fin de realizar con éxito el análisis requerido, es necesario estudiar: to de los vehículos eléctricos y su respuesta a los cambios en la configuración de control. sistema de potencia y su robustez (capacidad de sobrevivir durante diferentes condiciones de funcionamiento).

PANORAMA El sistema de alimentación de estabilidad dinámica en este documento y diferentes escenarios, han sido valoradas para evaluar el comportamiento sólido del sistema. En primer lugar, sólo la presencia de control inicial considera, analiza y evalúa la presencia adicional de los vehículos eléctricos. Un estudio similar se realiza para el accionamiento de los dos bucles de control primarios y secundarios. Como es bien conocido, la generación y la demanda deben equilibrarse de forma instantánea en una red de electricidad, ya que cualquier desequilibrio entre estas magnitudes inicia una variación de frecuencia en el sistema de [4, 8]. La desviación de frecuencia es una señal para operar generadores (y, eventualmente, la demanda) para ajustar la producción a los requisitos de la demanda.

2.- Metodología propuesta El escenario base de este análisis corresponde al caso en el que no se encuentran vehículos eléctricos presentes en un sistema de energía "estándar". Sistemas de potencia multi-zona única y se analizan y luego se determina la creciente presencia de los vehículos eléctricos, ya sea en una configuración altamente concentrado o distribuido (Figura 1).

Figura # 1. Escenarios de simulación para la evaluación de la estabilidad dinámica.

Análisis de control de frecuencia Primario y Secundario

Regulación frecuencia-potencia se organiza en tres ciclos diferentes, (regulación primaria, secundaria y terciaria). Cuando existe una oscilación de frecuencia, la misma es producida por una variación de la carga, la regulación primaria comienza dentro de pocos segundos a través de los reguladores de carga-velocidad de los generadores [4]. En consecuencia, el primer caso que se debe analizar es la estabilidad de frecuencia (teniendo en cuenta primeramente el control). El desarrollo de los estudios mencionados anteriormente requiere la capacidad de realizar simulaciones y el uso de diferentes herramientas. Varios programas de simulación, tales como Power Simulator (PSIM) y Matlab / Simulink que se han utilizado en el estudio. El trabajo se organiza de la siguiente manera. La sección 2 describe la metodología propuesta. Sección 3 presenta la aplicación de la metodología de control de frecuencia primaria. La sección 4 presenta la aplicación de la metodología de control de frecuencia primaria y secundaria en diferentes escenarios. La discusión de la integración masiva de los vehículos eléctricos en un sistema de energía se incluye en la Sección 5. Por último, se extraen algunas conclusiones en la Sección 6.

Sin EVs

Área única de análisis

Multi - Área de análisis

EVs concentrados

EVs distribuidos

Sin EVs

EVs distribuidos

El análisis de estabilidad de frecuencia se ha automatizado al hacer barridos de la ganancia de control de frecuencia primaria, mientras que el control de la desviación estándar establece los valores de ganancia que oscilan la frecuencia. En este caso, el sistema es inestable. El sistema de energía de base para los escenarios de simulación está formado por una o varias áreas con una capacidad de generación de 1 GW, y los valores de carga que van de 500 MW a 1 GW. La carga EV varía de 1,5 MW a 1 GW para los escenarios de penetración EV.

2014|CIEEPI Nº26

PANORAMA 2.1 Las Herramientas de Simulación PSIM es un software de simulación diseñado específicamente para electrónica de potencia y simulación de sistemas dinámicos. Se utiliza en el estudio presentado en este documento para producir simulaciones EV que tengan en cuenta la electrónica de potencia EV y de control correspondiente. Estas simulaciones permiten modelar el comportamiento de los vehículos eléctricos de acuerdo con una función de transferencia específico que tiene que ser determinada. Esta función de transferencia se utilizará entonces en el entorno general de simulación creado, utilizando el entorno de Matlab / Simulink para representar el comportamiento de EV.

eléctricos y electrónicos que permiten simulaciones completas de los elementos del sistema de energía (generadores, líneas, cargas, etc.) El software también permite la creación de bloques especiales con necesidades específicas que dependen de los escenarios analizados. Esta herramienta se utiliza para analizar el comportamiento del sistema de energía con y sin EVs. Esto implica el modelado de los elementos en el sistema de energía y su reacción a las diferentes estrategias de control que proporcionan la frecuencia y tensión. A continuación se describen los modelos incluidos en este tipo de simulación y las características principales de cada uno. Las diferencias relacionadas con la conexión o no conexión del bloque de VE, de control secundario (en el interior del bloque de área de control), etc, se introducen en cada caso.

MATLAB es un software matemático con una larga tradición en las universidades y centros de SR&D. La suite MATLAB tiene una biblioteca muy completa de las cajas de herramientas con elementos

2.2 Zona Fuera de Vehículos Eléctricos Un sistema basado en una sola área se modela utilizando Matlab / Symulink. Los diferentes elementos se modelan como funciones de transferencia (Figura 2). Estos componentes se describen en las siguientes secciones.

Figura # 2. Modelo de un área sin EVs.

Fuera 1

1e9 Demanda de Energía

1/R2

Paso de carga

1er y 2do Control

Fuera 1

Dentro 1

Control

Frecuencia

50 20s+1

Frecuencia

Sistema Eléctrico

Módulo Generador

freq 1 Espacio de Trabajo

K 1/R5 C

CIEEPI Nº26 |2014

Demanda de Energía vs power injected (gen)

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PANORAMA El control primario está representado en este bloque y el control secundario se representará más tarde. El principal regulador está diseñado para actuar en la entrada del bloque de generación para modificar la turbina de admisión y busca dos objetivos principales: - Mantener la velocidad de hilatura de la máquina (y entonces la frecuencia) en su valor de sincronismo. -Fijar la energía producida por el generador. Para lograr el control, si coexisten varios generadores, es necesario incluir un valor de potencia de referencia que será para la potencia deseada producida en el generador cuando el control secundario también está conectado dentro de este bloque (Figura 2).

2.2.1 Sistema eléctrico Este bloque representa el sistema eléctrico [4] en el modelo. Sus valores de los parámetros se definen a continuación. El comportamiento del sistema con respecto a la desviación de potencia en modelo estacionario en un punto de operación detallada está condicionada por un parámetro denominado D (carga de la sensibilidad a la frecuencia expresada en MW / Hz). Este parámetro muestra la desviación de potencia que se produce en el sistema de alimentación cuando aparece una desviación de frecuencia, suponiendo que esta desviación de frecuencia es uniforme para todos los puntos de consumo que son alimentados por los generadores.

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Sin embargo, cuando se produce un cambio repentino en la demanda, el sistema no responde con un cambio de frecuencia súbita debido a la inercia de todos los elementos que están girando en el sistema (generadores y motores) [4]. De potencia no balanceada en el generador por lo tanto, produce un cambio en la energía cinética almacenada en el sistema de energía.

Además de esto, un cambio en la energía cinética produce una variación en la velocidad de hilatura de los generadores, y por lo tanto en la frecuencia, y esto implica una desviación de energía que es absorbida por las cargas. Esta desviaLa función de transferencia del sistema es utilizado utilizando la sensibilidad de frecuencia.

energía cinética y frecuencia del sistema

2.2.2. Generador Para simplificar el modelo, un bloque de generación se utiliza para facilitar el análisis de la estabilidad del sistema. El generador corresponde a tres etapas de la turbina de vapor, construidas sobre el mismo eje, donde se utiliza el vapor de agua en diferentes etapas y temperaturas: - Etapa de alta presión con un valor constante de tiempo del TT = 0,3 - Etapa de presión intermedia con un valor constante de tiempo de TRC = 8 - Tensión de baja presión con un valor de la constante de tiempo de TTBP = 0.4

2.2.3 Control En este modelo, un control PI se utiliza (proporcional - integral) con la transformación de Park [8, 9]. Valores independientes de la potencia activa, potencia reactiva y armónicos se obtienen a partir de valores sinusoidales de tensión y corriente.

2.2.4. Escalón de carga (desviación de la demanda) Desviaciones de frecuencia se producen como consecuencia de cualquiera de las desviaciones de carga regulares o inusuales como desconexiones inesperadas de un generador o una carga. Por lo tanto, se pueden presentar dos situaciones:

PANORAMA - La carga es más alta que la generación de: en este caso, la frecuencia disminuye. Su velocidad de caída dependerá de la reserva de hilado y la constante de inercia de todo el sistema de generadores conectados a la red.

- La carga es menor que la generación: en este supuesto, la frecuencia aumenta. El equilibrio se mantiene en los sistemas de regulación del alternador con el fin de disminuir la capacidad de generación. El equilibrio se consigue más fácilmente que en una mayor carga.

2.3 Zona única y multi-área con concentrados de EVs La figura 3 representa el modelo utilizado para la simulación de los vehículos eléctricos concentrados

Figura # 3. Modelo de una zona con EVs concentrados.

La diferencia entre este modelo y el modelo anterior es que los vehículos eléctricos se introducen en la red de electricidad. El bloque que representa los vehículos eléctricos se explica a continuación. Los escenarios de aplicación se dividen en dos partes: - Alimentación a través de los vehículos eléctricos es más baja que la generación de energía.

