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Taller Subregional México y América Central
Proceso de planeación del sector energético mexicano
6 de noviembre de 20086 de noviembre de 2008
Dirección General de Planeación Energética
Contenido
• Introducción
• Proceso de planeación
• Oferta de hidrocarburos
• Modelos de demanda final
• Sector eléctrico
• Recomendaciones
Atribuciones de la Sener en el proceso de planeación
• Con base en el Artículo 33 de la Ley Orgánica de la Administración Pública Federal, Fracción VI, corresponde a la Secretaría de Energía llevar a cabo la planeación energética a mediano y largo plazo, así como fijar las directrices económicas y sociales para el sector energético.
4
Objetivo de las Prospectivas del sector energía
Pronosticar la oferta y demanda, nacional y regional, de electricidad, gas natural, gas LP y petrolíferos para los próximos diez años, a fin de que constituyan un instrumento para la toma de decisiones de inversión.
5
Utilidad
Las prospectivas del sector energético nos ayudan a tener un panorama de los diversos retos energéticos que el país enfrenta como:
• Cubrir satisfactoriamente la demanda derivada del crecimiento económico del país y demográfico de los próximos años.
• Prevenir la creación de cuellos de botella en las cadenas productivas.
• Estimar las inversiones que requiere el sector para generar la oferta energética que el país demanda.
6
Importancia de las Prospectivas para la Importancia de las Prospectivas para la planeaciplaneacióónn
La planeaciLa planeacióón es indispensable para el sector energn es indispensable para el sector energíía principalmente a principalmente por la larga maduracipor la larga maduracióón de los proyectos.n de los proyectos.
Las prospectivas son la fuente oficial del sector en cuanto a laLas prospectivas son la fuente oficial del sector en cuanto a las s necesidades del panecesidades del paíís sobre energs sobre energíía ela elééctrica, gas natural, gas LP y ctrica, gas natural, gas LP y petrolpetrolííferos para los siguientes 10 aferos para los siguientes 10 añños.os.
Permiten conocer el balance oferta demanda de cada uno de estos Permiten conocer el balance oferta demanda de cada uno de estos mercados.mercados.
Son un instrumento para el anSon un instrumento para el anáálisis del sector. lisis del sector.
Referencia para la elaboraciReferencia para la elaboracióón de poln de polííticas pticas púúblicas en el sector.blicas en el sector.
Herramienta de consulta nacional e internacional.Herramienta de consulta nacional e internacional.
Contribuye a la toma de decisiones de inversiContribuye a la toma de decisiones de inversióón en el sector privado.n en el sector privado.7
ParticipantesParticipantes
•• Las Prospectivas son el resultado del esfuerzo conjunto Las Prospectivas son el resultado del esfuerzo conjunto del Grupo Interinstitucional coordinado por la del Grupo Interinstitucional coordinado por la SecretarSecretaríía de Energa de Energíía:a:
8
AntecedentesAntecedentes
•• Prospectiva del sector elProspectiva del sector elééctricoctricoSe elabora desde 1994Se elabora desde 1994
•• Prospectiva del mercado de gas naturalProspectiva del mercado de gas naturalLa primera se publicLa primera se publicóó en 1996en 1996
•• Prospectiva del mercadeo de gas LPProspectiva del mercadeo de gas LPEn el 2000 se realizEn el 2000 se realizóó el primer documentoel primer documento
•• Prospectiva de petrolProspectiva de petrolííferosferosPrimera ediciPrimera edicióón en 2001. n en 2001.
•• Prospectiva del mercado de petrProspectiva del mercado de petróóleo crudoleo crudoPrimera ediciPrimera edicióón en 2007.n en 2007.
9
Fundamento legal
• Artículo 66, 67, 68 y 69 del Reglamento de la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica,
• Artículo 109 del Reglamento de Gas Natural ,
• Artículo 8 del Reglamento de Gas Licuado de Petróleo (LP),
• Reglamento Interior de la Secretaría de Energía en su Artículo 26, Fracción XIV (Petrolíferos y Petróleo crudo).
