Modelización del sector energético boliviano para alcanzar la neutralidad de carbono en 2050, en el marco de la Transición Energética en Bolivia

Modelling of the Bolivian energy sector to achieve carbon neutrality by 2050, in the framework of energy transition in Bolivian

Autores/as

  • Miguel Fernádez Fuentes ENERGETICA

DOI:

https://doi.org/10.52428/20758944.v19iEspecial.450

Palabras clave:

Sistemas energéticos, Modelización energética, Bolivia, Transición energética, Emisiones del GEI, Política energética, Carbono neutralidad

Resumen

El informe especial del IPCC de 2018 sobre el calentamiento global indica que, para 2050, todas las emisiones de CO2 en el planeta deben ser neutralizadas, a efecto de no incrementar la temperatura global en 1.5° C. En este contexto, Bolivia está haciendo varios esfuerzos en el sector eléctrico, como aumentar la participación de la energía renovable y sacar de servicio a  centrales eléctricas ineficientes. Sin embargo, estos esfuerzos siguen siendo limitados en comparación con la demanda nacional total de energía. Actualmente, más del 80% del consumo interno de energía en Bolivia es de origen fósil.

En estas condiciones y ante la emergencia climática global, ¿cómo debe responder Bolivia al desafío de descarbonizar su sector energético?

Para responder mejor a esta pregunta, se desarrolló un modelo de optimización a largo plazo del sector energético boliviano con OSeMOSYS, considerando las demandas energéticas nacionales, desagregadas por combustible y tipo de consumidor. El modelo tiene un enfoque ascendente centrado en variables tecnoeconómicas y tiene como objetivo determinar la solución más rentable para cubrir las demandas de energía proyectadas hasta 2050.

Los resultados muestran que, en un escenario Business as Usual (BAU), para 2040, las emisiones de CO2equivalente el sector energético prácticamente se duplicarán en comparación con 2020 y el 96% de las fuentes de energía serán combustibles fósiles. Para analizar las posibles desviaciones de esta tendencia, se modelan cuatro escenarios basados en políticas: 1) electrificación de las demandas de energía (EED); 2) introducción de impuestos al carbono (CTI); 3) reducción gradual de los subsidios a los combustibles fósiles (NSR); 4) implementación de medidas de eficiencia energética (EEM).

Si bien cada uno de estos escenarios tiene efectos limitados sobre el sistema energético, se logra un efecto sinérgico cuando se analiza una implementación simultánea de sus medidas (MP). En este escenario, la participación de la electricidad en el consumo de energía en Bolivia alcanza el 87% en 2050, de los cuales más del 96% es producido por fuentes renovables, y las emisiones se reducen en un 74% en 2050 en comparación con el escenario BAU. Sin embargo, si bien este escenario constituye un proceso de transición en el sector energético, aún no estaría libre de emisiones para 2050.

Lograr la neutralidad de carbono en el sector energético para 2050 (CN) requeriría una gran inversión solo para cubrir los costos de capital de las nuevas centrales eléctricas, cerca de una inversión anual entre 2020 y 2050 del 10% del PIB nacional actual de Bolivia.  Dado que este valor representaría 22 veces las inversiones requeridas en un escenario BAU, es necesario explorar medidas complementarias con otros sectores o tecnologías para encontrar soluciones factibles y rentables.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

J. Houghton, "Global warming," Reports on Progress in Physics, p. 1343-1403, 2005.

https://doi.org/10.1088/0034-4885/68/6/R02 DOI: https://doi.org/10.1088/0034-4885/68/6/R02

IPCC, "Climate Change 2007: Synthesis report," Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge, 2007.

https://doi.org/10.1017/CBO9780511546013 DOI: https://doi.org/10.1017/CBO9780511546013

IPCC, "Calentamiento global de 1.5°C", IPCC, Suiza, 2018.

J. Chen, "Carbono neutrality: Towards a sustainable future", The Innovation, 2021.

https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100127 DOI: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100127

F. Wang, J. Harindintwali, Z. Yuan, M. Wang, F. Wang y S. Li, "Technologies and perspectives for achieving carbon neutrality", The Innovation, vol. 2, p. 100180, 2021.

https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100180 DOI: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100180

Instituto de Recursos Mundiales, "Emisiones históricas de GEI", 2021. [En línea]. Disponible: https://www.climatewatchdata.org/ghg-emissions.