- Alimentación a través de los vehículos eléctricos es similar a la generación de energía. En este caso, la generación de energía y de energía EV son 1 GW. - El modelo que representa la interconexión entre diferentes áreas se realiza conectando varias áreas como el único por superficie se ha descrito anteriormente, mientras que teniendo en cuenta que el paso de carga sólo se produce en una de estas áreas. Se estudia a continuación, la reacción de las zonas restantes.

2.3.1. Modelado de Vehículos Eléctricos La diferencia entre este modelo y el El modelado de la electrónica de potencia EV es esencial para analizar los efectos que una integración masiva puede producir en el sistema de alimentación. Se utiliza PSIM.

inversor y se utiliza en las simulaciones de Matlab / Simulink. La expresión obtenida en este estudio es:

El objetivo principal de este diseño es el de obtener la función de transferencia del inversor. Esta función de transferencia muestra el comportamiento dinámico del

donde es el sistema de coeficiente de amortiguamiento, es la ganancia del sistema, y es la frecuencia del sistema natural.

2014|CIEEPI Nº26

2.3 Zona única y multi-área con concentrados de EVs La figura 3 representa el modelo utilizado para la simulación de los vehículos eléctricos concentrados

Figura # 3. Modelo de una zona con EVs concentrados.

Pot Pasos de Carga _

Enganche

Fuera 1

Dentro 1

Frecuencia Control Enganche

Generación

50 20s+1 Sistema eléctrico

Linea de Transmisión

Frecuencia

Pelec

Vehículos Eléctricos

2.3.1. Modelado de Vehículos Eléctricos

La diferencia entre este modelo y el El modelado de la electrónica de potencia EV es esencial para analizar los efectos que una integración masiva puede producir en el sistema de alimentación. Se utiliza PSIM.

CIEEPI Nº26 |2014

Cabe señalar que este modelo se puede utilizar en dos modos de funcionamiento: VSI (inversor de fuente de tensión) o PQ [11].

OPINIÓN TRANSPORTE ELÉCTRICO DE CARGA EN ECUADOR UNA PROPUESTA DEL CIEEPI

os combustibles fósiles han sido la fuente primaria de la energía dominante en el sistema de transporte existente.

Figura # 1. Consumo mundial total de energía por fuente 2250

En el mundo se consumen 8.918 Mtep para abastecer la demanda mundial de energía1, de estos el 40,8% provienen como fuente del petróleo, 15,5% gas natural, 12,5% biocombustibles y asociados, 17,5% Electricidad, 10,1% carbón y 3,4% otro tipo de origen energético. (figura # 1)

ING. FERNANDO SALINAS Presidente del Colegio de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos del Ecuador-CIEEE Presidente del Colegio de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos de Pichincha-CIEEPI

La industria del transporte es el principal impulsor del consumo de petróleo experimentado un crecimiento de 16,9% en los últimos 40 años (desde 1971 hasta 2011) representando un 0,42% de crecimiento anual en promedio. En este mismo ámbito, el transporte en el período analizado ha crecido en el consumo de Gas Natural en un 4% y por el contrario, ha decrecido en consumo de carbón y electricidad en un 4,8% y 0,8% respectivamente. Analizando estas estadísticas, actualmente el transporte constituye el motor del crecimiento de consumo de petróleo pues se sirve de él como fuente hasta en un 94,9% (figura # 2).

Referencias: 1. Fuente 2013 Key World Energy Estatistics, con estadísticas consolidadas del año 2011.

640

652

439

1971 3633 1380 1582 904

2011 Petróleo (Mtep)

Electricidad (Mtep)

Gas Natural (Mtep)

Carbón (Mtep)

Fuente: 2013 World Energy Estatistics

Petróleo 71

Gas Natural 71

Transporte

Carbón 71

Industria

Gas Natural 11

No energético

1,6% Electricidad 11

Otro

Fuente: Evolución comparativa consumo energético por sectores de la industria 1971-2011. Fuente World Energy Estatistics 2013, elaboración del autor.

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55,8%

42,6% Carbón 11

14,6%

4,3%

0,4%

12,4%

36,7% Petróleo 11

6,7%

16,8%

12,0%

8,9%

2,4% Electricidad 71

44,2%

62,3% 44,1%

53,5% 37,4% 0,9%

5,2%

2,8%

2,7%

19,9%

23,1%

11,6%

39,7%

45,4%

54,8%

56,5%

80,7%

Figura # 2. Energía por sectores de la industria años 1971 - 2011

Particularmente, en Ecuador, siguiendo el patrón mundial de consumo de energía, la industria del transporte es el que mayor cantidad demanda, después se ubica el residencial y en tercer lugar la industria. Durante las cuatro décadas pasadas, la participación de estos sectores en la composición del consumo ha tenido cambios. ”Así, transporte es el de mayor crecimiento, pasando de ser en promedio el 33% de la matriz durante la década de 1970, a ser el 52% en la década del 2000”2. Los subsidios a derivados del petróleo, y otros factores que han fomentado la expansión del parque automotor, han alimentado el creciente consumo de gasolinas y diesel para transporte. Según las Estadísticas del Banco Central del Ecuador, el país importó por concepto de combustibles y lubricantes $USD 5.441,3 millones en el año 2012. Por otra parte, en el año citado, el subsidio de combustibles en Ecuador significó la suma de $USD 3.405,66 millones. La mayor parte de estos subsidios, esto es, el 47% se concentraron en la subvención al diésel, que generalmente es utilizado por el trasporte de mercancías, generación de 2. Plan Maestro de Electrificación. CONELEC. Quito, 2013.

electricidad y pesca. Entonces, La evolución del consumo de combustibles por el transporte muestra una concentración en dos fuentes principalmente, gasolinas y diesel, mientras que la electricidad ha mostrado aportes marginales hasta el presente en el transporte, principalmente el Trolebús de la ciudad de Quito.

Figura # 3. Consumo de energía en el transporte por tipo de combustible 40 000

Fuel oil Diesel

35 000

Kerosene y turbo Gasolina / Alcohol

30 000

Electricidad

25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 0 1970

1980

1990

2000

2008

Fuente OLADE.

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OPINIÓN Para tener una idea un poco más explícita de los tipos de transporte y su consumo, energéticamente se cita la estadística que hace referencia a que: “El 14% del consumo en el sector transporte está repartido entre navegación, aéreo y ferroviario, mientras que el 86% del consumo está concentrado en el parque terrestre (figura # 4), el cual en el

2012 estaba constituido en su mayor parte por vehículos livianos y camionetas, llegando a un 71% entre estos dos (Tabla # 1). Los camiones de carga pesada llegan apenas a un 11%, pero, son responsables del 45.7% del consumo total de combustibles del parque automotor. (MICSE, 2012)”.3

Figura # 4. Consumo por tipo de transporte

Referencias: 3. Izurieta, Francisco (et,al). Identificación de las necesidades de eficiencia energética en el transporte. INER. Quito 2013.

45 MILLONES BEP

Carga Liviana

1% 6%

Aéreo

14%

Naviero Otros

32%

Buses Taxis Autos y Jeeps

37%

Carga Pesada Fuente MICSE 2012

Tabla # 1. Participación porcentual por tipo de transporte - BEP (MICSE, 2012) Tipo de Vehículos

Motor Otto Parque

Total Parque

Automóviles y jeeps

562,819

48,03%

8,316

0,71%

571,135

48,73%

Camionetas

226,517

19,33%

35,896

3,06%

226,413

22,39%

Otros *

180,137

15,37%

1,489

0,13%

181,626

15,50%

Camiones

50,837

4,34%

78,109

6,67%

128,946

11%

Taxis

18,986

1,62%

0,00%

19,043

1,62%

Buses

266

0,02%

8,489

0,72%

8,755

0,75%

TOTAL

1,039,562

88,71%

132,356

11,29%

1,171,918

100%

*(Motos y vehículos de construcción) Fuente MICSE 2012.

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Motor Diesel Parque

TRANSPORTE ELECTRICO DE CARGA EN ECUADOR Como idea esencial del análisis estadístico en el transporte en el Ecuador, se puede abstraer del mismo, que la mayor parte de la demanda de energía se focaliza en el transporte de carga, pues siendo en número un reducido 11%, su consumo energético alcanza el 45,7% que como se pudo observar es principalmente diesel, combustible que actualmente no producimos en el país en una cantidad suficiente como para abastecer la demanda interna y que el año 2012 significó importaciones por $USD 2.317,5 millones y $USD 1.600,34 millones en subsidios.

Ecuador prevé incrementar su capacidad efectiva desde 4.504 MW en 2012 hasta 9.731 MW en 2023 con la puesta es marcha de 34 proyectos de Generación , hidroeléctricos y Térmicos que permitirían afrontar con los suficientes niveles de reserva la demanda de Cocinas de inducción, transporte eléctrico masivo, la refinería del Pacífico, la demanda de los mega proyectos mineros, las industrias siderúrgica y metalúrgica, etc.