10
Certificación de calidad
Certificación ISO 9001: 2000
SenerComisión Federal de ElectricidadInstituto Mexicano del PetróleoPemex Gas y Petroquímica Básica
•Permite enfocarnos hacia un producto de calidad con un proceso de mejora continua, así como la veracidad y oportunidad de las cifras del sector energético.
•Logramos un proceso alineado a las actividades de planeación de otros organismos del sector.
11
Objetivos sectoriales
• Garantizar la seguridad energética del país.
• Elevar la exploración, producción y transformación de hidrocarburos de manera sustentable.
• Equilibrar el portafolio de fuentes primarias de energía.
• Promover el uso y producción eficientes de la energía.
• Fomentar el aprovechamiento de fuentes renovables de energía y biocombustibles técnica, económica, ambiental y socialmente viables.
• Mitigar el incremento en las emisiones de Gases Efecto Invernadero (GEI).
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Estructura de las Prospectivas
Elabora
Petróleo Crudo
Electricidad Gas natural
Gas LP Petrolíferos
Capítulo 1. Panorama InternacionalDGPE DGPE DGPE Pemex
CorporativoDGPE
Capítulo 2. Marco Regulatorio DGPE DGPE, CRE CRE CRE, DGGLP
DGPE
Capítulo 3. Mercado nacional (Análisis histórico)
DGPE DGPE, CFE DGPE DGPE IMP
Capítulo 4. Evolución del mercado (Análisis prospectivo) DGPE DGPE, CFE
DGPE DGPE DGPE, IMP
Capítulo 5. Ahorro y uso eficiente de energía Conae Conae Conae Conae
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Definición de variables macroeconómicas y de precios
1) Se definen los escenarios macroeconómicos con base en instrumentos de política económica nacional establecidos por la Secretaría de Hacienda y Crédito Público (política fiscal) y el Banco de México (política monetaria e inflación). En estos términos, se toman como referencia los Criterios Generales de Política Económica, así como esquemas de flotación cambiaria y política monetaria prevaleciente.
2) Por otro lado, se consideran los escenarios de precios esperados para los combustibles (petróleo, gas y petrolíferos) para los próximos 10 años.
3) Tomando como base las expectativas de crecimiento económico y nivel esperado de precios, se estima la demanda de combustibles para cada sector y región de la economía. La estructura de esta demanda se muestra a continuación: – Sectores : Agropecuario, Autotransporte, Industrial, Petrolero,
Residencial, Servicios y Eléctrico
– Regiones: Noroeste, Noreste, Centro-Occidente, Centro y Sur-Sureste
15
RegionalizaciRegionalizacióón de las Prospectivasn de las Prospectivas
REGIÓN NOROESTE
REGIÓN SUR-SURESTE
BAJA CALIFORNIA
CAMPECHE
BAJA CALIFORNIA SUR
CHIAPAS
SINALOA
GUERRERO
SONORA
OAXACAQUINTANA ROO
REGIÓN NORESTE
TABASCO
CHIHUAHUA
VERACRUZ
COAHUILA
YUCATÁN
DURANGONUEVO LEÓN
REGIÓN CENTRO-OCCIDENTE
TAMAULIPAS
AGUASCALIENTESCOLIMA
REGIÓN CENTRO
GUANAJUATO
D.F.