G. Resch, A. Held, T. Faber, C. Panzer, F. Toro y R. Haas, "Potentials and prospects for renewable energies at global scale," Energy Policy, pp. 4048-4056, 2008.

https://doi.org/10.1016/j.enpol.2008.06.029 DOI: https://doi.org/10.1016/j.enpol.2008.06.029

M. Venegas, "Of renewable energy, energydemocracy, and sustainable development: A roadmap to accelerate the energy transition in developing countries", Energy Research & Social Science, p. 101716, 2020.

https://doi.org/10.1016/j.erss.2020.101716 DOI: https://doi.org/10.1016/j.erss.2020.101716

R. Rojas, A. Araoz, S. Balderrama, J. Peña, V. Senosiain y S. Quolin, "Techno-economic assessment of high renewable energy source penetration in the Bolivian interconnected electric system", Actas de la 31ª Conferencia ECOS, 2018.

T. Stringer y M. Joanis, "Evaluación de los costos de transición energética: desafíos subnacionales en Canadá", Política energética, 2022.

A. Carvalho, M. Rquito y V. Ferreira, «Sociotechnical imaginaries of energy transition: The case of the Portuguese Roadmap for Carbon Neutrality 2050», Energy Reports, vol. 8, pp. 2413-2423, 2022.

https://doi.org/10.1016/j.egyr.2022.01.138 DOI: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2022.01.138

T. Schmidt y S. Sewerin, "Technology as a driver of climate and energy politics", Nat Energy, 2017.

https://doi.org/10.1038/nenergy.2017.84 DOI: https://doi.org/10.1038/nenergy.2017.84

A. Sadiqa, A. Gulagi y C. Breyer, "Energy transition roadmap towards 100% renewable energy and role of storage technologies for Pakistan by 2050", Energy, pp. 518-533, 2018.

https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.01.027 DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.01.027

J. Peña, O. Broad, C. Sevillano, L. Alejo y M. Howells, "Techno-economic demand projections and scenarios for the Bolivian energy system", Energy Strategy Reviews, vol. 16, pp. 96-109, 2017.

https://doi.org/10.1016/j.esr.2017.03.001 DOI: https://doi.org/10.1016/j.esr.2017.03.001

G. Pinto de Moura, L. Loureiro, G. Peña y M. Howells, "South America power integration, Bolivian electricity export potential and bargaining power: An OSeMOSYS SAMBA approach", Energy Strategy Reviews, vol. 17, pp. 27-36, 2017.

https://doi.org/10.1016/j.esr.2017.06.002 DOI: https://doi.org/10.1016/j.esr.2017.06.002

WWF & ENERGETICA, "Modelamiento del sistema energetico Boliviano al 2040 segun metas del IPCC," Cochabamba, 2020.

C. Fernández, R. Brecha y M. Fernández, "Análisis de las políticas de emisiones de carbono para el sector eléctrico boliviano", Transición energética renovable y sostenible, vol. 2, 2022.

Ministerio de Hidrocarburos y Energia, "Balance Energetico Nacional 2006-2020," La Paz, 2022.

Ministerio de Medio Ambiente y Agua, "Inventario de emisiones de Bolivia: 2002 y 2004," La Paz, 2004.

Ministerio de Medio Ambiente y Agua, "Tercera Comunicacion Nacional del Estado Plurinacional de Bolivia," La Paz, 2020.

M. Chávez Rodríguez y et. al., "¿Puede Bolivia mantener su papel como un importante exportador de gas natural en América del Sur?", Journal of Natural Gas Science and Engineering, pp. 717-730, 2016.

https://doi.org/10.1016/j.jngse.2016.06.008 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jngse.2016.06.008

AETN, "Anuario Estadistico 2020," La Paz, 2021.

AETN, "Memoria Anual 2020," La Paz, 2021.

Ministerio de Hidrocarburos y Energia, "Plan Optimo de Expansion del Sistema Interconectado Nacional," La Paz, 2012.

Ministerio de Hidrocarburos y Energia, "Plan Eléctrico del Estado Plurinacional de Bolivia 2025," Viceministerio de Electricidad y Energías Alternativas, La Paz, 2014.

Bolivia, "Contribución Prevista Determinada Nacionalmente del Estado Plurinacional de Bolivia," 2016. [Online]. Available: https://www4.unfccc.int/sites/ndcstaging/PublishedDocuments/Bolivia%20(Plurinational%20State%20of)%20First/ESTADO%20PLURINACIONAL%20DE%20BOLIVIA1.pdf.

