Analisis de La Perspectiva de La Generacion Distribuida en El Sector Electrico Colombiano

8/6/2019 Analisis de La Perspectiva de La Generacion Distribuida en El Sector Electrico Colombiano

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ANLISIS DE PROSPECTIVA DE LA GENERACIN DISTRIBUIDA(GD) EN EL SECTOR ELCTRICO COLOMBIANO

Cristhian Duque*, Eduardo Felipe Marmolejo** y Mara Teresa Rueda de Torres***R E S U M E N

El objetivo de este artculo es presentar los resultados obtenidos de un anlisis de prospectiva de laGeneracin Distribuida en el Sector Elctrico Colombiano, mediante la aplicacin de la tcnica Delphi.Este estudio permiti conocer directamente y de una manera sistemtica el concepto de expertos sobre laintroduccin de estas tecnologas en aspectos tales como: a: tecnologa, innovaciones del producto, proce-so de materializacin, efecto sobre la situacin poltica y social del pas, restricciones econmicas,tecnolgicas y comerciales. Los resultados de este trabajo buscan convertirse en un instrumento de apoyoal sector elctrico y al sector productivo para analizar la factibilidad de la utilizacin de la GD en elmediano y largo plazo en Colombia, dado que su aplicacin modificar de manera fundamental laforma de planear y operar de las empresas elctricas.

N DICE D E T R M IN O S :Generacin Distribuida (GD), Anlisis de Prospectiva, Mtodo Delphi.

I. INTRODUCCIN

La GD consiste en la utilizacin de pequeosgeneradores con capacidades de 15 a 25,000Kw. para alimentar cargas que se encuentranlocalizadas cerca de los puntos de consumo. EnEE.UU. y Europa la GD se ha convertido enuna solucin viable tcnica y econmicamentepara el consumidor porque mejora la confiabi-lidad del suministro convirtindose en una al-ternativa importante dentro del concepto deelectricidad segura. En la mayora de estos pa-ses la GD participa con el 10% de la capacidadinstalada e incluso en pases como Holanda yDinamarca, la GD ha llegado a ocupar un 30 o40% de la capacidad total instalada. Por ejem-plo, en Austria el 78% de su generacin para el

ao 2010 se basar en fuentes de energa reno-vable.Los beneficios que se observan en los sistemasa nivel mundial y la experiencia internacionalen el manejo de las tecnologas sirven de plata-forma para motivar tanto a la comunidad tc-nica como a la empresarial y acadmica colom-biana para investigar el tema. En Colombia laaplicacin de estas tecnologas a corto plazopodra estar orientada hacia las zonas no in-terconectadas rurales e industriales. Aunque ennuestro pas desde hace algn tiempo se reali-za GD por parte de industriales privados pro-duciendo y aprovechando simultneamenteenerga elctrica y trmica til a partir de unafuente de energa primara, tcnica conocida

Dpto. de Ingeniera Elctrica y Electrnica - Egresado U niversidad de los [email protected]. de Ingeniera Elctrica y Electrnica - Egresado U niversidad de los Andes. e-marmo@u niandes.edu.coDpto. de Ingeniera Elctrica y Electrnica - Profesor Asociado Universidad de los Andes. [email protected]

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como cogeneracin; esta actividad no esta ple-namente desarrollada pues apareci como ini-ciativa independiente sin normatividad.II. CONTENIDOA. Generacion Distribuida (GD) [1]La GD ofrece soluciones de valor agregado ausuarios, compaas suministradoras de ener-ga y operadores de redes de distribucin, pormedio de sistemas de generacin en sitio y co-nectados a la red, que proporcionan, entre otras,las siguientes ventajas: Reduccin de prdidas en las lneas de trans-

misin. Fuentes de bajo costo para atender deman-

das durante periodos de precio pico. Mejoras en la calidad de la energa elctri-ca (forma de onda de voltaje, frecuencia,

estabilidad de la tensin, suministro de po-tencia reactiva y correccin del factor depotencia).

Fuentes de alta confiabilidad para sistemaso usuarios sensibles a los que no se puedeinterrumpir el suministro de energa.

Reduccin de emisiones atmosfricas (tec-nologas renovables).