JALISCO
HIDALGO
MICHOACÁN
MÉXICO
NAYARIT
MORELOS
QUERÉTARO
PUEBLA
SAN LUIS POTOSÍ
TLAXCALA
ZACATECAS
16
Integración
Alto dedemanda
Alto dedemanda
Base dedemandaBase dedemanda
Industrial
Autogeneración
Agropecuario
Petrolero (incluye
autoconsumos yrecirculaciones
Proyección de demanda
Residencial
Servicios
Transporte
Eléctrico (público)
Proyección de demanda
Autoconsumos
Moderadode demanda
Moderadode demanda
Altode oferta
Altode oferta
Mediode oferta
Mediode oferta
Escenarios
Marco Macroeconómico
Marco Macroeconómico
Ahorro y usoeficiente
Prospectivade gas LP
Prospectivade petrolíferos
Prospectivade petróleo crudo
Prospectivade gas natural
ProspectivaSector eléctrico
Precios decombustibles
Precios decombustibles
Gas licuado
Gas natural
Petróleo
Generación de electricidad
OFERTA DEMANDA
Escenarios
Petrolíferos
17
MetodologMetodologíía generala general
Desarrollo de modelosBases de datos Escenarios
macroeconómicos
Implementación de modelos
Consenso de resultados
Resultados finales
3
4
5
6
Redacción de capítulosIntegración de balances
1 2
Programa de planeación de las Prospectivas
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
1Definición de escenarios macro y precios de combustibles
2 Recopilación de información
3 Generación de electricidad por particulares
4 Proyección de demanda final de combustibles
5 Proyección de la oferta y autoconsumo de Pemex
6Demanda de electricidad, PRC y demanda de combustibles de CFE
7 Integración de balances
8 Redacción y revisión de las Prospectivas
9 Edición y publicación
Actividades
PEP-PGPB-PPQ-Refinación
19
21
RefinaciónMOSNR
RefinaciónMOSNR
Oferta de crudo
Modelo PEP
Oferta de crudo
Modelo PEP
Gas natural y GLP
Modelo MOGAS
Gas natural y GLP
Modelo MOGAS
Crud
oGa
s GasGLP
Gasolinas
Gas secoBN y comb.
Gas amargoGas dulceGas seco
Condensados amargos
• Exportación / importación de petrolíferos
• Ventas nacionales
Exportación de crudo • Exportación / importación de
gas natural, GLP y gasolinas naturales
• Ventas nales.
PetroquímicaModelo PPQPetroquímicaModelo PPQ
Reformado, despuntado
nafta
Gas,
etano
,na
ftas
Líquid
os
Modelos de optimización de Petróleos Mexicanos
Crudo
• Ventas
22
984
• Evaluación del potencial• Identificación y evaluación de
cuencas
• Identificación y evaluación de sistemas petroleros
• Incorporación de reservas
• Definición de prospectos
• Evaluación de reservas
• Delimitación de yacimientos
Definición del modelo integral del yacimiento
Reclasificación de reservas
Conceptualización inicial del desarrollo de campos
• Desarrollo de campos• Generación de oportunidades
de explotación
• Establecimiento del esquema recomendado de explotación
• Definición del proyecto de explotación
• Ejecución del proyecto de explotación
• Explotación de yacimientos
• Planeación de la explotación de hidrocarburos
• Operación de pozos
• Operación de infraestructura
• Evaluación de la operación y explotación de campos
• Diseño de estrategias de acondicionamiento y distribución de hidrocarburos
Consideraciones para el modelo de PEP
Exploración Explotación Acondicionamiento y distribución primaria
• Gas - Amargo- Dulce- Seco
Condensados- Amargos- Dulces
Oferta y composiciones de PEP
Precios
DemandaProductos
Metodología para el plan de largo plazo de incremento de capacidad
Distribución Óptimade Proceso y Transporte
Resultados Económicos
Programa Óptimo de Inversión de PGPB de Largo Plazo
Elaboración dela Cartera de Proyectos y Presupuesto
Modelo de Optimización“MOGAS”
Costos
InfraestructuraProceso, Transporte
CapacidadesEficiencias
24
Cadereyta
Madero
Salamanca
Tula
Salina Cruz
Minatitlán
Tuxpan
Distribución
Mercado internacional
Cangrejera(1)
Otras compras
Crudo
Componentes de alto octano
Estructura del Modelo de Pemex Refinación, MOSNR
(1) Activos transferidos a PPQ
Ventasnacionales
Sector autotransporte (ii)
La función de utilidad para el trasporte de pasajeros:Maximizar:
( )ρ
ε
ρραω/1
/1,
1, ⎥
⎦
⎤⎢⎣
⎡= ∑ −
ijjnjn x
La función de beneficio para el trasporte de carga:Maximizar:
( )ρ
ε
ρραω/1
,1
, ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡= ∑ −
ijjnjn x
Ambas sujetas[1] a:
27
( )∑=ij
jnjnn XPYε
,,
[1] La restricción presupuestaria toma en cuenta los costos de manejo por pasajero o tonelada para cada modalidad de transporte, expresados en precios relativos, los cuales se obtienen de la suma del costo fijo (valor del vehículo, seguro, servicio y mantenimiento, etc.) más el costo del combustible por kilómetro.
