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EL MECANISMO DE DESARROLLO LIMPIO COMO SOPORTE PARA EL DESARROLLO DE PROYECTOS DE ENERGÍA RENOVABLE EN COLOMBIA CLAUDIA MARCELA DÍAZ ENDARA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL Y AMBIENTAL BOGOTA D.C 2005 EL MECANISMO DE DESARROLLO LIMPIO COMO SOPORTE PARA EL DESARROLLO DE PROYECTOS DE ENERGÍA RENOVABLE EN COLOMBIA CLAUDIA MARCELA DÍAZ ENDARA Proyecto de grado para optar por el titulo de Ingeniería Ambiental Asesora Johana Husserl Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL Y AMBIENTAL BOGOTA D.C 2005 TABLA DE CONTENIDO PÁG. LISTA DE TABLAS I LISTA DE FIGURAS II LISTA DE ANEXOS III RESUMEN 1 INTRODUCCIÓN 3 JUSTIFICACIÓN 4 OBJETIVO GENERAL 5 OBJETIVOS ESPECIFICOS 5 1 MARCO TEORICO 6 1.1 EFECTO INVERNADERO 6 1.2 MEDIDAS EN TORNO AL CAMBIO CLIMATICO 8 1.2.1 LA CONVENCIÓN MARCO DE LAS NACIONES 8 UNIDAS SOBRE EL CAMBIO CLIMÁTICO 1.2.2 EL PROTOCOLO DE KYOTO 9 1.3 EL MECANISMO DE DESARROLLO LIMPIO 10 1.3.1 DOCUMENTO DE DISEÑO 12 1.3.2 APROBACION DEL PAIS DE ACOGIDA 13 1.3.3 VALIDACION DE LA ENTIDAD OPERACIONAL 14 1.3.4 REGISTRO 15 1.3.5 IMPLEMENTACION Y MONITOREO 15 1.3.6 VERIFICAION 16 1.3.7 CERTIFICACION Y EXPEDICION DE CRE’s 16 2 ANTECEDENTES 18 2.1 HISTORIA DEL SECTOR ENERGÉTICO EN EL PAÍS 18 2.1.1 SITUACIÓN DEL PETRÓLEO 19 2.1.2 SITUACIÓN DEL GAS NATURAL 19 2.1.3 SITUACIÓN DEL GAS LICUADO 20 2.1.4 SITUACIÓN DEL CARBÓN 20 2.1.5 ENERGIA ELECTRICA 21 2.2 ACTUALIDAD DEL SECTOR ENERGÉTICO 21 2.2.1 SITUACIÓN DEL PETRÓLEO 21 2.2.2 SITUACIÓN DEL GAS NATURAL 22 2.2.3 SITUACIÓN DEL GAS LICUADO 22 2.2.4 SITUACIÓN DEL CARBÓN 22 2.2.5 ENERGIA ELECTRICA 23 2.2.5.1 GENERACIÓN 23 2.2.5.2 TRANSMISION 23 2.2.5.3 DISTRIBUCION Y COMERCIALIZACION 24 3 ENERGIA RENOVABLE EN COLOMBIA 25 3.1 ENERGÍA SOLAR 25 3.2 ENERGÍA EÓLICA 26 3.3 ENERGÍA DE LOS OCÉANOS 28 3.3.1 ENERGÍA MAREOMOTRIZ 28 3.3.2 ENERGÍA DE LAS OLAS 28 3.4 ENERGÍA GEOTÉRMICA 29 3.5 ENERGÍA HIDROELÉCTRICA 30 3.6 ENERGÍA DE LA BIOMASA 32 3.6.1 DIGESTIÓN ANAEROBIA 32 3.6.2 GASIFICACIÓN 32 3.6.3 COMBUSTIÓN 33 3.6.4 BIOCOMBUSTIBLES 33 4. BIODIESEL 35 4.1 GENERACION 36 4.1.1 AREA CULTVADA Y CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN 37 4.1.2 COSTOS DE PRODUCCIÓN 39 4.1.3 EXPANCION 39 4.1.4 IMPACTOS AMBIENTALES 40 4.2 CONSUMO 41 4.3 ESCENARIO INTERNACIONAL 43 5. BIODIESEL VS. DIESEL 45 5.1 EMISIONES 45 5.2 COSTOS BAJO DIFERENTES ESCENARIOS 47 6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 51 6.1 EMISIONES 51 6.2 COSTOS BAJOS DIFERENTES ESCENARIOS 52 7. CONCLUSIONES 56 BIBLIOGRAFÍA 5 LISTA DE TABLAS PÁG. TABLA1. Utilización del recurso geotérmico de acuerdo a su temperatura 29 TABLA 2. Área de Aceite de Palma en Producción 44 TABLA 3. Emisiones de CO2 equivalente provenientes de diferentes etapas De la producción de Diesel 46 TABLA 4. Comparación precios Biodiesel – Diesel para los próximos 5 años 49 TABLA 5. Emisiones (Kg/ton) Diesel y Biodiesel 52 TABLA 6. Reducción de emisiones de Biodiesel 52 TABLA 7. Cambio en el precio del aceite crudo de palma por el aporte de los CER’s Cuando se presenta una sustitución total 53 TABLA 8. Comparación nuevo precio Biodiesel- Precio Diesel para los próximos 5 años Sustitución total 53 TABLA 9. Comparación nuevo precio Biodiesel- Precio Diesel para los próximos 5 años Sustitución del 20% 54 TABLA 10. Comparación nuevo precio Biodiesel- Precio Diesel para los próximos 5 años Sustitución del 20% 54 6 LISTA DE FIGURAS PÁG. FIGURA 1. Grafica explicativa sobre el fenómeno de efecto invernadero 6 FIGURA 2. Cambios de la temperatura global 6 FIGURA 3. Diagrama de flujo del desarrollo de un proyecto MDL 17 FIGURA 4. Formación del Biodiesel 34 FIGURA 5. Localización de los cultivos de aceite de palma en Colombia 36 FIGURA 6. Proyecciones demanda diesel Colombia 2002-2020 43 FIGURA 7. Costo promedio producción aceites vegetales 44 FIGURA 8. Emisiones con efecto invernadero 46 FIGURA 9. Serie histórica de precios promedio mensuales para diesel y biodiesel 47 FIGURA 10. Proyección del precio del aceite crudo de palma 48 FIGURA 11. Proyección precios del diesel 48 FIGURA 12. Comparación precios 49 FIGURA 13. Proyecciones precios CER’s 50 FIGURA 14. Comparación proyecciones precios biodiesel 55 FIGURA 15. Comparación proyección precios diesel con proyecciones precios 55 Biodiesel 7 RESUMEN El efecto invernadero, fenómeno natural que mantiene en equilibrio la temperatura de la Tierra, se basa en la absorción, por parte de ciertos gases que se encuentran en la atmósfera, de la radiación infrarroja reflejada por la Tierra. Se estima que el aumento de las concentraciones de estos gases efecto invernadero (GEI) en la atmósfera, podría incrementar la temperatura del planeta. Dichos gases son dióxido de carbono, metano, óxido nitroso, hidrofluorocarbonos, perfluorocarbonos y hexafluoruro de azufre. Para tratar de mitigar los efectos del cambio climático, en 1992 la convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático determinó que se debían tomar medidas que lograran la estabilización de las concentraciones de gases efecto invernadero, pero manteniendo el desarrollo económico. Sin embargo, no fue sino hasta el Protocolo de Kyoto, en 1997, donde se establecieron metas cuantificables de reducción de emisiones de gases efecto invernadero. El protocolo aspira a que los países industrializados disminuyan sus emisiones en un 5,2% con respecto a las de 1990, para el periodo del 2008-2012. Para esto el protocolo diseño tres mecanismos que permiten que estos países logren alcanzar las metas de reducción, la implementación conjunta, el comercio de emisiones y el mecanismo de desarrollo limpio (MDL). El MDL se basa en la disminución de GEI en países no industrializados por medio de su captura o reducción de sus emisiones. Las disminuciones logradas podrán ser vendidas en forma de Certificados de Reducción de Emisiones (CER’s) a países o empresas que tengan compromisos de reducción. Aparte de ayudar a los países industrializados a cumplir con sus metas, el MDL tiene como objetivo ayudar a los países en desarrollo a alcanzar un desarrollo sostenible. También es un importante incentivo para la búsqueda de energías renovables en estos países. En el caso de Colombia el irrumpir en diferentes alternativas energéticas puede ser importante, ya que fomenta el desarrollo económico, social y tecnológico del país. Actualmente en Colombia se realizan estudios y se implementan alternativas energéticas como la solar, eólica, de los océanos, geotérmica, hidroeléctrica y de la biomasa. Por otro lado, es probable que dentro de poco, el país no pueda satisfacer la demanda interna de petróleo. Con respecto a esto el biodiesel de aceite crudo de 8 palma, energía renovable de la biomasa, se proyecta como una alternativa interesante que puede llegar a contrarrestar esta situación. En el 2003 existían en Colombia 150000 hectáreas cultivadas de palma de aceite y se estima que cada una tiene una productividad de 3.5 toneladas de aceitecrudo. La producción de biodiesel en Colombia esta alrededor de US $ 433/Ton, muy por encima del precio internacional del aceite de palma (US $ 412.50/Ton), lo que pone en desventaja su producción. Por otro lado, el objetivo de la producción de biodiesel es sustituir total o parcialmente el diesel, pero para esto el precio del primero debe ser competitivo frente al del segundo. Sin embargo, los precios históricos y las proyecciones ponen al biodiesel por encima del diesel, haciendo que la producción del biocombustible no sea rentable. Basándose en esto, se hace un análisis de las emisiones del ciclo de vida de cada uno de estos combustibles, llegando a la conclusión que sustituyendo el diesel por el biodiesel en un 100% se logran reducciones de emisiones de GEI de cerca 1.5 Ton CO2 equi/Ton biodiesel. Si la sustitución es solo del 20% se logran reducciones cercanas a 0.8 Ton CO2 equi/Ton biodiesel. En consecuencia, la producción de biodiesel en el país podría ser parte de los proyectos MDL, lo que permitiría bajar los costos de producción, haciéndolo más competitivo con el diesel. Por lo tanto, se evaluó un nuevo costo de producción que se basa en la venta de CER’s, teniendo en cuenta las posibles reducciones logradas. Este nuevo precio se calculo para el costo actual de producción y para los 5 próximos años, basándose en proyecciones de precios tanto del diesel, como del aceite crudo de palma y de los CER’s. A partir de esto se concluyó que la sustitución del diesel por biodiesel no es rentable y que para hacer este biocombustible más competitivo se deben disminuir los costos de producción, al igual que profundizar más en su ciclo de vida. 9 INTRODUCCION La preocupación concerniente al cambio climático, posiblemente causado por el aumento en las concentraciones de Gases de Efecto Invernadero en la atmósfera, ha llevado al mundo a tomar medidas, entre ellas el Protocolo de Kyoto. El mecanismo de desarrollo limpio es uno de los tres mecanismos implementados por este protocolo para lograr que los países industrializados disminuyan sus emisiones de gases efecto invernadero, ayudándose entre si o apoyándose en países con economías en transición y en países en vía de desarrollo. Una de las alternativas que el MDL promueve es la implementación de energías renovables que ayuden a disminuir el consumo de combustibles fósiles, los cuales contribuyen al aumento de los GEI. Colombia como país en desarrollo tiene la posibilidad de formar parte de este mecanismo que le permitirá tener un desarrollo económico y social de una manera sostenible. Además tiene un alto potencial en varias de las distintas alternativas energéticas que se conocen en el mundo como se mostrara brevemente en este documento, una de ellas es el biodiesel. Este biocombustible será analizado con detenimiento, teniendo en cuenta la capacidad actual de producción y su expansión, al igual que su consumo y su desarrollo a nivel internacional. Por otro lado se hará una comparación con el diesel derivado del petróleo para determinar, a partir de diferentes escenarios, las emisiones de gases efecto invernadero que se reducirían con el uso del biodiesel y las varias formas en las que el mecanismo de desarrollo limpio puede ser implementado para favorecer la producción de dicho biocombustible. 