CMNUCC, "Registro NDC", 2016. [En línea]. Disponible: https://www4.unfccc.int/sites/NDCStaging/pages/Party.aspx?party=BOL.

Ministerio de Planificacion y Desarrollo, "Plan de Desarrollo Economico y Social 2021-2025," La Paz, 2021.

M. Howells, H. Rogner, N. Strachan, C. Heaps, H. Huntington, S. Kypreos, A. Hughes, S. Silveira, J. DeCarolis, M. Bazilian y A. Roehrl, "OSeMOSYS: The Open Source Energy Modeling System: An introduction to its ethos, structure and development," Energy Policy, vol. 39, pp. 5850-5870, 2011.

https://doi.org/10.1016/j.enpol.2011.06.033 DOI: https://doi.org/10.1016/j.enpol.2011.06.033

F. Gardumi, A. Shivakumar, R. Morrison, C. Taliotis, O. Broad, A. Beltramo y M. Howells, "From the development of an open-source energy modelling tool to its application and the creation of communities of practice: The example of OSeMOSYS", Energy Strategy Reviews, vol. 20, pp. 209-228, 2018.

https://doi.org/10.1016/j.esr.2018.03.005 DOI: https://doi.org/10.1016/j.esr.2018.03.005

CNDC, "Memoria Anual 2020," Cochabamba, 2021.

ENDE, "Proyectos ejecutados," 10 January 2022. [Online]. Available: https://www.ende.bo/proyectos/ejecutados.

ENDE, "Proyectos en ejecucion," 10 January 2022. [Online]. Available: https://www.ende.bo/proyectos/ejecucion.

ENDE, "Proyectos en estudio," 10 January 2022. [Online]. Available: https://www.ende.bo/proyectos/estudio.

L. P. Rosa y R. Schaeffer, "Greenhouse gas emissions from hydroelectric reservoirs," Ambio, vol. 23, pp. 164-165, 1994.

IPCC, "2006 IPCC guide lines for National Greenhouse Gas Inventories", Institute for Global Environmental Strategies (IGES), 2006.

L. Gagnon y J. van der Vate, "Greenhouse gas emissions from hydropower: The state of research in 1996," Energy Policy, vol. 25, pp. 7-13, 1997.

https://doi.org/10.1016/S0301-4215(96)00125-5 DOI: https://doi.org/10.1016/S0301-4215(96)00125-5

R. Almeida y et. al., "Reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero de la energía hidroeléctrica amazónica con planificación estratégica de represas", NATURE COMMUNICATIONS, 2019.

J. Rudd, R. Hecky y R. Harris, "Are hydroelectric reservoirs significant sources of greenhouse gases?", Ambio, vol. 22, pp. 246-248, 1993.

W. Steinhurst, P. Knight y M. Schultz, "Hydropower Greenhouse Gas Emissions", Synapse, Cambridge, 2012.

Ministerio de Hidrocarburos y Energia, "Balance Energetico Nacional 2000-2014," La Paz, 2015.

Organización Latinoamericana de Energía, "Sistema de Información Energética de Latinoamérica y el Caribe," 2019. [Online]. Available: http://sielac.olade.org/default.aspx. [Accessed 01 Agosto 2019].

Organización Latinoamericana de Energía, "Prospectiva energética de América Latina y el Caribe," in Panorama energético de América Latina y el Caribe 2019, Quito, OLADE, 2019.

R. Landaveri, Modelización y Prospectiva del Sistema Energético Boliviano 2007 - 2025. Escenarios tendencial y de mitigación, Fundación Bariloche, 2009.

N. Jara and C. Isaza, "Programas de Eficiencia Energética y Etiquetado en el Ecuador - Revisión del Estado Actual," in II ENCUENTRO DE TECNOLOGÍA E INGENIERIA & X SIMPOSIO INTERNACIONAL EN ENERGIAS , Medellin, 2014.

R. Plaza, E. Escobar and D. Aguirre, "ANÁLISIS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA EN LA IMPLEMENTACIÓN DE COCINAS DE INDUCCIÓN EN EL SISTEMA ELÉCTRICO ECUATORIANO," ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL, Guayaquil, 2015.

UNECE, "BEST POLICY PRACTICES FOR PROMOTING ENERGY EFFICIENCY", Naciones Unidas, Ginebra, 2015.