ω = Índice de utilidad o beneficio
Yn = IngresoPn,j = Índice de costo de manejoρ =σn = Elasticidad de sustitución
αn, j = Parámetro de asignación óptima del gastoXn, j = Demanda óptima
donde ( )( )( )∑=
iECECECEC iii
EfPusoStockCs,
Cs = Consumo de combustibleStockEci = Parque vehicular por edad y categoríaUsoECi = Intensidad de uso vehicular (kilómetros
por categoría) EfPECi = Eficiencia promedio vehicular
Otras modalidades de transporte
29
Turbosina y gasavión
Método de estimación econométrica de tipo panel
• Incorporación de información sobre carga aérea y de pasajeros identificados por lugar de aeropuerto.
• Precio de combustible.• Flota aérea y actividad económica sectorial.
Diesel y Combustóleo
marino
Método de estimación econométrica de tipo panel
•Actividad económica sectorial .•Movimiento de altura y cabotaje Información referente a movimiento anual de carga en puertos comerciales en litorales de puertos Pacifico y Golfo Caribe.
Diesel ferroviario • Actividad económica sectorial• Flota de carros de pasajeros y carga por tipo de unidad y productividad de
carga comercial
Método de estimación econométrica de tipo panel
Sector industrial
30
Elaboración de proyecciones del sector industrial IMP
Gas natural Gas LP Carbón Coque de petróleo
Combustóleo
Diesel
Estimación por grupo de ramasy por estado Métodos panel-SUR Encuesta empresas cementeras
Proyección Totalde
Combustibles Industriales
La proyección de éste energético se obtiene de la diferencia entre la suma de la demanda regional de los demás combustibles y el total se desagregó por grupo de ramas
Métodos panel-SUR
Elaboración de proyecciones del sector industrial IMP
Gas natural Gas LP Carbón Coque de petróleo
Combustóleo
Diesel
Estimación por grupo de ramasy por estado Métodos panel-SUR Encuesta empresas cementeras
Proyección Totalde
Combustibles Industriales
La proyección de éste energético se obtiene de la diferencia entre la suma de la demanda regional de los demás combustibles y el total se desagregó por grupo de ramas
Métodos panel-SUR
Sector industrial (ii)
31
Industrias básicas de metales
Química, hule y plásticos
Papel y cartón, imprentas y editoriales
Vidrio y productos de vidrio
Cemento hidraulico
Resto de ramas industriales
Grupos de ramas industriales
Alimentos, bebidasy tabaco
Mineralesno metálicos
Combustible Métodos, criterios y aspectosconsiderados
Gas natural
Principal variable explicativa: PIB industrialregional por (gran) división.
Encuesta industrial aplicada sobre consumos y usos de combustibles
Gradual disminución del consumo de energía por unidad de producto mediante la aplicación de curvas de factibilidad tecnológica (Technology Possibility Curves TPC).
Escenarios de precios de combustiblesindustriales.
Sustitución de combustóleo por Gas natural en determinadas zonas criticas
Nueva infraestructura de distribución.
Método de estimación econométrica tipo panel, SUR.
Sector industrial (iii)
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Gas LP
Método de estimación econométrica de tipo panel
Escenario de precios p y PIB para los combustibles industriales
Coque de petróleo Encuestas a industria cementera (80%)
Diesel industrial
Modelo econométrico tipo panel
Escenario de precios (marino y gas LP) y PIB manufacturero
Combustóleo Por diferencia de combustibles
33
Sector residencial y servicios
• Crecimiento económico por región (PIB).
• Precio ponderado de gas natural y gas LP
• Días de calefacción.
• Eficiencia en calentadores de agua y encendido electrónico de
estufas.