10 JUSTIFICACION El Mecanismo de Desarrollo Limpio tiene como fin ayudar a los países en desarrollo a disminuir la utilización de combustibles fósiles y a su vez apoyarlos para alcanzar un desarrollo sostenible. Partiendo de esta base, la implementación del MDL en Colombia pude ser una motivación importante para que el país se enfoque en la búsqueda de fuentes de energía renovable, lo cual le aporta beneficios económicos, sociales y ambientales. El fin de este documento es intentar determinar la factibilidad de que la producción de biodiesel a base de aceite de palma sea parte de los proyectos aprobados por el mecanismo de desarrollo limpio, lo que promovería ampliamente el desarrollo de este biocombustible en el país. 11 OBJETIVO GENERAL Establecer si el Mecanismo de Desarrollo Limpio fomenta la creación de proyectos que promueven la implementación de energías renovables en el país, enfocándose principalmente en la producción de biodiesel a base de aceite de palma. OBJETIVOS ESPECIFICOS • Entender el fenómeno de efecto invernadero y las medidas que se han tomado en torno a este. • Explicar el funcionamiento del Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL). • Describir la situación energética del país. • Mostrar las diferentes alternativas energéticas del país, haciendo un mayor énfasis en la utilización del biodiesel a base de aceite de palma. • Determinar las emisiones de gases efecto invernadero por la utilización de biodiesel a partir de su producción y consumo. • Calcular las emisiones reducidas conociendo las emisiones de diesel y las de biodiesel. • A través de diferentes escenarios con respecto al costo de los Certificados de Reducción de Emisiones, establecer el aporte del MDL en la producción de biodiesel para determinar su rentabilidad. 12 1. MARCO TEORICO 1.1 Efecto Invernadero: La temperatura media de la Tierra se debe a la interacción de varios factores que permiten que esta se mantenga en equilibrio. Luego de muchos estudios se concluyó que esta es un balance entra la radiación solar, la pérdida de calor debida a la energía devuelta por la superficie terrestre y la atmósfera hacia el espacio, y la cantidad de calor que es retenido por esta ultima (Petrillo Martín; 2000). El efecto invernadero es un proceso natural que se da por la presencia de gases en la atmósfera como el vapor de agua, el dióxido de carbono, el metano, el oxido nitroso y el ozono troposferico (Nilsson, Annika; 1992). Estos gases, denominados gases de efecto invernadero (GEI), atrapan moderadamente la radiación solar, permitiendo que se produzca un calentamiento en la temperatura de la Tierra. Este fenómeno hace que se mantenga en equilibrio la temperatura media de la superficie terrestre y de la troposfera (Nilsson, Annika; 1992). La radiación solar que a llega la Tierra esta caracterizada por una longitud de onda corta, la cual no tiene ningún efecto sobre los gases invernadero presentes en la atmósfera. Sin embargo, parte de esta radiación entrante es reflejada por el suelo y debido al calentamiento de este, la fracción reflejada tiene una longitud de onda mayor (Radiación infrarroja) (Ministerio de Obras Públicas, Transporte y Medio Ambiente, España; 1994). Esta nueva longitud de onda es absorbida por los gases de efecto invernadero, y como consecuencia se genera una nueva radiación de calor hacia la superficie del planeta, la cual contribuye a mantener el calor en este. Se estima, que si no se produjera el efecto invernadero, la Tierra seria unos treinta grados más fría (Ministerio de Obras Públicas, Transporte y Medio Ambiente, España; 1994). 13 Figura 1. Grafica explicativa sobre el fenómeno del efecto invernadero, www.estrucplan.com.ar. Según lo mencionado anteriormente, el incremento de las concentraciones en la atmósfera de los llamados gases de efecto invernadero, y la aparición de nuevos, provocaría un aumento en la temperatura media global del planeta, lo que implicaría cambios en las condiciones de vida que se conocen actualmente. Hasta el momento, se ha comprobado que la temperatura de la Tierra aumentó 1º F en el siglo pasado. Y se estima que en el periodo de 1990 a 2100 el aumento de la temperatura estará entre 1.4 y 5.8 ºC, velocidad de incremento que no tiene precedentes en los últimos 10000 años (PNUMA; 2001) Figura2. Fuente: U.S.National Climatic Data Center, 2001 14 Se sabe que desde los inicios de la revolución industrial, las concentraciones en la atmósfera de dióxido de carbono se han incrementado en un 30%, las de metano se han duplicado y las oxido nitroso han aumentado en un 15% (EPA; 2000). Por otro lado, también se comprobó que en la década de los 90, las concentraciones de halocarbonados aumentaron más que la de cualquier otro gas de efecto invernadero. 1.2 Medidas en torno al cambio climático: La preocupación por el cambio climático es mundial. Las emisiones causadas por un país afectan la atmósfera de todo el planeta. Sin embargo, un gran problema es determinar que tanta responsabilidad tiene cada país en este asunto. No se puede negar que los países desarrollados son los causantes de la mayoría de las emisiones de gases de efecto invernadero, en especial por la quema de combustibles fósiles. No obstante, la deforestación y la industrialización de los países en desarrollo esta haciendo que esto empiece a cambiar. 1.2.1 La convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático La convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, consiente de que las actividades humanas han aumentado las concentraciones de gases de efecto invernadero y de que este hecho podría estar afectando el clima del planeta, decidió, en 1992, tomar medidas para controlar las emisiones de estos gases a la atmósfera: “El objetivo último de la presente Convención (…) es lograr (…) la estabilización de las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera en un nivel que impida interferencias antropogenias peligrosas en el sistema climático. Ese nivel debería lograrse en un plazo suficiente para permitir que los ecosistemas se adapten naturalmente al cambio climático, asegurar que la producción de alimentos no se vea amenazada y permitir que el desarrollo económico prosiga de manera sostenible.”(CMCC; 1992) Para cumplir con este objetivo, la Convención estipuló que los países desarrollados deberían ser quienes tomaran la iniciativa en la lucha en contra del cambio climático. Además, promovió la implementación del desarrollo sostenible, teniendo en cuenta que 15 las políticas y medidas que se tomen para llevar a cabo este, tienen que ir acorde con las condiciones de cada una de las partes involucradas y con sus correspondientes planes de desarrollo económico y social, haciendo mayor énfasis en el progreso de los países en desarrollo(CMCC; 1992). Por otro lado, esta convención se enfoca en los gases de efecto invernadero que no son controlados por El Protocolo de Montreal, es decir aquellas que agotan la capa de ozono. En consecuencia, estimula a los países participantes a tener datos actualizados con respecto a las emisiones de estos gases y a los sumideros capaces de absorberlos. Esto implica que hay un compromiso para disminuir las emisiones y para proteger los sumideros. También es importante tener en cuenta que la Convención busca la cooperación de todos las Partes en cuanto a búsqueda y difusión de nueva tecnología que permita una disminución en la emisión de los GWG. 1.2.2 El protocolo de Kyoto Después de la Convención Marco, se determinó que era necesario tomar medidas más decididas para enfrentar el problema del Cambio Climático. Por esta razón, se redactó El protocolo de Kyoto, firmado el 11 de diciembre de 1997, el cual tiene como objetivo comprometer a los países firmantes a reducir y limitar las emisiones de gases de efecto invernadero de una manera cuantitativa. Estos gases son dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), hidrofluorocarbonos (HFC), perfluorocarbonos (PFC), hexafluoruro de azufre (SF6) (Protocolo de Kyoto; 1997). Con este protocolo se aspira a que los países industrializados disminuyan sus emisiones en un 5,2% con respecto a las de 1990, para el periodo del 2008-2012 (Protocolo de Kyoto; 1997). Sin embargo, siendo concientes de los altos costos económicos y sociales que cumplir estas metas implica, el protocolo de Kyoto estableció tres mecanismos que hacen que el alcanzar dichas metas sea más factible (Protocolo de Kyoto; 1997). El primero consiste en la implementación conjunta, la cual permite la participación de varios países Anexo I, países en desarrollo con metas de reducción, en proyectos de reducción de emisiones, reducciones que serán distribuidas entre los países participantes (Protocolo de Kyoto; 1997). 