Figura # 5. Crecimiento proyectado de la generación de electricidad en Ecuador. Paute Sopladora 487 MW Toachi Pilatón 253 MW San Bartolo 53,7 MW Machala Gas CC 100 MW Delsi Tanisagua 116 MW Quijos 50 MW

Villonaco 16,5 MW Baba 42 MW Isimanchi 2,25 MW

10.000

San José del Tambo 8 MW Guangopolo II 50 MW Mazar Dudas 21 MW Esmeraldas II 96 MW Saymirín V 7 MW ERNC 200 MW Chorrillos 4 MW Topo 29,2 MW Victoria 10 MW San José de Minas 6,4 MW Manduriacu 62 MW Generación Térmica 150 MW

9.000 8.000

Demanda MW

7.000

Minas San Francisco 276 MW Coca Codo Sinclair 1.500 MW Soldados Yanuncay Minas 27,8 MW La Merced de Jondachi 18,7 MW

Chontal Chirapí 351 MW Paute Cardenillo 564 MW

Sabanilla 30 MW

Nivel de Reserva de Potencia

6.000

2018

5.000

2016

4.000 3.000 2.000

2013 44,25 MW Hidro 16,5 MW Eólica

1.000 0 Fuente: COELEC 2013

Tigre 80 MW Due 49,7 MW Térmica Gas CS I 250 MW Térmica Gas CC I 125 MW

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2014 147,6 MW Hidro 366 MW Térmica 200 MW ERNC

2015 959,7 MW Hidro

1.951,5 MW Hidro

2017 375 MWTérmica

2019

2020

2021 915 MW Hidro

2022

OPINIÓN

Con esta perspectiva de un sector eléctrico en constante crecimiento, el transporte eléctrico se perfila como una prometedora solución a la creciente demanda de derivados líquidos de petróleo y a sus problemas colaterales como los de la balanza de pagos y e manejo de los subsidios de los combustibles en el país. En el caso del Metro de Quito y Tranvía de Cuenca pretenden resolver los problemas de movilidad que afronta la ciudadanía de esas dos ciudades, reduciendo los tiempos y costos del transporte, aportando con calidad de vida para los ciudadanos, reduciendo la importación de combustibles utilizados en el transporte de alrededor de 400.000 personas al día y evitando la contaminación ambiental que causan los motores de combustión interna. Estos dos proyectos sin duda, aportan al desarrollo local por sus múltiples beneficios y externalidades, sin embargo, desde una óptica sistémica del manejo energético, el transporte eléctrico debe ir encaminado también, ha sustituir el actual transporte de carga que se realiza vía carretera y que es el principal demandante de energía, principalmente diesel y gasolinas. Desde este razonamiento entonces cabe requerir de las autoridades del Sector Transporte y Energético analizar y proponer una solución de transporte de carga en nuestro país. Realizando un superficial análisis matemático, del costo unitario de construcción del tren eléctrico de alta velocidad, conocido como tren bala “Beijing–Guangzhou–Shenzhen–Hong Kong High-Speed Railway” construido en China, que fue de alrededor de $USD 20 millones por kilómetro; unir las ciudades de Esmeraldas y Machala, atravesando la costa ecuatoriana costaría alrededor de $USD 12.000 millones, costo que significa en la actualidad ocho años de subsidio al diesel que utiliza el transporte pesado en el país.

El CIEEPI, importante actor de la vida de la Sociedad Civil Organizada a nivel nacional, pone de manifiesto, la necesidad el contar como país con programas, planes y proyectos en un área trascendente como la transportación, que como se ha analizado, tiene amplias implicaciones en el manejo económico y energético de la nación. El tren eléctrico de carga para el Ecuador debe encaminarse como una solución al actual manejo económico-energético del transporte pesado y sus problemas conexos.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

alrededor del 52% de la demanda de energía en el Ecuador, y su gestión, en el aprovisionamiento de combustibles ocasiona estragos de la balanza de pagos y en la caja fiscal por el manejo de subsidios por parte del Estado. energía usada en la industria del Transporte en Ecuador se focaliza en el transporte pesado, pues siendo en número un reducido 11%, su consumo energético alcanza el 45,7% del total del sector, que concentra fundamentalmente en el consumo de diesel. En este sector del trasporte deben ir enfocadas las medidas de eficiencia energética y planes de desarrollo locales y nacionales tendientes a racionalizar su consumo energético. Transporte y Movilidad para Ecuador, que sirva de norte y derrotero para este sector, que aproveche las bondades que en perspectiva se avizoran de un Sector Eléctrico en constante crecimiento y modernización, donde la electricidad se posicione en el mediano y largo plazo como sustituto de los combustibles fósiles para ser utilizada en la transportación de bienes y personas, aprovechando su condiciones de amplia cobertura, calidad y sobre todo eficiencia.

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DESARROLLO PLAN DE MOVILIDAD – SISTEMA INTEGRADO DE TRANSPORTE PARA CUENCA Introducción

COLABORACIÓN DE:

ETAPA - Empresa Municipal de Cuenca Plan de Movilidad – Sistema Integrado de Transporte

lstom, una multinacional y líder del consorcio CITA Cuenca, firmó un contrato con la alcaldía de la misma ciudad por un valor aproximado de € 70 millones de Euros, esto para el estudio e implementación de un sistema de trenvía para la ciudad, con 14 tranvías Citadis, así como con la electrificación, suministro de energía y el sistema de integración. Este es un sistema innovador y el primero en su clase en el Ecuador, integrado por 10 kilómetros de trazado (10,5 por sentido, 21 km en total), conteniendo 20 estaciones y atravesará el centro histórico de la línea que se inaugurará en 2015 será capaz de transportar hasta 120,000 pasajeros al día. Cuenca es la tercera ciudad más grande de Ecuador, ha sido declarada patrimonio preservar su patrimonio arquitectónico, la ciudad eligió la tecnología APS (fuente de alimentación estática) de Alstom, una solución sin catenaria con un historial de éxito de 10 años que impulsa el tranvía a través de un tercer carril incrustado en el suelo entre las vías del camino. Cuenca será la primera ciudad de las Américas en optar por el tranvía sin catenaria, ya en funcionamiento en varias ciudades de Francia como Burdeos, Reims, Angers y Orleans y pronto en Tours, así como Dubái, en los Emiratos Árabes Unidos. "Este proyecto y Citadis de Alstom mejorarán la movilidad urbana de Cuenca, hogar de cerca de 500,000 personas, con uno de los medios de transporte público más limpios, más eficientes y más cómodos. También es una oportunidad para que proyectos similares se pueden desarrollar en sus ciudades", sostiene Michel Boccaccio, vicepresidente sénior de

infraestructura se producirán en los sitios lle, Ornans, Vitrolles, Saint Ouen).

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El proyecto está financiado principalmente por el Tesoro público francés a través del sistema de préstamos de ECR (Emerging Country Reserve). De esta manera Cuenca se conertirá en la primera ciudad latinoamericana en disponer de una línea de tranvía sin tendido eléctrico. El tranvía es el eje central del proyecto Sistema Integrado de Transporte, SIT, que impulsa el Municipio de Cuenca, el cual comprende otras obras como intercambiadores, mejoramiento vial, centrales de transferencia, entre otras.

Antecedentes Desde 1999, la Ilustre Municipalidad de Cuenca se encuentra desarrollando un sistema integrado de transporte público, que provea a sus habitantes comodidad y velocidad en sus traslados. En el Año de 1999, la I. Municipalidad de Cuenca obtuvo un crédito no reembolsable proveniente del Gobierno de Japón, administrado a través del BID para realizar los estudios “Plan Sustentable de Transporte para la Ciudad de Cuenca”, realizada por la empresa PADECO. Dicho estudio fue complementado en el y en él se estableció la regularidad y frecuencia de transporte en los corredores viales y en el Centro Histórico de la ciudad; además configuró otras opciones de desplazamiento entre barrios y sectores centrales; proponiendo la reorganización de la red de transporte público, con una red estructurante de dos líneas troncales diametrales, que atravesarían el Centro Histórico (CHC) por sus bordes internos y líneas circulares que se integrarían en dos estaciones de transferencia de pasajeros localizadas en la Terminal Terrestre y la estación Terminal El Arenal (Mercado Mayorista de la ciudad). Una posterior etapa incluiría la estación Terminal Panamericana Sur y Panamerica-

DESARROLLO De la misma manera y en el 2009 se analizó la conveniencia de introducir una red de transporte público troncal, que encajará perfectamente a dicho sistema Integrado y que permitierá una adecuada inserción en la ciudad por su condición de Patrimonio Cultural de la Humanidad. Este sistema de movilidad competitivo y articulado con la reorganización y modernización del sistema de transporte público colectivo de autobuses, permitiría ahorros en costos y tiempos de viaje, mayor seguridad del tránsito, mejora en las condiciones ambientales, protección y conservación del CHC, entre otras. Finalmente para el año 2010, la Ilustre Municipalidad de Cuenca realizó los estudios de pre factibilidad de dicha iniciativa; los cuales posteriormente sirvieron de insumo para que el Gobierno Francés otorgará los fondos no reembolsables para los estudios de factibilidad, que fueron ejecutados por concluyeron en la primera línea de tranvía denominada “Cuatro Ríos” que conectará el suroeste con el noreste de la ciudad en distancia total de recorrido de aproximadamente 14 kilómetros.

