Post on 06-Dec-2015
description
transcript
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Plan de Expansión de Referencia en Generación
Versión Preliminar 2015 - 2029
Subdirección de Energía Eléctrica
Grupo de Generación
Unidad de Planeación Minero Energética
Bogotá, Septiembre 2015
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
MetodologíaGeneral de Planificación –Generación.
ComparaciónEnergía enFirme Vs. Proyeccióncrecimiento Demanda de Energía.
Optimización del Recurso Hidroenergético.
SupuestosbásicosPlan de Expansión en Generación.
Escenariosde Corto Plazo - CP.
Escenariosde Largo Plazo - LP.
Planificación integrada Generación & Transmisión-Simulación Escenarios LP y PotenciaLocalizada.
Agenda
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
MetodologíaGeneral de Planificación –Generación.
ComparaciónEnergía enFirme Vs. Proyeccióncrecimiento Demanda de Energía.
Optimización del Recurso Hidroenergético.
SupuestosbásicosPlan de Expansión en Generación.
Escenariosde Corto Plazo - CP.
Escenariosde Largo Plazo - LP.
Planificación integrada Generación & Transmisión-Simulación Escenarios LP y PotenciaLocalizada.
Agenda
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Inicio
Proyecciones de demanda de
Energía y Potencia
Planificación indicativa de
la Generación
Expansión Cargo por
Confiabilidad (Subastas)Análisis de los Recursos Energéticos,
Proyección de Precios y Características
Proyectos en Construcción
y Expansión definida
Construcción de
Escenarios o Alternativas
Se establecen
requerimientos adicionales
de Generación
Interconexiones
Internacionales
Expansión eléctrica y
energética de países
vecinos
Escenarios alternativos de
demanda
Escenarios de
diversificación de la matriz
energética (incorporación
de Fuentes No
Convencionales de
Energía)
Cálculo de Indicadores de
Confiabilidad Energética
cumplen los
criterios de
Confiabilidad
?
Se determina la
expansión del parque
generador para la
alternativa i
i = 1, n, 1
Para la Alternativa i
si
no
Otras variables a considerar para la
construcción de Escenarios
Planificación de la
Transmisión (mandatorio)
Metodología General de Planificación – Generación
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Indicador Definición Expresión matemática
VERE
Es la razón entre el promedio deenergía racionada en un mes, y lademanda nacional esperada en dichoperiodo.
𝑉𝐸𝑅𝐸 = 𝑖=1𝑛 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 𝑅𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑑𝑎𝑖
𝑛
𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎𝑁𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎𝑚𝑒𝑠
n = Número de casos simulados.
VEREC
Es la razón entre el promedio deenergía racionada en un mes, y lademanda nacional esperada en dichoperiodo.Solo se consideran los casos donde sepresentan déficit.
𝑉𝐸𝑅𝐸𝐶 = 𝑖=1𝑚 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 𝑅𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑑𝑎𝑖
𝑚
𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎𝑁𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎𝑚𝑒𝑠
𝑚 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑠𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑑é𝑓𝑖𝑐𝑖𝑡
Número de casos con
déficit
Número de eventos durante todo elhorizonte de planeamiento donde sepresenta racionamiento de energía.
Metodología General de Planificación – Generación
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Metodología General de Planificación – Generación
Inicio
Generación de n series sintéticas con
el modelo ARP, a partir de la
información histórica
i = i+1
Fin
no
si
Información histórica
mensual de caudales
Análisis estadístico
para la serie i
Cumple intervalos de
confianza respecto a las
serie histórica ?
Análisis estadísticos
series históricas
Serie i cumple
totalmente los
intervalos de confianza
Serie i no cumple
totalmente los
intervalos de confianza
Para la serie i , cálculo
indicadores P i y Qi
i < n ?
Construcción de Matriz
de validación
i < n ?
i = 1
i = i+1
no
si
si
no
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Metodología General de Planificación – Generación
Parámetro
Variación máxima permitida
respecto a las series históricas
Media 35%
Desviación Estándar 50%
Mediana 35%
Coeficiente de Variación 35%
Desviación Media 40%
Percentíl 97.5 % 30%
Percentíl 2.5 % 30%
Máximo Valor de Caudal 50%
Mínimo Valor de Caudal 50%
𝑃𝑖 =𝑡
𝑛𝑄𝑖 = 𝑗=1𝑡𝐶𝑎𝑝𝑗
𝐶𝑎𝑝𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
Series sintéticas generadas por el ARP para las Plantas del
Sistema Plantas del Sistema Indicadores Validación
Serie Planta 1
Serie Planta 2
Serie Planta n
Planta 1
Planta 2
Planta n P Q
P > 0.7 . n ?
Q > 0.75 .
Cap Inst ?
P y Q Cumplen ?
Serie 1
Planta1
Serie 1
Planta 2
Serie 1
Planta n ok ok - P_serie 1 Q_serie 1 Si Si
Serie
aprobada
Serie 2 Planta 1
Serie 2 Planta 2
Serie 2 Planta n ok ok - P_serie 2 Q_serie 2 Si No
Serie No aprobada
Serie 3 Planta 1
Serie 3 Planta 2
Serie 3 Planta n - ok ok P_serie 3 Q_serie 3 No Si
Serie No aprobada
Serie 4
Planta 1
Serie 4
Planta 2
Serie 4
Planta n ok ok - P_serie 4 Q_serie 4 Si Si
Serie
aprobada
Serie 5 Planta 1
Serie 5 Planta 2
Serie 5 Planta n ok ok - P_serie 5 Q_serie 5 Si Si
Serie aprobada
Serie r Planta 1
Serie r Planta 2
Serie r Planta n ok - - P_serie r Q_serie r No No
Serie No aprobada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Metodología General de Planificación – Generación
Gestión de
información y
procesamiento
para el
establecimiento
de escenarios
de Fuentes No
Convencionales
de Energía
Renovable
FNCER
Contactos y solicitudes
a agentes y Gremios
(reuniones, encuestas)
Acuerdos de compromisos,
convocatorias Colciencias UPME
con participación del MME,
MADS, IDEAM, el IGAC, IRENA
y grupos de investigación
Formulación de metodologías de
complementariedad entre potenciales de
energías renovables y proyecto en curso para
la integración de todas las fuentes
Evaluación de información hidrológica, eólica y solar
del IDEAM, actualización y evaluación de los
potenciales (Atlas Hidroenergético, Solar y Eólico en
proceso) , y priorización de información de la región
Caribe.
Acuerdos de confidencialidad,
reuniones de trabajo para
establecer referentes de la
realidad de los agentes
Contactos y solicitudes al
IDEAM, Colciencias
(reuniones, Convenios
proyectos conjuntos)
Modelaje de proyectos de FNCER en el SDDP
GeotermiaBiomasaEnergía
eólica
Energía
solar
Evaluación resultados,
limitaciones y mejoras
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Metodología General de Planificación – Generación
Cálculo de la energía generada por
los parques eólicos virtuales
(densidad aire de 1,15kg/m3), según
tecnología de aerogenerador y
capacidad instalada, considerando
perdidas cercanas al 15%
Modelado de la
energía del recurso
eólico
Datos de MERRA 1994 – 2015.
Mediciones in situ 2007 - 2015
de proyectos en la UPME.
Correlaciones 2012 –
2015. Datos Guajira
a 80 m de altura
Considerando la complementariedad
energética encontrada entre la zona
norte y centro del país, se calcula el
caudal medio mensual horario
equivalente de una planta hidráulica,
para generar la energía eólica de los
parques virtuales
Modelación de los parques eólicos
como análogos hidroeléctricos sin
embalse, teniendo en cuenta la
información histórica de vientos
(caudales equivalentes)Cálculo de velocidad de vientos 120 y
90 m de altura (Hellmann,α=0.25),
según tecnología típica (aeroturbinas
de 3 MW)
Se establecen las
velocidades de viento
periodo 1994 – 2015
horaria
> 70%
Diaria
> 70 %
NO
SI
NO
Fin
SI
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Metodología General de Planificación – GeneraciónModelado de la
energía del recurso
solar
Radiación y Brillo solar diario
según mediciones de estaciones
del IDEAM (1980 - 2015)
Se seleccionan cuatro
ciudades con la mayor
demanda de energía del país
Censo Sistemas
Fotovoltaicos y estudios
UPME
Referencia de Precios
internacionales de Sistemas
Fotovoltaicos – SFV
Informes IEA sobre inclusión de
los SFV en varias matrices
energéticas (Referente)
i = 1,n,1
Se cuantifica para la ciudad
i, la energía mensual
generada por la capacidad
SFV instalada en la ciudad i.
Con la energía mensual se
determina el caudal promedio
equivalente que necesitaría una
planta hidráulica virtual para
generar dicha energía, y se
modela de esta manera en el
modelo SDDP
Fin
i < n
NO
SI
i = i +1
Se estima por año, una
aproximación de la
capacidad instalada total de
los SFV ( ) en las
cuatro ciudades, en el
horizonte 2015-2029
(generación distribuida)
Se estima por año la
capacidad instalada para la
ciudad i ( ) en el horizonte
2015-2029, como una
ponderación de ,
que está en función de la
demanda de electricidad y
la radiación solar de la
ciudad i.
Con la capacidad ( ) y la información diaria de la
radiación solar, se calcula la energía diaria que
produciría dicha capacidad instalada en la ciudad i,
lo anterior teniendo en cuenta que el recurso solar
esta disponible en algunos periodos del día.
Se asume diariamente un número de horas ( )
con radiación de 1000 , de tal manera que
el producto de esta radiación por dicho número
de horas, sea igual a la energía de la radiación
solar diaria promedio de la ciudad i ( ).
El producto entre el número de horas ( ) y ( ),
permite calcular la Energía diaria ( ) que
produciría la ciudad i con dicha capacidad
instalada.
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Metodología General de Planificación – Generación
Modelado de la
energía del recurso
con Biomasa
Información Asocaña
2000-2015
Determinación de la Energía potencial que se
hubiera generado durante todo el horizonte con los
residuos de cultivo (caña y palma africana),
descontando la autogeneración
Sistema de Información de
estadísticas del sector
Palmero (SISPA)
1994 - 2015.
Información proyectos,
agremiaciones y
encuestas
Proyección de la energía potencial considerando el
crecimiento de los cultivos, y subsecuentemente, los
residuos.
i = 2017, 2029,1
i = i +1
i < n
NO
Fin
SI
• Para intervalos móviles de 5 años, se establece
un valor mínimo de energía, y se determina para
dicha energía una planta virtual térmica con
capacidad , que sea capaz de generar la
misma de manera constante en el año i.
• Esta capacidad , se compara con el valor de
referencia K, el cual está asociado a la
capacidad reportada y/o proyectada, por las
fuentes de información.
• Si , la diferencia se simula
como una central hidroeléctrica de capacidad
similar sin embalse, con el objetivo de ver el
comportamiento aleatorio de esta porción de
generación, que está en función de la variación
de los residuos del cultivo.
• Si , se observa que la capacidad
calculada garantiza una energía constante,
teniendo en cuenta el cultivo proyectado para el
año i, razón por la cual no sería necesario
simular en el año i capacidad adicional como un
equivalente hidroeléctrico.
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
MetodologíaGeneral de Planificación –Generación.
ComparaciónEnergía enFirme Vs. Proyeccióncrecimiento Demanda de Energía.
Optimización del Recurso Hidroenergético.
SupuestosbásicosPlan de Expansión en Generación.
Escenariosde Corto Plazo - CP.
Escenariosde Largo Plazo - LP.
Planificación integrada Generación & Transmisión-Simulación Escenarios LP y PotenciaLocalizada.
Agenda
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Comparación Energía en Firme Vs. Proyeccióncrecimiento Demanda de Energía
Se consideran los siguientes casos, los cuales contemplan un escenario base de referencia, que tiene en cuenta
las Obligaciones de Energía en Firme – OEF de todas las plantas asociadas al Cargo por Confiabilidad.
Así mismo, se plantean escenarios de atraso para aquellos proyectos, que según el informa de seguimiento que
realiza la UPME, tienen dificultades.
Todos los escenarios considera un atraso máximo de un año, sin contemplar la posibilidad de ceder las
Obligaciones de Energía en Firme.
Nota: Para este ejercicio se supone que el atraso desplaza la energía en firme según los meses estipulados, y que parte de la Energía en Firme no se
puede respaldar con una sola unidad de generación.
Escenario 0 Escenario 1 Escenario 2 Escenario 3 Escenario 4 Escenario 5 Escenario 6 Escenario 7 Escenario 8
ENFICC Verificada Incluida Incluida Incluida Incluida Incluida Incluida Incluida Incluida Incluida
El Quimbo ago-15 dic-15 ago-15 ago-15 ago-15 ago-15 ago-15 ago-15 dic-15
Tasajero II dic-15 dic-15 dic-15 dic-15 dic-15 dic-15 dic-15 dic-15 dic-15
Gecelca 3.0 dic-15 dic-15 dic-15 dic-15 dic-15 dic-15 dic-15 dic-15 dic-15
San Miguel dic-15 dic-15 dic-15 dic-15 dic-15 dic-16 dic-15 dic-15 dic-16
Carlos Lleras Restrepo dic-15 dic-15 dic-15 dic-15 dic-15 dic-15 dic-15 dic-16 dic-16
Cucuana ago-15 jun-15 jun-15 jun-15 dic-15 jun-15 jun-15 jun-15 dic-15
Ituango dic-18 dic-18 dic-18 dic-19 dic-18 dic-18 dic-18 dic-18 dic-19
Gecelca 3.2 jul-16 jul-16 dic-16 jul-16 jul-16 jul-16 jul-16 jul-16 dic-16
Termonorte dic-17 dic-17 dic-17 dic-17 dic-17 dic-17 - dic-17 -
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Comparación Energía en Firme Vs. Proyeccióncrecimiento Demanda de Energía
Jan15 Mar17 Jun19 Sep21 Nov23170
180
190
200
210
220
230
240[G
Wh]
Atraso Quimbo
Jan15 Mar17 Jun19 Sep21 Nov23170
180
190
200
210
220
230
240
[GW
h]
Atraso Gecelca 3.2
Jan15 Mar17 Jun19 Sep21 Nov23170
180
190
200
210
220
230
240
[GW
h]
Atraso Ituango
Jan15 Mar17 Jun19 Sep21 Nov23170
180
190
200
210
220
230
240
[GW
h]
Atraso Cucuana
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Comparación Energía en Firme Vs. Proyeccióncrecimiento Demanda de Energía
Jan15 Nov15 Oct16 Sep17 Jul18 Jun19 May20 Mar21 Feb22 Jan23 Nov23170
180
190
200
210
220
230
240[G
Wh]
Energía en Firme Vs. Demanda de Energía Eléctrica - Caso Base
Enficc base
Quimbo
Tasajero II
Gecelca 3
San Mieguel
Carlos Lleras
Cucuana
Ituango
Gecelca 3.2
Termonorte
Demanda Alta
Demanda Media
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Comparación Energía en Firme Vs. Proyeccióncrecimiento Demanda de Energía
Jan15 Mar17 Jun19 Sep21 Nov23170
180
190
200
210
220
230
240[G
Wh]
Atraso San Miguel
Jan15 Mar17 Jun19 Sep21 Nov23170
180
190
200
210
220
230
240
[GW
h]
Sin Termonorte
Jan15 Mar17 Jun19 Sep21 Nov23170
180
190
200
210
220
230
240
[GW
h]
Atraso Carlos Lleras
Jan15 Mar17 Jun19 Sep21 Nov23170
180
190
200
210
220
230
240
[GW
h]
Atrasos Simultáneos
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Comparación Energía en Firme Vs. Proyeccióncrecimiento Demanda de Energía
Conclusiones:
Las gráficas anteriores indican para cada escenario, el contraste entre la Energía Firme verificada y la
Obligación de Energía Firme, junto con la proyección de demanda de energía eléctrica, escenarios de
crecimiento Alto y Medio (revisión julio de 2015).