16 El segundo, es el comercio de emisiones. Este mecanismo permite que los países que tienen que cumplir con cuotas de reducción puedan intercambiar estas entre si. Por ultimo, esta el proyecto de Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL), el cual se explica con detenimiento a continuación. 1.3 El Mecanismo de Desarrollo Limpio El MDL, permite que países que no tienen compromiso de reducción de emisiones, es decir los países no industrializados, lleven a cabo proyectos que permitan la disminución de los gases de efecto invernadero, las cuales se pueden basar en la captura o reducción de estos gases. Los proyectos de captura de emisiones se basan en el manejo de la tierra de tal forma que se incremente la capacidad de secuestrar carbono por parte de la biomasa y el suelo. Estos proyectos se denominan LULUCF, Land use, land use change and foresty, lo que significa uso de la tierra, cambio en el y uso de la tierra y silvicultura. Este tipo de actividades incluyen la aforestación, la reforestación, el manejo forestal, la agroforestería y rehabilitación de tierras degradadas. (El Mecanismo de Desarrollo Limpio: Actividades que Reducen o Capturan Emisiones, CAEMA) Los proyectos que reducen las emisiones de gases de efecto invernadero se pueden enfocar en mejorar la eficiencia de los combustibles fósiles y del uso de la energía en diferentes sectores de la economía. Mientras que otros se basan en la captura de emisiones fugitivas o en promover la investigación e implementación de energías renovables. (El Mecanismo de Desarrollo Limpio: Actividades que Reducen o Capturan Emisiones, CAEMA) Las disminuciones que se produzcan pueden ser adquiridas por un país o una empresa que si tenga compromisos de reducción y ser contabilizadas con el fin de contribuir al logro de sus metas. En consecuencia, las finalidades principales del MDL son ayudar a las Partes no industrializadas a lograr un desarrollo sostenible, contribuir con el objetivo último de La convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático y ayudar a los países industrializados a cumplir sus metas de reducción de emisiones de GEI. 17 Teniendo en cuenta lo anterior, el MDL puede ser una herramienta útil para promover la inversión en la búsqueda de energías renovables, la transferencia de tecnología y el crecimiento económico en los países en desarrollo. Sin embargo, para poder participar en el MDL los países en desarrollo involucrados, es decir los países anfitriones donde se va a desarrollar el proyecto, deben cumplir algunos requisitos. Primero, dichos países tienen que haber ratificado el protocolo de Kyoto, de esta forma los proyectos propuestos podrán generar certificados de reducción de emisiones. Segundo, deben participar de manera voluntaria en el MDL, lo cual garantiza que los proyectos son aprobados y serán apoyados para su desarrollo. Tercero, deben tener establecida una Autoridad Nacional Designada (AND), la cual será la encargada de verificar que el proyecto cumpla con los requerimientos del MDL y de desarrollo sostenible. (El Mecanismo de Desarrollo Limpio: Los Requerimientos del Mecanismo, CAEMA) Para la participación de los países industrializados, se requiere que cumplan con las mismas condiciones mencionadas anteriormente y que además tengan al día su inventario de emisiones y haber determinadosu cantidad atribuida, es decir las reducciones en sus emisiones para poder cumplir con lo establecido en el Protocolo de Kyoto (The Clean Development Mechanism: A user’s guide). Los países anfitriones tienen que presentar proyectos que tengan reducciones de emisiones que sean reales, es decir que se puedan medir y cuantificar, y de esta forma ser vendidos en forma de CER’s (Certificados de Reducción de Emisiones) en el mercado de carbono promovido por el Protocolo de Kyoto. Por otro lado, estos proyectos tienen que demostrar su adicionalidad, es decir que tiene que probar que no se hubieran podido realizar sin la ayuda del MDL. Esto significa que son proyectos que son adicionales a lo que se hubiera hecho de no existir el Protocolo de Kyoto. Para poder corroborar estos puntos, los proyectos que aspiran a generar CER’s tienen que cumplir con una cierta serie de pasos denominados ciclo de vida del proyecto MDL, los cuales se explican a continuación. 18 1.3.1 Documento de diseño El primero de estos pasos es la formulación del proyecto, la cual esta a cargo del proponente. En esta etapa se prepara el documento de diseño, documento que debe tocar varios aspectos. El primero de estos aspectos es la descripción del proyecto, la cual debe especificar el propósito, tipo y tamaño del proyecto, su ubicación, la tecnología que se utilizara y los límites del mismo (El Mecanismo de Desarrollo Limpio: El Ciclo de Proyecto; CAEMA). Dentro de los límites se deben tener en cuenta tanto los físicos como los económicos. En esta parte, deben justificarse las fuentes públicas de financiamiento aportadas por los países industrializados, si las hay, esto con el fin de demostrar que son separados de las obligaciones financieras corrientes de esos países (The Clean Development Mechanism: A user’s guide). También se encuentra la metodología de línea base. El objetivo principal del análisis de línea base es mostrar lo que pasaría si no se realizara el proyecto (The Clean Development Mechanism: A user’s guide). Existen metodologías ya aprobadas, por lo cual si se escoge una de estas, se debe justificar su escogencia y explicar su aplicación. Si se decide implementar una nueva metodología se deben describir los parámetros claves, las fuentes de datos, las circunstancias bajo las cuales se llevo a cabo la metodología, cuales son los supuestos utilizados, como sería el manejo de fugas y hacer cálculos de las proyecciones de emisiones (El Mecanismo de Desarrollo Limpio: El Ciclo de Proyecto; CAEMA). Otro aspecto importante que se encuentra dentro del documento de diseño, es el determinar la adicionalidad del proyecto. Esto se puede lograr demostrando dos hechos. Primero, que uno de los objetivos de la actividad resultante del proyecto es reducir los volúmenes de emisiones de gases de efecto invernadero, con respecto a las emisiones que se hubieran producido si no existiera el proyecto. Segundo, que las reducciones de emisiones generadas no se hubieran podido realizar si no existiría el Mecanismo de Desarrollo Limpio, ya bien sea por razones económicas, legales o políticas (The Clean Development Mechanism: A user’s guide). Sin embargo, el concepto de adicionalidad es vago y susceptible a diferentes interpretaciones. 19 El documento de diseño, también debe decir cual es la vida útil estimada del proyecto, es decir su tiempo de funcionamiento; y además el periodo de acreditación, periodo durante el cual el proyecto, sin ser modificado, va a generar CER’s. Para este último existen dos posibilidades. La primera, es una acreditación de veintiún años, la cual se debe renovar cada siete. Cada una de las tres renovaciones implica realizar un nuevo proceso de validación. La segunda, es una acreditación de diez años, no renovable (El Mecanismo de Desarrollo Limpio: El Ciclo de Proyecto; CAEMA). Por otro lado, el documento de diseño debe tener en cuenta todos los impactos ambientales que pueda causar el proyecto. Cada proyecto debe ser valorado basándose tanto en los criterios de los participantes como en los del país anfitrión, en este caso teniendo en cuenta la reglamentación ambiental de este y sus pautas con respecto al desarrollo sostenible (El Mecanismo de Desarrollo Limpio: El Ciclo de Proyecto; CAEMA). Dentro del documento de diseño se debe plantear el plan de monitoreo. En este se debe definir que es lo que se va a monitorear, cuales son los datos a tener en cuenta, la frecuencia de recolección de datos, que metodologías se emplearan para la recolección de las muestras y cual es el protocolo de recopilación y reporte de los monitoreos (El Mecanismo de Desarrollo Limpio: El Ciclo de Proyecto; CAEMA). También debe especificar cuales son los controles de calidad que se tienen sobre el monitoreo, como se van a medir los impactos ambientales generados por el proyecto y las estimaciones de las posibles fugas. Como último aspecto a tener en cuenta en el documento de diseño, esta los comentarios de los actores claves. En esta parte se invita a particulares, comunidades u otros grupos, como ONG’s, que se vean afectados por el proyecto, a que den sus opiniones con respecto a este (El Mecanismo de Desarrollo Limpio: El Ciclo de Proyecto; CAEMA). 1.3.2 Aprobación del país anfitrión Este es un punto muy importante, ya que la aprobación del país anfitrión asegura que este sigue teniendo el control sobre sus recursos naturales. 20 Además, la aprobación implica que el gobierno va a colaborar con el desarrollo del proyecto, y que este ultimo si contribuye con el desarrollo sostenible del país (The Clean Development Mechanism: A user’s guide). Como se mencionó anteriormente, al inicio de la sección 1.3, todos los países anfitriones deben tener una Autoridad Ambiental Designada que se encarga de la evaluación de los proyectos MDL, por lo cual esta va a hacer la encargada de verificar la adicionalidad del proyecto y si este cumple con los criterios de desarrollo sostenible del país y con los criterios establecidos por las autoridades internacionales del MDL (The Clean Development Mechanism: A user’s guide). 