El Modelo LEAP Presentacion Colombia 2011

El Modelo LEAP, principales características y ifi ió l ti étiespecificación para la prospectiva energética

Ing. MSc. Nicolás Di SbroiavaccaIng. MSc. Nicolás Di Sbroiavacca

Bogotá, Colombia

7 al 10 de Marzo de 2011

Presentación del Modelo LEAPPresentación del Modelo LEAP

I. Introducción

II. Descripción general del modelop g

III. Datos requeridos para su aplicación

IV. Resultados a obtener del modelo

V. Recientes aplicaciones realizadas por FundaciónBarilocheBariloche

VI. Conclusiones

VII. Descripción detallada del Modelo LEAP

VIII. Diseño del Modelo

Porqué el uso de Porqué el uso de M d l ?M d l ?Modelos?Modelos?

Reflejan sistemas complejos en un modo comprensible.

Ayudan a organizar una gran cantidad de finformación.

Proveen un marco contextual consistente para evaluar hipótesis o analizar impactos.

ObjetivoObjetivoss de los Modelos de de los Modelos de Política EnergéticaPolítica EnergéticaPolítica EnergéticaPolítica Energética

Modelos de Sistemas Energéticos– Intentan capturar el comportamiento de un sistema

energético completo (ej.: nación, provincia, región oel mundo). Las tendencias Macroeconomicas)controlan el modelo pero son exógenas.

Modelos Energía-EconomíaI t t t l i t i t l– Intentan capturar las interacciones entre lossistemas económicos y energéticos.

Modelos de Sistemas Parcialesode os de S ste as a c a es– Ej.: modelos sectoriales, ciclos de vida,

herramientas de localización de emprendimientos,etcetc.

Las características de los Las características de los Modelos de Política EnergéticaModelos de Política Energética

Modelos de OptimizaciónModelos de Optimización– Típicamente usados para identificar configuraciones de los sistemas

energéticos al mínimo costo, sujeto a varias restricciones (ej.: un límite en las emisiones de CO2)S l ió t di ti t t l í b d t l ti– Selección entre distintas tecnologías basado en sus costos relativos.

Modelos de SimulaciónDe comportamiento y Equilibrio

Simula la conducta de los consumidores y productores bajo determinadas señales (ej.: precios, ingresos, políticas). Pueden no tener una conducta “óptima”.Típicamente utilizan iteraciones sucesivas para encontrar un p pequilibrio de mercado entre Demanda-Oferta.

Modelos de Simulación de Coeficientes TécnicosEn lugar de simular decisiones que supondría representar la racionalidad de los consumidores y productores usaracionalidad de los consumidores y productores, usa explícitamente cálculos de salidas de dichas decisiones y examina las implicancias de un escenario. La principal función de estas herramientas es manejar datos y resultados. Apropiado para la utilización de la técnica de escenarios.

Modelos Híbridos combinan elementos de los dos enfoques

LEAP (L E Alt ti Pl i S t )

I. IntroducciónI. Introducción

LEAP (Long-range Energy Alternatives Planning System)su principal objetivo consiste en brindar un soporteintegrado y confiable, para el desarrollo de estudios deplaneamiento energético integral y de mitigación de GEIplaneamiento energético integral y de mitigación de GEI.Con este modelo se puede representar la matrizenergética.

Es un modelo de simulación, del tipo “bottom-up” yconsiste esencialmente en un modelo energético-ambientalbasado en escenarios, del tipo “demand-driven”.

Frente a un determinado escenario de demanda final deFrente a un determinado escenario de demanda final deenergía, LEAP asigna los flujos energéticos entre lasdistintas tecnologías de abastecimiento energético, calculael uso de los recursos, impactos ambientales y detecta, p ynecesidades de ampliación de los procesos de producciónde energía, así como los costos asociados.

Desarrollado por el Stockholm Environment Institute (SEI US)

I. IntroducciónI. Introducción

Desarrollado por el Stockholm Environment Institute – (SEI-US).

Su primer versión data de 1975. A fines de los ´90 el modelo fueactualizado, (migra de DOS a Windows). Incorporación de una serie deherramientas de planificación energética Actualizado por el SEI US y unaherramientas de planificación energética. Actualizado por el SEI-US, y unaserie de instituciones académicas internacionales, entre ellas FundaciónBariloche.

El d l á d 8000 i t d l d di t ib idEl modelo posee más de 8000 usuarios en todo el mundo, distribuidos enmás de 191 países.

Ha sido seleccionado por 85 países No Anexo I para llevar a cabot di d iti ió GEIestudios de mitigación GEI.

En 2003 se crea la iniciativa COMMEND, (Comunidad Mundial de ExpertosEnergéticos), coordinada por el SEI-US. Ofrece acceder a las novedadesdel modelo, oportunidad de capacitación y compartir experiencias deaplicaciones así como sugerencias de mejoras vía WEB.

Fundación Bariloche, es el punto focal para la difusión y capacitación enp p y pel uso del LEAP para América Latina y el Caribe. Desarrolló 9 Talleresregionales en Bariloche, 2 Talleres internacionales en Egipto y Tailandia ydiversos talleres “in country” sobre la aplicación del LEAP en estudios deProspectiva Energética y Mitigación al cambio climático para ALyC.