Justificación En la actualidad, el 70% de la población de Cuenca, utiliza el transporte público para satisfacer su demanda de viajes; de estos, el 80% tiene como origen/destino el Centro Histórico de la Ciudad. Son 475 unidades de transporte urbano las que prestan el servicio a través de 7 empresas privadas, de las cuales aproximadamente el 80% también circula por el Centro Histórico. Así mismo tenemos que el uso del automóvil presenta en la ciudad una fuerte tendencia al alza; según análisis estadísticos municipales, este pasará servir de un 24.6% del total de viajes de la ciudad (en 1996) a un 36.1% (en 2030). De igual manera, el promedio de la velocidad comercial de autobuses y taxis en horas picos es de 9Km/Hora, lo cual se traduce en requerimientos cada vez mayores de obras viales (construcción de avenidas y autopistas, adición de carriles, construcción de pasos a desnivel, parqueaderos, etc.) y mayor inversión de los hogares en vehículos particulares.

Figura # 1. Medidas Operacionales a Corto Plazo

Semaforización Mejoramiento del manejo del tráfico dentro del centro histórico

Modernización de flota de buses

Unificación de los tres niveles de servicio existente (Popular, Especial, Selectivo) en un solo tipo de servicio.

Instalación de un sistema centralizado de control de tráfico de última tecnología.

Sistema de estacionamiento tarifado rotativo, señalización y ordenamiento.

Mejoras en la infraestructura y seguridad vial Mejoramiento de las Intersecciones

Mejoras en la Infraestructura y Seguridad Vial mantenimiento de las vías por donde circula el transporte público. Intervenciones de aceras, construcción de ciclovías y segregación de carriles.

Aumentar la capacidad y seguridad de los principales ejes urbanos e intersecciones que proveen accesibilidad hacia importantes sectores y/o equipamientos de la ciudad.

Todos estas características tienen un impacto en su mayoría negativo, tales como congestiones vehiculares, mayores gastos en transporte, pérdidas de tiempo, altos índices de polución, incremento de las emisiones de gases efecto invernadero, entre otros. Por ello, la Ilustre Municipalidad de Cuenca, se encuentra implementando proyectos de vialidad, como la nueva circunvalación, pasos a desnivel e iniciativas alternativas obstante, estas inversiones, no pueden satisfacer plenamente las necesidades de circulación y por ello se plantea proveer un sistema de transporte público con un nivel de servicio y capacidad adecuado a las demandas y crecimiento de la ciudad de Cuenca, que favorezca al medio ambiente y el entorno urbano y que impacte positivamente en las condiciones de vida de la población.

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Selección del modo El Tranvía Cuatro Ríos, será el sistema de transporte público masivo a construirse en la ciudad de Cuenca con el propósito de brindar a sus ciudadanos un servicio de alta calidad y seguridad. Además contribuirá a la disminución de las altas tasas de ocupación vehicular presentes en la ciudad y por ende generará una reducción en las tasas de accidentalidad, contaminación ambiental, congestionamientos vehiculares, ruido, entre otros; Se ha seleccionado sobre otros sistemas analizados por los siguientes motivos: - Funciona con energía limpia (electricidad), por lo cual es poco contaminante. - Presenta una mayor velocidad de servicio: tranvía (>22 km/h) bus (<12 km/h). - Despliega una distancia entre estaciones de 400m (Centro Histórico) a 800m (Metropolitano). simple (ocupación de vías existentes) similar a la necesaria para los autobuses. El cuadro que se presenta a continuación, resume la comparación entre varios sistemas de transporte, basado en la capacidad, velocidad, accesibilidad, costos de inversión y operación, impactos entre otros. ciudad de Cuenca es el tranvía por los aspectos que se describen a continuación. Tabla # 1. Elección del Sistema de Transporte Masivo MODOS O SISTEMA Características

Autobuses Convencionales

Buses Articulados / BRT

Capacidad de Pasajeros /Hora

< 3.000/Hora

2.000 -5.000/ Hora

Velocidad Comercial Accesibilidad para el Usuario Costos de Inversión/ Km (en Millones de USD)

12-18 km/h prom. En Cuenca: 7-10 km/h prom. Requiere de adecuación a piso bajo

0-5

Costos de Operación

Tranvías

Requiere de adecuación a piso bajo

3.000-10.000/Hora En Cuenca 6000/Hora 20-28km/h prom. En Cuenca 22km/Hora Es sencilla pues se encuentra al nivel de la calzada

4-14

8-20 En cuenca: 12

12-20km/h prom.

Metros Pesados 3.000-15.000/ Hora

> 15.000/Hora

25-35km/h prom.

Requiere de infraestructura para acceso a las paradas

15-30

30-100

Variable, dependiendo de la cantidad de pasajeros - Km ofrecido

Distancia entre las estaciones (metros)

400

400 - 800

600-1000

600-1200

Vida Útil

7-10 años

30-35 años

40-50 años

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Por su parte, el Tranvía se integra perfectamente al Sistema de Buses (BRT) próximos a funcionar en la ciudad, complementando y fortaleciendo el mismo, mediante los terminales de transferencia, el ajuste de las rutas y la sincronización de itinerarios. Existen algunas ventajas adicionales que ofrece este servicio siendo algunas de ellas: - Rehabilitación del Centro Histórico: Al ser un mecanismo que genera poca contaminación auditiva y visual, se crea un impacto visual positivo por el Centro Histórico de Cuenca. Además su intervención permitirá aprovechar las obras viales para mejorar el aspecto de la ciudad. - Menor ocupación del espacio público: Debido a la capacidad instalada del medio de transporte y es que el mismo número de personas transportadas en un tranvía ocupa 30 veces menos espacio que un automóvil y 4 veces menos que un autobús. - Mejora la comodidad en el transporte de las personas: El tranvía tiene una infraestructura adecuada para la fácil inserción de personas con capacidades especiales, niños en coche y personas de la tercera edad. - Rapidez: Es un mecanismo que será atractivo para los usuarios del automóvil; quienes al conocer la certeza y rapidez del servicio habrán abandonado su auto para utilizar el tranvía (5% al 8% de los pasajeros del tranvía serán por transferencia modal, esto representa de 3.000 a 4.000 vehículos menos que circularán en el Centro Histórico). permite prever de una manera más adecuada sus horarios, ahorrando tiempo en los traslados.

Posible Ruta del Corredor Tranvía Cuatro Ríos Ruta propuesta en los estudios de prefactibilidad y factibilidad realizados por la empresa ARTELIA/COTEBA En una primera etapa de estudio de factibilidad de la red primaria de transporte para la ciudad de Cuenca: Tranvía de los 4 Ríos, se zonificó a la ciudad en 69 sectores que permitieran determinar el número de viajes diarios en las rutas de bus existentes. Para una segunda etapa se profundizó y utilizó estos resultados para definir las características básicas del tranvía; rutas, estaciones, velocidad, frecuencias (horas pico y horas valle) y la reestructuración de las rutas de autobús y en los cuales se concluyó: con las siguientes características: - Recorrido: 14 Km con 20 estaciones - Frecuencias de Servicio: Intervalo de 4 minutos para 2014 y de 2,5 minutos para 2030. - Amplitud de servicio: 5h30 a 23h30. - Capacidad de equipo rodante: 300 pasajeros. - A corto plazo espera servir a 54.500 pasajeros/día/sentido (109.000 pasajeros por día). servicio de autobús necesidad de conectar las zonas suroeste y noreste de la ciudad pasando por el Centro Histórico, de lo cual se determinó que el mejor trazado (de acuerdo a condiciones geométricas y topográficas de vías) España y del centro Histórico: calle Mariscal Colombia las cuales no presentan pendientes mayores al 4%.