1.3.3 Validación de la entidad operacional En esta etapa, el proponente, es decir quien formula el proyecto, después de haber recibido la aprobación del país anfitrión, debe entregar toda la documentación a una entidad operacional designada para que esta la revise y la apruebe para finalmente validar el proyecto, con respecto a los requerimientos del MDL (The Clean Development Mechanism: A user’s guide). La entidad operacional designada, la cual es una firma consultora calificada y acreditada por la Junta Directiva del MDL, debe verificar que el proyecto cumple con los requisitos de participación, entre estos principalmente la adicionalidad y la utilización de una metodología de línea base establecida. Además que toda la información dada por el proponente sea precisa, y que todas las suposiciones en las que este incurrió sean razonables (The Clean Development Mechanism: A user’s guide). Por otro lado, esta entidad debe cumplir ciertas responsabilidades con el proponente, las cuales con (El Mecanismo de Desarrollo Limpio: El Ciclo de Proyecto; CAEMA): • Publicar el documento de diseño durante 30 días, teniendo en cuenta las pautas de confidencialidad, para que las partes, particulares y observadores de la UNFCCC (United Nations Framework Convention on Climate Change) puedan hacer comentarios. • Recolectar todos los comentarios, escritos y verbales. • Determinar la validación del proyecto e informar al proponente la decisión tomada. 21 • Si se valida el proyecto, la entidad operacional debe enviar a la Junta Ejecutiva un reporte de validación, el cual equivale a una solicitud de registro del proyecto. Cuando no se valida el proyecto, este puede volver a ser presentadodespués de que se le hagan todas las modificaciones requeridas por las observaciones hechas por la entidad operacional. 1.3.4 Registro Este paso implica la aceptación del proyecto por parte de la Junta Ejecutiva del MDL y es un prerrequisito para llevar a cabo las etapas de verificación, certificación y emisión de certificados (The Clean Development Mechanism: A user’s guide). El registro ante la Junta Ejecutiva deberá ser hecho ocho semanas después de haber sido presentado el reporte de validación. 1.3.5 Implementación y monitoreo A partir del momento de la aprobación del proyecto, este puede empezar a ser implementado, y desde los inicios de la implementación debe ser monitoreado por el proponente, tal y como se especifico en el plan de monitoreo del documento de diseño. Este plan de monitoreo no puede ser cambiado, a menos que los cambios sean justificados y aprobados antes de su aplicación (The Clean Development Mechanism: A user’s guide). El monitoreo debe ser tanto de los gases de efecto invernadero, como de los impactos ambientales causados por el proyecto, y este debe incluir los estimados en la línea base y los que se están fuera de ella, es decir las fugas (The Clean Development Mechanism: A user’s guide). Los resultados de los monitoreos periódicos deben ser presentados a una entidad operacional designada, sin embargo esta es diferente a aquella que hizo la validación para evitar conflictos de intereses, excepto en el caso de proyectos de pequeña escala. La entidad después de evaluar los resultados obtenidos puede calcular las reducciones de emisiones de gases de efecto invernadero y someterlos a verificación como CER’s (The Clean Development Mechanism: A user’s guide). Los CER’s se basan en la reducción que se da durante el periodo en el que los resultados de monitoreo fueron presentados (The Clean Development Mechanism: A user’s guide). 22 1.3.6 Verificación Como se mencionó anteriormente, la verificación depende de los resultados obtenidos en el monitoreo, y se basa en las revisiones periódicas de las reducciones de emisiones del proyecto MDL (El Mecanismo de Desarrollo Limpio: El Ciclo de Proyecto; CAEMA). El proceso de verificación determina la cantidad de CER’s que resultan del proyecto durante un determinado periodo de tiempo (The Clean Development Mechanism: A user’s guide). La entidad operacional designada debe hacer público el informe del monitoreo, el cual incluye los resultados obtenidos, las conclusiones de las visitas y las revisiones correspondientes (The Clean Development Mechanism: A user’s guide). Además debe darle a la Junta Ejecutiva, las partes involucradas y los participantes un reporte de verificación, el cual también debe ser publicado. 1.3.7 Certificación y expedición de CER’s La certificación es la confirmación escrita por parte de la entidad operacional designada, encargada también de la verificación, de las reducciones de emisiones de gases de efecto invernadero logradas por la actividad del proyecto MDL, durante el periodo de tiempo especificado (The Clean Development Mechanism: A user’s guide). El reporte de certificación debe ser una petición a la Junta Ejecutiva para que expida la cantidad de CER’s que equivale a las reducciones logradas por el proyecto y que ya fueron verificadas por la entidad operacional (The Clean Development Mechanism: A user’s guide). Desde el momento en que la Junta Ejecutiva recibe el reporte de certificaron tiene 15 días para expedir los CER’s, a través del administrador de registro del MDL. Para entender los pasos que se deben seguir para llevar a cabo la implementación de un proyecto MDL, se presenta a continuación la figura 3: 23 Figura 3. Diagrama de flujo del desarrollo de un proyecto MDL 24 2. ANTECEDENTES El mecanismo de desarrollo limpio es una oportunidad para que Colombia busque la diversificación economía y de sus exportaciones y aproveche también nuevas oportunidades de inversión y de transferencia de tecnología, contando para ello con las expectativas de producción y uso de energía y la amplia oferta ambiental de que se dispone (PEN, Estrategia Energética Integral 2003-2020). Colombia, por su posición geoespacial, presenta potenciales de recursos energéticos renovables y alternativos, como son: Sol, viento, pequeñas centrales hidroeléctricas - PCH-, biomasa, energía de los océanos y geotermia (UPME, Energías renovables: Descripción, tecnologías y usos finales). Estas nuevas fuentes de energía podrían llegar a ser un apoyo importante para el desarrollo económico y social del país, contribuyendo a cumplir las necesidades energéticas internas y fomentando el avance tecnológico. 2.1 Historia del sector energético en el país El sector energético esta ligado al desarrollo económico y social del país, ya que es un insumo intermedio en el sistema de producción y un bien final que cumple con las necesidades de la población. Además, en Colombia genera importantes divisas e inversiones. Por lo tanto, las diferentes condiciones que se presentan en el ámbito socio-económico del país se ven reflejadas en la evolución de dicho sector, y a su vez esta evolución afecta el desarrollo del país. La Constitución Política de Colombia de 1991, establece que los servicios públicos podrán ser prestados por el Estado, directa o indirectamente, por comunidades organizadas, o por particulares. También establece que la Ley fijará las competencias y responsabilidades relativas a la prestación de los servicios públicos domiciliarios, su cobertura, calidad y financiación, y el régimen tarifarío que tendrá en cuenta además 25 de los criterios de costos, los de solidaridad y redistribución de ingresos (Constitución Política de Colombia, Art. 365,367; 1991). Con el fin de fomentar el desarrollo del sector energético y cumplir con el nuevo marco constitucional, el gobierno creó en la década de 1990 dos entes regulatorios del sector energético, la Comisión de Regulación de Energía y Gas (CREG) y la Unidad de Planeación Minero-Energética (UPME), creadas en 1994 bajo la ley 142. La primera esta encargada de mantener la competencia y efectividad de las empresas prestadoras de estos servicios públicos, y la segunda se enfoca en manejar la información que genera el sector para planificar su desarrollo y normatividad, por lo tanto, dentro de sus funciones esta promover estudios y recomendar al gobierno políticas y estrategias. Antes de 1994, el sector eléctrico se basaba en empresas públicas regionales o departamentales, las cuales hacían esfuerzos locales para auto-abastecerse. Esta situación provocaba varias deficiencias en la cadena del sector: • La política afectaba directamente la toma de decisiones referentes al funcionamiento de la empresa. • Existían diferentes departamentos de planeamiento de todas las actividades de la cadena. • Los centros de control locales eran despachos regionales autónomos. • Los intercambios regionales se hacían por medio de contratos estaciónales. Por otro lado, el consumo de energía primario se basaba principalmente en el petróleo, y los niveles de consumo de energía per. capita eran mucho más bajos que los observados internacionalmente, estando por debajo del promedio de Latinoamérica y siendo ligeramente superiores al de África. 2.1.1 Situación del petróleo Para 1994 las reservas de petróleo alcanzaban los 3100 millones de barriles y la producción diaria era del promedio de 441000 barriles. De estos últimos el 52.3% cubrían la demanda interna y el porcentaje restante se exportaba. 