Para el caso base se compromete la atención de la demanda en septiembre de 2021, bajo un escenario de
demanda alta. Si bien para los escenarios 1, 2, 4, 5, y 7, atrasos independientes de los proyectos El Quimbo,
Gecelca 3.2, Cucuana, San Miguel y Carlos Lleras, se ve que la ENFICC y la OEF son inferiores a la
proyección de la demanda, escenario alto, ello a partir de septiembre de 2021, esto no es atribuible a dichos
atrasos. Es decir, el comportamiento de dichos casos es igual al del escenario base, en el momento donde se
evidencia el déficit.
Para el escenario 3, atraso de la entrada del proyecto Ituango, se compromete la atención de la demanda a
partir de septiembre de 2021, bajo un escenario de demanda alto. Bajo un escenario de demanda medio, la
proyección de demanda supera las OEF y la ENFICC agregada para septiembre de 2022.
Para el escenario 6, no entrada del proyecto Termonorte, se compromete la atención de la demanda para
septiembre de 2021 bajo un escenario de demanda alto, y septiembre de 2023 en el caso de demanda media.
Para el escenario 8 se compromete la atención de la demanda a partir de septiembre de 2021, evidenciándose
altos déficit a partir de dicha fecha.
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
MetodologíaGeneral de Planificación –Generación.
ComparaciónEnergía enFirme Vs. Proyeccióncrecimiento Demanda de Energía.
Optimización del Recurso Hidroenergético.
SupuestosbásicosPlan de Expansión en Generación.
Escenariosde Corto Plazo - CP.
Escenariosde Largo Plazo - LP.
Planificación integrada Generación & Transmisión-Simulación Escenarios LP y PotenciaLocalizada.
Agenda
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Optimización del Recurso Hidroenergético
Inicio.
SI
NO
Modelo Digital
de Elevación
(MDE).
Capa SIG de los ríos de
Colombia.
Corte del MDE
con la forma de la
Cuenca.
Establecimiento
del área de la
Cuenca i.
i = 1,n,1
Cálculo de las áreas aportadas
por cada cota individual, y su
ordenamiento de mayor a menor.
Cálculo de caudales
producidos en cada cota
de la cuenca (Qtotal).
Cálculo de caudal ambiental
y Caudal aprovechable –
Qamb y Qapr.
Cálculo de potencia por
cota en MW (Pcota).
Cálculo de potencia acumulada
desde lo cota mas alta de la cuenca,
hasta las mas baja (Pacum).
Cuenca
?
r = 1,m,1
Para el proyecto r se
establecen las cotas de
captación y casa de máquinas
(Cp y Cm).
Se calcula la potencia del proyecto
(Pr) en el tramo existente entre
captación y máquinas.
Se calcula el índice de
aprovechamiento (Ia).
Fin.
Cálculo de la potencia total y
el área de la Macrocuenca
Cálculo de potencia por
unidad de área de la
Macrocuenca
i < n ?
i < n ?
SI
NO
NO
SI
𝑄𝑎𝑚𝑏 = (0.05). 𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑄𝑎𝑝𝑟 =.𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙−𝑄𝑎𝑚𝑏𝑃𝑐𝑜𝑡𝑎 = (0.85). 𝜌. 𝑔. ∆ℎ. 𝑄𝑎𝑝𝑟
𝑃𝑎𝑐𝑢𝑚 =
𝑗=1
𝑘
𝑃𝑐𝑜𝑡𝑎𝑗
𝑃𝑟 = 𝑃𝐶𝑝 − 𝑃𝐶𝑚𝐼𝑎 =𝐶𝑎𝑝 𝐼𝑛𝑠𝑡
𝑃𝑟
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Q. Espíritu Santo
Análisis ComparativoAprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Q. El Rosario
Aprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Q. La Noque
Aprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Río Aures
Aprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Río Azul
Aprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Río Chitagá
Aprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Río Cocorná
Aprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Río Gazamuno
Aprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Río Guacavía
Aprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Río Guachicono
Aprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Río Guática
Aprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Río Humea
Aprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Río Mulatos
Aprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Río Nare
Aprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Río Paloma
Análisis Comparativo
Aprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Río Penderisco
Análisis ComparativoAprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Río Pensilvania
Análisis Comparativo Aprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Río Recio
Análisis Comparativo Aprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Río Rojo
Análisis Comparativo
Aprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Río Tatamá
Análisis Comparativo
Aprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Río Tenerife
Análisis ComparativoAprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Microcuenca – Río Uramá
Análisis Comparativo
Aprovechamiento de Potencia
Las curvas de nivel representan la potencia acumulada en la cuenca, expresada en megavatios (MW)
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Macrocuenca – Pacífico
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Macrocuenca – Magdalena-Cauca
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Macrocuenca – Caribe
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Macrocuenca – Orinoquía
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Macrocuenca – Amazonía
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Optimización del Recurso Hidroenergético
0 50 100 150
Amazonía
Orinoquía
Pacífico
Caribe
Magdalena-Cauca
[L/s.Km2]
Rendimientos Promedio
0 1 2 3 4
x 105
Amazonía
Orinoquía
Pacífico
Caribe
Magdalena-Cauca
[Km2]
Área Macrocuencas
0 2 4 6 8 10
x 104
Amazonía
Orinoquía
Pacífico
Caribe
Magdalena-Cauca
[MW]
Potencia Total
0 0.2 0.4 0.6 0.8
Amazonía
Orinoquía
Pacífico
Caribe
Magdalena-Cauca
[MW / Km2]
Potencia Específica
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Conclusiones:
Muchos de los proyectos analizados no cumplen con lo estipulado en la Resolución UPME 052 de 2012, ya
que la potencia instalada es menor al 60% de la potencia generada por el río, desde la captación hasta la Casa
de Máquinas (CM).
Por otro lado, en algunos proyectos la potencia instalada difícilmente podrá ser utilizada en su totalidad, dado
que el río correspondiente en el tramo de interés no alcanza a generar esa potencia.
Los mapas de las microcuencas analizadas muestran, además de su forma, relieve e hidrografía, las isocurvas
de potencia disponible acumulada, las cuales son equivalentes a las curvas de nivel, ya que para cada nivel
dentro de la microcuenca existe un único valor de potencia acumulada. En este caso particular, los valores de
potencia se muestran en megavatios (MW), donde cada curva se calculó para caídas sucesivas de 200 m.
Adicionalmente se observa la localización de los proyectos analizados, teniendo en cuenta la relación entre la
potencia instalada y la potencia disponible en el tramo de río correspondiente a cada proyecto, expresada
como porcentaje de la potencia disponible.
En el caso de las Macrocuencas, si bien la potencia total para Magdalena-Cauca es la mayor, Pacífico, dado
su altísimo rendimiento hídrico y la presencia de la vertiente occidental de la Cordillera Occidental dentro de su
territorio, proporciona una potencia específica de más del doble en relación a Magdalena-Cauca, y de más del
triple respecto a las demás. Cabe mencionar que el cálculo de las potencias totales no tuvo en cuenta ninguna
clase de restricción ambiental ni social, por lo cual el potencial calculado es “bruto”.
Optimización del Recurso Hidroenergético
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
MetodologíaGeneral de Planificación –Generación.
ComparaciónEnergía enFirme Vs. Proyeccióncrecimiento Demanda de Energía.
Optimización del Recurso Hidroenergético.
SupuestosbásicosPlan de Expansión en Generación.
Escenariosde Corto Plazo - CP.
Escenariosde Largo Plazo - LP.
Planificación integrada Generación & Transmisión-Simulación Escenarios LP y PotenciaLocalizada.
Agenda
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Supuestos básicos Plan de Expansión en Generación
Sistema de generación colombiano existente.
Índices de indisponibilidad considerados en el cálculo del Cargo por Confiabilidad de cada agente.
Consideración de algunos proyectos inscritos en el registro de la UPME a junio de 2015, y otros que cuentan con
estudio de conexión radicado y/o aprobado.
Proyecciones de demanda de energía y potencia, nacional y regional, escenarios medio y alto de la revisión de
julio de 2015.
Características de plantas hidráulicas y térmicas a marzo de 2015.
Características de los embalses asociados a las plantas de generación y su topología correspondiente.
Proyecciones de precios de gas natural, combustibles líquidos y carbón mineral, revisión primer semestre 2015,
en dólares constantes de diciembre de 2014.
Mínimos operativos vigentes a marzo de 2015.
No se consideran limitaciones en el suministro de gas natural.
Para los ejercicios de planificación integrada Generación & Transmisión, límites de intercambio actuales y
proyectados entre las principales áreas del Sistema Interconectado Nacional – SIN.
Costos indicativos de generación, así como costos fijos y variables determinados por la UPME.
Series históricas de velocidad del viento medidas in situ, asociadas a 19 parques eólicos.
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Supuestos básicos Plan de Expansión en Generación
Inicialmente, se utilizan 200 series sintéticas de caudales generadas con el modelo ARP, lo anterior a partir de
datos históricos del periodo 1937 - 2015. Esta hidrología contiene los períodos secos de los horizontes
1991-1992,1997-1998, 2009-2010, 2013-2014 y parte del 2015.
Respecto a los proyectos definidos por el mecanismo del Cargo por Confiabilidad, se consideran las fechas
presentadas en las siguientes tablas, según corresponda el escenario:
Central Fecha de entrada Capacidad Recurso
ago-15 198.0 Hidráulico
sep-15 396.0 Hidráulico
Cucuana ago-15 55.0 Hidráulico
Carlos Lleras Restrepo dic-15 78.1 Hidráulico
San Miguel dic-15 42.0 Hidráulico
Gecelca 3 dic-15 164.0 Carbón
Tasajero II dic-15 160.0 Carbón
Gecelca 3.2 jul-16 250.0 Carbón
Termonorte dic-17 88.3 Líquidos
nov-18 300.0 Hidráulico
feb-19 600.0 Hidráulico
may-19 900.0 Hidráulico
ago-19 1,200.0 Hidráulico
Quimbo
Ituango
Central Fecha de entrada Capacidad Recurso
ago-16 198.0 Hidráulico
sep-16 396.0 Hidráulico
Cucuana ago-15 55.0 Hidráulico
Carlos Lleras Restrepo dic-16 78.1 Hidráulico
San Miguel dic-16 42.0 Hidráulico
Gecelca 3 dic-16 164.0 Carbón
Tasajero II dic-16 160.0 Carbón
Gecelca 3.2 jul-17 250.0 Carbón
Termonorte dic-18 88.3 Líquidos
nov-19 300.0 Hidráulico
feb-20 600.0 Hidráulico
may-20 900.0 Hidráulico
ago-20 1,200.0 Hidráulico
Quimbo
Ituango
Escenarios 1,2,5,6,7,8,9,10 y 11 Escenarios 3 y 4
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Supuestos básicos Plan de Expansión en Generación
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec291.5
2
2.5
3
3.5
4
[US
D$/M
BT
U]
Proy ección Precios Carbón
Paipa
Zipa
Tasajero
Guajira
Gecelca
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec292
4
6
8
10
12
14
16
[US
D$/M
BT
U]
Proy ección Precios Gas
Guajira
Barranquilla
Cartagena
Termocentro
Miriléctrica
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec2919
20
21
22
23
24
[US
D$/M
BT
U]
Proy ección Precios ACPM
Barranquilla
Cartagena
Termosierra
Valle
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec295
10
15
20
25
30
35
[US
D$/M
BT
U]
Proy ección Precios JET y FUEL OIL
Jet-Centro
Jet-Dorada
Fuel Oil-Barranquilla
Fuel Oil-Cartagena
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Supuestos básicos Plan de Expansión en Generación
Jul95 Jun00 May05 Apr10 Mar15 Feb20 Jan25 Dec290
500
1000
1500[M
W]
Evolución esperada crecimiento Plantas Menores
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Supuestos básicos Plan de Expansión en Generación
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec29500
1000
1500
2000
2500
[GW
h-m
es]
Proy ección Regional Demanda - Escenario Alto
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec29500
1000
1500
2000
2500
[GW
h-m
es]
Proy ección Regional Demanda - Escenario Medio
Caribe
Antioquia
Suroccidente
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec295000
5500
6000
6500
7000
7500
8000
8500
9000
[GW
h-m
es]
Proy ección Demanda Nacional
Escenario Alto
Escenario Medio
100 200 300 400 500 600 7000.5
1
1.5x 10
4
[MW
]
[Horas del mes de Diciembre]
Distirbución típica de los bloques de Potencia
2015
2023
2029
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
MetodologíaGeneral de Planificación –Generación.
ComparaciónEnergía enFirme Vs. Proyeccióncrecimiento Demanda de Energía.
Optimización del Recurso Hidroenergético.
SupuestosbásicosPlan de Expansión en Generación.
Escenariosde Corto Plazo - CP.
Escenariosde Largo Plazo - LP.
Planificación integrada Generación & Transmisión-Simulación Escenarios LP y PotenciaLocalizada.
Agenda
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Corto Plazo - CP
Esc. Descripción Esc. de
demanda
Interconexión
con Ecuador
Interconexión con Centro
América
Justificación
Co
rto
Pla
zo
1
Considera solamente la expansión definida por el mecanismo del Cargo por
Confiabilidad. Asimismo, no contempla expansión en generación de plantas menores.