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DESARROLLO Como sus vías son estrechas llegando a secciones viales de 7m, la cual se compartirá con automóviles. Este tramo es considerado zona comercial y turística en las cuales se ubicarán 16 estaciones laterales en ambos sentidos de circulación. Estado actual: Calzada: 2 vías (sentido único) en capa de rodadura de piedra Vereda: loseta revestida de piedra. Estacionamiento: existen tramos con parqueo y en tramos de menor sección se suprime el mismo. Proyecto: Se proponen tres opciones de inserción en función de los objetivos urbanos:

Inserción a través de la Av. de las Américas con 3 carriles de los cuales uno será dispuesto para uso del tranvía, en un recorrido de 3.5 km. Para ello, se utilizará las estaciones de transferencia del SIT (Sistema Integrado de Transporte), que se encuentra junto al mercado mayorista, más importante de la ciudad y que a su vez es un punto de atracción ciudadana. Américas y al encontrarse grandes equipamientos comerciales como el Supermaxi, Coral Centro y Súper Stock se ubicarán 7 estaciones de tipo central. Estado actual Calzada: 2 x 3 vías (doble sentido) en hormigón. Vereda: losa de hormigón. Parterre central con árboles. Estacionamiento: ninguno Proyecto: Américas es preservado con su arbolado; ello obliga a reducir el número de carriles por calzada que pasaría de 3 a 2 vías por sentido. Inserción en el Centro Histórico: El acceso y salida al Centro Histórico se realizarán por las calles Gran Colombia y por sentido) para unirse en ambos polos

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- Mantener una vía de circulación vehicular y el tranvía; sin embargo, el ancho de vereda actual resulta insuficiente para el flujo peatonal y para el emplazamiento de una parada en el zona del Centro. - Implementar una plataforma compartida entre el tranvía y la circulación vehicular; sin embargo, esto penaliza el servicio del transporte, puesto que no asegura la fluidez de la vía. - Impulsar la peatonalización del tramo de la calle con el aumento de las veredas lo que responde a las necesidades del peatón y una plataforma independiente para el tranvía. El acceso y salida al Centro Histórico se realizarán por las calles Gran Colombia y por sentido) para unirse en ambos polos Como sus vías son estrechas llegando a secciones viales de 7m, la cual se compartirá con automóviles. Este tramo es considerado zona comercial y turística en las cuales se ubicarán 16 estaciones laterales en ambos sentidos de circulación. El acceso y salida al Centro Histórico se realizarán por las calles Gran Colombia y por sentido) para unirse en ambos polos Como sus vías son estrechas llegando a secciones viales de 7m, la cual se compartirá con automóviles. Este tramo es considerado zona comercial y turística en las cuales se ubicarán 16 estaciones laterales en ambos sentidos de circulación.

DESARROLLO Inserción de la línea El gálibo estático de un tranvía varía entre 2,20 y 2,65 m según el tipo de vehículo prescrito, a esta dimensión se le añade 15 cm de lámina de aire que determina el gálibo dinámico, obteniéndose un ancho total entre 2,50 y 2,8m.

Así mismo, una parada debe satisfacer 4 funciones: señalética, de información, espera, y acceso y se compone de diferentes espacios: el acceso a la parada; la parada como conjunto global; los accesos a los andenes, y los andenes. Andenes

Se recomienda un ancho de vereda de 1,40 m como mínimo libre de obstáculos; el cual permite el paso en paralelo de una persona en silla de ruedas y de otra persona.

material utilizado. Así, en el tranvía sobre neumáticos la altura del mismo con respecto al nivel del suelo es de 2,5m con respecto a la calzada; ésta distancia aumenta a 2,8m en caso de un tranvía férreo.

Las estaciones

nada por el material rodante seleccionado; en términos generales esta distancia varía entre los 20 y los 40 m.

Una parada es el interfaz principal entre la ciudad y el sistema de transporte donde se reagrupan varias funciones: 1. “acoger”: que incluye la espera, circulación, acceso al tranvía, información, venta y los servicios complementarios a los usuarios), y 2. “caminar”: que se compone de accesibilidad de las personas con capacidades especiales, relación con los otros modos de transporte, entre otros.

Teniendo en cuenta que generalmente el andén debe albergar mobiliario, alumbrado y componente técnico ligado a la explotación del servicio, recomendamos un ancho mínimo de 3 m. parada suele ser del 1 al 2%.

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PROYECTOS ANÁLISIS DE LA INCIDENCIA DEL USO DE COCINAS ELÉCTRICAS DE INDUCCIÓN (2da Parte) 6. RENDIMIENTO DE LA CADENA ENERGÉTICA PARA EL USO DE LAS COCINAS DE INDUCCIÓN Y DE GLP Analizando la cadena energética que contempla desde la generación hidroeléctrica hasta el uso final de la cocina de inducción se determina que el rendimiento del conjunto, para usar 0,806 kWh en el uso final debe tenerse un potencial hidroeléctrico de 1,424 kWh. Esto representan un rendimiento total del 56,6% (ver Figura 2).

MUÑOZ VIZHÑAY, JORGE PATRICIO

Figura 2: Cadena de eficiencia con central hidroeléctrica

Ingeniero Eléctrico, Universidad de Cuenca (1985). Magister en Energía, Universidad de Sao Paulo – Brasil (1996). Magister en Administración de Empresas, de 28 años en planificación, construcción, operación, mantenimiento y comercialización de sistemas eléctricos. Ha participado en 102 eventos en el Ecuador y en el exterior. Ha realizado 27 publicaciones en revistas, seminarios, jornadas y cursos. Se desempeña como Gerente de Planificación de la Empresa Eléctrica Regional Sur S.A.

Fuente: Elaborado por el autor

Sistema

Tipo de Empresa

Tipo Central

Generadoras Térmica Distribuidoras Térmica S.N.I Autogeneradoras

Biomasa Térmica

Subtotal Generadoras Térmica

106,64

Distribuidoras Térmica

78,51

Autogeneradoras Térmica

2,560,41 2,745,56

TOTAL

CIEEPI Nº26 |2014

96,93 6,662,09

Subtotal

Con el propósito de determinar la eficiencia de la cadena de la generación termoeléctrica en el Ecuador, de la información estaEnergía Bruta dística se obtuvo la ener(GWh) gía eléctrica generada por centrales que utilizan com5,779,41 bustibles fósiles y biomasa llegando a 9,407 GWh 507,55 durante el 2011 (ver Tabla 5), esto representó el 43,1% 278,20 de la producción total.

Tabla #5: Generación termoeléctrica en el Ecuador

9,407,65

biomasa usados para la generación termoeléctrica en toneladas equivalentes de petróleo (TEP) durante el 2011; así como el valor del subsidio estimado para la generación en el 2012, fueron los siguientes (ver Tabla 6):

PROYECTOS Tabla #6: Combustibles fósiles y biomasa usados en generación termoeléctrica en el Ecuador Cantidad

Unidades

TEP

BEP

Subsidio Generación Eléctrica (Costo Oportunidad 2012)

232,22

Millones galones Fuel Oil

790,631,38

5,697,012,21

332,040,861,79

172,52

Millones galones Diesel 2

569,728,03

4,105,260,21

239,268,249,22

42,767,29

308,166,08

27,629,657,16

394,523,84

2,842,800,31

165,948,468,28

14,71 17 708,43 67,88

Millones galones Residuo

224,159,79

1,615,216,77

94,140,217,22

62,81

Millones galones Crudo

213,839,51

1,540,852,45

89,806,017,04

14,468,87

104,257,60

6,076,480,37

193,691,44

1,395,672,53

7,07 1 064,25

Miles toneladas Bagazo Caña TOTAL

Fuente:

2,443,810,15 17,609,238,16

954,909,951,09

CONELEC – Estadísticas del Sector Eléctrico Ecuatoriano 2011 y cálculos de subsidios el Autor

De la información anterior se determina que el rendimiento de las centrales termoeléctricas ecuatorianas desde el punto de vista energético es del 30,4%. El subsidio de los combustibles para la generación eléctrica en el 2012 se estima en USD 954,9 millones; valor que dejaría de gastarse por parte del Estado en caso de cambiarse la matriz eléctrica usando mayoritariamente energías renovables.

De manera similar, aplicando los valores antes señalados, el subsidio por cada kWh generado es de 10,1 cUSD. Analizando la cadena energética termoelectricidad hasta el uso final energía en cocinas de inducción determina que el rendimiento total del 21,8%.

de de se es

En la figura siguiente se detalla el proceso (Figura 3).

Figura 3: Cadena de eficiencia con central termoeléctrica 1,111 kWh

1,0 kWh

3,704 kWh

0,806 kWh

G Eficiencia Central = 30,4%

Eficiencia de Transmisión y Distribución = 90,0%

Eficiencia Cocina Inducción = 80.6%

Fuente: Elaborado por el autor

2014|CIEEPI Nº26

PROYECTOS En la figura siguiente se detalla el proceso (Figura 4).

Figura 4: Cadena de eficiencia con GLP 1,837 kWh

1,654 kWh

1,875 kWh

0,806 kWh

G Eficiencia Refinería = 98,0%

Eficiencia de Transporte y Distribución = 90,0%

Eficiencia Cocina GLP = 51,26%

Fuente: Elaborado por el autor

es muy significativa. Esta diferencia se debe principalmente a la etapa de generación de electricidad que usa como combustibles los derivados del petróleo con una eficiencia de conversión calorífica de aproximadamente el 30,4% para el parque termoeléctrico ecuatoriano. Sin embargo, asumiendo que la generación

de electricidad sea eminentemente hidroeléctrica se determina una eficiencia del 68,91% (generación 95,0%; transmisión y distribución 90,0%; y, cocinas de inducción 80,6%) hasta el uso final de la energía, en tanto que, la eficiencia para representa una relación de 1,6 que coincide con la literatura de American Gas Association [3].