21.2 Situación del Gas Natural Las reservas de gas natural para el año 1994 se estimaban entre 7500 y 8800 GPC (Giga pies cúbicos) y la producción era de 400 millones de pies cúbicos al día. La 26 infraestructura que existíano era suficiente y la red de distribución era pequeña, no se conectaban los centros de consumo con los de producción. El uso del gas natural domiciliario en el país se empezó a implementar a partir de los años 70’s para abastecer a la ciudad de Barranquilla, pero en 1990 comenzó la distribución en el centro del país, aumentando la demanda nacional a 400 MPCD y las instalaciones domiciliarias a 800000. En 1991 el gobierno adopto el plan de masificación para el consumo de gas y para esto se planeo la construcción de gaseoductos troncales y el desarrollo de termoeléctricas a gas. 2.1.3 Situación del Gas Licuado El gas licuado es un producto de la refinación del petróleo y es un buen sustito del cocinol y la gasolina por su menor costo y riesgo de uso. En el país se utilizó en el siglo XIX para el alumbrado publico, sin embargo a mediados del siglo XX se empezó su uso domestico. Su único proveedor era ECOPETROL y su principal distribuidor Colgas, aunque existían alrededor de 200 empresas distribuidoras más y aproximadamente 25 empresas comercializadoras mayoristas. La demanda de este producto en 1994 fue de 260 millones de galones y su consumo tuvo un crecimiento entre 1990 y 1997 del 7%. 2.1.4 Situación del Carbón Hasta 1972, el carbón era explotado de forma rudimentaria por grupos de familias que solo trataban de satisfacer sus necesidades básicas. Pero en 1972 Carbocol empezó la explotación del Cerrejón. Sin embargo, no se dio una planificación real del sector minero hasta la creación de la UPME en 1994, aunque se realizaron dos intentos antes. El primero se realizó por de Asomineros, un ente privado, a mediados de las los años 60’s. El segundo, se llevo a cabo por iniciativa del gobierno en 1987. Sin embargo, no fue si no hasta después de la Constitución de 1991 cuando el gobierno decidió tomar las riendas de la planeación minera del país, ya que en la Constitución se estipula que le corresponde al Estado intervenir en la explotación de los recursos naturales. 27 A principios de los años 90’s el carbón alcanzo una importante posición en el mercado nacional e internacional, convirtiéndose en el tercer producto más exportado por Colombia. 2.1.5 Energía Eléctrica Desde 1980, el suministro de energía eléctrica Colombiano fue abastecido entre un 55 y un 75% por la energía provista por las hidroeléctricas. Sin embargo, después de las severas sequías que se registraron a comienzos de la década de 1990, las cuales provocaron un racionamiento forzoso y por ende una crisis en el sector, el gobierno promovió el desarrollo de fuentes de energía alternativas a la generación hidroeléctrica. 2.2 Actualidad del sector energético En el año de 1994 se establece la ley 142 de 1994, la cual regula el régimen de servicios públicos. Como se mencionó anteriormente, esta ley creó la CREG y la UPME, entes encargados de la regulación, control y plantación del sector energético. Estos entes introdujeron ciertos cambios en el sector que modificaron el desarrollo energético del país. 2.2.1 Situación del petróleo Una de las principales medidas que se tomaron entorno a este producto fue la de fomentar su exploración por parte de ECOPETROL, liberando a este de otras funciones que cumplía anteriormente. Esto se hizo ya que las reservas del país disminuyeron a 2800 millones de barriles en 1997, y la producción diaria para este mismo año era de 626000 barriles, de los cuales se consumía internamente un 48.8% y el resto se destinaba a la exportación. A partir de estas se determinó que la autosuficiencia petrolera del país solo sería posible hasta el año 2004. Por lo tanto, se tomaron nuevas medidas que contrarrestaran la situación. En primer lugar, se le dio a ECOPETROL la misión de concentrarse en la exploración y producción de petróleo. En segundo lugar, se planeo aumentar la capacidad de carga de la refinería de Cartagena de 76000 barriles diarios a 140000. En tercer lugar, se 28 promovió el desarrollo de estudios y propuestas que fomentaran la investigación y el uso de los biocombustibles. Como resultado de esto, en el 2001 se promulgó la Ley 693 en la cual se establece que todos los centros urbanos con más de 500000 habitantes debían usar gasolinas mezcladas con oxigenantes para septiembre de 2005. Para el 2003 las reservas eran de 1542 millones de barriles y la producción era de 541332 barriles por día, situación que era una clara amenaza para la autosuficiencia petrolera. 2.2.2 Situación del Gas Natural Para el gas natural la ley 142 de 1994 estableció citerior tarifaríos y definió quienes debían prestar el servicio. En 1997 el consumo de este producto se había incrementado a 459 millones de pies cúbicos por día y las reservas se estimaban en 11468 GPC. En este mismo año entra en operación el gaseoducto de occidente y se planea la ampliación del mercado al sector del transporte, donde la meta es convertir 115000 vehículos en 10 años, lo que equivale a dejar de consumir 49240 barriles de gasolina por día. Para el 2003 el desarrollo del mercado incluía interconexiones internacionales de gas, intensificación de la penetración residencial y la implementación del gas natural vehicular. Por lo tanto, la demanda se incrementó a 590 MPCD y el número de usuarios estaba alrededor de 3232000. 2.2.3 Situación del Gas Licuado El gas licuado experimentó entre 1996 y 1997 un incremento en el consumo de 5.3%, ya que se promovió el programa Gas para el Campo, el cual proponía reemplazar leña por este gas. Sin embargo, en los últimos tres años a tenido una caída del 5% anual, causada principalmente por la incursión del gas natural en los centros urbanos. Para contrarrestar esto el gobierno tiene planeado mejorar la calidad y la eficiencia energética del gas licuado, incrementar la seguridad de la prestación del servicio y concentrarse en mercados menos densos y más alejados. 2.2.4 Situación del Carbón En la actualidad el carbón constituye el tercer recurso más importante de exportación después del petróleo y el café, y a nivel nacional su mercado continua estable. Sin 29 embargo, debido a las cambiantes políticas mineras, el consumo de este producto ha diminuido en los últimos cinco años. Para el 2003, las reservas de carbón eran estimadas en 6304.5 Mton, de las cuales el 91% se encuentran en la Costa Atlántica y el resto en el interior del país. Para este mismo año la producción fue de 42911 Kton, de las cuales se exportaron 38195 Kton e internamente se consumieron 3600 Kton. Se debe tener en cuenta que la mayoría de las exportaciones se realizaron gracias a los complejos mineros existentes en la zona norte del país. La mayoría de las exportaciones de carbón que realiza el país son hacia Europa, continente que esta tratando de reducir sus emisiones de Gases de Efecto Invernadero. Para esto esta cambiando la utilización de carbón mineral por gas natural, lo que afectaría la comercialización de carbón en el país 2.2.5 Energía Eléctrica Actualmente el país cuenta con la participación privada en la cadena del sector energético. Además puede satisfacer su demanda y exportar. 2.2.5.1Generación En el 2003 el sistema de interconexión nacional era de 446734.19 GW/h, de los cuales el 76.9%, es decir 35958.19 GW/h, eran aportados por los recursos hídricos, el 14.5% por el gas natural, el 5.7% por el carbón mineral, el 2.7% por plantas menores y el 0.2% por autogeneradores y cogeneradores. En el país existen 33 empresas generadoras de energía eléctrica, de las cuales 22 son privadas. 2.2.5.2 Transmisión El sistema de transmisión nacional contaba, en el 2003, con 10990 Km de red a 230 KV y 1449 Km de red a 500 KV. En este mismo año entró en funcionamiento la interconexión Colombia-Ecuador, al igual que se abrieron las licitaciones paraampliar la red de 500 KW en la costa y Bogotá. Por otro lado, existen 11 empresas que se dedican a esta parte de la cadena del sector energético, entre estas 3 son privadas y el resto son del Estado. 30 2.2.5.3 Distribución y comercialización El sistema de interconexión nacional cuenta con 30 empresas distribuidoras y comercializadoras, las cuales se dividen en zonas departamentales, aunque también existen a nivel regional. De estas 30 empresas 7 son distribuidoras privadas, 10 son distribuidoras, comercializadoras y generadoras, y solo 4 cumplen con las cuatro partes de la cadena del sector (Generación, transmisión, distribución y comercialización). Aquellas empresas que se dedican solo a la comercialización son en su totalidad del sector privado. 31 3 ENERGIA RENOVABLE EN COLOMBIA Se define energía renovable como aquella fuente de energía natural que es capaz de regenerarse, y la cual emplea para su obtención los ciclos de diferentes recursos naturales. Las fuentes de energía renovable se clasifican en dos grandes grupos. En el primero, se encuentran la energía solar, eólica, mareomotriz, geotérmica e hidráulica, las cuales se caracterizan por no generar emisiones directas de dióxido de carbono. El segundo grupo se caracteriza por la producción de energía proveniente de biomasa, de la cual se deriva en biogás y biocombustibles. En Colombia, la Ley 697 de 2001 fomenta el uso racional y eficiente de la energía y promueve la utilización de energías alternativas. El país cuenta con diferentes alternativas energéticas renovables, sin embargo la energía hidráulica es la única que se ha aplicado de forma intensiva en el país generando un 65% de la capacidad eléctrica instalada. Hoy en día, en Colombia para la generación de energía solo se emplea el bagazo de caña, principalmente en los sistemas de cogeneración, proporcionando una capacidad instalada de 25 MW. Por otro lado, algunos residuos agroindustriales son empleados para la producción de calor. Actualmente, se están desarrollando otras fuentes de energía renovable, las cuales están más que todo ubicadas en zonas aisladas, ya que en muchas ocasiones es donde esta su mayor potencial y donde pueden realizar mejores