Alto Autónomo Autónomo
Se busca establecer si en el corto plazo, periodo 2015 - 2020, se cumple con los criterios de confiabilidad energética, ello considerando solamente los proyectos asociados al Cargo por
Confiabilidad. Respecto a las interconexiones internacionales actuales y proyectadas, las mismas no se contemplan, lo anterior con el objetivo de hacer más restrictivo el escenario.
2
Considera solamente la expansión definida por el mecanismo del Cargo por
Confiabilidad. Asimismo, no contempla expansión en generación de plantas menores.
Medio Autónomo Autónomo
Se busca establecer si en el corto plazo, periodo 2015 - 2020, se cumple con los criterios de confiabilidad energética, ello considerando solamente los proyectos asociados al Cargo por Confiabilidad. Respecto a las interconexiones internacionales
actuales y proyectadas, las mismas no se contemplan. Se considera el escenario medio de la proyección de demanda, sensibilizando hacia la baja la criticidad del escenario anterior.
3
Considera solamente la expansión definida por el mecanismo del Cargo por
Confiabilidad, con atraso en sus fechas de entrada en operación. No contempla expansión en generación de plantas menores.
Alto Autónomo Autónomo
Se busca establecer si en el corto plazo y bajo un escenario de crecimiento alto de la demanda, en el periodo 2015 - 2020 se cumplen los criterios de confiabilidad energética, ello
considerando solamente los proyectos asociados al Cargo por Confiabilidad y sus respectivos atrasos. Respecto a las interconexiones internacionales actuales y proyectadas, las mismas no se contemplan.
4
Considera solamente la expansión definida por el
mecanismo del Cargo por Confiabilidad, con atraso en sus fechas de entrada en operación.
No contempla expansión en generación de plantas menores.
Medio Autónomo Autónomo
Se busca establecer si en el corto plazo y bajo un escenario de crecimiento medio de la demanda, en el periodo 2015 - 2020 se
cumplen los criterios de confiabilidad energética, ello considerando solamente los proyectos asociados al Cargo por Confiabilidad y sus respectivos atrasos. Respecto a las
interconexiones internacionales actuales y proyectadas, las mismas no se contemplan.
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Corto Plazo - CP
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec2950
100
150
200
250[U
SD
$/M
Wh]
Valor Esperado Costo Marginal
Escenario 1
Escenario 2
Escenario 3
Escenario 4
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec293500
4000
4500
5000
5500
6000
[GW
h-m
es]
Valor Esperado Generación Hidroeléctrica Agregada
Escenario 1
Escenario 2
Escenario 3
Escenario 4
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
500
1000
1500
2000
2500
3000
[GW
h-m
es]
Valor Esperado Generación Termoeléctrica Agregada
Escenario 1
Escenario 2
Escenario 3
Escenario 4
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.5
1
1.5
Confiabilidad Energética
VE
RE
[%
]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
1
2
3
VE
RE
C [
%]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
5
No.
Casos
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Corto Plazo - CP
Jan15 Jul16 Dec17 Jul19 Dec20 Jul22 Dec23 Jul25 Dec26 Jul28 Dec29150
155
160
165
170
175
180
185
190
195
200[G
Wh-m
es]
Valor Esperado Generación Menor
Escenario 1,2,3,4
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Corto Plazo - CP
Conclusiones:
En el periodo 2015-2020, para cada uno de los cuatro (4) escenarios de Corto Plazo, se observa el cumplimiento de
los indicadores de Confiabilidad VERE, VEREC y No. De Casos con Déficit. En otras palabras, no se evidencia
desabastecimiento energético considerando el cronograma de entrada de proyectos, inclusive con atrasos, y los
escenarios medio y alto de crecimiento de la demanda – revisión Julio 2015.
El aporte de la hidroelectricidad en el horizonte 2018-2022 tiene un efecto en la reducción del Valor Esperado del
Costo Marginal, ello debido principalmente a la entrada de Ituango – fase I. No obstante después de este periodo,
se observa un crecimiento sostenido, esto por la no entrada de ningún proyecto de expansión, particularmente de
naturaleza hidroeléctrica o renovable.
Lo anterior también se ve reflejado en el valor esperado de la producción termoeléctrica, que se incrementa
sosteniblemente en el tiempo, llegando a un valor pico hacia el final del periodo de 2500 GWh-mes.
En relación a la evolución del Valor Esperado del Costo Marginal, se observa en el periodo 2015-2018 un promedio
de 74.24, 72.24, 76.90 y 75.24 USD$/MWh, para los escenarios 1, 2, 3 y 4, respectivamente. Este valor se reduce
por la entrada de Ituango, en 0.49 y 3.23 USD$/MWh, para los casos 1 y 2 (2019-2020). A partir del año 2021 el
costo marginal se incrementa de manera sostenida, alcanzando valores promedio en el horizonte 2021-2029 de
110.1, 103.8, 110.3 y 104.1 USD$/MWh, para los escenarios 1, 2, 3 y 4, respectivamente.
Los atrasos contemplados ocasionan en el periodo 2019-2020 un incremento del valor esperado del costo marginal,
aproximadamente de 9.09 y 10.84 USD$/MWh, comparando los escenarios 3-1 y 4-2. En el caso de la generación
agregada por tecnología, durante dicho horizonte la producción térmica crece, en detrimento del aporte de la
hidroenergía.
Respecto a las necesidades de expansión, bajo los supuestos considerados en el año 2021 se necesitaría de
capacidad adicional de generación, ello por la violación del criterio de confiabilidad VEREC.
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
MetodologíaGeneral de Planificación –Generación.
ComparaciónEnergía enFirme Vs. Proyeccióncrecimiento Demanda de Energía.
Optimización del Recurso Hidroenergético.
SupuestosbásicosPlan de Expansión en Generación.
Escenariosde Corto Plazo - CP.
Escenariosde Largo Plazo - LP.
Planificación integrada Generación & Transmisión-Simulación Escenarios LP y PotenciaLocalizada.
Agenda
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Central Fecha de entrada Capacidad Recurso
ago-15 198.0 Hidráulico
sep-15 396.0 Hidráulico
Cucuana ago-15 55.0 Hidráulico
Carlos Lleras Restrepo dic-15 78.1 Hidráulico
San Miguel dic-15 42.0 Hidráulico
Gecelca 3 dic-15 164.0 Carbón
Tasajero II dic-15 160.0 Carbón
Gecelca 3.2 jul-16 250.0 Carbón
Termonorte dic-17 88.3 Líquidos
nov-18 300.0 Hidráulico
feb-19 600.0 Hidráulico
may-19 900.0 Hidráulico
ago-19 1200.0 Hidráulico
sep-21 1500.0 Hidráulico
dic-21 1800.0 Hidráulico
mar-22 2100.0 Hidráulico
jun-22 2400.0 Hidráulico
Exp. Carb. 1 dic-19 90.0 Carbón
Exp. Hidro 1 dic-20 351.8 Hidráulico
Exp. Hidro 2 dic-20 45.0 Hidráulico
Exp. Carb. 2.1 dic-20 125.0 Carbón
Exp. Carb. 2.2 dic-20 125.0 Carbón
Exp. Carb. 3.1 dic-20 165.0 Carbón
Exp. Carb. 3.2 dic-20 165.0 Carbón
Exp. Carb. 3.3 dic-20 165.0 Carbón
Exp. Carb. 3.4 dic-20 165.0 Carbón
Exp. Gas 1 dic-20 115.0 Gas
Exp. Carb. 5 dic-21 350.0 Carbón
Exp. Carb. 4 dic-22 350.0 Carbón
MenoresCrecimiento según proyección estimada
Quimbo
Ituango
Recurso Base Cargo por
confiabilidad
Expansión
adicionalTotal
Hidráulica 10315.0 1771.1 1596.8 13682.9
Gas 3809.2 0.0 115.0 3924.2
Carbón 717.0 574.0 1700.0 2991.0
Menores 707.6 0.0 796.6 1504.1
Cogeneración 77.2 0.0 0.0 77.2
Otros 0.0 88.3 0.0 88.3
Total 15626.0 2433.4 4208.3 22267.7
13682.9, 62%
3924.2, 18%
2991.0, 13%
1504.1, 7%77.2, 0% 88.3, 0%
Hidráulica
Gas
Carbón
Menores
Cogeneración
Otros
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 5
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 5
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec29
40
60
80
100
120
140
Costo Marginal
[US
D$/M
Wh]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec292000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
[GW
h-m
es]
Generación Hidroeléctrica Agregada
Estocástico
Valor Esperado
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
1000
2000
3000
4000
5000
Generación Termoeléctrica Agregada
[GW
h-m
es]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.5
1
1.5
Confiabilidad Energética
VE
RE
[%
]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
1
2
3
VE
RE
C [
%]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
5
No.d
e C
asos
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 5
Conclusiones:
Considerando la expansión de este escenario y su cronograma, junto con el escenario de demanda alta, durante
todo el horizonte se observa el cumplimiento de los indicadores de Confiabilidad VERE, VEREC y No. De Casos con
Déficit.
Al igual que en los escenarios de Corto Plazo, el aporte de la hidroelectricidad en el horizonte 2018-2022 tiene un
efecto en la reducción del Valor Esperado del Costo Marginal, ello debido principalmente a la entrada de Ituango –
fases I y II. Posterior a este año, si bien se cuenta con mas de 1800 MW térmicos, principalmente a base de carbón,
el valor esperado del Costo Marginal no se incrementa significativamente, esto por el bajo valor relativo de dicho
recurso frente a otros combustibles.
Respecto al valor que toma esta variable, en el periodo 2015-2018 se observa un promedio de 73.3 USD$/MWh.
Este se reduce por la entrada de Ituango fase I a 65.07 USD$/MWh (2019-2020). A partir del año 2021 el costo
marginal disminuye nuevamente, ello por la puesta en servicio de la fase II de este proyecto, alcanzando un valor
promedio en el horizonte 2021-2022 de 53.39 USD$/MWh. En el periodo 2023-2029 el promedio es de 62.21
USD$/MWh.
En el periodo 2015-2018 el valor esperado de la generación hidroeléctrica es de 4823.18 GWh-mes, el cual se
incrementa a 5543.2 GWh-mes por la entrada de la primera etapa de Ituango (2019-2020), y a 6016.53 GWh-mes
por la entrada de la segunda fase de esta central, al igual que 396.8 MW hidroeléctricos adicionales (2021-2022). A
partir de este año el promedio del valor esperado de la generación hidroeléctrica es de 6298.18 GWh-mes (2023-
2029).
Si bien en el periodo 2018-2022 el valor esperado de la producción termoeléctrica se reduce, alcanzando valores
promedio de 512.08 GWh-mes, a partir de este último año la generación térmica se incrementa, teniendo una
participación promedio en el periodo 2023-2029 de 1025.61 GWh-mes, lo anterior gracias a la expansión con
plantas que utilizan el carbón como principal recurso.
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Central Fecha de entrada Capacidad Recurso
ago-15 198.0 Hidráulico
sep-15 396.0 Hidráulico
Cucuana ago-15 55.0 Hidráulico
Carlos Lleras Restrepo dic-15 78.1 Hidráulico
San Miguel dic-15 42.0 Hidráulico
Gecelca 3 dic-15 164.0 Carbón
Tasajero II dic-15 160.0 Carbón
Gecelca 3.2 jul-16 250.0 Carbón
Termonorte dic-17 88.3 Líquidos
nov-18 300.0 Hidráulico
feb-19 600.0 Hidráulico
may-19 900.0 Hidráulico
ago-19 1200.0 Hidráulico
sep-21 1500.0 Hidráulico
dic-21 1800.0 Hidráulico
mar-22 2100.0 Hidráulico
jun-22 2400.0 Hidráulico
Exp. Hidro 1 dic-20 351.8 Hidráulico
Exp. Hidro 2 dic-20 45.0 Hidráulico
Exp. Hidro 3A dic-21 960.0 Hidráulico
Exp. Hidro 2A dic-22 870.0 Hidráulico
MenoresCrecimiento según proyección estimada
Quimbo
Ituango
Recurso Base Cargo por
confiabilidad
Expansión
adicionalTotal
Hidráulica 10315.0 1771.1 3426.8 15512.9
Gas 3809.2 0.0 0.0 3809.2
Carbón 717.0 574.0 0.0 1291.0
Menores 707.6 0.0 796.6 1504.1
Cogeneración 77.2 0.0 0.0 77.2
Otros 0.0 88.3 0.0 88.3
Total 15626.0 2433.4 4223.3 22282.7
15512.9, 70%
3809.2, 17%
1291.0, 6%
1504.1, 7%77.2, 0% 88.3, 0%
Hidráulica
Gas
Carbón
Menores
Cogeneración
Otros
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 6
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 6
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec29
40
60
80
100
120
140
Costo Marginal
[US
D$/M
Wh]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec292000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
[GW
h-m
es]
Generación Hidroeléctrica Agregada
Estocástico
Valor Esperado
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Generación Termoeléctrica Agregada
[GW
h-m
es]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.5
1
1.5
Confiabilidad Energética
VE
RE
[%
]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
1
2
3
VE
RE
C [
%]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
5
No.d
e C
asos
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 6
Conclusiones:
Teniendo en cuenta la expansión de este escenario y su cronograma, junto con el escenario de demanda alta,
durante todo el horizonte se observa el cumplimiento de los indicadores de Confiabilidad VERE, VEREC y No. De
Casos con Déficit.
Este escenario se caracteriza por una fuerte expansión hidroeléctrica, que contempla la segunda fase de Ituango –
1200 MW, y otros 2200 MW distribuidos en cuatro (4) proyectos (3 de ellos con capacidad de embalsamiento). Por
lo anterior y las fechas de entrada en servicio consideradas, en el periodo 2019-2020 se observa para el Valor
Esperado del Costo Marginal un valor promedio de 67.72 USD$/MWh, el cual disminuye en el horizonte 2021-2022
a 53.31 USD$/MWh. A partir de este instante, es decir el periodo 2023-2029,el promedio es de 44.58 USD$/MWh, lo
cual refleja la senda de expansión.
