Potencial energetico renovable en tacna

1

“POTENCIAL ENERGÉTICO RENOVABLE EN LA REGIÓN TACNA”

CUSCO, NOVIEMBRE 2010

CARLOS POLO BRAVO

HUGO TORRES MURO

CENTRO DE ENERGIAS RENOVABLES DE TACNA (CERT)

FACULTAD DE CIENCIAS

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN

IV CONFERENCIA LATINOAMERICANA DE ENERGÍA SOLAR

XVIII SIMPOSIO PERUANO DE ENERGÍA SOLAR

UNSAAC

Región Tacna

UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LA

REGIÓN TACNA: extensión territorial 16 076 Km2 : 80 %

desierto

Fotovoltaica Solar470 278 TWh

Solar concentrada275 556 TWh

Eólica en tierra: 105 278 TWh

Oceánica por mareas y olas: 91 398 TWh

Hidraúlica: 13 899 TWh

Geotérmica: 12 500 TWh

Eólica marina: 611 TWh

ELECTRICIDAD GENERADA EN EL MUNDO AL 2006 : 19 015 TWh

Recursos no renovables: 81,56 % (gas, carbón, petróleo)

Hidraúlica: 16,40 %

Otras renovables: 1,34 % (leña, biocombustibles)

Eólica: 0,68 %

Solar: 0,02 %

ELECTRICIDAD QUE PODRÍA GENERARSE EN EL MUNDO A PARTIR

DE LOS RECURSOS RENOVABLES: 975 010 TeraWatts-hora (TWh)

4

RECURSO ENERGÉTICO HIDRÁULICO EN LA REGIÓN

TACNA

33

Principales InstalacionesPrincipales Instalaciones

4

CC.HH. ARICOTA 2CC.HH. ARICOTA 2

C. H. A R I C O T A 1C. H. A R I C O T A 1

Tubería forzadaTubería forzada

Casa de MáquinasCasa de Máquinas

ReservorioReservorio

Patio de LlavesPatio de Llaves

Tubería forzadaTubería forzada

Casa de MáquinasCasa de Máquinas

Patio de LlavesPatio de LlavesReservorioReservorio

Patio de LlavesPatio de Llaves

Turbinas y Turbinas y GobernadorGobernador

C. H. A R I C O T A C. H. A R I C O T A 22

6

COMPARACION DE VOLUMENES REGISTRADOSCOMPARACION DE VOLUMENES REGISTRADOS EN LA LAGUNA ARICOTAEN LA LAGUNA ARICOTA

CentralCentralPotencia Potencia

Instalada (MW)Instalada (MW)Pot. Instalada Pot. Instalada

TotalTotal

C.H. Aricota IC.H. Aricota I 2 x 11,92 x 11,935,7 MW35,7 MW

Actualmente genera Actualmente genera sólo 15MWsólo 15MW

C.H. Aricota IIC.H. Aricota II 1 x 11,91 x 11,9

C.Hs VILVILANIC.Hs VILVILANI 10 10 EN PROYECTOEN PROYECTO

TOTAL :TOTAL : 45,7 MW45,7 MW

POTENCIAL HIDRÁULICOPOTENCIAL HIDRÁULICO

El potencial energético hidroeléctrico puede verse incrementado si se aprovecha los saltos hidráulicos y pequeños caudales de las diferentes cuencas de la región, es decir para mini, micro y pico centrales hidroeléctricas, como también la velocidad del agua en canales

8

EL POTENCIAL ENERGÉTICO SOLAR EN LA REGIÓN TACNA

POTENCIAL ENERGÉTICO SOLAR MUNDIAL SOBRE LA SUPERFICIE TERRESTRE

Fuente: NASA

POTENCIAL DE LA ENERGÍA SOLAR EN EL PERÚ

MAPAS DE LA RADIACIÓN SOLAR GLOBAL ESTACIONAL SOBRE UNA SUPERICIE HORIZONTAL EN

LA REGIÓN TACNA (Kwh/m2día)

FEBRERO MAYO

AGOSTO NOVIEMBRE

Kwh/m2d

< 4,0

4,0 – 4,5

4,5 – 5,0

5,0 – 5,5

5,5 – 6,0

6,0 – 6,5

6,5 – 7,0

7,0 – 7,5

> 7,5

VARIACIÓN ANUAL DEL POTENCIAL ENERGÉTICO SOLAR GLOBAL DE LA CIUDAD DE TACNA SOBRE UNA

SUPERFICIE HORIZONTAL (Fuente: CERT – UNJBG 1995)