a portes al crecimiento del país. 3.1 Energía solar La energía solar que se puede aprovechar en la tierra es la que llega a la superficie en forma de ondas electromagnéticas, es decir la radiación solar, y que tiene su origen en las reacciones nucleares que ocurren en el interior del sol. 32 Este tipo de energía puede ser transformada en energía útil para el hombre principalmente de tres formas. Primero, a través de celdas fotovoltaicas, las cuales transforman la energía solar en energía eléctrica que puede ser usada de manera inmediata o ser almacenada. Segundo, en forma de energía solar térmica la cual se basa en la captación de la radiación por medio de elementos que disminuyen las pérdidas de calor y aumentan la energía absorbida. Estos sistemas proveen energía eléctrica a la red o tienen usos térmicos de naturaleza industrial. Por último, en forma de energía solar pasiva, la cual comprende elementos que se aprovechan en la construcción o adecuación de una vivienda con el fin de calentarla o refrescarla (UPME, Energías renovables: Descripción, tecnologías y usos finales). En Colombia, se realizaron mapas de radiación solar partiendo del promedio mensual del brillo solar en horas tomado durante el periodo comprendido entre 1990 y 2000, en 228 estaciones del país, y de las series de valores diarios de radiación y brillo solar en otras tres estaciones (Manual de Radiación Solar en Colombia, INEA). A partir de estos mapas se llegó a la conclusión que, en general, el potencial solar en el país es alto y tiene la enorme ventaja de que la radiación solar es uniforme durante el año. También se determinaron cuales fueron las zonas con mayor potencial (UPME, Energías renovables: Descripción, tecnologías y usos finales): • Zona del Magdalena, La Guajira y San Andrés y Providencia: entre 5 y 6 kWh/m2 • Zona de los departamentos de Casanare, Arauca, Guainía, Guaviare, Amazonas, Putumayo y Vaupés: entre 4 y 5 kWh/m2 • Zona costera del Pacífico: las menores radiaciones inferiores a 3 kWh/m2 Teniendo en cuenta lo anterior, en algunas zonas aisladas del país se utilizan paneles fotovoltaicos para el suministro de energía, alcanzando una capacidad instalada de más de 2 MW, y por otro lado colectores solares para calentar agua. 3.2 Energía eólica La Energía Eólica es aquella que se obtiene cuando se transforma la energía presente en las corrientes de viento en energía útil. El viento impulsa una turbina convirtiendo 33 dicha energía en energía mecánica, la cual puede ser utilizada de manera directa como fuerza motriz, la cual surge de la energía cinética transferida del viento, o convertida en energía eléctrica a través de un generador. En este ultimo caso, un aerogenerador convierte la fuerza del viento en una fuerza de giro que actúa sobre las palas del rotor del aerogenerador. La cantidad de energía que el rotor recibe depende de las características físicas del mismo y de factores como la densidad y la velocidad del viento Una aproximación al valor del recurso eólico en Colombia permite establecer que la zona norte cuenta con los mejores potenciales para el aprovechamiento de este recurso (UPME, Energías renovables: Descripción, tecnologías y usos finales). Especialmente en San Andrés y Providencia, con densidades de potencias medias anuales entre 344 y 397 W/m2, y en la península de la Guajira, con densidades de potencias medias anuales de 420 W/m2 (UPME, Formulación de un programa básico de normalización para aplicación de energías alternativas y difusión: Informe final, 2003). Por esta razón, en el departamento de la Guajira, entre le Cabo de la Vela y Puerto Bolívar, se lleva a cabo la implementación del parque eólico de Jepirachi, el cual pretende capturar el relativamente gran potencial eólico de dicho sector para aprovecharlo en la generación de energía eléctrica. Se estima que la capacidad instalada es en promedio 19.5 MW y que los generadores de viento pueden aportar al Sistema Nacional Interconectado alrededor de 68.3 GWh por año. La implementación de este proyecto permite la reducción de gases de efecto invernadero y el aumento de la diversificación tecnológica en el país (EPM, The Prototype Carbon Fund: Jepirachi Wind Power Project, 2002). Con respecto a la fuerza motriz, se puede decir que el país su utilización es amplia en el sector rural para el bombeo de agua, tanto a nivel domestico como a nivel agrícola (UPME, Formulación de un programa básico de normalización para aplicación de energías alternativas y difusión: Informe final, 2003). 34 3.3 Energía de los océanos De los océanos se pueden obtener dos tipos de energía. La primera es la térmica que se produce por el calentamiento solar. Y la segunda es la mecánica que surge a partir de las mareas, las olas y las corrientes marinas. De estas, la producida por las mareas y las olas pueden ser aprovechadas para generar energía eléctrica. 3.3.1 Energía mareomotriz La energía mareomotriz se basa en el aprovechamiento de la energía liberada por los movimientos ascendentes (flujo) y descendentes (reflujo) que se producen en el mar por las mareas. Para poder aprovechar esta energía se debe construir en una bahía, una presa o dique para crear un embalse que este aislado del mar (Inventario de los recursos mareomotrices de Colombia; Noguera Camacho, Carlos Eduardo; 1985). La producción de energía eléctrica se consigue gracias al funcionamiento de turbogeneradores que utilizan el agua que entra y es aprisionada durantela marea alta y la cual es después liberada durante la marea baja. Los lugares más aptos para llevar a cabo el desarrollo de esta fuente de energía son aquellos donde las mareas son altas y donde la construcción de los diques no conlleve grandes costos. En Colombia, se ha determinado que el mayor potencial de generación de energía eléctrica a partir de las mareas se encuentra en la costa pacifica siendo aproximadamente de 500 MW, ya que el rango promedio de altura de las mareas es de 3 m. En la costa atlántica dicho promedio es de aproximadamente 50 cm, por lo que no se considera una zona apta. 3.3.2 Energía de las olas Para poder aprovechar la energía de las olas se usan principalmente boyas cilíndricas flotantes ancladas por debajo de la superficie del mar. Estas en su interior tienen un cilindro hidráulico que se mueve verticalmente con el movimiento de las olas, 35 movimiento que se transmite a un alternador, el cual produce la electricidad. La energía eléctrica obtenida es llevada a la tierra por medio de un cable submarino. Un inconveniente de esta tecnología es que la producción de electricidad va a depender del viento, ya que las olas son generadas por este recurso. Se estima que el potencial de generación eléctrica a través de este sistema en las costas Colombianas es de 30 GW (UPME, Energías renovables: Descripción, tecnologías y usos finales). 3.4 Energía geotérmica En zonas donde las rocas del suelo se encuentran a muy altas temperaturas se almacena energía, denominada energía geotérmica. La geotermia es una fuente de energía renovable ligada a volcanes, aguas termales y zonas tectónicas geológicamente recientes (Universidad Nacional, Programa Universidad Virtual, Curso de Energía y Ambiente). Dicha energía puede ser aprovechada para usos directos (Termales, calentamiento de invernaderos, procesos industriales) o en forma de energía eléctrica haciendo perforaciones en el suelo y extrayendo el fluido geotérmico, agua caliente y vapor. En el segundo caso, el fluido geotérmico debe ser tratado y separado, eL agua debe ser reinyectada en el reservorio para mantener el equilibrio, mientras que el vapor es llevado a turbinas para la generación de energía eléctrica (Universidad Nacional, Programa Universidad Virtual, Curso de Energía y Ambiente). La tabla 1 muestra que la forma como se aprovecha este tipo de energía depende de la temperatura a la que sale el agua. Tabla 1. Utilización del recurso geotérmico de acuerdo a su temperatura Temperatura (º C) Usos Altas Temperaturas >150 Producción de energía eléctrica a alto rendimiento Medias Temperaturas 70 – 150 Producción de energía eléctrica a bajo rendimiento Bajas Temperaturas <70 Usos directos 36 Por otro lado, este tipo de energía tiene la ventaja de que el flujo de producción de energía es constante a lo largo del año ya que no depende de variaciones estaciónales como lluvias, caudales de ríos. Sin embargo, una desventaja es que debe usarse una tecnología relativamente costosa y moderna para poder llevar a cabo las excavaciones. En Colombia el desarrollo de la geotermia empezó en los años 30, sin embargo su importancia fue mayor después de la crisis energética de la década de los 90’s. El país esta ubicado en el cinturón de fuego de pacifico, región donde se encuentran los mayores campos geotérmicos del mundo. Por esta razón, Ingeominas elaboró el mapa geotérmico de Colombia, en el cual se destacan las zonas de mayor potencial del país (UPME, Energías renovables: Descripción, tecnologías y usos finales): • Frontera con el Ecuador, en los volcanes Chiles - Cerro Negro. • Departamento de Nariño, volcán Azufral. • Parque Natural Nacional de Los Nevados. • Área geotérmica de Paipa - Iza en Boyacá Por otro lado, en 1997 una empresa privada perforó el primer pozo geotérmico en Nereidas, Nevado del Ruiz, y realizó un estudio de prefactibilidad. Este estudio determinó la posibilidad de encontrar un yacimiento que opera a unas temperaturas entre 200 y 205 º C en un estrato maduro del volcán (UPME, Utilización de la Energía geotérmica: Documento Descriptivo). Sin embargo no se conocen avances en cuanto al desarrollo de este proyecto. En la actualidad se esta realizando el estudio de prefactibilidad del campo geotérmico del Azufral, del cual se tienen ya análisis geoquímicos y de vulcanología. 