Respecto al aporte de cada tecnología, en el periodo 2015-2018 el valor esperado de la generación hidroeléctrica es
de 4795.4 GWh-mes, el cual se incrementa a 5524.7 GWh-mes por la entrada de la primera etapa de Ituango
(2019-2020), y a 6221.7 GWh-mes por la entrada de la segunda fase de esta central y 2226.8 MW hidroeléctricos
adicionales (2021-2022). A partir de este año el promedio del valor esperado de la generación hidroeléctrica es de
7219.1 GWh-mes (2023-2029), lo cual refleja como se dijo anteriormente, la senda de expansión.
En relación a la producción térmica, esta se va reduciendo de manera paulatina gracias a la participación
hidroeléctrica. El promedio del valor esperado de la generación termoeléctrica para los periodos 2015-2018, 2019-
2020, 2021-2022 y 2023-2029, es de 960.21, 722.1, 307.1 y 103.2 GWh-mes, respectivamente.
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Central Fecha de entrada Capacidad Recurso
ago-15 198.0 Hidráulico
sep-15 396.0 Hidráulico
Cucuana ago-15 55.0 Hidráulico
Carlos Lleras Restrepo dic-15 78.1 Hidráulico
San Miguel dic-15 42.0 Hidráulico
Gecelca 3 dic-15 164.0 Carbón
Tasajero II dic-15 160.0 Carbón
Gecelca 3.2 jul-16 250.0 Carbón
Termonorte dic-17 88.3 Líquidos
nov-18 300.0 Hidráulico
feb-19 600.0 Hidráulico
may-19 900.0 Hidráulico
ago-19 1200.0 Hidráulico
sep-21 1500.0 Hidráulico
dic-21 1800.0 Hidráulico
mar-22 2100.0 Hidráulico
jun-22 2400.0 Hidráulico
Exp. Carb. 1 dic-19 90.0 Carbón
Exp. Hidro 1 dic-20 351.8 Hidráulico
Exp. Hidro 2 dic-20 45.0 Hidráulico
Exp. Carb. 2.1 dic-20 125.0 Carbón
Exp. Carb. 2.2 dic-20 125.0 Carbón
Exp. Carb. 3.1 dic-20 165.0 Carbón
Exp. Carb. 3.2 dic-20 165.0 Carbón
Exp. Carb. 3.3 dic-20 165.0 Carbón
Exp. Hidro 3A dic-21 960.0 Hidráulico
Exp. Carb. 4 dic-22 350.0 Carbón
MenoresCrecimiento según proyección estimada
Quimbo
Ituango
Recurso Base Cargo por
confiabilidad
Expansión
adicionalTotal
Hidráulica 10315.0 1771.1 2556.8 14642.9
Gas 3809.2 0.0 0.0 3809.2
Carbón 717.0 574.0 1185.0 2476.0
Menores 707.6 0.0 796.6 1504.1
Cogeneración 77.2 0.0 0.0 77.2
Otros 0.0 88.3 0.0 88.3
Total 15626.0 2433.4 4538.3 22597.7
14642.9, 65%
3809.2, 17%
2476.0, 11%
1504.1, 7%77.2, 0% 88.3, 0%
Hidráulica
Gas
Carbón
Menores
Cogeneración
Otros
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 7
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 7
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec29
40
60
80
100
120
140
Costo Marginal
[US
D$/M
Wh]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec292000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
[GW
h-m
es]
Generación Hidroeléctrica Agregada
Estocástico
Valor Esperado
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Generación Termoeléctrica Agregada
[GW
h-m
es]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.5
1
1.5
Confiabilidad Energética
VE
RE
[%
]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
1
2
3
VE
RE
C [
%]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
5
No.d
e C
asos
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 7
Conclusiones:
Durante todo el horizonte se observa el cumplimiento de los indicadores de Confiabilidad VERE, VEREC y No. De
Casos con Déficit, teniendo en cuenta la expansión de este escenario y su cronograma, junto con el escenario de
demanda alta.
Este escenario se caracteriza en su expansión por una “mezcla” de recursos térmicos a base de carbón y algunas
centrales hidroeléctricas. Se contempla la segunda fase de Ituango – 1200 MW, 1356.8 MW hidroeléctricos
distribuidos en tres (3) proyectos (2 de ellos con capacidad de embalsamiento), y 1185 MW térmicos.
Con respecto a la evolución del Valor Esperado del Costo Marginal, en los horizontes 2015-2018 y 2019-2020 se
observan valores promedios muy similares al del caso 6, es decir, 73.7 y 67.6 USD$/MWh, respectivamente. Por
otro lado, si bien en el periodo 2021-2022 el costo marginal toma un valor esperado de 49.62 USD$/MWh, 3.68
USD$/MWh menos en contraste con el escenario anterior, a partir del 2023 el promedio del Valor esperado es de
50.06 USD$/MWh, es decir 5.49 USD$/MWh mas que en el caso 6.
El aporte de la generación hidroeléctrica en el periodo 2015-2018 es de 4798.4 GWh-mes, el cual se incrementa a
5535.6 GWh-mes por la entrada de la primera etapa de Ituango (2019-2020), y a 6204.2 GWh-mes por la entrada
de la segunda fase de esta central y 1356.8 MW hidroeléctricos adicionales (2021). A partir de este año el promedio
del valor esperado de la generación hidroeléctrica es de 6986.7 GWh-mes (2023-2029), 232.38 GWh-mes menos
en relación al escenario 6.
Finalmente respecto a la producción térmica, esta se va reduciendo de manera paulatina gracias a la participación
hidroeléctrica, situación que cambia a partir del 2023. El promedio del valor esperado de la generación
termoeléctrica para los periodos 2015-2018, 2019-2020, 2021-2022 y 2023-2029, es de 958.6, 715.9, 322.4 y 336.9
GWh-mes, respectivamente.
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Central Fecha de entrada Capacidad Recurso
ago-15 198.0 Hidráulico
sep-15 396.0 Hidráulico
Cucuana ago-15 55.0 Hidráulico
Carlos Lleras Restrepo dic-15 78.1 Hidráulico
San Miguel dic-15 42.0 Hidráulico
Gecelca 3 dic-15 164.0 Carbón
Tasajero II dic-15 160.0 Carbón
Gecelca 3.2 jul-16 250.0 Carbón
Termonorte dic-17 88.3 Líquidos
nov-18 300.0 Hidráulico
feb-19 600.0 Hidráulico
may-19 900.0 Hidráulico
ago-19 1200.0 Hidráulico
sep-21 1500.0 Hidráulico
dic-21 1800.0 Hidráulico
mar-22 2100.0 Hidráulico
jun-22 2400.0 Hidráulico
Eolo J1 ene-19 99.0 Eólico
Eolo J2 jun-19 195.0 Eólico
Eolo E2 jun-19 200.0 Eólico
Eolo J3 dic-19 180.0 Eólico
Eolo E3 ene-20 100.0 Eólico
Eolo E4 jun-20 100.0 Eólico
Eolo E5 dic-20 100.0 Eólico
Eolo E6 dic-20 150.0 Eólico
Exp. Hidro 1 dic-20 351.8 Hidráulico
Exp. Hidro 2 dic-20 45.0 Hidráulico
Exp. Carb. 3.1 dic-20 165.0 Carbón
Eolo E10 jun-21 200.0 Eólico
Eolo E7 dic-21 100.0 Eólico
Eolo P2 dic-21 200.0 Eólico
Exp. Hidro 3A dic-21 960.0 Hidráulico
Exp. Carb. 4 dic-22 350.0 Carbón
MenoresCrecimiento según proyección estimada
Quimbo
Ituango
Recurso Base Cargo por
confiabilidad
Expansión
adicionalTotal
Hidráulica 10315.0 1771.1 2556.8 14642.9
Gas 3809.2 0.0 0.0 3809.2
Carbón 717.0 574.0 515.0 1806.0
Menores 707.6 0.0 796.6 1504.1
Cogeneración 77.2 0.0 0.0 77.2
Eólica 0.0 0.0 1624.0 1624.0
Otros 0.0 88.3 0.0 88.3
Total 15626.0 2433.4 5492.3 23551.7
14642.9, 62%
3809.2, 16%
1806.0, 8%
1504.1, 7%
77.2, 0%1624.0, 7% 88.3, 0%
Hidráulica
Gas
Carbón
Menores
Cogeneración
Eólica
Otros
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 8
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 8
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec29
40
60
80
100
120
140
Costo Marginal
[US
D$/M
Wh]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec292000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
[GW
h-m
es]
Generación Hidroeléctrica Agregada
Estocástico
Valor Esperado
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Generación Termoeléctrica Agregada
[GW
h-m
es]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.5
1
1.5
Confiabilidad Energética
VE
RE
[%
]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
1
2
3
VE
RE
C [
%]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
5
No.d
e C
asos
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 8
Jan15 Jul16 Dec17 Jul19 Dec20 Jul22 Dec23 Jul25 Dec26 Jul28 Dec290
100
200
300
400
500
600
700
800[G
Wh-m
es]
Generación Eólica Agregada
Estocástico
Valor Esperado
Jan15 Jul16 Dec17 Jul19 Dec20 Jul22 Dec23 Jul25 Dec26 Jul28 Dec293000
4000
5000
6000
7000
8000
Hid
roenerg
ía [
GW
h-m
es]
Complementariedad Energética
Jan15 Jul16 Dec17 Jul19 Dec20 Jul22 Dec23 Jul25 Dec26 Jul28 Dec290
100
200
300
400
500
Energ
ía E
ólic
a [
GW
h-m
es]
Valor Esperado Generacion Hidroeléctrica
Valor Esperado Generación Eólica
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 8
Teniendo en cuenta la expansión de este escenario y su cronograma, junto con el escenario de demanda alta,
durante todo el horizonte se observa el cumplimiento de los indicadores de Confiabilidad VERE, VEREC y No. De
Casos con Déficit.
Este escenario se formula a partir del caso 7, conservando su expansión hidroeléctrica, pero desplazando la mayor
cantidad de generación térmica definida para dicha matriz, ello con generación eólica en el norte de la Guajira. Se
encontró que para conservar 515 MW térmicos a base de carbón se requieren 1624 MW eólicos, es decir, 2.42 MW
eólicos son equivalentes a 1 MW térmico.
En relación a la evolución del Valor Esperado del Costo Marginal, en el periodo 2015-2018 se observa un promedio
de 73.21 USD$/MWh, el cual disminuye en el horizonte 2019-2020 a 58.2 USD$/MWh. A partir de este instante, es
decir en los periodos 2021-2022 y 2023-2029, el promedio es de 42.3 y 42.1 USD$/MWh, respectivamente.
Si bien la composición de la matriz para este escenario conserva la misma capacidad instalada de origen
hidroeléctrico, la generación eólica reduce la participación de dicho recurso, específicamente en los periodos 2021-
2022 y 2023-2029. Los valores esperados de la generación hidroeléctrica para dichos horizontes son 5930.22 y
6713.23 GWh-mes, es decir 274 GWh-mes menos con relación al caso 7. Para los otros periodos los aportes son
muy similares.
Para la generación termoeléctrica es claro que el recurso eólico reduce su participación, llevando al parque térmico
a producir de manera agregada un valor esperado de 128.7 y 80.05 GWh-mes, ello para los periodos 2021-2022 y
2023-2029 (193.6 y 256.9 GWh-mes menos respecto al escenario 7). También se observa una reducción de la
generación térmica en el horizonte 2019-2020 respecto al caso 7 (214.02 GWh-mes).
Conclusiones:
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 8
El valor esperado de la generación eólica para los periodos 2019-2020, 2021-2022 y 2023-2029, es 95.67, 316.88 y
376.95 GWh-mes, respectivamente.
Tal como se evidenció desde la formulación del Plan de Expansión de Referencia Generación y Transmisión 2014 –
2028, la generación eólica es complementaria con los recursos hidroeléctricos del interior. Ello quiere decir que en
aquellos momentos donde el aporte hidroenergético es reducido, esta generación renovable no convencional es
alta.
Conclusiones:
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Central Fecha de entrada Capacidad Recurso
ago-15 198.0 Hidráulico
sep-15 396.0 Hidráulico
Cucuana ago-15 55.0 Hidráulico
Carlos Lleras Restrepo dic-15 78.1 Hidráulico
San Miguel dic-15 42.0 Hidráulico
Gecelca 3 dic-15 164.0 Carbón
Tasajero II dic-15 160.0 Carbón
Gecelca 3.2 jul-16 250.0 Carbón
Termonorte dic-17 88.3 Líquidos
nov-18 300.0 Hidráulico
feb-19 600.0 Hidráulico
may-19 900.0 Hidráulico
ago-19 1200.0 Hidráulico
sep-21 1500.0 Hidráulico
dic-21 1800.0 Hidráulico
mar-22 2100.0 Hidráulico
jun-22 2400.0 Hidráulico
Eolo J1 ene-19 99.0 Eólico
Eolo J2 jun-19 195.0 Eólico
Eolo E1.1 jun-19 150.0 Eólico
Eolo E2 jun-19 200.0 Eólico
Eolo J3 dic-19 180.0 Eólico
Eolo J4 dic-19 75.0 Eólico
Eolo I1 dic-19 400.0 Eólico
Eolo I2 dic-19 32.0 Eólico
Eolo E1.2 dic-19 50.0 Eólico
Eolo E3 ene-20 100.0 Eólico
Eolo P3.1 jun-20 70.0 Eólico
Eolo E4 jun-20 100.0 Eólico
Eolo P1 dic-20 400.0 Eólico
Eolo E5 dic-20 100.0 Eólico
Eolo E6 dic-20 150.0 Eólico
Exp. Hidro 1 dic-20 351.8 Hidráulico
Exp. Hidro 2 dic-20 45.0 Hidráulico
Eolo P3.2 ene-21 130.0 Eólico
Eolo E7 ene-21 100.0 Eólico
Eolo E8 ene-21 100.0 Eólico
Eolo E9 jun-21 100.0 Eólico
Eolo E10 jun-21 200.0 Eólico
Eolo P2 dic-21 200.0 Eólico
Exp. Hidro 3A dic-21 960.0 Hidráulico
MenoresCrecimiento según proyección estimada
Quimbo
Ituango
Recurso Base Cargo por
confiabilidad
Expansión
adicionalTotal
Hidráulica 10315.0 1771.1 2556.8 14642.9
Gas 3809.2 0.0 0.0 3809.2
Carbón 717.0 574.0 0.0 1291.0
Menores 707.6 0.0 796.6 1504.1
Cogeneración 77.2 0.0 0.0 77.2
Eólica 0.0 0.0 3131.0 3131.0
Otros 0.0 88.3 0.0 88.3
Total 15626.0 2433.4 6484.3 24543.7
14642.9, 60%
3809.2, 16%
1291.0, 5%
1504.1, 6%
77.2, 0%
3131.0, 13% 88.3, 0%
Hidráulica
Gas
Carbón
Menores
Cogeneración
Eólica
Otros
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 9
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 9
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec29
40
60
80
100
120
140
Costo Marginal
[US
D$/M
Wh]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec292000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
[GW
h-m
es]
Generación Hidroeléctrica Agregada
Estocástico
Valor Esperado
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Generación Termoeléctrica Agregada
[GW
h-m
es]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.5
1
1.5
Confiabilidad Energética
VE
RE
[%
]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
1
2
3
VE
RE
C [
%]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
5
No.d
e C
asos
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 9
Jan15 Jul16 Dec17 Jul19 Dec20 Jul22 Dec23 Jul25 Dec26 Jul28 Dec290
500
1000
1500
2000[G
Wh-m
es]
Generación Eólica Agregada
Estocástico
Valor Esperado
Jan15 Jul16 Dec17 Jul19 Dec20 Jul22 Dec23 Jul25 Dec26 Jul28 Dec292000
4000
6000
8000
Hid
roenerg
ía [
GW
h-m
es]
Complementariedad Energética
Jan15 Jul16 Dec17 Jul19 Dec20 Jul22 Dec23 Jul25 Dec26 Jul28 Dec290
500
1000
1500
Energ
ía E
ólic
a [
GW
h-m
es]
Valor Esperado Generacion Hidroeléctrica
Valor Esperado Generación Eólica
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 9
Se observa el cumplimiento de los indicadores de Confiabilidad VERE, VEREC y No. De Casos con Déficit durante
todo el horizonte, teniendo en cuenta la expansión de este escenario, su cronograma y el escenario de demanda
alta.