Generacin de respaldo al sistema o en casode emergencia.

Mayor eficiencia mediante el aprovecha-miento del calor producido para su utiliza-cin en calefaccin, calentamiento de aguao procesos industriales (cogeneracin).

La GD es una alternativa, que ofrece una granvariedad de usos para los distintos comprado-res tales como: Cogeneracin, Autogeneracin,Generacin de Emergencia, Generacin enParalelo, Aumento de Capacidad y GeneracinAislada.B. Analisis de Prospectiva"La prospectiva tecnolgica es un proceso porel que se tiende a lograr una comprensin mscompleta de las fuerzas que dan forma al futu-ro a largo plazo y que deberan ser tomadas en

cuenta para la formulacin de polticas, en elplaneamiento y en la toma de decisiones. Laprospectiva incluye medios cualitativos y cuan-titativos para rastrear indicios e indicadores deevolucin de tendencias y de desarrollos, y esmejor y ms til cuando se la vincula con elanlisis de los posibles efectos sobre las polti-cas. La prospectiva permite visualizar las ne-cesidades y oportunidades que puede depararel futuro" [2].En general el anlisis de prospectiva cumplelas siguientes funciones [3]: Esbozar un espectro de posibles futuros a

partir de diferentes conjuntos de presun-ciones referentes a nuevas tendencias yoportunidades sin predecir los detalles y elmomento en que ocurrirn ciertos desarro-llos especficos. Proporcionar una idea de cules son las ac-ciones que se pueden ejecutar hoy, y de susimplicaciones, para el logro de ciertos de-sarrollos potenciales

Brindar un anlisis de tipo sistmico con unalcance que permita manejar los fenme-nos y actividades complejas a las que se re-fiere la prospectiva. Brindar un proceso de anlisis transpa-

rente que permita observar y controlar exter-namente los supuestos en los que se basa, elmarco analtico y los datos que lo alimentan.C. Metodo DelphiEl mtodo Delphi es un mtodo para estruc-turar el proceso de comunicacin grupa1, demodo que sta sea efectiva para permitir a ungrupo de individuos, como un todo, tratar conproblemas complejos [4]. El mtodo consisteen la consulta de un gran nmero de expertosde los sectores o temas especficos escogidospara el ejercicio. Los expertos son selecciona-dos por un grupo monitor bajo ciertos criteriosque permitan el correcto funcionamiento delmtodo tales como el grado de conocimientodel experto, la experiencia, publicaciones, etc.La figura 1 presenta un diagrama general del

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proceso utilizando el mtodo Delphi. Los ex-pertos responden un cuestionario realizado porel grupo monitor quien es el encargado deldiseo del ejercicio en todas sus fases. De laevaluacin de esta informacin por parte delgrupo monitor, salen a la luz los acuerdos y des-acuerdos que existen entre los participantes conrespecto al tema, se exponen los porques delas diferencias y se hace una evaluacin de ellas.La idea es que el anlisis de cada ronda se rea-lice de modo tal, que sus resultados puedanincorporarse como informacin adicional a laspreguntas de la siguiente ronda. Estos cuestio-narios se responden annimamente entre losexpertos y solo el grupo monitor es el que co-noce sus opiniones. El tipo de preguntas puedeser abiertas, de ranking, preguntas de votacin,de control etc., de las cuales se debe extraer lainformacin ms til para el estudio. Despusde cada ronda se hace un informe o retroali-mentacin con toda la informacin estadsticade las respuestas. Este informe se enva a losexpertos junto con el cuestionario de la siguien-te ronda, con el fin de que ellos revisen susplanteamientos a la luz de la nueva informa-cin que se les est entregando frente a las opi-niones de los otros participantes. El nmerode rondas sucesivas depende del grado de con-senso que se desee siguiendo la misma meto-dologa utilizada hasta el momento, pero porlo general se hacen dos rondas.