3.5 Energía Hidroeléctrica Los proyectos hidroeléctricos tradicionales se basan en la construcción de infraestructuras que permiten la caída de agua a grandes alturas, trasformando la energía potencial en energía cinética y finalmente en eléctrica; y que permitan tener presas o embalses donde se pueda tener el agua estancada. 37 Como se ha mencionado anteriormente, este tipo de generación de energía es la principal fuente de electricidad en el país. Sin embargo, aunque las hidroeléctricas son una fuente renovable de energía, no se consideran ambientalmente amigables, ya que para su implementación se deben llevar a cabo viarios cambios en el entorno, tales como inundaciones o desviaciones de caudales de ríos. Por otro lado, existen las Pequeñas Centrales Hidroeléctricas (PCH), las cuales generan pequeñas cantidades de electricidad, su construcción causa bajos impactos ambientales, pueden ser implementadas en zonas aisladas. Dentro de las PCH están los proyectos hidroeléctricos a filo de agua, los cuales aprovechan los bajos caudales y las pequeñas caídas naturales (Desde 1 m) de las corrientes de agua. Colombia tiene un gran potencial para desarrollar este tipo de proyectos, ya que tiene una situación privilegiada desde el punto de vista hidrológico debido a que es uno de los cinco países con más abundancia de este recurso, al caudal de sus ríos y a su topografía. La Vuelta y la Herradura es un proyecto hidroeléctrico a filo de agua, de las Empresas Publicas de Medellín, que esta funcionando en el departamento de Antioquia desde Octubre de 2004, y el cual provee energía limpia y reducción de emisiones de CO2 en Colombia. La idea es aprovechar el caudal del río La Herradura por medio de una planta que puede llegar a tener una capacidad instalada de 31.5 MW. El proyecto se divide en dos sub-plantas, la primera, la Vuelta, tiene una capacidad instalada de 11.7 MW y esta ubicada en la parte alta de la cuenca del río. La segunda, la Herradura, se encuentra 5 km debajo de la primera y tiene una capacidad instalada de 19.8 MW (EPM, Proyecto La Vuelta y La Herradura, 2003). Otro proyecto de esta índole es el que se quiere implementar en el río Amoyá en el departamento del Tolima, del cual Generadora Unión, promotora del proyecto, espera que tenga una capacidad instala de 78 MW. Esta misma empresa adelanta otros proyectos en Antioquia como son el de Aguafresca, en Jericó, y Ensenadas y Cañaveral en Sonsón, cada uno con una capacidad instalada de 7, 64 y 94 MW respectivamente. 38 3.6 Energía de la biomasa La biomasa es energía química almacenada en la materia orgánica, lo que la convierte en la más variada de las energías renovables. La energía que se obtiene de la biomasa es generada por la combustión o la fermentación de materiales orgánicos y puede provenir de cualquier organismo vivo, o de desechos de tipo orgánico que se generan en las ciudades e industrias. La utilización de procesos bioquímicos, termoquímicos y de combustión que transforman la biomasa, permiten que se obtengan de esta combustibles, fuerza motriz, energía eléctrica o energía térmica. Algunos de los procesos que permiten transformar la biomasa son: 3.6.1 Digestión anaerobia La digestión anaerobia es la descomposición de la materia orgánica en ausencia de aire por medio de microorganismos, los cuales la transforman en gas y lodo. El gas obtenido en una planta especialmentediseñada se denomina biogás, esta compuesto principalmente por metano y tiene un valor calorífico de 4700 a 5500 kcal/m3. El biogás puede ser empleado para iluminar por medio de una lámpara de gas, y para producir energía térmica y energía mecánica. En Colombia se han construido varias plantas de biogás, en un principio por iniciativa de las entidades del gobierno, como la Corporación Autónoma Regional del Cauca, y después por iniciativa de particulares, pero no se tiene un inventario de estas (UPME, Formulación de un programa básico de normalización para aplicación de energías alternativas y difusión: Informe final, 2003). 3.6.2 Gasificación Se denomina gasificación a los procesos térmicos que convierten la materia prima sólida o liquida en una mezcla de gases, tales como hidrogeno, monóxido de carbono y metano (UPME, Formulación de un programa básico de normalización para aplicación de energías alternativas y difusión: Informe final, 2003). El gas obtenido es usado como combustible en plantas de ciclo combinado, donde se combina con turbinas de gas y vapor para generar energía eléctrica (UPME, Energías renovables: Descripción, tecnologías y usos finales). 39 En el país se desarrollaron cuatro proyectos de esta índole en los años 80’s, pero en la actualidad están fuera de servicio. 3.6.3 Combustión La biomasa es quemada en una caldera para producir vapor de alta presión, el cual es introducido a una turbina que esta conectada a un generador eléctrico. Cuando el vapor fluye, la turbina rota y acciona el generador produciendo energía eléctrica (UPME, Formulación de un programa básico de normalización para aplicación de energías alternativas y difusión: Informe final, 2003). Esta técnica es empleada en Colombia de manera poco tecnológica y a pequeña escala, principalmente en los sectores del azúcar y la panela. 3.6.4 Biocombustibles Los biocombustibles líquidos se usan en el sector transporte como combustible, y se obtienen a través del procesamiento de diferentes cosechas y plantaciones. Su comercialización y uso trae las ventajas de reducir la dependencia de petróleo y la polución. El bioetanol se obtiene de la fermentación de ciertos azúcares, especialmente glucosa, y se utilizan como materias primas melazas azucareras, maíz, almidón de trigo, residuos de papa (UPME, Energías renovables: Descripción, tecnologías y usos finales). Los bioaceites (biodiesel) son aceites vegetales obtenidos de plantas oleaginosas, ésteres metílicos o etílicos derivados de estos, o de ácidos grasos de otras procedencias. Las materias prima para la fabricaron de estos biocombustibles son especies con semillas oleaginosas (girasol, colza, soja), especies con frutos oleaginosos (coco, palma), cultivos no tradicionales (brassica carinata, camelina sativa, cynara cardunculus) y otras (aceites de fritura usados, grasas animales) (UPME, Energías renovables: Descripción, tecnologías y usos finales). En el capitulo siguiente se hablara mas detalladamente sobre el biodiesel. Los dos biocombustibles mencionados anteriormente son los más desarrollados, sin embargo a menor escala se encuentran el biometanol y el biocrudo o crudo de pirólisis. 40 La producción de los biocombustibles en el país esta progresando y esta siendo impulsada por la Ley 693 de 2001, la cual promueve la investigación y el desarrollo de dichas tecnologías. Por otro lado, según El Plan Energético Nacional, este año el bioetanol debe empezar a usarse mezclado en un 10% con gasolina, combustible que se denomina gasohol, y ser comercializado inicialmente en las principales ciudades y luego en todo el país. Actualmente, la UPME realiza un estudio en el que pretende determinar el potencial de aprovechamiento de los cultivos y de los desechos industriales que pueden ser usados como combustible o para producir combustibles, y por ende llevar a cabo un inventario de los mismos. Este estudio tiene como fin localizar, cuantificar y establecer costos de producción de combustibles provenientes de la biomasa aprovechable en Colombia (UPME, Formulación de un programa básico de normalización para aplicación de energías alternativas y difusión: Informe final, 2003). 41 4 BIODIESEL Teniendo en cuenta que la demanda de energía por parte del sector transporte es cada vez mayor, y que en su mayoría esta demanda se satisface por medio del petróleo, existe la necesidad de estimular la diversificación energética. Entre las alternativas que se pueden encontrar para diversificar la oferta de combustibles está el biodiesel, el cual se puede usar como suplemento del diesel. Se debe tener en cuenta que, durante los últimos años en Colombia el consumo de diesel se ha incrementado. Esto se debe, principalmente, al menor costo que tiene este combustible frente a la gasolina y al incremento de motores de este tipo alrededor del mundo. La diferencia de costos entre estos combustibles esta dada por los subsidios y los bajos impuestos que tiene el diesel en el país. Por otro lado, como se mencionó en la sección 2.2.1, las reservas colombianas de petróleo, materia prima para el diesel, no son suficientes para garantizar la autosuficiencia petrolera. Estas dos situaciones llevaron al gobierno a promover la utilización de biocombustibles, los cuales disminuyen el uso de combustibles fósiles y mejoran la calidad del aire. Dicha promoción se estableció a través de las leyes 693 de 2001 y 939 de 2004: • “…las gasolinas que se utilicen en el país en los centros urbanos de más de 500.000 habitantes tendrán que contener componentes oxigenados tales como alcoholes carburantes...” (Artículo 1, LEY 693 DE 2001, Diario Oficial No. 44.564; 27 de septiembre de 2001). • “A partir de la fecha señalada en la reglamentación de la presente ley, el combustible diesel que se utilice en el país podrá contener biocombustibles de origen vegetal o animal para uso en motores diesel en las calidades que establezcan el Ministerio de Minas y Energía y el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial.” (Artículo 7, LEY 939 DE 2004, Diario Oficial No. 45.778; 31 de diciembre de 2004). 