7.- CAMBIO DE ELECTRICIDAD POR GLP COMO ENERGÉTICO DE COCCIÓN

eficiente de energía requiere conocer las necesidades de los consumidores para gestionar en forma razonable la manera de satisfacer tales necesidades en términos de costos. Así mismo es necesario capacitar a los consumidores energéticos la adopción de las nuevas tecnologías o el uso de los energéticos alternativos. forma más eficiente podría disminuir la dependencia de las importaciones de los aumentar esta eficiencia debe ser considerada en el balance de las estrategias.

CIEEPI Nº26 |2014

El subsidio de combustibles costó en Ecuador USD 3.405,66 millones en 2012, según reporta el Banco Central, que indica que la mayor parte (47%) se debe a la comercialización de diésel. De esta cantidad, el 26,6% representaron los subsidios a los combustibles para la generación eléctrica. El año anterior se importaron 17 millones de barriles de diésel, combustible utilizado especialmente por el transporte público, camiones y para la generación termoeléctrica. El costo de la importación fue USD 2.317,5 millones de dólares, que se comercializaron en el mercado local en USD 717,16 millones.

7.1. Aspectos Sobre la Demanda de EnergĂa Considerando que el consumo medio de los hogares ecuatorianos es de 1,47 cilindros de 15 kg al mes y que todos entrarĂan al programa de uso eficiente de energĂa, el consumo de electricidad se incrementarĂa en 7,800,45 GWh al aĂąo (la demanda de energĂa facturada en el 2012 fue de 16,090,02 GWh al aĂąo), lo que representa el crecimiento del 48,5%. Por otro lado, considerando que el consumo medio de los hogares urbanos ecuatorianos es de 1,47 cilindros de 15 kg al mes y que todos entrarĂan al programa de uso eficiente de energĂa, aplicando la mejora en el rendimiento (de 42,99% a 68,91%) y el equivalente energĂŠtico, cada uno de los hogares urbanos incrementarĂa su consumo elĂŠctrico en 187,51 kWh por mes o 5,309,13 GWh al aĂąo a nivel de paĂs lo que representa el crecimiento del 33,0%. valor de 8,265 cUSD/kWh (sin tasas e impuestos para el 2012); por tanto, cada uno de los hogares insertos en el programa de uso eficiente de energĂa pagarĂĄ mensualmente USD 15,50 adicionales por el consumo de electricidad (valor equivalente a 1,47 cilindros de 15 kg). Escenario 1 y no se contempla un subsidio a la electricidad, el usuario con una cocina de inducciĂłn pagarĂa el 11,9% mĂĄs bajo

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entre USD 15,50 y USD 17,60). Escenario 2 Baja el precio de la electricidad por la puesta en operaciĂłn de las nuevas centrales hidroelĂŠctricas en construcciĂłn, el pago adicional a realizar por un hogar ecuatoriano inserto en el programa de uso eficiente serĂĄ de USD 9,87 por mes (sin tasas e impuestos), lo que representa el

que el costo de la energĂa elĂŠctrica para el 2012 fue de 8,265 cUSD/kWh y el precio medio de venta de 7,746 cUSD/kWh, lo que significa que el dĂŠficit tarifario es de 0,519 cUSD/kWh equivalente a USD 81,63 millones en el aĂąo 2012. cilindro tiene subsidio y su precio al pĂşblico es de USD 1,60. cia este valor, razĂłn por la cual debe considerarse un desfavorecidos econĂłmicamente.

#&/&'*$*04 &9$-64*704 1"3" 40$*04 t (3"5*4 4FHVSP EF .VFSUF "DDJEFOUBM IBTUB t 3FMJRVJEBDJĂ&#x2DC;O EF QSJNBT QPS QFSJPEPT OP VUJMJ[BEPT t 4FSWJDJP QFSTPOBMJ[BEP Ă&#x2C6;HJM Z PQPSUVOP 05304 4&(6304 t 4FHVSPT $PSQPSBUJWPT Z 1ZNFT t 4FHVSPT EF 1FSTPOBT .ÂŤ4 */'03."$*Âť/ &/ -"4 0'*$*/"4 %& .6-5*"10:0 "4&403&4 %& 4&(6304

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subsidiar 100 kWh mensuales a los hogares que usen las cocinas de inducciĂłn, esta cantidad de energĂa representa aproximadamente el 53,3% del consumo mensual de un hogar (187,51 kWh por mes). El programa serĂĄ efectivo cuando el servicio energĂŠtico con electricidad pueda ser abastecido con menor costo el subsidio).

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PROYECTOS 7.2.- Aspectos Sobre la Demanda de Potencia Usando la información de la referencia [2] se determina que la demanda máxima de cada una de las cocinas de inducción sería de 1,81 kW para la preparación de los alimentos (desayuno, instalada de la cocina de inducción es de 4,0 kW. Escenario Pesimista Asumiendo la probabilidad de simultaneidad en el uso de las cocinas de inducción del 69,9% para la preparación del desayuno, del 77,7% para el almuerzo y del 88,2% para la merienda, el valor unitario de demanda máxima sería el siguiente: 1,26 kW; 1,40 kW: y, 1,59 kW, respectivamente. De esta manera el crecimiento de la demanda del sistema eléctrico ecuatoriano entre las 06h00 a 08h00 sería de 2,979 MW, entre las 11h00 a 13h00 de 3,311 MW y entre las 18h00 a 20h00 de 3,759 MW, esto en caso de implementación del programa dirigido exclusivamente al sector urbano. El incremento en la demanda de 3,759 MW representa el 117,1% en relación a la demanda máxima registrada en diciembre de 2012 (3,209,2 MW) Tomando valores de los estudios de costos marginales a largo plazo, el valor para la transmisión y distribución es de USD 148,50 por kW-año o USD 1,164,71 por kW en el tiempo de la vida útil, esto significa que deberán realizarse inversiones por USD 4,378,13 millones en estas etapas funcionales para suplir la nueva demanda por la aplicación del programa de uso eficiente de energía. Este valor no considera la inversión en las instalaciones internas del usuario final. Escenario Optimista Asumiendo la probabilidad de simultaneidad en el uso de las cocinas de inducción del 48,9% para la preparación del desayuno, del 54,4% para el almuerzo y del 61,7% para la merienda, el valor unitario de demanda máxima sería el siguiente: 0,88 kW; 0,98 kW: y, 1,12 kW, respectivamente.

CIEEPI Nº26 |2014

De esta manera el crecimiento de la demanda del sistema eléctrico ecuatoriano entre las 06h00 a 08h00 sería de 2,085 MW, entre las 11h00 a 13h00 de 2,318 MW y entre las 18h00 a 20h00 de 2,631 MW, esto en caso de implementación del programa dirigido exclusivamente al sector urbano. El incremento en la demanda de 2,631 MW representa el 82,0% en relación a la demanda máxima registrada en diciembre de 2012 (3,209,2 MW) Tomando valores de los estudios de costos marginales a largo plazo, el valor para la transmisión y distribución es de USD 148,50 por kW-año o USD 1,164,71 por kW en el tiempo de la vida útil, esto significa que deberán realizarse inversiones por USD 3,065,02 millones en estas etapas funcionales para suplir la nueva demanda por la aplicación del programa de uso eficiente de energía. Este valor no considera la inversión en las instalaciones internas del usuario final.

8.- AHORROS PARA EL ESTADO ECUATORIANO De la información anteriormente presentada se determina que el subsidio del USD 522,3 millones y el subsidio por déficit tarifario de USD 81,63 millones lo que suma USD 603,9 millones. implementarse el programa de uso eficiente en el sector urbano, el Estado deberá reconocer por concepto de déficit tarifario el valor de USD 109,2 millones, es decir se habrá ahorrado el valor de USD 494,7 millones al año. En caso que se otorgue el subsidio total a los 100 kWh de los hogares insertos en el programa, el Estado deberá reconocer por este concepto el valor de USD 234,0 millones que sumado al déficit tarifario de USD 109,2 millones resulta el valor total de USD 343,2 millones. Existiendo un ahorro para el Estado de 260,7 millones al año. Por otro lado, como consecuencia del cambio de la matriz eléctrica en donde la generación sería mayoritariamente con energías renovables, el Estado se ahorraría el valor de USD 954,9 millones al año.