Figura 1 Diagrama del Mtodo Delphi [5]

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III. METODOLOGAEn este estudio se realizaron dos rondas. En laronda #1 se determin la opinin de aproxi-madamente 130 expertos en el sector elctri-co colombiano sobre la viabilidad de la GD enColombia, tratando de lograr una coberturanacional. Se recibieron aproximadamente 86encuestas. Se utilizaron preguntas de tipo abier-ta, de seleccin y de ranking. La encuesta ex-plora diferentes aspectos sobre la GD talescomo: La GD (Temas generales). Ventajas competitivas de la GD en los sis-

temas de distribucin. Tecnologa. Calidad del servicio. Marco Regulatorio. Comercializacin. Aplicaciones y usos.Las encuestas se diligenciaron utilizando tresmecanismos diferentes: entrevista personales,va correo electrnico o va correo normal. Laaplicacin de alguno de los tres mecanismos,dependi de la disponibilidad de tiempo delos expertos y la facilidad de desplazamientofsico a las respectivas ciudades de origen. Laparticipacin de estos expertos se concentrbsicamente las siguientes ciudades: Cali,Bogota, Pasto, Medelln, Ccuta y Bucara-manga.Se analiz la informacin y se elabor un infor-me sobre la Ronda #1 con los resultados paracada pregunta y se distribuyo entre los exper-tos para su interpretacin y evitar caer en loserrores que el mismo mtodo plantea, comosesgar el proceso.

Para la ronda #2 se parti de los datos obteni-dos en la ronda #1 y se realiz otro cuestiona-rio, tratando de filtrar la informacin en algu-nos temas especficos, profundizar en otros, yconsultar ciertos aspectos que se haban pasa-do por alto, todo esto teniendo en cuenta lassugerencias de los encuestados. La Ronda #2

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se envi con el informe de la Rronda #1 a cadauno de los expertos consultados.La respuesta de la Ronda #2 por parte de losexpertos fue relativamente baja (48% de losencuestados en la Ronda #1) debido principal-mente a motivos laborales o personales, queno les permiti continuar con el ejercicio. Losdatos de esta segunda ronda se tabularon y ana-lizaron, para realizar y enviar el segundo infor-me a los expertos y obtener las conclusionestanto de la primera como de la segunda ronda.IV. RESULTADOS

La GD es una tecnologa aplicable a los sis-temas de distribucin colombianos. La calidad del servicio y la calidad de la po-tencia en los centros urbanos es aceptableen general, aunque se deben mejorar paraajustarse a las necesidades de los usuariosque actualmente demanda una combinacinptima entre la calidad del servicio, la cali-dad de la potencia elctrica y el precio dela energa.

Las razones ms importantes que para em-plear la GD en Colombia, son: Mejora delos niveles de confiabilidad y calidad del ser-vicio, diversificacin de fuentes de energa,reduccin del impacto ambiental.

La GD adems de suministrar el serviciode energa elctrica, puede prestar otros ser-vicios tales como: la reduccin de prdidasen los sistemas de transmisin, mejorar laconfiabilidad en sistemas de distribucin ytransmisin, y por ultimo la regulacin delvoltaje y suministro de reactivos. Los aspectos que se deben analizar con prio-ridad para poder implementar la GD en sis-temas de distribucin son: La flexibilidadde operacin y de expansin y los efectosen la confiabilidad en este tipo de sistemas.Aunque no se deben dejar de lado la con-fiabilidad de la GD y el impacto en la cali-dad de la potencia elctrica que de hechoson importantes en el proceso de imple-mentacin de esta tecnologa.

Se considera que el servicio de energa elc-trica no es el adecuado en las zonas ruralesy no interconectadas en donde no hay gru-pos masivos de poblacin y su accesibilidadhace costosa la infraestructura, por lo queel servicio prestado es bastante deficientepresentando fallas en la calidad del servi-cio, lo que aumenta los costos de la ener-ga. Sin embargo se considera que en loscentros urbanos es bueno en cuanto a co-bertura, costos de la energa y calidad delservicio. Claramente segn en consenso delos expertos la GD ayudara a solucionarlos problemas identificados en el punto an-terior.

Los mayores problemas ambientales quecausara la GD en caso de ser instalada se-ria las emisiones atmosfricas y la contami-nacin por ruido. Se debe tener presenteque la tecnologa a utilizar minimice estetipo de problemas. Plantas Industriales de cogeneracin, lasmicroturbinas o motores diesel y microtur-binas hidrulicas son tecnologas que segnlos expertos tienen una alta posibilidad deaplicacin actual o que ya estn siendo uti-lizadas en el proceso de generacin. Peroconsideran que pueden continuar con suproceso de maduracin para llegar a mejo-rar su desempeo.