• Sustitución por hornos de microondas.
• Introducción de calentadores de agua solares.
• Compromisos quinquenales de los distribuidores de gas natural.
• Nuevas zonas geográficas de distribución de gas natural.
• Población y urbanización por estado.
• Consumos de leña.
Gas LPMétodo de estimación econométrica de tipo panel
Desarrollo del mercado eléctrico
35
Escenario de evolución del Mercado Eléctrico Regional a diez años que sirva de referencia para la planificación y programación de los sistemas eléctricos. Este escenario debe ser congruente con la política macroeconómica del Plan Nacional de Desarrollo.
En términos generales, la estimación del CNEE se realiza a través de un conjunto de modelos econométricos sectoriales que vinculan el consumo eléctrico con la dinámica económica y poblacional, así como con la evolución esperada de los precios de combustibles bajo diferentes escenarios. Incluye las siguientes etapas:
1.Explicar la evolución histórica de los consumos de electricidad para cada sector, mediante el ajuste de modelos econométricos.
2.Proyectar para los diferentes escenarios los consumos a través de modelos ajustados.
3.Utilizar la proyección del consumo autoabastecido para obtener, de su diferencia con el consumo nacional, las ventas de electricidad para servicio público.
4.Agregar las series de ventas sectoriales proyectadas para obtener las perspectivas de crecimiento del SEN.
Desarrollo del mercado eléctrico
36
Adicionalmente a las estimaciones de las trayectorias del consumo sectorial de energía eléctrica para los próximos años, para la estimación de la evolución futura del mercado eléctrico es necesario hacer un análisis detallado del comportamiento de las cargas y la demanda máxima por región. Esto es:
Entrada Proceso Salida
• Ventas sectoriales
• Demanda máxima
• Energía necesaria
• Pérdidas de energía
• Consumo de autoabastecedores
• Solicitud de nuevos servicios
• Proyección del consumo nacional y sectorial de energía eléctrica
• Proyecciones de las ventas sectoriales
• Proyecciones de consumos de autoabastecedores
• Ajuste del modelo regional con el modelo de proyección del consumo nacional y sectorial de electricidad
• Desarrollo del mercado eléctrico sectorial a nivel zona, área de control y nacional (118 zonas)
Desarrollo del mercado eléctrico
37
4
56
7
8
3
1
2
9
Áreas:
1.Central
2.Oriental
3.Occidental
4.Noroeste
5.Norte
6.Noreste
7.Baja California
8.Baja California Sur
9.Peninsular
Áreas de control del Sistema Eléctrico Nacional (SEN)
Expansión del sistema eléctrico
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Estudios de largo plazo a nivel uninodalAnálisis uninodal de la mezcla óptima de tecnologías de generación bajo diversos escenarios energéticos a largo plazo.
Estudios de mediano y largo plazos regionalesDefinición de la ubicación de las centrales en base a la regionalización del sistema eléctrico nacional, considerando los costos de inversión y operación en cada región y los costos de las interconexiones necesarias.
Estudios de mediano plazo balances oferta - demandaAnálisis de Margen de Reserva (MR) y Margen de Reserva Operativo (MRO). Programación de proyectos a un horizonte de 10 años.
Estudios de mediano plazo para la red de transmisiónElaboración del programa de proyectos de transmisión: asociados a centrales eléctricas, enlaces entre áreas, enlaces internos en las áreas y red directa dedicada al suministro de carga.
Etapas de estudio de la expansión del sistema eléctrico
40
Nacional Regional Distribución
n + 10 a n + 30
n + 4 a n + 30
n + 1 a n + 4
Programa de Obras de
Distribución
Estudios de RedesEstudios de Generación
Programa de Obras de
Transmisión
Modificaciones de detalle a las Redes
Programa de Líneas y
Subestaciones
Modificaciones de detalle a las Redes
Lineamientos para la localización de
centrales y transmisión en
bloque
Programa de Centrales
Generadoras
Lineamientos para la estructura del
conjunto de generación
Programa de Centrales
Generadoras
Ajustes de decisiones
1
2
3
Mediano plazo de
Corto plazo de
Largo plazo de
Periodo de interésEtapas
Planeación del sistema de generación
41
Técnicos Garantizar la calidad, seguridad y confiabilidad del suministro.