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este combustible por electricidad, necesariamente deberá haber un subsidio directo a la electricidad especialmente al quintil más pobre de los hogares urbanos ecuatorianos. El cambio tecnológico a cocinas de inducción en todos los hogares ecuatorianos hará crecer la demanda de energía facturada en 7,800,45 GWh al año. Considerando los hogares urbanos, el crecimiento de la demanda de energía será de 5,309,13 GWh al año lo que representaría un crecimiento del 33,0% (valor comparable con la producción del proyecto Coca Codo Sinclair aproximadamente de 10,000 GWh/año y 1,500 MW de capacidad). Mientras que la demanda de potencia por la implementación del programa en el sector urbano tendría un crecimiento de 3,759 MW equivalente al 117,1% (Escenario Pesimista) o 2,631 MW que representa un crecimiento del 82,0% (Escenario Optimista). El sector de la transmisión y distribución requiere una inversión aproximada de USD 4,378,13 millones para poder suplir el incremento de la demanda producida por el programa de las cocinas eléctricas de inducción en el Escenario Pesimista y de USD 3,065,02 millones en el Escenario Optimista. De lo expuesto se estima que el proyecto de cambio de cocinas de inducción estará dirigido a ciertos segmentos o estratos de la población ecuatoriana sin que se conozca mayores detalles al respecto por parte de los organismos rectores del sector energético.

programa de cambio tecnológico se aplicaría en el momento y en un tiempo relativamente pequeño, sin embargo, el programa que elaboren los organismos competentes del cambio tecnológico deberán considerar los estratos socio económicos a los que se aplica, las tasas de penetración y el tiempo de aplicación . El uso de las cocinas de inducción tiene su mayor impacto en los “picos” de la curva de carga dado que las horas de cocción coinciden con la misma, perjudicando al factor de carga y al óptimo operacional del sistema eléctrico de potencia. Con los antecedentes citados es necesario direccionar adecuadamente las políticas para la aplicación del programa ya que los ahorros para el Estado por la eliminanes en el sector eléctrico para suplir el crecimiento de la programa de cocinas de inducción y del cambio de la matriz eléctrica usando mayoritariamente energías renovables puede significar al Estado ahorros anuales entre de USD 1,167,2 millones y USD 1,401,2 millones. De lo expresado se determina la necesidad de emprender programas pilotos del uso de cocinas eléctricas de inducción en diferentes regiones y zonas del país considerando los estratos socio económicos, con el propósito de obtener con mayor certeza los consumos de energía, demanda máxima diversificada, factores de coincidencia, curvas características de carga, entre otros.

9.-CONCLUSIÓNES CONCLUSIÓNES

De lo anterior se desprende que al eliminar el subsidio al

VISIÓN REDES INTELIGENTES

“De la Idea a la Acción: el Mapa de Ruta, Camino a la Innovación" Parte II ING. RAÚL RÚIZ

Coordinador del 2do Seminario Internacional Smart Grids-Redes Inteligentes

ING. GALO CASCANTE LÓPEZ

Coordinador del 2do Seminario Internacional Smart Grids-Redes Inteligentes

os autores del presente artículo, organizadores del I y II Seminario Internacional SMARTGRIDS -Redes inteligentes, someten a consideración del lector aspectos relevantes del segundo evento, consistentes en ideas de los expositores y su interpretación por parte de los autores. Se abriga la confianza de que este trabajo constituya un aporte al camino señalado en el Mapa de Ruta del Programa Redes Inteligentes Ecuador, REDIE.

ANTECEDENTES En noviembre de 2011 tuvo lugar en Quito el Primer Seminario Internacional SMARTGRIDS-Redes Inteligentes, que constituyó el punto de inflexión hacia la formulación de un SMART GRID para mejoramientos sustanciales en la estructura y la operación del sistema eléctrico nacional en sus diversos ámbitos: generación, transmisión, distribución; orientados al beneficio universal; esto es, para el consumidor, el sistema eléctrico, el país y el ambiente. A raíz de este Primer Seminario, un equipo conformado por profesionales del sector eléctrico apoyado por una consultoría especializada trabajó a lo largo del año 2012 en la formulación del Mapa de Ruta de Redes Inteligentes Ecuador. Importante logro, éste, que mereció del Ministro de Electricidad y Recursos Renovables, la emisión del Acuerdo Programa Redes Inteligentes Ecuador, REDIE. El Mapa de Ruta se caracteriza por un conjunto organizado de componentes con sistema eléctrico seguro, confiable e interoperable en la cadena de valor del servicio eléctrico; sustentable económica y ambientalmente; con el objetivo de ofrecer un servicio de alta calidad a un consumidor activo.

CIEEPI Nº25 |2013

Áreas de enfoque del Mapa de Ruta las conforman la generación, la transmisión, la distribución, el consumidor y otros aspectos de carácter general y sus fases de desarrollo, los periodos 2013-2017; 2018-2022; y 2023-2030.

SEGUNDO SEMINARIO INTERNACIONAL Un logro tan significativo constituyó un estímulo para organizar el Segundo Seminario Internacional SMART GRIDS-Redes Inteligentes cuyo propósito fue el apoyar la continuación de las iniciativas y proyectos derivados del Mapa de Ruta y enriquecer la capacidad creativa de los profesionales ecuatorianos que tienen la responsabilidad de poner en marcha proyectos de tanta trascendencia. De ahí que, uno de los retos era la selección de temas a ser abordados y de expertos apropiados para enfrentarlos con solvencia y capacidad técnica, al mismo tiempo que, conformar una temática útil e interesante para los participantes en el Seminario. Una combinación de cursos tutoriales, conferencias magistrales, sesiones técnicas con base en experiencias vividas, conformó la estructura del Seminario que, utilizando la terminología de uno de los expositores, dejó “lecciones aprendidas”. El Segundo Seminario Internacional se llevó a cabo en Quito, durante los días 20, 21 y 22 de noviembre de 2013. Como seguimiento a este importante evento cabe, en esta oportunidad, someter a consideración del lector varias de las ideas –de entre muchas- que fueron expuestas por algunos conferencistas en sus presentaciones. Sobre el tema “Programa Redes Inteligentes Ecuador, REDIE” a cargo del Ing. Patricio Erazo: Mapa de Ruta es el de constituirse en el eje para la formulación de directrices que marquen el camino de todo el sector eléctrico, con la puesta en marcha de proyectos que integren todo el país. para el desarrollo de la tecnología, debe tener la más alta prioridad en el esquema de implementación del Mapa de Ruta.

VISIÓN Respecto a los temas por John McDonald:

presentados

deben tener el carácter de soluciones holísticas; es decir, obtenidas en términos de sistemas interactuantes con enfoque total. De ahí que se estudiará la transición de productos o sistemas -a través de una infraestructura de interoperabilidad en la que se compartan servicios y aplicaciones- para devenir en soluciones holísticas.

Conducir la gestión considerando que las soluciones SG involucran a múltiples actores, incluyendo a los consumidores. Definir y desarrollar “Use-Cases” para cada componente SG, pues identifican escenarios iniciales y finales, alcance, beneficios, actores, requerimientos funcionales, reglas de juego, supuestos, etc.

GRID ejecutados ofrece valiosas lecciones en ámbitos tales como:

son elementos constituyentes fundamentales en el tratamiento conceptual del tema Redes Inteligentes.

- Tecnología. El desafío: confrontar la publicidad exagerada con la reali-

ción de las nuevas tecnologías y sus funcionalidades son de alta importancia para el consumidor.

lección aprendida: precaución, pues la tecnología de ciertos componentes del mercado no ha logrado la suficiente madurez para integrarse a una solución SG. Desafío: integrar productos de varios suministradores para crear una uso de estándares y arquitecturas abiertas. Además, antes de su implementación, las soluciones SG deben pasar satisfactoriamente pruebas completas y de detalle de laboratorio. -Implementación e instalación. El desafío: coordinar múltiples suminisconsorcios de suministradores con sólidos equipos de ingeniería y de solución. Desafío: coordinar múltiples equipos designar un Jefe de Proyecto para cada solución SG. - Gestión del Programa. Establecer un Comité Superior Técnico de Gestión, conformar una Oficina de Gestión de los Proyectos con capacidad ejecutiva, administrativa y de supervisión, que reporta al Comité Superior Técnico de Gestión. Igualmente, conformar equipos de profesionales en capacidad de participar colectivamente en el estudio, análisis, definición de actores, escenarios, y desafíos de cada uno de los componentes SG.

ca o ciberseguridad deberá ser parte integrante de la planeación e implementación de los proyectos SG.

Technology) ha definido una lista de importantes estándares SG, sobre los cuales existe consenso general. Ecuador y otros países de América y el mundo, así como más de 800 organizaciones de desarrollo tecnológico conforman el SGIP (Smart Grid Interoperability Panel) que revisa, evalúa y aprueba la adopción de estándares para SMARTGRIDS. En relación con el tema “Estándares e Interoperabilidad -la importancia de normalizar procesos y tecnologías para Redes Inteligentes” tratado por Marco Janssen: SMARTGRIDS como “Sistema de Sistemas” (sistemas existentes y nuevos), es evidente que éstos necesitan coexistir y compartir información e inteligencia para funcionar como un sistema de más alto nivel. Para ello, los sistemas necesitan estar integrados, es decir, compartir y usar la información a través de sistemas, plataformas, tecnologías y soluciones, en una forma estándar e independiente del suministrador, lo cual constituye la interoperabilidad.