Este escenario se formula a partir del caso 8, conservando su expansión hidroeléctrica, pero desplazando toda la
generación térmica definida para dicha matriz, ello con la generación eólica restante en el norte de la Guajira. Se
encontró que 3131 MW eólicos no ameritan la instalación de ningún MW térmico a base de carbón, adicional a los
ya definidos por el mecanismo del Cargo por Confiabilidad. Esto quiere decir que 2.64 MW eólicos son equivalentes
a 1 MW térmico.
Respecto al Valor Esperado del Costo Marginal, en el periodo 2015-2018 se observa un valor promedio de 73.12
USD$/MWh, el cual disminuye en el horizonte 2019-2020 a 54.1 USD$/MWh. A partir de este instante, es decir en
los periodos 2021-2022 y 2023-2029, el promedio es de 38.92 y 38.64 USD$/MWh, respectivamente.
En los periodos 2021-2022 y 2023-2029, el valor esperado de la generación hidroeléctrica es de 5473.6 y 6235
GWh-mes, es decir 456.6 y 478.1 GWh-mes menos respectivamente, con relación al caso 8. Para los otros
periodos los aportes son muy similares.
Para la generación termoeléctrica es claro que el recurso eólico reduce su participación, llevando al parque térmico
a producir de manera agregada un valor esperado de 36.88 y 15.81 GWh-mes, ello para los periodos 2021-2022 y
2023-2029.
El valor esperado de la generación eólica para los periodos 2019-2020, 2021-2022 y 2023-2029, es 308.1, 865.2 y
919.4 GWh-mes, respectivamente.
Conclusiones:
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 9
Al igual que en el escenario 8, la generación eólica es complementaria con los recursos hidroeléctricos del interior.
Ello quiere decir que en aquellos momentos donde el aporte hidroenergético es alto, esta generación renovable no
convencional produce menos energía (y viceversa).
Conclusiones:
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
14642.9, 62%
3809.2, 16%
1423.0, 6%
1504.1, 6%
362.2, 2%
1624.0, 7% 239.2, 1% 50.0, 0% 88.3, 0%
Hidráulica
Gas
Carbón
Menores
Cogeneración
Eólica
Solar
Geotérmica
Otros
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 10
Central Fecha de entrada Capacidad Recurso
ago-15 198.0 Hidráulico
sep-15 396.0 Hidráulico
Cucuana ago-15 55.0 Hidráulico
Carlos Lleras Restrepo dic-15 78.1 Hidráulico
San Miguel dic-15 42.0 Hidráulico
Gecelca 3 dic-15 164.0 Carbón
Tasajero II dic-15 160.0 Carbón
Gecelca 3.2 jul-16 250.0 Carbón
Termonorte dic-17 88.3 Líquidos
nov-18 300.0 Hidráulico
feb-19 600.0 Hidráulico
may-19 900.0 Hidráulico
ago-19 1200.0 Hidráulico
sep-21 1500.0 Hidráulico
dic-21 1800.0 Hidráulico
mar-22 2100.0 Hidráulico
jun-22 2400.0 Hidráulico
Eolo J1 ene-19 99.0 Eólico
Eolo J2 jun-19 195.0 Eólico
Eolo E2 jun-19 200.0 Eólico
Eolo J3 dic-19 180.0 Eólico
Eolo E3 ene-20 100.0 Eólico
Eolo E4 jun-20 100.0 Eólico
Eolo E5 dic-20 100.0 Eólico
Eolo E6 dic-20 150.0 Eólico
Exp. Hidro 1 dic-20 351.8 Hidráulico
Exp. Hidro 2 dic-20 45.0 Hidráulico
Eolo E10 jun-21 200.0 Eólico
Eolo E7 dic-21 100.0 Eólico
Eolo P2 dic-21 200.0 Eólico
Exp. Hidro 3A dic-21 960.0 Hidráulico
dic-21 256.0 Carbón
Exp. Carb. 4 ene-24 196.0 Carbón
ene-28 132.0 Carbón
ene-15 5.0 Sol
ene-16 9.0 Sol
Exp. Solar ene-20 53.6 Sol
ene-24 143.5 Sol
ene-28 239.2 Sol
Exp. Geotérmica ene-20 50.0 Geotérmico
ene-15 24.6 Caña
Exp. Cogeneración 1 ene-16 34.5 Caña
ene-17 57.0 Caña
ene-18 107.0 Caña
Exp. Cogeneración 2 ene-17 195.0 Palma
ene-19 178.0 Palma
Menores Crecimiento según proyección estimada
Quimbo
Ituango
Recurso Base Cargo por
confiabilidad
Expansión
adicionalTotal
Hidráulica 10315.0 1771.1 2556.8 14642.9
Gas 3809.2 0.0 0.0 3809.2
Carbón 717.0 574.0 132.0 1423.0
Menores 707.6 0.0 796.6 1504.1
Cogeneración 77.2 0.0 285.0 362.2
Eólica 0.0 0.0 1624.0 1624.0
Solar 0.0 0.0 239.2 239.2
Geotérmica 0.0 0.0 50.0 50.0
Otros 0.0 88.3 0.0 88.3
Total 15626.0 2433.4 5683.5 23742.9
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 10
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec29
40
60
80
100
120
140
Costo Marginal
[US
D$/M
Wh]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec292000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
[GW
h-m
es]
Generación Hidroeléctrica Agregada
Estocástico
Valor Esperado
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Generación Termoeléctrica Agregada
[GW
h-m
es]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.5
1
1.5
Confiabilidad Energética
VE
RE
[%
]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
1
2
3
VE
RE
C [
%]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
5
No.d
e C
asos
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 10
Jan15 Jul16 Dec17 Jul19 Dec20 Jul22 Dec23 Jul25 Dec26 Jul28 Dec290
100
200
300
400
500
600
700
800[G
Wh-m
es]
Generación Eólica Agregada
Estocástico
Valor Esperado
Jan15 Jul16 Dec17 Jul19 Dec20 Jul22 Dec23 Jul25 Dec26 Jul28 Dec293000
4000
5000
6000
7000
8000
Hid
roen
erg
ía [
GW
h-m
es]
Complementariedad Energética
Jan15 Jul16 Dec17 Jul19 Dec20 Jul22 Dec23 Jul25 Dec26 Jul28 Dec290
100
200
300
400
500
Ene
rgía
Eólic
a [
GW
h-m
es]
Valor Esperado Generacion Hidroeléctrica
Valor Esperado Generación Eólica
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 10
Jan15 Jul16 Dec17 Jul19 Dec20 Jul22 Dec23 Jul25 Dec26 Jul28 Dec290
5
10
15
20
25
30
35[G
Wh-m
es]
Generación Solar Fotovoltáica Distribuida Agregada
Estocástico
Valor Esperado
Jan15 Jul16 Dec17 Jul19 Dec20 Jul22 Dec23 Jul25 Dec26 Jul28 Dec290
50
100
150
200
250
[GW
h-m
es]
Generación Geotérmica y Biomasa Agregada
Estocástico
Valor Esperado
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 10
Durante todo el horizonte se observa el cumplimiento de los indicadores de Confiabilidad VERE, VEREC y No. De
Casos con Déficit, teniendo en cuenta la expansión de este escenario, su cronograma y el escenario de demanda
alta.
Este escenario se formula a partir del caso 8, conservando su expansión hidroeléctrica y eólica, pero desplazando la
mayor capacidad de generación térmica definida para dicha matriz, ello con recursos renovables de carácter
intermitente, específicamente generación solar fotovoltaica distribuida, biomasa y geotérmia (574.2 MW). Se
encontró que este bloque “renovable” desplaza 383 MW térmicos a base de carbón, siendo necesario contar aún
con 132 MW, ello para garantizar los criterios de confiabilidad energética.
En el periodo 2015-2018 se observa un valor promedio de 71.1 USD$/MWh, respecto al valor esperado del Costo
Marginal, el cual disminuye en el horizonte 2019-2020 a 53.4 USD$/MWh. A partir de este instante, es decir en los
periodos 2021-2022 y 2023-2029, el promedio es de 40.2 y 40.25 USD$/MWh, respectivamente.
El valor esperado de la generación hidroeléctrica es de 5785.5 y 6544.9 GWh-mes en los periodos 2021-2022 y
2023-2029, respectivamente. Al inicio de periodo de análisis, el aporte de esta tecnología es en promedio 4856.1 y
5497.1 GWh-mes, ello para los horizontes 2015-2018 y 2019-2020.
Para la generación termoeléctrica es claro que el recurso renovable no convencional reduce su participación,
llevando al parque térmico a producir de manera agregada un valor esperado de 814.6, 379.9, 69.09 y 33.57 GWh-
mes, ello para los periodos 2015-2018, 2019-2020, 2021-2022 y 2023-2029.
El valor esperado de la generación eólica para los periodos 2019-2020, 2021-2022 y 2023-2029, es 96.5, 315.8 y
373.8 GWh-mes, respectivamente.
Conclusiones:
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 10
Al igual que en los escenarios 8 y 9, la generación eólica es complementaria con los recursos hidroeléctricos del
interior. Respecto al aporte de la generación solar fotovoltaica distribuida, se ve un comportamiento creciente en la
medida que su capacidad instalada aumenta. La producción de esta fuente intermitente en los periodos 2015-2018,
2019-2020, 2021-2022 y 2023-2029 es 0.9, 3.5, 5.9 y 18.9 GWh-mes, respectivamente.
En relación a la geotermia y biomasa, la generación de estos recursos no presenta un comportamiento estocástico,
a pesar de que en el caso de la biomasa se tuvo en cuenta su estacionalidad y el comportamiento del residuo. Ello
se debe a la capacidad instalada considerada (información FEDEPALMA), que es menor respecto a la disponibilidad
del recurso. El valor esperado de la producción de estas dos fuentes es 84.5, 183.23 y 200.2 GWh-mes, en los
periodos 2015-2018, 2019-2020 y 2021-2029.
Conclusiones:
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 11
Central Fecha de entrada Capacidad Recurso
ago-15 198.0 Hidráulico
sep-15 396.0 Hidráulico
Cucuana ago-15 55.0 Hidráulico
Carlos Lleras Restrepo dic-15 78.1 Hidráulico
San Miguel dic-15 42.0 Hidráulico
Gecelca 3 dic-15 164.0 Carbón
Tasajero II dic-15 160.0 Carbón
Gecelca 3.2 jul-16 250.0 Carbón
Termonorte dic-17 88.3 Líquidos
nov-18 300.0 Hidráulico
feb-19 600.0 Hidráulico
may-19 900.0 Hidráulico
ago-19 1200.0 Hidráulico
sep-21 1500.0 Hidráulico
dic-21 1800.0 Hidráulico
mar-22 2100.0 Hidráulico
jun-22 2400.0 Hidráulico
Eolo J1 ene-19 99.0 Eólico
Eolo J2 jun-19 195.0 Eólico
Eolo E1.1 jun-19 150.0 Eólico
Eolo E2 jun-19 200.0 Eólico
Eolo J3 dic-19 180.0 Eólico
Eolo J4 dic-19 75.0 Eólico
Eolo I1 dic-19 400.0 Eólico
Eolo I2 dic-19 32.0 Eólico
Eolo E1.2 dic-19 50.0 Eólico
Eolo E3 ene-20 100.0 Eólico
Eolo P3.1 jun-20 70.0 Eólico
Eolo E4 jun-20 100.0 Eólico
Eolo P1 dic-20 400.0 Eólico
Eolo E5 dic-20 100.0 Eólico
Eolo E6 dic-20 150.0 Eólico
Exp. Hidro 1 dic-20 351.8 Hidráulico
Exp. Hidro 2 dic-20 45.0 Hidráulico
Eolo P3.2 ene-21 130.0 Eólico
Eolo E7 ene-21 100.0 Eólico
Eolo E8 ene-21 100.0 Eólico
Eolo E9 jun-21 100.0 Eólico
Eolo E10 jun-21 200.0 Eólico
Eolo P2 dic-21 200.0 Eólico
Exp. Hidro 3A dic-21 700.0 Hidráulico
Exp. Hidro 3A ene-24 640.0 Hidráulico
Exp. Hidro 3A ene-28 577.0 Hidráulico
Exp. Geotérmica ene-20 50.0 Geotérmico
ene-15 5.0 Sol
ene-16 9.0 Sol
Exp. Solar ene-20 53.6 Sol
ene-24 143.5 Sol
ene-28 239.2 Sol
Exp. Geotérmica ene-20 50.0 Geotérmico
ene-15 24.6 Caña
Exp. Cogeneración 1 ene-16 34.5 Caña
ene-17 57.0 Caña
ene-18 107.0 Caña
Exp. Cogeneración 2 ene-17 195.0 Palma
ene-19 178.0 Palma
Menores Crecimiento según proyección estimada
Quimbo
Ituango
Recurso Base Cargo por
confiabilidad
Expansión
adicionalTotal
Hidráulica 10315.0 1771.1 2173.8 14259.9
Gas 3809.2 0.0 0.0 3809.2
Carbón 717.0 574.0 0.0 1291.0
Menores 707.6 0.0 796.6 1504.1
Cogeneración 77.2 0.0 285.0 362.2
Eólica 0.0 0.0 3131.0 3131.0
Solar 0.0 0.0 239.2 239.2
Geotérmica 0.0 0.0 50.0 50.0
Otros 0.0 88.3 0.0 88.3
Total 15626.0 2433.4 6675.5 24734.9
14259.9, 58%
3809.2, 15%
1291.0, 5%
1504.1, 6%
362.2, 2%
3131.0, 13%
239.2, 1% 50.0, 0% 88.3, 0%
Hidráulica
Gas
Carbón
Menores
Cogeneración
Eólica
Solar
Geotérmica
Otros
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 11
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec29
40
60
80
100
120
140
Costo Marginal
[US
D$/M
Wh]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec292000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
[GW
h-m
es]
Generación Hidroeléctrica Agregada
Estocástico
Valor Esperado
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Generación Termoeléctrica Agregada
[GW
h-m
es]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.5
1
1.5
Confiabilidad Energética
VE
RE
[%
]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
1
2
3
VE
RE
C [
%]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
5
No.d
e C
asos
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 11
Jan15 Jul16 Dec17 Jul19 Dec20 Jul22 Dec23 Jul25 Dec26 Jul28 Dec290
500
1000
1500
2000
[GW
h-m
es]
Generación Eólica Agregada
Estocástico
Valor Esperado
Jan15 Jul16 Dec17 Jul19 Dec20 Jul22 Dec23 Jul25 Dec26 Jul28 Dec292000
4000
6000
8000
Hid
roen
erg
ía [
GW
h-m
es]
Complementariedad Energética
Jan15 Jul16 Dec17 Jul19 Dec20 Jul22 Dec23 Jul25 Dec26 Jul28 Dec290
500
1000
1500
Ene
rgía
Eólic
a [
GW
h-m
es]
Valor Esperado Generacion Hidroeléctrica
Valor Esperado Generación Eólica
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 11
Jan15 Jul16 Dec17 Jul19 Dec20 Jul22 Dec23 Jul25 Dec26 Jul28 Dec290
5
10
15
20
25
30
35[G
Wh-m
es]
Generación Solar Fotovoltáica Distribuida Agregada
Estocástico
Valor Esperado
Jan15 Jul16 Dec17 Jul19 Dec20 Jul22 Dec23 Jul25 Dec26 Jul28 Dec290
50
100
150
200
250
[GW
h-m
es]
Generación Geotérmica y Biomasa Agregada
Estocástico
Valor Esperado
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 11
Se observa el cumplimiento de los indicadores de Confiabilidad VERE, VEREC y No. De Casos con Déficit durante
todo el horizonte, teniendo en cuenta la expansión de este escenario, su cronograma y el escenario de demanda
alta.