Económicos Suministrar la energía eléctrica al menor costo de largo plazo.
Financieros Garantizar una rentabilidad adecuada de cada proyecto y cumplir con las reglas definidas por las Autoridades.
Ambientales Cumplir con la normatividad en materia de emisiones y respeto al medio ambiente.
Criterios de planeación del Sistema de Generación:
Planeación del sistema de generación
42
* La probabilidad de pérdida de carga LOLP , es el valor esperado de número de días por año en que la capacidad del sistema es insuficiente para suministrar la carga.** Las fallas en el suministro de energía eléctrica representan un costo para la economía ya que los usuarios tendrán pérdidas en su producción o en su satisfacción o bienestar.
Criterios de confiabilidad del Sistema de Generación:
DeterminDeterminíístico stico (reserva m(reserva míínima)nima)
ProbabilProbabilíístico stico (probabilidad de perdida(probabilidad de perdidade carga)*de carga)*
EconEconóómicomico(costo de energ(costo de energíía noa nosuministrada)**suministrada)**
La reserva de capacidad para períodos críticos en la operación del sistema deberá ser mayor o igual al valor establecido. Tiene la desventaja de ignorar el efecto de la salida aleatoria de las unidades.
En este caso las opciones por comparar deberán permitir satisfacer la demanda con una probabilidad de pérdida de carga menor o igual al valor requerido.
Supone que la energía no suministrada por el sistema, en eventos de falla, tiene un costo para la economía y que este costo puede ser tomado en cuenta en la evaluación de las opciones de expansión.
43
COSTOCOSTO
++ RESERVA RESERVA- - LOLP LOLP0 RESERVA0 RESERVALOLP ALTOLOLP ALTO
Costo total(inversión, operación y falla)
Costo de inversión y operación
Costo para la economía de la energía no suministrada(falla)
Nivel deconfiabilidad
Reserva de Capacidad( - ) ( + )
( - ) ( + )
Fundamento del margen de reserva
44
Modelo WASP (Wien Automatic System Planning Package)
InformaciInformacióón n requeridarequerida
Evolución prevista de la demanda
Parque de generación existente
Proyectos candidatos
Precios de referencia de los combustibles utilizados en la generación
Parámetros de evaluación (tasa de descuento, costo de la energía no suministrada)
Energía y capacidad hidroeléctrica disponible para cada condición hidrológica
Resultados Resultados principalesprincipales
Plan de expansión óptimo (capacidad en bloque a ejecutar, fechas de entrada en operación)
Reserva del sistema
Índices de confiabilidad
Costos de la expansión y de la operación del sistema
MinMin(Costo de inversi(Costo de inversióónn
++Costos de producciCostos de produccióónn
+ + Costos de energCostos de energííaano suministrada)no suministrada)
WASPWASP
Variables aleatoriasVariables aleatoriasProducción hidroeléctrica
Disponibilidad de las unidades generadoras
46
Alternativas Técnicas
Horizonte de Estudio (10 años)
Costo Mínimo
Energía No-suministrada
Fallas Generación + Transmisión
Costo Asociado
Elementos de incertidumbre:• Demanda
• Ubicación de la generación
• Autoabastecimiento
Sistema Eléctrico Nacional
Aspectos que se consideran en la Planeación de la Red de Transmisión (PRT)
Recomendaciones
48
1) El proceso de planeación de cada país debe responder a las condiciones particulares de su sector energético, considerando su estructura legal y política sectorial.
1) En el dinamismo del mercado es muy recomendable utilizar más de un escenario de planeación para establecer las posibles tendencias esperadas.
1) Los pronósticos son tendencias esperadas y no cifras que necesariamente deban cumplirse con precisión decimal.
1) Es fundamental revisar y actualizar los modelos de planeación y evaluar si cumplen con su objetivo de proporcionar la visión estratégica necesaria para prevenir eventos futuros.