Las tecnologas de generacin elica yfotovoltaica son tecnologas que por sus al-tos costos y dificultad de instalacin en laactualidad estn siendo utilizadas en casosaislados. Se recomienda que continen suproceso de maduracin para una aplicacinfutura.

Colombia para tomar la decisin deimplementar la GD sin contar aun con todala experiencia internacional en pases simi-lares, debe generar los debidos espacios le-gales para que se puedan llevar a cabo pro-yectos con esta tecnologa y correr sus pro-pios riesgos econmicos. La actitud enfo-cada hacia:- La modificacin de la reglamentacin

existente y dar incentivos de acuerdo a

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vcE,trmaa^f a vra,tstataa:1to Potwntajolineamientos establecidos por el ente re-gulador.La modificacin de la reglamentacinpara que existan ensayos y experienciaspara un juicio mas maduro. Colombia debe prestar especial atencin alos impactos negativos que podra presen-tar la GD en los sistemas de distribucintales como:- Efectos sobre la operacin y manteni-miento de las redes de distribucin.La regulacin de voltaje en estado con-tinuo y transitorio.- Disminucin de la efectividad de lasprotecciones del sistema de distribu-cin. Al instalar la GD en el sistema de distribu-cin los aspectos que deberan tener unaatencin especial seran:- La interrelacin de operacin entre elGD y el operador de red.- Los aspectos comerciales de la GD en-tre el operador de red y la GD ya que laregulacin existente no contempla estetipo de tecnologa y se podran generarconflictos entre estos dos actores.La generacin distribuida puede contribuir amejorar aspectos tales como:Los costos de la generacin- El nmero de Hlinterrupciones del servi-cio.La seguridad del sistema.Gran parte de los expertos, coincide en lanecesidad de incorporar estas tecnologasen los sistemas colombianos para mejorar

el servicio, estimular el desarrollo econ-mico y tecnolgico y la inversin en el pas.Sin embargo, coinciden en la urgencia deintroducir en la reglamentacin direccionesy normas claras sobre las obligaciones y res-ponsabilidades de cada una de los actores,con el fin de evitar conflictos entre ellos.En general la introduccin de la reglamen-tacin servira para establecer las debidasobligaciones y deberes con los clientes para

prestar el servicio de energa por medio deGD.

Se considera que la GD debera introducirseen aquellos negocios en donde los usuariosde estos servicios tuvieran la posibilidad devender excedentes a comercializadores y ala generacin.Los usuarios mas interesados en participaren la GD v hacia los cuales se podra orien-tar esta tecnologa, en el entorno Colom-biano serian: Industriales no regulados,usuarios de las zonas no interconectadas, co-merciales no regulados y comerciales agru-pados como clientes no regulados. Las ventajas mas atractivas de la GD paralos usuarios inversionistas son aquellas quepueden generar algn tipo de beneficio eco-nmico y mejorar a la vez la calidad del ser-vicio que se les presta tales como: El costode la energa, la posibilidad de vender exce-dentes, la calidad de la potencia (disminu-cin de interrupciones), la posibilidad devender la capacidad instalada para mejora-miento de la seguridad. Los resultados res-pecto a este tema se observan en la figura 2.

Figura 2. Ventajas que pueden motivar a operado-res de red a invertir en GD.

Las ventajas ms competitivas que motivaa los operadores de red a invertir en el ne-gocio son: Calidad de la potencia (dismi-nucin de interrupciones), costo de la ener-ga, posibilidad de vender energa y posibi-lidad de vender capacidad instalada. Estasventajas son de igual importanciat-es paralos operadores de red que deseen invertiren este negocio.

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En cualquier zona que disponga de recursosrerglicos baratos y la posibilidad de conexin al

sistema elctrico.