PROMEDIO5,37

Kwh/m2d

FUENTE: SENAMHI TACNA

FUENTE: SENAMHI TACNA

ENERGÍA EQUIVALENTE DE LA RADIACIÓN SOLAR EN LA REGIÓN TACNA

A nivel mundial la RADIACIÓN

SOLAR incidente sobre 1 m2 de

superficie terrestre es

equivalente a la energía

contenida en 90 a 230 litros de

petróleo, para la ciudad de Tacna, el promedio es

180 l

Tacna

Máximo: 248 l

Promedio: 180 l

Mínimo: 134 l

ANÁLISIS COMPARATIVO DEL POTENCIAL ENERGÉTICO SOLAR de la ciudad de TACNA

Considerando que la radiación solar global en promedio anual incidente sobre una superficie horizontal es de 5,37 Kwh/m2 d, de la cual el 80 % es radiación directa, esto es 4,30 Kwh/m2d

Durante un año, en un kilómetro cuadrado de superficie del desierto, la energía solar incidente:

1,57 Twh, equivalente a:

760 000 barriles de petróleo

Lo que consume el Perú en tres días

Considerando que en la región Tacna, la potencia eléctrica diaria promedio consumida es de 30 MW, por lo tanto la energía consumida anualmente es de:

262,8 GWh = 127 6 00 barriles petróleo

Considerando la energía incidente de 1,57 TWh en un kilómetro cuadrado del desierto, durante un año, para generar los 262,8 GWh, se requiere 0,17 Km2 de superficie efectiva de desierto = 17 Ha

18

ENERGÍA / POTENCIA

SISTEMA SOLAR EFICIENCIAELÉCTRICA (%)

N° HECTAREAS

2,62 TWh / 30 MW

Fotovoltaico 10 39

Cilíndrico Parabólico (CPC)

17 31

Fresnell foco lineal 10 32

Torre Central 20 30

Disco Stirling 17 31

AREA EFECTIVA DE TERRENO DEL DESIERTO NECESARIA PARA EL ABASTECIMIENTO ENERGÉTICO USANDO COMO FUENTE ENERGÉTICA LA ENERGÍA SOLAR PARA LA REGIÓN TACNA

2,62 TWh equivale:

al consumo de 127 600 barriles de petróleo/año dejar de emitir 73 000 Toneladas CO2/año

AREA DE TERRENO DEL DESIERTO REQUERIDA PARA GENERAR ENERGÍA ELECTRICA CON SISTEMAS DE CONCENTRACIÓN

SOLAR, considerando una eficiencia del 10%

POTENCIA (MW)

AREA TERRENO EFECTIVA (Ha)

AREA TOTAL TERRENO (Ha)

30 33 66

60 66 132

100 110 220

150 165 330

200 220 440

1 000 1 100 2 200

4 000 Lo que consume el Perú

4 400 8 800 = 88 Km2

TERRENO DE DESIERTO + ENERGÍA SOLAR, generación de energía eléctrica = DESIERTO PRODUCTIVO: 88 / 16 076 = 0,55%

20

POTENCIAL ENERGÉTICO GEOTÉRMICO EN LA REGIÓN

TACNA

PROSPECTO CHALLAPALCA (TACNA)Manantiales de agua termales 50°C -87°CTipo de aguas : Clorurada sódicas y bóricasGeotermometría: SiO2 : 192°C Na/K : 182°C -232°C Na/K/Ca ; 184°C -212°C Na/K/Ca/Mg ; 44°C -179°C Na/Li ; 204°C -240°C K/Mg ; 87°C -183°CPresencia de domos (domos Purupurini), ponen en evidencia una fuente geotermal poco profunda. Se estima que la actividad volcánica cesó hace 100 000 años.

CAMPO GEOTÉRMICO CAMPO GEOTÉRMICO BORATERASBORATERAS

LOTE CHALLAPALCALOTE CHALLAPALCAAreas Putina, Borateras (Maure), Calachaca, Kallapuma y Areas Putina, Borateras (Maure), Calachaca, Kallapuma y

ChungaraChungara

E n tr e 1979 y 1980 el I N G E M M E T r eal i zó in vest igacion es geológicas y geoqu ím icas. L os

geoter m óm etr os l e señ alar on tem per atu r as de 204º a 240º C con N a/L i , de 182º a 232º con

N a/K , 192º con S iO 2 y de 184º a 212º C con el de N a/K /C a.

Zona del MaureZona del MaureLOTE TUTUPACALOTE TUTUPACAÁrea Aguas CalientesÁrea Aguas Calientes

Volcan YucamaniVolcan Yucamani

VOLCAN TUTUPACA

La presencia de dom os dacíticos y fum arolas relacionadas con actividad m agm ática reciente,

indica la existencia de una cám ara m agm ática activa posiblem ente poco profunda. Los

geoterm óm etros de N a/K le estim an tem peraturas de 240ºC , y los de S iO 2 alred ed o r d e

lo s 180ºC .

Imágenes del Campo geotérmico Imágenes del Campo geotérmico en Calientesen Calientes

• El mes de febrero del año 2007, el Ministerio de Energía y Minas suscribió un Memorando de Entendimiento con el Banco de Cooperación Internacional de Japón (JBIC por su siglas en inglés) merced al cual se han desarrollado los estudios de Prefactibilidad de los Campos Geotérmicos de Borateras y Calientes.