APEC, "COMPENDIO DE POLÍTICAS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA DE LAS ECONOMÍAS DE APEC", CENTRO DE INVESTIGACIÓN ENERGÉTICA DE ASIA PACÍFICO, Tokio, 2016.

AIE, "Nordic EV Outlook 2018: Insights from leaders in electric mobility", OCDE / AIE, 2018.

Ecofys, "Incentivos para vehículos eléctricos en Noruega", UKI, 2018.

P. Haugneland, E. Lorentzen, C. Bu y E. Hauge, "Put a price on carbon to fund EV incentives - Norwegian EV policy success", EVS30 Symposium, 2017.

S. Marañon, "Análisis de escenarios potenciales de desarrollo para el parque automotor de Bolivia y sus emisiones de gases efecto invernadero en el software LEAP para el periodo 2020-2030," Cochabamba, 2022.

W. Sweeting, A. Hutchinson y S. Savage, "Factores que afectan el consumo de energía de vehículos eléctricos", International Journal of Sustainable Engineering, 2011.

F. Bühler, F. Müller y B. Elmegaard, "Potencialidades para la electrificación de los procesos industriales en Dinamarca", ECOS 2019, 2019.

S. Malla y G. Timilsina, "Household Cooking Fuel Choice and Adoption of Improved Cookstoves in Developing Countries", Policy Research Working Paper Series, 2014.

https://doi.org/10.1596/1813-9450-6903 DOI: https://doi.org/10.1596/1813-9450-6903

J. Brenn y C. Bach, "Comparison of natural gas driven heat pumps and electrically driven heat pumps with conventional systems for building heating purposes," Energy and Buildings, pp. 904-908, 2010.

https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2009.12.012 DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2009.12.012

J. Valero, "El camión eléctrico comienza a hacer su aparición en el mercado," 11 Mayo 2016. [Online]. Available: https://hipertextual.com/2016/05/camion-electrico-mercado.

Ministerio de Energias, "Ley de Electricidad N 1604," 21 Diciembre 1994. [Online]. Available: https://www.cndc.bo/normativa/ley_electricidad.php.

Index Mundi, "Gas natural Precio Mensual - Dólares americanos por millón de BTU," 16 Diciembre 2019. [Online]. Available: https://www.indexmundi.com/es/precios-de-mercado/?mercancia=gas-natural&meses=120.

L. Manzaneda, "Bolivia pierde casi $us 500 millones anuales por los precios bajos de gas y electricidad," Los Tiempos, 9 Septiembre 2018.

AIE, "World Energy Outlook 2021", París, 2021.

AIE, "World Energy Outlook", Agencia Internacional de Energía, 2017.

J. Sumner, L. Bird y H. Smith, "Carbon Taxes: A Review of Experience and Policy Design Considerations," National Renewable Energy Laboratory, Colorado, 2009.

https://doi.org/10.2172/970341 DOI: https://doi.org/10.2172/970341

Banco Mundial, "CARBON TAX GUIDE - A Handbook for Policy Makers", Banco Internacional de Reconstrucción y Fomento / Banco Mundial, Washington DC, 2017.

J. Horowitz y et. al., "Metodología para analizar un impuesto al carbono", Oficina de Análisis Fiscal, 2017.

Statista, "Precios de los impuestos al carbono implementados en todo el mundo 2021, por país seleccionado", 1 de diciembre de 2021. [En línea]. Disponible: https://www.statista.com/statistics/483590/prices-of-implemented-carbon-pricing-instruments-worldwide-by-select-country/#:~:text=As%20of%20April%202021%2C%20Sweden,carbon%20tax%20back%20in%201990.

E. Asen, «Looking Back on 30 Years of Carbon Taxes in Sweden», 23 de septiembre de 2020. [En línea]. Disponible: https://taxfoundation.org/sweden-carbon-tax-revenue-greenhouse-gas-emissions/.

CTC, "Where Carbon Is Taxed", 12 de marzo de 2018. [En línea]. Disponible: https://www.carbontax.org/where-carbon-is-taxed/.

Banco Mundial, "Poner un precio al carbono con un impuesto", 12 de marzo de 2018. [En línea]. Disponible: https://www.worldbank.org/content/dam/Worldbank/document/SDN/background-note_carbon-tax.pdf.

IPCC, "Calentamiento global de 1.5°C. Resumen para responsables políticos", IPCC, Suiza, 2018.