En zonas rurales o municipios pequeos comorefuerzo a redes dbiles

subestaciones de las empresas distribuidoras oempresas industriales o comerciales grandes

Dentro de la ciudades

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Las ventajas o beneficios que motivan a losinversionistas comercializadores son: el cos-to de la energa con respecto a los grandesgeneradores y la posibilidad de vender ener-ga en condiciones de contingencia a pre-cios no regulados, ya que para ellos estascualidades les generan un marco competen-cia bastante atractivo frente a los grandesgeneradores.

Los riesgos que se consideran de mayor tras-cendencia al implementar la GD son: Incertidumbre en el precio de los combus-

tibles, inestabilidad regulatoria y los ries-gos financieros (Dificultad de recuperacinde la inversin)

Los ambientes en los cuales seria ms via-ble aplicar la GD en nuestro pas son: laszonas rurales o municipios pequeos comorefuerzo a redes dbiles, zonas que dispon-ga de recursos energticos baratos y la po-sibilidad de conexin al sistema elctrico,en subestaciones de las empresas distribui-doras o empresas industriales o comercia-les grandes. La opinin de los expertos seobserva en la figura 3.

Figura 3. Posibles ambientes de aplicacin de la GD.

El uso racional de la energa es la razn maspoderosa para implementar la generacindistribuida.

Es econmicamente viable invertir en la GDpara mejorar la calidad de la potencia elc-trica en los centros urbanos del pas, por-

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que se tiene la posibilidad de utilizar otrasfuentes de energa cerca de los usuarios yno dependeran del Sistema InterconectadoNacional, eliminando los problemas ocasio-nados por las lneas de transmisin y distri-bucin, as como los ocasionados por losgrandes generadores, disminuyendo los cos-tos de transporte al necesitarse menos in-fraestructura de transmisin y distribucin,mejorando la regulacin y mejorando la con-fiabilidad del sistema. Invertir en la GD seria econmicamenteviable para mejorar la calidad de la poten-cia elctrica en centros urbanos, ya quepermite una mejor respuesta y control dela frecuencia y del voltaje al ser menor elrea de cubrimiento, mejorando la regula-cin del voltaje y manteniendo sus respec-tivos niveles, fortaleciendo elctricamenteel nodo y garantizando energa disponibletodo el tiempo.

Invertir en GD para disminuir las perdidasgeneradas por atentados terroristas es via-ble puesto que es la solucin ms inmedia-ta especialmente en sitios que se ven per-manentemente afectados, suministrandoun sistema ms verstil con plantasgeneradoras en centros industriales y otrosmas vigilados que no requieran redes dedistribucin y transmisin tan extensas ypor el campo sin tanta proteccin y vigilan-cia. La opinin de los expertos se observaen la figura 4.

Figura 4. Reduccin de prdidas econmicas poratentados terroristas a la infraestructura elctricade la GD .

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Al instalar la GD en el pas los costos quese trasladan al usuario a travs de la Tarifay que se veran afectados son: los costospromedio por uso de las lneas transmisinnacional y el costo de la compra de la ener-ga.

Las barreras de entrada al implementar laGD son: las limitaciones econmicas, laslimitaciones legislativas actuales de la re-glamentacin y los intereses tanto polticoscomo econmicos de algunos actores.

Al implementar GD producira impactospositivos especialmente en el desarrollo in-dustrial y en las necesidades del usuario.Los resultados de la opinin de los exper-tos se observan en la figura 5.

Figura 5. Impactos (positivo/negativo) porimplementar la GD actualmente. Seria ms til instalar GD en las zonas cen-

tral, norte y oriente. En la central porquetiene una demanda de energa muy alta yaque existe un sector industrial importante.En el norte y en el oriente ya que son zonascon necesidad del servicio de energa.

Se considera que la GD debera comenzarsu implementacin en el corto plazo, es de-cir entre 1-5 aos. Los resultados de la opi-nin de los ex pertos se observa en la figu ra 6.