• Adicionalmente el MINEM ha solicitado a la Agencia de Cooperación Internacional de Japón (JICA) una asistencia técnica no reembolsable para la elaboración del Plan Maestro del Desarrollo Geotérmico del Perú

• La evaluación del recurso en base a la información existente indica que en el subsuelo de Borateras existe un potencial de 50 MW, explotable por 30 años a un costo de $ USA 138,2 millones

26

N° CENTRAL POTENCIA

1 CALIENTES 150 MW

2 BOTADERAS 50 MW

PROYECTOS DE PLANTAS GEOTÉRMICAS PARA LA GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD EN EL SUR

DEL PERÚ – REGIÓN TACNA

Fuente: Ministerio de Energía y Minas

RECURSO EÓLICO

09/09/2008 CARLOS POLO BRAVO 28

POTENCIAL EÓLICO EN EL PERÚ, medido con estaciones terrenas

Velocidad Promedio (m/s) de Viento a 10 metros de altura-Costa

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

Calana Locumba JBG Sama Yarada Ite

Distritos

Vel

ocid

ad (

m/s

)

Velocidad (m/s)

FUENTE: SENAMHI TACNA

VELOCIDAD DEL VIENTO PROMEDIO ANUAL en m/s, para zonas de la costa de la región Tacna

Velocidad Promedio(m/s) de Viento a 10 metros de altura-Sierra

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Bocatoma Cairani Candarave Chuapalca Ilabaya Palca Susapaya Tarata Vilacota

Distrito

Vel

ocid

ad (

m/s

)

Velocidad (m/s)

FUENTE: SENAMHI TACNA

VELOCIDAD DEL VIENTO PROMEDIO ANUAL en m/s, para zonas de la sierra de la región Tacna

DIRECCIÓN DEL VIENTO EN ALGUNOS LUGARES DE LA REGIÓN TACNA: ROSAS DE VIENTO

PALCA TARATA BOCATOMA

CANDARAVE CHUAPALCA ITE

POTENCIAL EÓLICO DE TACNA, medido vía satélite

Fuente: MINEM

PO

TE

NC

IAL

EÓ

LIC

O D

E L

A R

EG

IÓN

T

AC

NA

, po

r p

erio

do

s e

sta

cio

na

les

, m

edid

o p

or

vía

sa

télit

e

Fu

ente

: M

INE

M

MODELO SIMPLIFICADO DE ABASTECIMIENTO ENERGÉTICO FUTURO DE LA REGIÓN TACNA

abastecimiento energético diverso

Potencial energético

Consumo de energía

CONCLUSIONES

la región Tacna cuenta con buen recurso energético solar, uno de los mejores del país y de esta parte de sud america, la cual la convierte en una región ÓPTIMA para la generación de energía eléctrica gran escala con sistemas fotovoltaicos y sistemas de concentración solar, como también para todas las aplicaciones térmicas: en promedio 5,37 Kwh/m2d, superando valores máximos de 7 Kwh/m2d en verano, y no menor de 4 Kwh/m2d en invierno, En 2011 funcionará una planta de 20 MW FV de conexión a la red

El potencial comprobado de 200 MW de la energía geotérmica es también bastante significativo en la zona alto andina de la región, con el cual se puede generar electricidad a gran escala, y calor para diferentes usos, como para la climatización de ambientes y mitigar el friaje, y cultivos bajo invernaderos, y propiciar el ecoturismo andino, es probable que el potencial sea mayor

Se puede incrementar el potencial energético con la construcción de las centrales hidroeléctricas de Vilavilani, indicando que el potencial hidroenergetico a nivel de grandes CC. HH. es menor respecto a la energía solar y a la geotermia, puede incrementarse si se establece una política de aprovechamiento a niveles de potencias menores.

Respecto al potencial eólico, se concluye que en toda la costa la velocidad promedio del viento no supera los 3 m/s, excepto en la zona de Ite por lo cual es imposible de instalar grandes aerogeneradores para la generación de electricidad toda vez que estas máquinas requieren de velocidades por encima de 5 m/s;, las vistas satelitales nos indican que en ciertos lugares de la zona inter y alto andina la velocidad del viento promedio supera los 5 m/s, favorable para la generación de electricidad, pero se debe de hacer un estudio en terreno para determinar los emplazamientos óptimos.

Actualmente no se cuenta con información del potencial energético regional proveniente de la biomasa y de la energías del océano

Con el potencial solar, geotérmico, e hidráulico probado la región Tacna puede ser AUTÓNOMA ENERGÉTICAMENTE, sin necesidad de depender de energías provenientes de otras regiones: GAS y otras, es más, bajo una visión de desarrollo sostenible puede convertirse en exportadora de energía eléctrica, contribuyendo fuertemente a la mitigación del cambio climático - gran zona desértica en un desierto productivo.

Con la energía producida con estas fuentes puede SOLUCIONAR el problema de escasez (stress) hídrica regional, orientada al bombeo, descontaminación y tratamiento de sus aguas, y desalinización de agua de mar para múltiples fines.