Este escenario se formula a partir del caso 9, conservando su expansión eólica, pero desplazando la mayor
capacidad de generación hidroeléctrica definida para dicha matriz, ello con generación solar fotovoltaica distribuida,
biomasa y geotérmia (574.2 MW). Se encontró que este bloque “renovable” desplaza 383 MW hidroeléctricos.
En el periodo 2015-2018 se observa un valor promedio de 71.1 USD$/MWh, respecto al valor esperado del Costo
Marginal, el cual disminuye en el horizonte 2019-2020 a 50 USD$/MWh. A partir de este instante, es decir en los
periodos 2021-2022 y 2023-2029, el promedio es de 38 y 37.9 USD$/MWh, respectivamente.
El valor esperado de la generación hidroeléctrica es de 5289 y 6031.8 GWh-mes en los periodos 2021-2022 y 2023-
2029, respectivamente. Al inicio de periodo de análisis, el aporte de esta tecnología es en promedio 4856 y 5410.6
GWh-mes, ello para los horizontes 2015-2018 y 2019-2020.
El parque térmico produce de manera agregada un valor esperado de 814.7, 296, 17 y 7 GWh-mes, ello para los
periodos 2015-2018, 2019-2020, 2021-2022 y 2023-2029. Lo anterior evidencia una dramática reducción del aporte
termoeléctrico bajo esta senda de expansión.
El valor esperado de la generación eólica para los periodos 2019-2020, 2021-2022 y 2023-2029, es 311.2, 863.9 y
913.6 GWh-mes, respectivamente.
Conclusiones:
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP – Esc 11
Al igual que en los escenarios 8, 9 y 10, la generación eólica es complementaria con los recursos hidroeléctricos del
interior.
El aporte de la generación solar fotovoltaica distribuida en los periodos 2015-2018, 2019-2020, 2021-2022 y 2023-
2029 es 0.98, 3.5, 5.9 y 18.9 GWh-mes, respectivamente.
Al igual que en el caso 10, el aporte de la geotermia y biomasa no presenta un comportamiento estocástico. El valor
esperado de la producción de estas dos fuentes es 84.5, 183.23 y 200.2 GWh-mes, en los periodos 2015-2018,
2019-2020 y 2021-2029.
Finalmente vale la pena resaltar la fuerte reducción del valor esperado del costo marginal para los escenarios 6, 8,
9, 10 y 11, los cuales están compuestos principalmente por fuentes renovables convencionales y no convencionales.
Si bien desde el punto de vista de la demanda ello se ve traducido en una tarifa menor en su componente “g”, desde
la perspectiva de los inversionistas debe establecerse adecuadamente la rentabilidad de sus proyectos futuros.
Conclusiones:
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP
Jan15 Jul16 Dec17 Jul19 Dec20 Jul22 Dec23 Jul25 Dec26 Jul28 Dec29150
200
250
300
350
400[G
Wh-m
es]
Valor Esperado Generación Menor
Escenario 1,2,3,4
Escenario 5,6,7,8,9,10,11
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenarios de Largo Plazo – LP
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 230.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Periodo[hora]
[p.u
]
Perfil potencia eólica virtual
Perfíl típico de demanda
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
MetodologíaGeneral de Planificación –Generación.
ComparaciónEnergía enFirme Vs. Proyeccióncrecimiento Demanda de Energía.
Optimización del Recurso Hidroenergético.
SupuestosbásicosPlan de Expansión en Generación.
Escenariosde Corto Plazo - CP.
Escenariosde Largo Plazo - LP.
Planificación integrada Generación & Transmisión-Simulación Escenarios LP y PotenciaLocalizada.
Agenda
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Objetivos:
Determinar en el Largo Plazo las necesidades de expansión y su naturaleza, considerando las limitaciones de
intercambio entre cada una de áreas eléctricas del SIN, a saber, Caribe, Antioquia, Suroccidental, Oriental y
Nordeste. Para este ejercicio se contemplan los límites de transferencia existentes y proyectados, los cuales fueron
calculados para el horizonte 2015-2030 (con el cronograma establecido para los principales proyectos de
transmisión).
Validar de manera general el cumplimiento de los indicadores de confiabilidad para los escenarios formulados,
teniendo en cuenta los límites de intercambio. Adicionalmente, determinar variaciones en las tendencias o patrones
de los flujos de energía, a la luz de los proyectos de generación propuestos.
A través de la metodología de Costos Marginales Locales – LMP, dar señales indicativas de ubicación para
diferentes tipos de usuarios, desde grandes consumidores y los mismos generadores.
Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, determinar a la luz del documento CREG 077 la mejor solución a las
deficiencias identificadas a partir del año 2025 en el área Oriental, ello desde el punto de vista de la demanda y del
inversionista. Es decir, determinar si es factible económicamente que un proyecto de generación represente la mejor
alternativa, en contraste con una solución convencional de red.
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Jan15 Jul16 Jan18 Aug19 Feb21 Sep22 Mar24 Oct25 Apr27 Nov28 May30 Nov310
500
1000
1500
2000Flujo máximo por cada Enlace Equivalente
[GW
h-m
es]
Jan15 Jul16 Jan18 Aug19 Feb21 Sep22 Mar24 Oct25 Apr27 Nov28 May30 Nov310
200
400
600
800
1000
1200Flujo máximo por cada Enlace Equivalente
[GW
h-m
es]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec2950
100
150
200
250
Costo
Marg
inal [U
SD
/MW
h]
Valor Esperado Costo Marginal
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Flu
jo N
orm
aliz
ado [
p.u
.]
Normalización del Valor Esperado del Flujo por cada Enlace Equivalente
Ant-Carb
Ant-Sur
Or-Sur
Or-Nord
Nord-Carb
Ant-Nord
Ant-Or
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
10
20
30
40
50
60
[%]
Valor Esperado de Racionamiento Condicionado
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Flu
jo N
orm
aliz
ado [
p.u
.]
Normalización del Valor Esperado del Flujo por cada Enlace Equivalente
Carb-Ant
Sur-Ant
Sur-Or
Nord-Or
Carb-Nord
Nord-Ant
Or-Ant
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Sin expansión adicional al CxC
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec2950
100
150
200
250C
osto
Marg
inal [U
SD
/MW
h]
Valor Esperado Costo Marginal
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.5
1
1.5
2
2.5
3
[%]
VEREC
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec2950
100
150
200
250
Costo
Marg
inal [U
SD
/MW
h]
Valor Esperado Costo Marginal
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Flu
jo N
orm
aliz
ado [
p.u
.]
Normalización del Valor Esperado del Flujo por cada Enlace Equivalente
Ant-Carb
Ant-Sur
Or-Sur
Or-Nord
Nord-Carb
Ant-Nord
Ant-Or
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
10
20
30
40
50
60
[%]
Valor Esperado de Racionamiento Condicionado
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1F
lujo
Norm
aliz
ado [
p.u
.]Normalización del Valor Esperado del Flujo por cada Enlace Equivalente
Carb-Ant
Sur-Ant
Sur-Or
Nord-Or
Carb-Nord
Nord-Ant
Or-Ant
Sin expansión adicional al CxC
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Valor Esperado del Flujo[p
.u.]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Valor Esperado del Flujo
[p.u
.]
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Observaciones:
Considerando los límites de transferencia existentes y proyectados, se observa que las señales en relación al
VEREC se mantienen, es decir, se necesita expansión en generación a partir del año 2021. De todas maneras los
déficit calculados no son concluyentes para determinar cuales son las áreas con mayores dificultades, ello en virtud
a: i) la simulación en el SDDP fue integrada, y no coordinada; ii) los costos de racionamiento son iguales para cada
una de las 5 áreas; iii) a partir del año 2021, que es el momento donde se identifica la violación del criterio de
confiabilidad, los límites de transferencia no están “saturados”.
La convergencia del Valor Esperado de los costos nodales para cada una de las 5 áreas a partir del año 2022
reafirman la naturaleza de las deficiencias, es decir, son de carácter energético, y no de potencia (cuando los LMP
convergen hacia un mismo valor es evidente que la red de transmisión permite el flujo de potencia libremente entre
cada una de las zonas del SIN).
La evolución del Valor Esperado del Costo Nodal en Caribe es totalmente consecuente con el comportamiento del
Valor Esperado de los intercambios entre esta área y el resto del sistema. Se observa como antes del año 2018,
periodo donde aún no está en servicio el refuerzo a la Costa Atlántica, las importaciones de energía a través de los
enlaces Antioquia-Caribe y Nordeste-Caribe están saturadas, situación que cambia una vez entra en servicio el
mencionado refuerzo.
Sin expansión adicional al CxC
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 5
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec2940
50
60
70
80
90
100
Valor Esperado Costo Marginal
Costo
Marg
inal [U
SD
/MW
h]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.5
1
1.5
2
2.5
3
[%]
VEREC
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 5
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Valor Esperado del Flujo
[p.u
.]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Valor Esperado del Flujo
[p.u
.]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec2950
100
150
200
250
Costo
Marg
inal [U
SD
/MW
h]
Valor Esperado Costo Marginal
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Flu
jo N
orm
aliz
ado [
p.u
.]
Normalización del Valor Esperado del Flujo por cada Enlace Equivalente
Ant-Carb
Ant-Sur
Or-Sur
Or-Nord
Nord-Carb
Ant-Nord
Ant-Or
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
10
20
30
40
50
60
[%]
Valor Esperado de Racionamiento Condicionado
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Flu
jo N
orm
aliz
ado [
p.u
.]
Normalización del Valor Esperado del Flujo por cada Enlace Equivalente
Carb-Ant
Sur-Ant
Sur-Or
Nord-Or
Carb-Nord
Nord-Ant
Or-Ant
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 5
Observaciones:
El comportamiento del valor esperado de los costos marginales locales refleja un incremento en aquellas áreas
donde se instala nueva capacidad de generación, específicamente en Caribe y Nordeste, la cual es necesaria para
garantizar los criterios de confiabilidad (recursos térmicos). Es por ello que se observa una separación de los dos
costos en contraste con los demás.
Respecto a la evolución de los intercambios entre cada una de las áreas, no se ven variaciones significativas en
relación al caso base.
Finalmente se observa que con la expansión propuesta y la consideración de los límites de transferencia entre cada
una de las áreas, los criterios de confiabilidad se cumplen a cabalidad.
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 6
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec2920
40
60
80
100
120
140
Valor Esperado Costo MarginalC
osto
Marg
inal [U
SD
/MW
h]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.5
1
1.5
2
2.5
3
[%]
VEREC
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 6
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Valor Esperado del Flujo
[p.u
.]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Valor Esperado del Flujo
[p.u
.]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec2950
100
150
200
250
Costo
Marg
inal [U
SD
/MW
h]
Valor Esperado Costo Marginal
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Flu
jo N
orm
aliz
ado [
p.u
.]
Normalización del Valor Esperado del Flujo por cada Enlace Equivalente
Ant-Carb
Ant-Sur
Or-Sur
Or-Nord
Nord-Carb
Ant-Nord
Ant-Or
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
10
20
30
40
50
60
[%]
Valor Esperado de Racionamiento Condicionado
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1F
lujo
Norm
aliz
ado [
p.u
.]
Normalización del Valor Esperado del Flujo por cada Enlace Equivalente
Carb-Ant
Sur-Ant
Sur-Or
Nord-Or
Carb-Nord
Nord-Ant
Or-Ant
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 6
Observaciones:
Si bien para este caso la expansión en generación es de naturaleza hidroeléctrica (ubicada principalmente en
Antioquia), los efectos de esta alternativa se ven en Caribe y Nordeste. La energía producida desde Antioquia es
evacuada a todo el sistema, principalmente hacia la Costa. Es por ello que las transferencias por los enlaces
Antioquia-Caribe, Nordeste-Caribe, Oriental-Nordeste y Antioquia-Nordeste copan los límites de importación,
imposibilitando la capacidad de “traer” mas energía desde el interior.