2014|CIEEPI Nº25

VISIÓN elementos críticos a fin de lograr la interoperabilidad de sistemas y componentes, así como la consistencia en la gestión y mantenimiento de los sistedeben satisfacer requisitos particulares tales como: ser abiertos, estables y maduros; haber sido adoptados internacionalmente; estar soportados por una organización reconocida, etc.

aprendida: no imitar lo que otros están haciendo, sino más bien, aprender de ellos, pues cada caso es diferente e implica una combinación diferente de soluciones SG. logía de análisis de brecha para identificar los estados actual y propuesto del proyecto SG. Hacerlo a través de varios ejes, incluyendo: complejidad; recursos humanos y financieros requeridos; conocimientos requeridos; restricciones regulatorias, sociales, económicas, técnicas. soporte interno, sin el cual encontraría problemas. Interrogantes como las que siguen deberán responderse: hay personal suficiente?, comprometido con el proyecto?, debidamente capacitado?; el presupuesto está definido y es suficiente?; el cronograma ha sido aprobado?. personal altamente calificado para SMARTGRIDS” presentado por el Dr. Claudio Cañizares: GRID está constituida por las siguientes áreas: − Ingeniería de sistemas de potencia, que incluye generación, transmisión, operación, control y protecciones, electrónica de potencia, sistemas de distribución, estudio de la demanda, generación distribuida, almacenamiento de energía, sistemas de transmisión flexible AC (FACTS), economía.

− Análisis matemático, que incluye modelación y simulación, optimización, estadística.

CIEEPI Nº25 |2013

− Tecnologías de la información y la comunicación, TICs, que incluye redes de comunicaciones, estructuras y gestión de datos, programación, ciberseguridad, hardware y software computacional. − Ambiente y sociedad, que incluye suministro de energía, uso de la energía, calentamiento global y cambio del clima, mitigación y remediación ambiental, políticas sobre la energía. drático de la Universidad de Waterloo, en Canadá, presenta un listado de cursos correspondientes a la preparación de ingenieros calificados para asumir los retos y proyectos de Redes Inteligentes. Tales programas representan opciones para capacitar a los ingenieros actuales y cubrir la brecha necesaria hacia SMARTGRIDS. MESA REDONDA, cuyo tema central consistió en tratar sobre “Avances y Sinergias en la Ejecución del Mapa de Ruta de las Redes Inteligentes de Ecuador”, tuvo la participación de los siguientes panelistas: Ing. Patricio Erazo, Gerente del Proyecto SIGDE y delegado del Ministerio de Electricidad y Energía Renovable, MEER; Ing. Gabriel Argüello, Director Ejecutivo del General de Empresa Eléctrica Quito, EEQ; Dr. Carlos Álvarez Bel, catedrático de la Universidad Politécnica de Valencia; Ing. Marco Janssen, Gerente de UTInnovation, firma de Consultoría e Ing. Ignacio Mérida, especialista de Schneider Electric. Actuó como moderador el Dr. Renato Céspedes, Gerente de RConsulting Group, firma de Consultoría. De entre los TEMAS expuestos por los Panelistas, se mencionan: - Se informa sobre el avance del Proyecto SIGDE, que incluye la instalación de un sistema SCADA con funciones avanzadas de OMS/DMS, para mejorar la operación de las redes de todas las Empresas de Distribución del país. - Se expone sobre el cambio de la matriz energética caracterizada por, en la generación, por la puesta en operación de nuevas centrales de

VISIÓN generación hidráulica y por el impulso a los proyectos de generación distribuida y, en el consumo, por la introducción de cocinas eléctricas de inducción y el advenimiento de los vehículos eléctricos, lo que conduciría a cambios en la Planificación de las redes de Distribución. - Se presenta el avance de la implementación de proyectos de generación distribuida, por parte de EEQ, como: Hidrovictoria (10 MVA) y el proyecto conjunto con la Empresa de Agua Potable (3 MVA) con aprovechamiento de las aguas residuales. - Varios Panelistas reiteran la importancia y la urgencia de la formación de ingenieros con especialidad en los conceptos y desafíos de las Redes Inteligentes. - Se establece la necesidad de poder contar con recursos financieros para adecuar la infraestructura de redes de distribución a las nuevas necesidades y demandas. - Se recomienda el involucrar al consumidor de la energía en las diferentes

fases de planeación y ejecución de los proyectos SG. El consumidor activo, por ejemplo a través del sistema de medición AMI, estaría en capacidad de tomar decisiones favorables económicamente tanto para sí, como para el sistema eléctrico. - Se plantea la necesidad de descubrir y establecer las sinergias que pueden y deberían existir en la ejecución de los proyectos SG. Sinergias que, por ejemplo, serían capaces de justificar económicamente varios de los proyectos que comparten infraestructuras. - Se destaca que conceptos innovadores en la gestión de la demanda podrían conducir a mejores resultados en los aspectos de eficiencia, economía y confiabilidad. - Se plantea la necesidad de estructurar grupos de gestión del cambio que acompañen la ejecución de los nuevos proyectos del Programa REDIE. - Se manifiesta la importancia de apoyar el cambio estructural del pensamiento de la sociedad hacia la cultura de innovación.

2013|CIEEPI Nº25

Nuestro Accionar

El Colegio de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos de Pichincha, CIEEPI, desarrolló el 2do Seminario Internacional de Redes destacada participación de diversos especialistas procedentes de Brasil, Canadá, Colombia, Ecuador, España, EE.UU., Holanda, Uruguay, varios de ellos con experiencia en el desarrollo de proyectos en cinco continentes. Se brindaron temáticas de amplia trascendencia para el Ecuador, para el Sector Eléctrico, para los profesionales y para la comunidad en general, suscitando el interés y la participación activa de los entes de Gobierno, de Empresas de cuerpos académicos de Escuelas Politécnicas y Universidades, Cámaras de la Construcción y de Industrias, Colegios de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, de Sistemas Informáticos, Civiles y Arquitectos, Empresas Petroleras, etc. multiplicador que, iniciándose con la adquisición del conocimiento y el consiguiente beneficio personal, continuará con su aplicación práctica en beneficio de la sociedad ecuatoriana.

Ing. Eduardo Carozo (conferencista) Ing. Marco Jassen (conferencista) Ing. Fernando Salinas (Presidente CIEEPI) Ing. Iván Velástegui (Gerente General EEQ) MSc. John McDonald (conferencista) Dr. Carlos Álvarez Bell (conferencista)

Seminario - Smart PANORARedes MA Grids II

Ing. Renato Céspedes (conferencista) Ing. Gabriel Argüello (CENACE) Ing. Iván Velástegui (Gerente General EEQ) Ing. Patricio Erazo (MEER) Ing. José Enar Muñoz (conferencista) Ing. Marco Jassen (conferencista)

Participantes al evento, acto Inaugural

PANORAMA - Smart Grids II Seminario Varias empresas se hicieron presentes dentro del Seminario Internacional, dando realce al mismo y brindando información sobre sus productos y servicios. Entre ellas tenemos a:

SCHENEIDER ELECTRIC

MINTEL

INATRA

LE INFINITE S.A.

EL TELÉGRAFO

CENACE

GENERAMOS OPINIÓN Una visita protocolaria recibió el Ing. Fernando Salinas, Presidente del CIEEPI, de una delegación de docentes de la está promocionando las XXV Jornadas Eléctricas y Electrónicas, a realizarse del 26 al 28 de febrero del presente año. Constan los ingenieros Pablo quienes además son afiliados del CIEEPI.

El Ing. Fernando Salinas, Presidente del CIEEPI, en una visita realizada a Telconet-Guayaquil, junto al Presidente Ejecutivo de dicha compañía, Ing. Tomislav Topic; y el Ing. Eduardo Avellán

El Presidente del CIEEPI, Ing. Fernando Salinas, realizó el jueves 6 de febrero, una visita protocolaria al flamante reunión abordaron temas de gran importancia para ambas instituciones.

es el tema que disertó el Ing. Fernando Salinas, presidente del CIEEE-CIEEPI, en el marco del VI Simposio Internacional, organizado por la Cámara de Industrias y Comercio Ecuatoriano Alemana, en Quito.

GENERAMOS OPINION CIEEPI DONA EQUIPOS DE CÓMPUTO A UNIDAD EDUCATIVA. Directivos del CIEEPI visitaron el viernes 7 de Febrero, la Unidad Educativa Plan Piloto, de la parroquia Plan Piloto, situada en la vía Santo Domingo de los Tsáchilas - Quinindé, y participaron del acto oficial de donación de varias computadoras para beneficio de los estudiantes. Estuvieron presentes los ingenieros Fernando Salinas, Presidente de CIEEPI; Edison Ayala, vocal CIEEPI; Julio Rivadeneira, Delegado CIEEPI en Santo Domingo de los Tsáchilas; Patricio Ruiz, socio CIEEPI; Gabriel Rosales, Director Ejecutivo CIEEPI, y por la Unidad Educativa la licenciada Martha Palacios.

CURSOS Y CAPACITACIONES CURSO INTERNACIONAL CIENTÍFICO TÉCNICO DE PROTECCIONES DE LAS REDES ELÉCTRICAS DE MEDIO Y BAJO VOLTAJE INSTRUCTOR: Ing. Orlys Torres (Cuba)

CURSO DE PERDIDAS DE ENERGÍA INSTRUCTORES: Ing. Remigio Maldonado e Ing. Ricardo Dávila

BLOQUEO Y

ETIQUETADO

ABSORBENTES Y CONTROL DE DERRAMES

LETREROS LUZ DE EMERGENCIA Y SEÑALIZADOR DE SALIDA

ETIQUETADO Y

MARCACIÓN

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