Estudio técnico-económico de la gasificación de Ecuador

El principal objetivo de esta tesis es diseñar un modelo para gasificar el sistema de generación eléctrico y el sistema de transporte por carretera de Ecuador. El propósito es convertir los actuales sistemas basados en el consumo masivo de combustibles derivados de petróleo en otros menos contaminantes, donde se diversifiquen las fuentes de consumo de energía en búsqueda de un desarrollo de sistemas sostenibles, con el ambiente y con la economía del país. Esta propuesta establece diferentes escenarios para los sistemas de demanda de energía, mediante el análisis de prospectiva energética a largo plazo aplicando políticas de optimización y eficiencia energética. Para este estudio de prospectiva energética de los sistemas analizados, se ha utilizado la herramienta informática Long-range Energy Alternatives Planning (LEAP) system, la cual ha permitido modelar y analizar los distintos escenarios planteados para cada uno de los sectores de demanda de energía. En ese sentido, para el sistema de generación eléctrico se han considerado todos los sectores socio-económicos del país que demandan electricidad para desarrollar sus actividades diarias, comenzando por los sectores de mayor demanda como el residencial, industrial, comercial hasta los de menor demanda como el sector del transporte. En consecuencia, se han diseñado tres escenarios alternativos con diferente nivel de demanda de electricidad; S1: Business As Usual, que representa un comportamiento tendencial del sistema en los últimos años y que se proyecta hacia el futuro, S2: Power Generation Master Plan, que representa un sistema de transición entre un sistema tendencial y uno sostenible para producción de electricidad, y S3: Sustainable Power Generation System, el cual representa el camino hacia la sostenibilidad por medio de un sistema basado en producción de electricidad con centrales de energía renovable y centrales de ciclo combinado de gas natural como soporte principal. Estos escenarios permiten analizar el comportamiento del sistema de generación eléctrico, desde el punto de vista de oferta y demanda de electricidad, y del consumo de combustibles hasta el año 2040. Para el sector del transporte por carretera en Ecuador está considerado todo el conjunto de vehículos motorizados del sistema que consumen energía, desde motocicletas y vehículos livianos hasta vehículos de transporte de pasajeros y carga pesada, es decir todo el parque automotor ecuatoriano. En este caso se han diseñado cuatro escenarios alternativos; S1: Business As Usual que representa un comportamiento tendencial basado en el histórico y se proyecta hacia el futuro, S2: Energy Optimization and Mitigation que implementa políticas de optimización y eficiencia energética en el transporte, S3: Alternative Fuels que partiendo del escenario S1 introduce combustibles alternativos, y S4: Sustainable Mobility que representa la implementación de políticas de eficiencia energética y combustibles alternativos en un sólo escenario (S2 + S3). Estos escenarios permiten simular escenarios de demanda de energía para pasar del actual sistema basado en el consumo de combustibles derivados de petróleo en un sistema que se encamine hacia el consumo de gas natural (GN), licuado y comprimido, gas licuado de petróleo (GLP), biocombustibles y electricidad. Es decir, diseñar un sistema de transporte por carretera sostenible. Finalmente, para los dos sectores, se ha hecho un análisis de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), y un análisis económico relacionado con el coste energético para cada uno de los escenarios alternativos establecidos. De esta manera, se ha podido realizar un estudio crítico y de forma integral, que permite visualizar ventajas e inconvenientes de potenciales escenarios dentro de la política energética del futuro sistema de generación eléctrico y del sistema de transporte por carretera en el país. ----------ABSTRACT---------- The main objective of this doctoral thesis is to design a model to gasify the electricity generation system and the road transport system of Ecuador. The purpose will be to convert current systems based on the mass consumption of petroleum-derived fuels into less frequently used systems, where energy consumption sources are diversified in search of sustainable systems development, with the environment and with the country's economy. This proposal establishes different scenarios for energy demand systems through longterm energy prospective analysis implementing energy efficiency and optimization policies. For this study of energy prospective of the analyzed systems, the computer tool Long-range Energy Alternatives Planning (LEAP) has been used, which has allowed to model and analyze the different scenarios raised for each of the energy demand sectors. Accordingly, for the electricity generation system, all socio-economic electricity demand sectors of the country that develop their daily activities have been considered, starting with the sectors of higher electricity demand such as residential, industrial and commercial to those of lower demand as the transport sector. As a result, three alternative scenarios with different levels of electricity demand have been designed; S1: Business As Usual that represents a trending behavior of the system in recent years and that is projected into the future, S2: Power Generation Master Plan that represents a system of transition between a trend system and a sustainable one for electricity production, and S3: Sustainable Power Generation System which represents the path to sustainability through a system based on electricity production with renewable energy plants and natural gas combined-cycle plants as the main support. These scenarios allow us to analyze the behavior of the electricity generation system, for electricity supply and demand, and fuel consumption until 2040. For the road transport sector in Ecuador, it is considered the whole set of motor vehicles of the system that consumes energy, from motorcycles and light vehicles to passenger transport vehicles and heavy cargo, i.e., the entire Ecuadorian motor park. Four alternative scenarios have been designed in this case; S1: Business As Usual that represents a trending behavior based on historical and is projected into the future, S2: Energy Optimization and Mitigation that implements policies of optimization and energy efficiency in transport, S3: Alternative Fuels that from the S1 scenario introduces alternative fuels, and S4: Sustainable Mobility that represents the implementation of efficiency energy policies and alternative fuels (S2 + S3). These scenarios allow simulating energy demand scenarios to pass of the current system based on the consume of petroleum fuels into a system that is directed towards the consumption of natural gas (GN), liquefied and compressed, liquefied petroleum gas (LPG), biofuels and electricity. That means, to design a sustainable road transport system. Finally, for both sectors, an analysis of greenhouse gas (GHG) emissions has been made, and an economic analysis related to the cost of energy for each of the established alternative scenarios. In this way, a critical and comprehensive study has been possible, which allows visualizing the advantages and disadvantages of potential scenarios within the energy policy of the future electricity generation system and the road transport system in the country