Esto ocasiona que las áreas Caribe y Nordeste utilicen sus recursos locales, incrementando sus costos marginales.
Finalmente se observa que con la expansión propuesta y la consideración de los límites de transferencia entre cada
una de las áreas, los criterios de confiabilidad se cumplen a cabalidad. No obstante, es posible que para el periodo
2023-2029 se incremente el valor esperado de las restricciones.
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 7
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec2920
40
60
80
100
120
140
Valor Esperado Costo MarginalC
osto
Marg
inal [U
SD
/MW
h]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.5
1
1.5
2
2.5
3
[%]
VEREC
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 7
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Valor Esperado del Flujo
[p.u
.]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Valor Esperado del Flujo
[p.u
.]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec2950
100
150
200
250
Costo
Marg
inal [U
SD
/MW
h]
Valor Esperado Costo Marginal
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Flu
jo N
orm
aliz
ado [
p.u
.]
Normalización del Valor Esperado del Flujo por cada Enlace Equivalente
Ant-Carb
Ant-Sur
Or-Sur
Or-Nord
Nord-Carb
Ant-Nord
Ant-Or
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
10
20
30
40
50
60
[%]
Valor Esperado de Racionamiento Condicionado
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Flu
jo N
orm
aliz
ado [
p.u
.]
Normalización del Valor Esperado del Flujo por cada Enlace Equivalente
Carb-Ant
Sur-Ant
Sur-Or
Nord-Or
Carb-Nord
Nord-Ant
Or-Ant
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 7
Observaciones:
La expansión propuesta tiene el mismo efecto en el valor esperado de los costos locales en Nordeste y Antioquia, a
pesar de que la generación hidroeléctrica en esta última área es menor y la capacidad térmica en Caribe es mayor.
Asimismo se observa la “saturación” de los límites de intercambio Antioquia-Caribe, Nordeste-Caribe, Antioquia-
Nordeste y Oriental-Nordeste.
Esto ocasiona nuevamente que las áreas Caribe y Nordeste utilicen sus recursos locales, incrementando sus costos
marginales.
Finalmente se observa que con la expansión propuesta y la consideración de los límites de transferencia entre cada
una de las áreas, los criterios de confiabilidad se cumplen a cabalidad. No obstante, es posible que para el periodo
2023-2029 se incremente nuevamente el valor esperado de las restricciones.
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 8
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec2930
40
50
60
70
80
90
100
110C
osto
Marg
inal [U
SD
/MW
h]
Valor Esperado Costo Marginal
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.5
1
1.5
2
2.5
3
VEREC
[%]
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 8
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec2950
100
150
200
250
Costo
Marg
inal [U
SD
/MW
h]
Valor Esperado Costo Marginal
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Flu
jo N
orm
aliz
ado [
p.u
.]
Normalización del Valor Esperado del Flujo por cada Enlace Equivalente
Ant-Carb
Ant-Sur
Or-Sur
Or-Nord
Nord-Carb
Ant-Nord
Ant-Or
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
10
20
30
40
50
60
[%]
Valor Esperado de Racionamiento Condicionado
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Flu
jo N
orm
aliz
ado [
p.u
.]
Normalización del Valor Esperado del Flujo por cada Enlace Equivalente
Carb-Ant
Sur-Ant
Sur-Or
Nord-Or
Carb-Nord
Nord-Ant
Or-Ant
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Valor Esperado del Flujo[p
.u.]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Valor Esperado del Flujo
[p.u
.]
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 8
Observaciones:
Debido a la entrada de los parques eólicos en la Guajira y el refuerzo a la Costa a nivel de 500 kV, a partir del año
2018 se ve una fuerte reducción del Valor Esperado del costo nodal en el área Caribe. A partir de dicho instante y
hasta el año 2025, los costos nodales en todas las áreas son similares, lo cual refleja que para dicho periodo no se
presenta congestión en los enlaces que interconectan cada una de las áreas del SIN.
Independientemente de lo anterior, los costos en Caribe y Nordeste se incrementan hacia el final del periodo, esto
por la saturación de los límites de intercambio y en el caso de Caribe, porque la generación eólica se consume
localmente hasta cierto punto, momento a partir del cual ya se requiere utilizar otro recurso por la imposibilidad de
importar energía desde el interior.
Finalmente se observa que con la expansión propuesta y la consideración de los límites de transferencia entre cada
una de las áreas, los criterios de confiabilidad se cumplen a cabalidad. No obstante es probable que se presenten
restricciones.
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 9
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec2930
40
50
60
70
80
90
100C
osto
Marg
inal [U
SD
/MW
h]
Valor Esperado Costo Marginal
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.5
1
1.5
2
2.5
3
VEREC
[%]
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 9
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Valor Esperado del Flujo[p
.u.]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Valor Esperado del Flujo
[p.u
.]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec2950
100
150
200
250
Costo
Marg
inal [U
SD
/MW
h]
Valor Esperado Costo Marginal
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Flu
jo N
orm
aliz
ado [
p.u
.]
Normalización del Valor Esperado del Flujo por cada Enlace Equivalente
Ant-Carb
Ant-Sur
Or-Sur
Or-Nord
Nord-Carb
Ant-Nord
Ant-Or
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
10
20
30
40
50
60
[%]
Valor Esperado de Racionamiento Condicionado
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Flu
jo N
orm
aliz
ado [
p.u
.]
Normalización del Valor Esperado del Flujo por cada Enlace Equivalente
Carb-Ant
Sur-Ant
Sur-Or
Nord-Or
Carb-Nord
Nord-Ant
Or-Ant
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 9
Observaciones:
El comportamiento de los costos marginales locales es muy similar en relación al caso 8. Sin embargo se observa
que durante un horizonte mayor los mismos convergen a un solo valor, ello por la participación eólica en el área
Caribe (3131 MW). Esto también quiere decir que dicha potencia se consume localmente durante un mayor
intervalo de tiempo.
Independientemente de lo anterior, los costos en Caribe y Nordeste se incrementan hacia el final del periodo.
Finalmente se observa que con la expansión propuesta y la consideración de los límites de transferencia entre cada
una de las áreas, los criterios de confiabilidad se cumplen a cabalidad. No obstante es probable que se presenten
restricciones.
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 10
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec2930
40
50
60
70
80
90
100
110
Costo
Marg
inal [U
SD
/MW
h]
Valor Esperado Costo Marginal
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.5
1
1.5
2
2.5
3
VEREC
[%]
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 10
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Valor Esperado del Flujo[p
.u.]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Valor Esperado del Flujo
[p.u
.]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec2950
100
150
200
250
Costo
Marg
inal [U
SD
/MW
h]
Valor Esperado Costo Marginal
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Flu
jo N
orm
aliz
ado [
p.u
.]
Normalización del Valor Esperado del Flujo por cada Enlace Equivalente
Ant-Carb
Ant-Sur
Or-Sur
Or-Nord
Nord-Carb
Ant-Nord
Ant-Or
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
10
20
30
40
50
60
[%]
Valor Esperado de Racionamiento Condicionado
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Flu
jo N
orm
aliz
ado [
p.u
.]
Normalización del Valor Esperado del Flujo por cada Enlace Equivalente
Carb-Ant
Sur-Ant
Sur-Or
Nord-Or
Carb-Nord
Nord-Ant
Or-Ant
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 10
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Observaciones:
El comportamiento de los costos marginales locales es muy similar al del escenario 8, sin embargo sus valores son
ligeramente inferiores, ello se debe al “bloque renovable”, el cual esta compuesto por recursos solares a nivel
distribuido (Oriental, Suroccidental, Caribe y Antioquia), geotermia (suroccidental) y biomasa (Caribe, Nordeste,
Suroccidental y Oriental).
Durante el horizonte 2019-2025 los costos marginales locales convergen a un solo valor, ello por la participación
renovable en cada una de las áreas, sin embargo en Caribe y Nordeste al principio y final del periodo de planeación,
se observa una separación respecto a los demás costos.
Finalmente se observa que con la expansión propuesta y la consideración de los límites de transferencia entre cada
una de las áreas, los criterios de confiabilidad se cumplen a cabalidad. No obstante es probable que se presenten
restricciones por limitaciones de importación en las áreas Caribe y Nordeste.
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 11
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec2930
40
50
60
70
80
90
100
110
Costo
Marg
inal [U
SD
/MW
h]
Valor Esperado Costo Marginal
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.5
1
1.5
2
2.5
3
VEREC
[%]
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 11
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Valor Esperado del Flujo[p
.u.]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Valor Esperado del Flujo
[p.u
.]
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec2950
100
150
200
250
Costo
Marg
inal [U
SD
/MW
h]
Valor Esperado Costo Marginal
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Flu
jo N
orm
aliz
ado [
p.u
.]
Normalización del Valor Esperado del Flujo por cada Enlace Equivalente
Ant-Carb
Ant-Sur
Or-Sur
Or-Nord
Nord-Carb
Ant-Nord
Ant-Or
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
10
20
30
40
50
60
[%]
Valor Esperado de Racionamiento Condicionado
Caribe
Antioquia
Suroccidental
Oriental
Nordeste
Jan15 Dec17 Dec20 Dec23 Dec26 Dec290
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Flu
jo N
orm
aliz
ado [
p.u
.]
Normalización del Valor Esperado del Flujo por cada Enlace Equivalente
Carb-Ant
Sur-Ant
Sur-Or
Nord-Or
Carb-Nord
Nord-Ant
Or-Ant
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 11
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Observaciones:
El comportamiento de los costos marginales locales es muy similar al del escenario 9, sin embargo sus valores son
ligeramente inferiores, ello se debe al “bloque renovable”.
Al igual que en el caso anterior, durante un horizonte los costos convergen a un solo valor, ello por la participación
renovable en cada una de las áreas, sin embargo en Caribe y Nordeste al principio y final del periodo de planeación,
se observa una separación respecto a los costos de otras áreas.
Finalmente se observa que con la expansión propuesta y la consideración de los límites de transferencia entre cada
una de las áreas, los criterios de confiabilidad se cumplen a cabalidad. No obstante es probable que se presenten
restricciones por limitaciones de importación en las áreas Caribe y Nordeste al final del periodo de planeación.
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Sin expansión adicional al CxC
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 5
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 6
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 7
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 8
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 9
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 10
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Escenario 11
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Metodología:
Desde el punto de vista económico, la probabilidad de
incrementar la eficiencia aumenta cuando con una sola
solución se resuelven dos problemas (Generación y
Transmisión), bajo un criterio de mínimo costo.
Inicio
División del País en n áreas
eléctricas
¿Existen
limitaciones de
red en el área i
?
i++NO
SI
• Simulación Subasta de
Potencia - SP.
• Producto a subastar:
Solución de la problemática.
Gana
solución
convencional
?
SI
• Simulación Subasta Cargo
por Confiabilidad con
Demanda objetivo
contraída.
• La demanda se beneficia
por la reducción del valor
de la prima del Cargo, y
otro recurso en el mercado
spot (el generador con
obligación de potencia).
NO
FIN
• Simulación Subasta Cargo
por Confiabilidad con
Demanda objetivo sin
contraer.
• La demanda no se
beneficia por la reducción
del valor de la prima del
Cargo, y no se cuenta con
otro recurso en el mercado
spot.
i < n
?
i < n
?
NO NO
SI SI
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Antecedentes - Área Oriental:
2025 – La restricción de importación de energía se dará
por la sobrecarga en los transformadores de Nueva
Esperanza, lo cual se soluciona con un nuevo banco.
Aún con toda la expansión a nivel de 500 kV y las
compensaciones dinámicas definidas por la UPME en
su Plan de Expansión, a partir del año 2030 la
generación instalada no garantiza la seguridad del área.
ITUANGO
PIFO 500
PANAMÁ II
230 kV
COLOMBIA
FLORES
SAN CARLOS
TEBSA SANTA MARTA
GUAJIRA
CUESTECITAS
CUATRICENTENARIO
BARRANQUILLA
BOLIVAR
SABANALARGA
VALLEDUPAR
CHINÚ
CERROMATOSO
OCAÑA
GUADALUPE4
BELLO
OCCIDENTE MIRAFLORES
ENVIGADO ORIENTE
PORCE2 SALTO EPM
GUATAPE JAGUAS
MERILÉCTRICA
TERMOCENTRO
CÚCUTA
TASAJERO
SAN MATEO COROZO
PRIMAVERA
GUATIGUARÁ
PALOS
TOLEDO SAMORÉ BANADIA
CAÑO LIMÓN
ANCON SUR ISA
LA SIERRA
SOCHAGOTA
PAIPA
BUCARAMANGA
MALENA
ESMERALDA
PURNIO
CHIVOR
TORCA
MIEL
BALSILLAS
LA MESA
LA GUACA
CIRCO
GUAVIO
PARAISO
TUNAL
SAN MATEO
LA REFORMA
MIROLINDO
LA HERMOSA
LA ENEA
CARTAGO
LA VIRGINIA
SAN MARCOS
YUMBO
JUANCHITO
ALTO ANCHICAYÁ
PANCE
PAEZ
BETANIA SALVAJINA
SAN BERNARDINO
JAMONDINO
ALTAMIRA
MOCOA
POMASQUI
TERNERA
VENEZUELA
PANAMÁ
ECUADOR
COMUNEROS
CIRA
INFANTA
BARRANCA
PLAYAS
BARBOSA
BOSQUE
TERMOCOL
JAGUEY
NORTE
ARMENIA
QUIMBO
ALFÉREZ
ECOPETROL
URABÁ
URRÁ
CARTAGENA CANDELARIA
CARACOLI
GUAYABAL
TUMACO
SURIA
CHIVOR II
COROCORA
LA TASAJERA
MONTERÍA
CHOCO
G
NUEVA
GRANADA
SAN FELIPE
RUBIALES
SVC
BACATA
G
Posible Proyecto de generación
Gran Consumidor propuesto
Área Influencia SVC’s propuestos
G
500 kV
220 kV
Expansión definida
Expansión propuesta 500 kV
Conexión HVDC
Expansión propuesta 230 kV
SVC Compensador estático variable
Compensador sincrónico estático
G
G
NUEVA ESPERANZA
NOROESTE
G
LA LOMA
COPEY
MEDELLÍN
ANCON SUR
RIOCORDOBA
TULUNI
T.NORTE
PORCE 3
BOCHICA
SVC
SOGAMOSO
FUNDACIÓN
SAN ANTONIO PORVENIR
PALENQUE
QUIFA
En este sentido, se formulan las siguientes alternativas deexpansión:
o Opción 1: Interconexión de las áreas Oriental y
Antioquia a través del nuevo corredor a nivel de 500 kV
San Carlos – Porvenir II – Bochica.
o Opción 2: Planta térmica a carbón de 200 MW, que se
conectaría en el norte de la sabana de Bogotá́ en la
subestación Norte 500 kV.
o Opción 3: Planta hidráulica de 294 MW localizada en el
departamento de Boyacá, que se conectaría en la
subestación Chivor II 230 kV.