Las opiniones sobre si se considera queexiste la madurez, el juicio, el soporte, losrecursos, o la capacidad de anlisis necesa-rio para desarrollar un marco regulatorioestable para la GD se encuentran dividi-das. Los que respondieron negativamentebasan su opinin afirmando que los entes

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Figura 6. Tiempo de materializacin de la GD.reguladores del gobierno se ven influencia-dos por intereses particulares y polticos deciertos monopolios en los cuales se concen-tran la generacin actual adems afirmanque se necesita madurar mas. Los que res-pondieron afirmativamente llegan a la con-clusin que se tiene la suficiente madurezpara desarrollar el marco, ya que se a con-tado con casi una dcada bajo el formatode la privatizacin, y a lo largo de ese tiem-po se a forjado un juicio y una experienciamadura respecto a la regulacin, adems losrecursos humanos con los que cuenta la co-misin son bastante buenos.

Figura 7. Disponibilidad de recursos energticospara poder poner en marcha el uso de diferentes tec-nologas. Cuales SI, Cules NO? En general el pas posee todos los recursos

energticos necesarios para poner en mar-cha el uso de las diferentes tecnologas, es-

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pecialmente los hidrocarburos, el gas y elagua, los cuales se encuentran distribuidosa lo largo del pas. Los recursos naturales necesarios para lageneracin elica y fotovoltaica tambin seposeen, pero solo pueden ser usados en laszona que cumpla con las condicionesclimticas necesarias para poner en marchaestas tecnologas. Los resultados de la opi-nin se observa en la figura 7.

Los recursos naturales necesarios para lageneracin elica y fotovoltaica tambin seposeen, pero solo pueden ser usados en laszona que cumpla con las condicionesclimticas necesarias para poner en marchaestas tecnologas. Los resultados de la opi-nin se observa en la figura 7. El usuario seria evidentemente el ms be-neficiado al poner en marcha la tecnologa,debido que el costo de la energa puede sermenor y que se mejora la calidad del servi-cio.

V. CONCLUSIONES En Colombia, el marco regulatorio actual

no contempla especficamente este tipo detecnologa puesto que sigue la concepcintradicional de la industria elctrica, en don-de no hay ningn tipo de diferencia queconsidere de donde proviene la energa, nipresta las garantas necesarias para la inver-sin. Esto hace que la GD se vuelva no com-petitiva ya que su ventaja proviene de nousar el sistema de transmisin, hacindolopoco atractivo. Por esta razn debe crearseel debido marco regulatorio, bastante cla-ro, teniendo en cuenta algunos aspectoscomo:

El sistema tarifario, donde se reconoz-can los costos y beneficios reales del sis-tema.- La interrelacin de operacin entre laGD y el operador de red.Los aspectos comerciales entre la GD yel operador de red.Las obligaciones y deberes de la empre-

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sa piesLaaora aei servicio y de los usua-rios.La posibilidad de vender los exceden-tes de energa generados por la GD enel mercado mayorista de forma de quepuedan ser competitivos.Los aspectos tcnicos sobre la calidaddel servicio que deben prestar estas em-presas.Las contribuciones y restricciones im-puestas, las cuales deben ser benvolaspara este tipo de negocio, de esta for-ma se podra incentivar al inversionis-ta.

La GD debera introducirse como un ne-gocio en el que:

Los usuarios generadores tengan la po-sibilidad de vender los excedentes a loscomercializadores y de esta forma se in-teresaran como inversionistas. .- Los operadores de red reduzcan sus per-didas por distribucin y por esta raznse aventuren a invertir.- Los comercializadores tengan la posibi-lidad de vender energa a precios no re-gulados y a menor costo con respecto alos grandes generadores. La caracterstica de los Generadores Dis-

tribuidos de que se producen en fabrica enforma normalizada y luego son instaladosfcilmente en sitio, hace que la GD puedaser incorporada al sistema elctrico muchomas rpidamente que las centralesgeneradoras convencionales, presentandoadems la ventaja de ajustarse estrictamenteal crecimiento de la demanda a medida queesta aumenta a travs del tiempo. Esta esuna ventaja competitiva frente a los gran-des generadores dado que ellos deben rea-lizar grandes inversiones por capacidad ins-talada basados en proyecciones a largo pla-z o.

El mercado potencial de la Generacin Dis-tribuida podra concentrarse inicialmente enlos usuarios indu striales no regulados y u sua-rios en zonas no interconectadas del terri-torio nacional. En el mediano y largo plazose podra pensar en otros tipos de usuarios

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