Banco Mundial, "GDP (Current US$) - Bolivia," [en línea]. Disponible: https://data.worldbank.org/indicator/NY.GDP.MKTP.CD?locations=BO. [Consultado el 5 de febrero de 2022].

P. Cachaga, J. Romero and J. Acho, "Evaluación de la inversión pública en Bolivia: Un análisis mediante fronteras de eficiencia," Revista de Análisis, vol. 32, pp. 169-200, 2020.

Jacobson y et. al., "100% Clean and Renewable Wind, Water, and Sunlight All-Sector Energy Roadmaps for 139 Countries of the World", Joule, vol. 1, pp. 108-121, 2017.

https://doi.org/10.1016/j.joule.2017.07.005 DOI: https://doi.org/10.1016/j.joule.2017.07.005

M. Navia, R. Orellana, S. Zárate, M. Villazon, S. Balderrama y S. Quoilin, "Energy Transition Planning with High Penetration of Variable Renewable Energy in Developing Countries: The Case of the Bolivian Interconnected Power System", Energies, vol. 15, 2022.

https://doi.org/10.3390/en15030968 DOI: https://doi.org/10.3390/en15030968

J. Hamilton, Time Series Analysis, Princeton University Press, 1994.

https://doi.org/10.1515/9780691218632 DOI: https://doi.org/10.1515/9780691218632

D. Gujarati y D. Porter, Econometría, México D. F.: McGraw-Hill , 2010.

E. Foster, M. Contestabile, J. Blazquez, B. Manzano, M. Workman y N. Shah, "The unstudy barriers to widespread renewable energy deployment: Fossil fuel price responses", Energy Policy, vol. 103, pp. 258-264, 2017.

https://doi.org/10.1016/j.enpol.2016.12.050 DOI: https://doi.org/10.1016/j.enpol.2016.12.050

G. López, A. Aghahosseini y D. Bogdanov, "Pathway to a fully sustainable energy system for Bolivia across power, heat, and transport sectors by 2050", Journal of Cleaner Production, 2021.

https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.126195 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.126195

F. Kern y A. Smith, "Restructuring energy systems for sustainability? Política de transición energética en los Países Bajos", Energy Policy, pp. 4093-4103, 2008.

https://doi.org/10.1016/j.enpol.2008.06.018 DOI: https://doi.org/10.1016/j.enpol.2008.06.018

J. Dixon, K. Bell y S. Brush, "Which way to net zero? un análisis comparativo de siete vías de descarbonización del Reino Unido 2050", Transición de energía renovable y sostenible, vol. 2, 2021.

K. Gillingham, A. Keyes y K. Palmer, "Avances en la evaluación de políticas y programas de eficiencia energética", Recursos para el futuro, Washington, 2017.

BYD, 16 de diciembre de 2019. [En línea]. Disponible: https://en.byd.com/.

ICCT, "Vehículos eléctricos", 16 de diciembre de 2019. [En línea]. Disponible: sites/default/files/BYD%20EV%20SEDEMA.pdf.

ATUC, "Asociacion de Transportes publicos urbanos y metropolitanos," 16 Diciembre 2019. [Online]. Available: https://www.atuc.es/pdf/253.pdf.

D. Connolly, H. Hund y B. Mathiesen, «Smart Energy Europe: The technical and economic impact of one potential 100% renewable energy scenario for the European Union», Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016.

https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.02.025 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.02.025

K. Kavvadias, I. Hidalgo, A. Zucker y S. Quolin, «Integrated modelling of future EU power and heat systems: The Dispa-SET v2.2 open-source model», informe técnico del JRC, 2018.

H. Lütkepohl, New Introduction to Multiple Time Series Analysis, Berlín: Springer, 2005.

https://doi.org/10.1007/978-3-540-27752-1 DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-27752-1

Descargas

Publicado

01-07-2023

Cómo citar

Fernández Fuentes, M. (2023). Modelización del sector energético boliviano para alcanzar la neutralidad de carbono en 2050, en el marco de la Transición Energética en Bolivia: Modelling of the Bolivian energy sector to achieve carbon neutrality by 2050, in the framework of energy transition in Bolivian. Journal Boliviano De Ciencias, 19(Especial). https://doi.org/10.52428/20758944.v19iEspecial.450

Número

Sección

Artículos Científicos

Datos de los fondos

  • VLIRUOS
    Números de la subvención BO2020SIN270 Sur