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Metodología - Área Oriental:
Se plantea que la Subasta de Potencia - SP sea de sobre
cerrado, cuyo producto es la solución del problema
identificado (eliminación de Demanda no atendida /
disminución de Restricciones).
La SP en el área oriental estaría pensada para que un
generador o elemento de almacenamiento pueda resolver las
deficiencias identificadas, que típicamente son afrontadas con
expansiones de red.
Lo anterior incrementa la competencia en los esquemas de
CONVOCATORIAS, incluyendo más tipos de agentes
participantes.
El Documento CREG 77 de 2014 plantea que si un generador
gana la SP:
o La energía inyectada al sistema por la solución
proporcionada, será remunerada a precio de bolsa.
o La energía restante podrá ser vendida en el mercado
spot.
o Al generador se le asignarán Obligaciones de Energía
en Firme - OEF hasta por 20 años, que serán
remuneradas al precio de cierre de la última subasta.
2025 2030 2035 2040 20450
20
40
60
80
100
120
140Potencia asociada a la limitación de red (DNA o Restricciones)
[MW
]
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Metodología - Área Oriental:
La inversión asociada a una central hidroeléctrica o unidad térmica es superior a los costos de capital de una expansión
de red convencional (comúnmente). Así las cosas, es poco probable que un Agente Generador este interesado en la SP
con la intención de ganar solamente dicho valor.
En contraste con lo anterior y dados los incentivos propuestos en el Documento CREG 77, un generador podría ganar la
SP y recibir automáticamente los beneficios del Cargo por Confiabilidad y eventualmente, las ventas de Energía en
Bolsa.
Llamaremos (“vi”) a la valoración de un agente, el cual refleja el Valor Presente Neto - VPN de los costos de inversión de
la solución del problema subastado. Este se encuentra normalizado respecto a la “potencia del problema” (demanda no
atendida o restricciones) [USD / MW-mes].
Para efectos de la SP, ganará el agente que tenga la menor puja (“pi”). Dicha puja también debe estar normalizada por la
“potencia del problema” [USD/MW-mes].
Tecnologia
Capacidad
[MW] VPN [USD]
Promedio Potencia del
problema [MW]
LCOC [USD/MW] *
"Levelized cost of Capital"
Valoracion de cada tecnologìa
[USD/MW-mes]
Linea NA 98,567,587.6 100.5 NA 981,068.5
Carbon 200 296,019,104.9 100.5 1,480,095.5 2,946,354.3
Hidro 294 548,838,891.5 100.5 1,866,799.0 5,462,734.6
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Metodología - Área Oriental:
“vi” corresponde a la valoración que tiene el
agente “i” por el objeto a subastar, “pi”
corresponde a la puja mostrada en el sobre
cerrado.
Debido al tipo de subasta (sobre cerrado) y a
que el subastador comprará la solución más
barata, el promotor debe maximizar su
beneficio global junto a la probabilidad de
ganar la SP.
Dados los incentivos señalados a los Agentes
Generadores ganadores (incentivos que no tiene
el Transportador), el Generador podría reducir
su puja (“pi”) hasta un punto donde se
incrementa su probabilidad de ganar la SP.
El incentivo que tiene el Agente Generador de
realizar una puja (“pi”) por debajo de su
valoración (“vi”), corresponde a los ingresos que
este obtendría en el mercado de confiabilidad
(CXC) y eventualmente el mercado SPOT.
¿Hasta que punto cada agente generador
podría reducir su puja en una eventual SP?.
2025 2030 2035 2040 20450
10
20
30
40
50
60
70
80
[MU
SD
$]
Flujo de Caja de las Soluciones
Solución Convencional
Térmica Carbón
Hidroeléctrica
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
x 106
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3x 10
-6
Puja [USD$/MW-mes]
Funció
n d
e D
ensid
ad d
e P
robabili
dad d
e las P
uja
s
0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.550
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Puja normalizada [pi/vi]P
robabili
dad d
e g
anar
a a
gente
lin
ea
Probabilidad agente carbon
Probabilidad agente hidro
El valor de (“pi/vi”), corresponde a la puja normalizada que jugaría el Agente Generador para tener una probabilidad de mas
del 70% de ganar la SP. La puja en la SP reflejaría el 17% de los costos de inversión de la central hidroeléctrica y el 33.4 %
en relación a la unidad térmica.
Para encontrar los valores (“ph/vh”) y (“pc/vc”), se asumieron distribuciones uniformes de probabilidad para las pujas.
Se realiza una simulación de Montecarlo para calcular la probabilidad de ganar la subasta de cada uno de los Agentes
Generadores. Se repite el procedimiento desplazando las fdp de las pujas (“pi”) hasta construir la gráfica de la derecha.
Para este ejercicio se escogió un (“pi/vi”) tal que la probabilidad de éxito fuese superior al 70%.
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Si el generador hidroeléctrico gana la subasta de potencia, también capta ingresos por el CXC y eventuales por la venta de
energía en el spot.
Se observa que el valor esperado del factor de planta de la hidroeléctrica según el SDDP es del orden de 0.68, lo cual
implica que bajo los supuestos considerados, la relación beneficio/costo desde el punto de vista del Agente Generador es
de 1.5.
Considerando el escenario 5, el generador hidroeléctrico tiene incentivos suficientes para participar en la SP.
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0
0.5
1
1.5
2
x 109
Puja normalizada [ph/vh]Factor de Planta Hidro
US
D
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
x 109
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
2.2x 10
9
Factor de Planta
B y
C c
uando p
i=0.1
7*v
i
Beneficio
Costo
ESCENARIO 5 – Agente hidro:
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Si el generador térmico gana la subasta de potencia, también capta ingresos por el CXC y eventuales por la venta de
energía en el spot.
Se observa que el valor esperado del factor de planta de la térmica según el SDDP es del orden de 0.71, lo cual implica
que bajo los supuestos considerados, la relación beneficio/costo desde el punto de vista del Agente Generador es de 1.3.
Considerando el escenario 5, el generador térmico tiene incentivos suficientes para participar en la SP.
ESCENARIO 5 – Agente carbón:
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0
2
4
6
8
10
12
x 108
Puja normalizada [ph/vh]Factor de Planta Carbon
US
D2
4
6
8
10
12
x 108
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 12
4
6
8
10
12
14x 10
8
Factor de Planta
B y
C c
uando p
i=0.3
34V
i
Beneficio
Costo
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Si el generador hidroeléctrico gana la subasta de potencia, también capta ingresos por el CXC y eventuales por la venta de
energía en el spot.
Se observa que el valor esperado del factor de planta de la hidroeléctrica según el SDDP es del orden de 0.71, lo cual
implica que bajo los supuestos considerados, la relación beneficio/costo desde el punto de vista del Agente Generador es
de 1.29.
Considerando el escenario 7, el generador hidroeléctrico tiene incentivos suficientes para participar en la SP.
ESCENARIO 7 – Agente hidro:
0
0.2
0.4
0.6
0.8
0
0.2
0.4
0.6
0.8
0
2
4
6
8
10
12
14
16
x 108
Puja normalizada [ph/vh]Factor de Planta Hidro
US
D
0
2
4
6
8
10
12
14
16
x 108
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8x 10
9
Factor de Planta
B y
C c
uango p
i=0.1
7*v
i
Beneficio
Costo
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Si el generador térmico gana la subaste de potencia, también capta ingresos por el CXC y eventuales por la venta de
energía en el spot.
Se observa que el valor esperado del factor de planta de la térmica según el SDDP es del orden de 0.62, lo cual implica
que bajo los supuestos considerados, la relación beneficio/costo desde el punto de vista del Agente Generador es de 1.1.
Considerando el escenario 7, el generador térmico tiene incentivos suficientes para participar en la SP.
ESCENARIO 7 – Agente carbón:
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0
2
4
6
8
10
x 108
Puja normalizada [ph/vh]Factor de Planta Carbon
US
D
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
x 108
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 12
3
4
5
6
7
8
9
10
11x 10
8
Factor de Planta
B y
C c
uando P
i=0.3
43V
i
Beneficio
Costo
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Si el generador hidroeléctrico gana la subasta de potencia, también capta ingresos por el CXC y eventuales por la venta de
energía en el spot.
Para cualquiera que fuese el factor de planta de la hidroeléctrica, el plano de beneficio siempre esta por debajo del plano de
costo.
Considerando el escenario 9, el generador hidroeléctrico NO tiene incentivos suficientes para participar en la SP.
ESCENARIO 9 – Agente hidro:
0
0.2
0.4
0.6
0.8
0
0.2
0.4
0.6
0.8
0
2
4
6
8
10
12
x 108
Puja normalizada [ph/vh]Factor de Planta Hidro
US
D
0
2
4
6
8
10
12
x 108
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 12
4
6
8
10
12
14x 10
8
Factor de Planta
B y
C c
uando p
i=vi*
0.1
7
Beneficio
Costo
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
0
0.2
0.4
0.6
0.8
0
0.2
0.4
0.6
0.8
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
x 108
Puja normalizada [ph/vh]Factor de Planta Carbon
US
D
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
x 108
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Si el generador térmico gana la subasta de potencia, también capta ingresos por el CXC y eventuales por la venta de
energía en el spot.
Para cualquiera que fuese el factor de planta de la térmica, el plano de beneficio siempre esta por debajo del plano de
costo.
Considerando el escenario 9, el generador térmico NO tiene incentivos suficientes para participar en la SP.
ESCENARIO 9 – Agente carbón:
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 12
3
4
5
6
7
8
9
10
11x 10
8
Factor de Planta
B y
C c
uando p
i=vi*
0.3
1
Beneficio
Costo
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Subasta sobre cerrado
Alternativa 1: Expansión
convencional
Alternativa 2: Generación
localizada en punto A
Alternativa 3: Generación
localizada en punto B
Oferta Alternativa 1 [USD/MW-mes]
Oferta Alternativa 2 [USD/MW-mes]
Oferta Alternativa 3[USD/MW-mes]
Gana subasta Alternativa 1
Gana subasta Alternativa 2
Gana subasta Alternativa 2
Simular subasta Cargo por
Confiabilidad
Demanda Objetivo Normal
Simular subasta Cargo por
Confiabilidad
Demanda Objetivo Reducida
Simular subasta Cargo por
Confiabilidad
Demanda Objetivo Reducida
Benf_A1_t = Benf_A2_t = Benf_A3_t = Benf_t
Cost_A1_tCost_A2_tCost_A3_t
Cost =min(Cost_A1, Cost_A2, Cost_A3)
OEF_Alt2
OEF_Alt3
Dem_Obj = Dem_N
Dem_Obj = Dem_N - OEF_Alt2
Dem_Obj = Dem_N - OEF_Alt3
Cost Alt1_total = (Dem_obj_Alt1_g) x Prima_Alt1_g + Cost_A1_t
Cost Alt2_total = (Dem_obj_Alt2_g) x Prima_Alt2_g + (OEF_Alt2_g) x Prima_CxC_ant + Cost_A2_t
Cost Alt3_total = (Dem_obj_Alt3_g) x Prima_Alt3_g + (OEF_Alt3_g) x Prima_CxC_ant + Cost_A3_t
Benf_A1_g = Benf_A2_g = Benf_A3_g = Benf_g
Para los escenarios 5 y 7 se mostró que un generador hidroeléctrico o térmico a base de carbón, tienen los incentivos
suficientes para participar en la SP.
Se debe hacer una aproximación que evidencie los beneficios desde el punto de vista de la demanda de realizar la SP.
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
P.Q = 35.1 MUSD$/año
7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 8 8.1 8.2 8.3
x 104
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
GWh-año
US
D$/M
Wh-a
ño
7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 8 8.1 8.2 8.3
x 104
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
GWh-año
US
D$/M
Wh-a
ño
Subasta CxC sin contracción – Gana solución convencional la SP Subasta CxC con contracción – Gana planta con OEF de 200 GWh-año
(P.Q) + (15.7).OEF = 21.8 MUSD$/año
Para las dos opciones el
costo de la prima por potencia
localizada es la misma.
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
Planificación integrada Generación & Transmisión-SimulaciónEscenarios LP y Potencia Localizada
Observaciones:
La simulación de la subasta de reloj descendente para asignación de OEF tuvo en cuenta:
4 generadores: Hidroeléctrica 100 MW, Carbón 100 MW, Gas Ciclo Abierto 100 MW y Gas Ciclo Cerrado 100 MW.
La rutina calcula la mejor estrategia para cada agente/jugador, donde la primera es subreportar el precio de reserva, la
segunda es reportar el precio de reserva, y la tercera es sobrereportar el precio de reserva.
Cuándo se conoce la estrategia que maximiza el beneficio individual de cada agente, se simula de nuevo la subasta,
arrojando los resultados mostrados.
La simulación de la subasta de reloj descendente para la asignación de OEF que consideró la “victoria” de un generador en
la SP, tuvo en cuenta una contracción de la demanda objetivo de 200 GWh-año. Los resultados obtenidos son satisfactorios
desde el punto de vista de la demanda.
OEF planta hidroeléctrica de 294 MW = 2060 GWh - año.
OEF planta carbón de 200 MW = 1400 GWh - año.
Se puede evidenciar una disminución de costos de 13.3 MUSD/año, si la OEF asignada a los generadores ganadores de la
SP es del orden de 200 GWh-año (es de esperarse que la solución de potencia localizada converja a un valor para las tres
alternativas).
Es de esperarse que conforme aumente la OEF asignada a los generadores en la SP, el costo asociado al mercado de
confiabilidad visto desde la demanda disminuya.
Puede darse el caso que la OEF asignada a los generadores en la SP, sea tan grande, que el sistema simplemente no vea
la necesidad de llevar a cabo la subasta de reloj descendente, incrementándose la eficiencia económica para el país.
Unidad de Planeación Minero Energética
20 años
GRACIASwww.upme.gov.co
@upmeoficial Upme (Oficial)
Juan Carlos AponteHenry ZapataWilliam HenaoLuis HernándezJuan Carlos De La TorreMarco A Caro