42 Otros artículos de la ley 939 establecen que dichos biocombustibles están exentos del impuesto de ventas y del impuesto global del diesel (Artículos 8 y 9, LEY 939 DE 2004, Diario Oficial No. 45.778; 31 de diciembre de 2004). Sin embargo, a pesar de las exenciones que el gobierno le brinda a los biocombustibles, especialmente en el caso del biodiesel a base de aceite de palma, estas no siempre serán suficientes para que la producción de este sea rentable. Este tema se desarrollará con más profundidad en este capitulo, en la cual se discutirán los diferentes escenarios productivos del biodiesel. 4.1 Generación Como se mencionó anteriormente, el biodiesel se obtiene a partir de semillas oleaginosas, las cuales son modificadas químicamente, a través de un proceso denominado transesterificación, para obtener ésteres metílicos o etílicos. El proceso se resume a la mezcla del aceite crudo de palma, el cual equivale al 87% en peso del total de los insumos (Infante Arturo; 2004), con un alcohol, los cuales reaccionan en presencia de un catalizador. Los siguientes pasos describen dicho proceso (Infante Arturo; 2004), el cual se sintetiza en la figura 4: • Reducción de la acidez inicial por refinación o por esterificación con metanol o etanol, usando un catalizador ácido. • Transesterificación con metanol o etanol usando un catalizador básico • Separación del metil ester producido en los dos pasos anteriores • Recuperación de la glicerina • Recuperación del exceso de metanol usado • Purificación del metil ester y la glicerina 43 Figura 4. Formación del Biodiesel. Fuente: Dieselvs. Biodiesel, Néstor Rojas; 2004 El resultado de este proceso es un biocombustible que funciona en cualquier motor diesel de manera pura o mezclado, el cual reduce las emisiones de óxidos de azufre, CO2 y CO. Como subproducto se obtienen importantes cantidades de glicerina, la cual se usa en la industria farmacéutica y de la cosmetología, entre otras. 4.1.2 Área cultivada y capacidad de producción El biodiesel en Colombia se obtiene, principalmente, de la palma de aceite, una planta tropical que se cultiva en tierras húmedas que están por debajo de los 500 metros sobre el nivel del mar (Fedepalma; 2005). La introducción de la Palma de Aceite en el país se realizó en 1932 con fines ornamentales, pero en 1945 la United Fruit Company empezó a cultivarla en el Magdalena con fines comerciales (Fedepalma; 2005). Más adelante, en la década de los 60’s el gobierno promovió la siembra de esta planta, alcanzando a tener en producción cerca de 18000 Hectáreas. Hoy en día existen más de 150000 hectáreas cultivadas que se dividen en cuatro zonas productivas (Fedepalma; 2005): • Norte: Magdalena, norte del Cesar, Atlántico, Guajira • Central: Santander, Norte de Santander, sur del Cesar, Bolívar • Oriental: Meta, Cundinamarca, Casanare, Caquetá • Occidental: Nariño 44 Figura 5. Localización de los cultivos de aceite de palma en Colombia. Fuente: Fedepalma Este crecimiento de las áreas cultivadas a sido más significativo desde los años 80’s, y se ha visto reflejado en un incremento de la producción de aceites vegetales para la industria alimenticia (Instituto de Investigación de Recursos Biológicos “Alexander von Humboldt”; 2000), posesionando a Colombia como primer productor de palma africana en Latinoamérica y quinto a nivel mundial (Fedepalma; 2005). Esta palma, también llamada palma africana por ser originaria de África occidental, es un cultivo permanente, que empieza su ciclo productivo alrededor de los 26 meses de haber sido sembrada y que tiene una vida útil de aproximadamente 25 años (Instituto de Investigación de Recursos Biológicos “Alexander von Humboldt”; 2000). De los frutos de la palma de aceite se obtienen dos tipos de aceite. El aceite crudo de palma, se extrae de la pulpa; y el aceite de las almendras o palmiste de las almendras. Estos productos se emplean para elaborar materias primas y productos de la industria oleoquímica. Además los subproductos del proceso de extracción son numerosos y altamente utilizables (Instituto de Investigación de Recursos Biológicos “Alexander von Humboldt”; 2000). 45 Con respecto al aceite crudo de palma, se estima que en el 2003 la producción anual por hectárea de palma cultivada fue de 3.5 toneladas y el área de producción era de 150399 hectáreas. Teniendo en cuenta lo anterior se puede determinar que la producción de aceite crudo de palma fue alrededor de 526600 toneladas (Fedepalma; 2005). 4.1.2 Costos de producción Como se mencionó al inicio del capitulo, el subproducto que se obtiene de la fabricación de biodiesel es la glicerina. La venta de esta cubre los costos de la transformación del aceite de palma en biodiesel (Infante Arturo; 2004). Sin embargo, no cubre otros gastos, por lo que el costo de producir una tonelada de aceite de palma en Colombia es de aproximadamente US $ 300 (Infante Arturo; 2004). Por lo tanto, para que la producción de aceite de palma sea rentable, se estima que debe tener un 18% de rendimiento anual sobre el capital, por lo que el precio de venta estaría alrededor de los US $ 433.35/ton. También se señaló que el principal insumo para la fabricación de este biocombustible es el aceite crudo de palma, por lo tanto el precio internacional de este es definitivo para determinar si la producción de biodiesel es rentable. A la fecha, el precio internacional CIF Rótterdam del aceite crudo de palma es de US $412.5, cifra que no es favorable a la producción de aceite de palma. Esto implica que la producción de biodiesel en el país requiere de una fuente externa de ingresos que permita hacer competitivo este biocombustible. 4.1.3 Expansión Entre los planes que tiene la Federación Nacional de Cultivadores de Palma de Aceite (fedepalma), esta aumentar la producción de aceite crudo de palma de 500000 toneladas en 1999 a 3.5millones en el 2020. Para esto se requiere incrementar la productividad por área cultivada, pasar de 3.9 toneladas en 1999 a 5.5 en el 2020; y extender el área cultivada de 170000 hectáreas en el 2000 a 743000 en el 2020 (Fedepalma; 2005). Estos planes solo se pueden realizar si se llevan a cabo mejoras en todo el proceso productivo que ayuden a disminuir los costos de producción para que el aceite crudo de palma sea competitivo a nivel mundial (Infante, Arturo; 2004). 46 El objetivo principal de la expansión, es aumentar la producción de aceite crudo de palma para ser usado en el país como biodiesel, sustituyendo al diesel. 4.1.4 Impactos ambientales Los impactos ambientales que se derivan de la industria palmera son tanto a nivel de cultivo, como a nivel de procesamiento. Para el cultivo de la palma africana se requieren grandes extensiones de tierra, lo que en muchas ocasiones implica una importante tasa de deforestación. Sumado a esto, los requerimientos del cultivo hacen que el suelo quede desprotegido y empobrecido, lo que conlleva a la utilización de fertilizantes químicos (Hidalgo Domínguez, Onésimo; 2002). Por otro lado, durante la extracción del aceite se producen gases y desechos que son dispuestos inadecuadamente, contaminando el aire y el agua (Alerta verde; 1996). Sin embargo estos impactos tratan de ser minimizados por los palmicultores por medio de la aplicación de tecnologías limpias en todo el proceso productivo (fedepalma; 2005): • En los cultivos: - Manejo de coberturas vegetales permanentes para mantener la humedad y evitar la erosión - Bajo consumo de plaguicidas y pesticidas - Aplicación del control biológico - Descomposición de subproductos vegetales controlada - Cero quemas. • En las plantas de beneficio: - Proceso de extracción físico—mecánico - Los subproductos sólidos como tusa o caquis se usan como abono orgánico - La fibra se usa como material de combustión en las calderas y también como abono orgánico - El cuesco se usa para adecuación de vías - Tratamiento de aguas residuales con remoción del 95% de DBO5 - Retención en las chimeneas de material particulado por medio de ciclones. De lo anterior se puede concluir que se tiene un mayor conocimiento del impacto ambiental causado por las etapas de producción y procesamiento del aceite de palma, 47 sin embargo no se sabe sobre las consecuencias de la siembra de la palma de cera sobre la biodiversidad. La mayoría de los estudios que se han realizado en torno a este tema se han llevado a cabo en Malasia e Indonesia. Estos revelan que el impacto sobre la biodiversidad depende de las características y uso de los suelos donde se va a establecer el cultivo de palma. Los efectos son negativos si la palma remplaza un bosque natural, pero pueden ser positivos si remplaza cultivos transitorios o pasturas (Instituto de Investigación de Recursos Biológicos “Alexander von Humboldt”; 2000). Estos impactos también van a depender de la topografía y la precipitación del lugar, la escala y tasa de la siembra, de cómo se lleve a cabo la tala, la siembra y el establecimiento del cultivo, al igual que del deposito de agua del área de cultivo (Instituto de Investigación de Recursos Biológicos “Alexander von Humboldt”; 2000). En Colombia, los impactos ambientales varían de pendiendo de la zona de intervención. Por ejemplo, en los Llanos orientales no es necesario eliminar toda la vegetación, mientras que en la zona occidental se deben talar varias hectáreas de bosque (Instituto
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