LEAP Mapa de Usuarios

Estudios seleccionados con LEAP

APEC Energy Demand and Supply Outlook (2006)

Chi ’ S t i blChina’s Sustainable Energy Future (2003)

America’s Energy Choices (1991)

Toward a Fossil Free Energy Future: The Next Energy Transition (1992)

Prospectiva Energética de America Latina y el Caribe (2005)

ImplementingImplementing Renewable Energy Options in South Africa (2007)

Estado y Difusión del LEAP

Disponible y sin cargo para instituciones académicas ygubernamentales localizadas en países en vías dedesarrollodesarrollo.

Descarga desde www.energycommunity.orgDescarga desde www.energycommunity.org

Soporte Técnico [email protected]

Se requiere un Nombre de Usuario y una Contraseñapara disponer del modelo en su versión completa. Luegopara disponer del modelo en su versión completa. Luegode completar y enviar el formulario de inscripción aCOMMEND, se le asignará al usuario una contraseña laque le permitirá acceder al contrato de licencia del LEAPque le permitirá acceder al contrato de licencia del LEAPy bajarlo desde Internet.

II. Descripción del ModeloII. Descripción del Modelo

LEAP se enmarca dentro del conjunto de Modelos denominados deSimulación con Coeficientes Técnicos. En lugar de simulardecisiones que supondría representar la racionalidad de losdecisiones que supondría representar la racionalidad de losconsumidores y productores o buscar una solución óptima, usaexplícitamente cálculos de salidas de dichas decisiones y examinalas implicancias de un escenario.p

La lógica global del LEAP es clara, lo que hace que el modelo seatransparente.transparente.

Esto le posibilita al usuario representar fácilmente el sistemaenergético a analizar y de ese modo visualizar claramente suenergético a analizar, y de ese modo visualizar claramente sufuncionamiento e identificar las implicancias de los escenariosplanteados, del tipo “Qué pasaría si” (“What if”), así como losimpactos derivados de cambios estructurales.impactos derivados de cambios estructurales.


Los escenarios están basados en la presentacióndetallada de la forma en que la energía es consumida,

tid d id ió b j l t lconvertida y producida en una región, bajo el controlde un rango de supuestos alternativos sobrepoblación, desarrollo económico, tecnologíasdisponibles y precios (variables explicativas)disponibles y precios (variables explicativas).

LEAP posee una flexible estructura de manejo dedatos y definición de procesos esto permite undatos y definición de procesos, esto permite unanálisis amplio en cuanto a especificacionestecnológicas y detalles de demandas de uso final.

Permite representar desde el simple recuento sobreuna estructura de balance energético hasta eldesarrollo de sofisticados sistemas de simulación deldesarrollo de sofisticados sistemas de simulación delsector. Veremos ejemplos.


LEAP, aunque puede ser usado para identificarescenarios de mínimo costo (en conjunto conotros modelos) no genera automáticamenteotros modelos), no genera automáticamenteescenarios de equilibrio de mercado.

Las ventajas más importantes de LEAP son suflexibilidad y facilidad de uso, permitiéndole alusuario pasar rápidamente del planteo de políticasenergéticas y ambientales, al análisis de susefectos sin tener que utilizar modelizacionesefectos, sin tener que utilizar modelizacionescomplejas y analizar los impactos de cambiosestructurales.


¿Qué¿Qué sese puedepuede hacerhacer concon LEAP?LEAP?¿Qué¿Qué sese puedepuede hacerhacer concon LEAP?LEAP?

A áli i d líti étiA áli i d líti étiAnálisis de políticas energéticasAnálisis de políticas energéticasAnálisis de políticas ambientalesAnálisis de políticas ambientalesPlaneamiento energético integradoPlaneamiento energético integradoEstudios de Mitigación GEIEstudios de Mitigación GEI

R t ióR t ió d ld l Si tSi t E étiE éti T t lT t l

II. Descripción del ModeloII. Descripción del ModeloRepresentaciónRepresentación deldel SistemaSistema EnergéticoEnergético TotalTotal

DemandaDemanda:: evaluaciónevaluación detalladadetallada dede lala composicióncomposición dede lala demandademanda porpor sector,sector,subsector,subsector, usosusos finalesfinales yy equipamientosequipamientos.. CrecimientoCrecimiento dede lala demandademandadeterminadodeterminado porpor laslas relacionesrelaciones dede competenciacompetencia entreentre combustiblescombustiblesdeterminadodeterminado porpor laslas relacionesrelaciones dede competenciacompetencia entreentre combustibles,combustibles,intensidadesintensidades energéticasenergéticas equipamientosequipamientos dede transformacióntransformación yy cambioscambiosestructuralesestructurales definidasdefinidas porpor elel usuariousuario..

TransformaciónTransformación:: evaluaciónevaluación detalladadetallada dede lala configuraciónconfiguración deldel sistemasistema dedef tf t t lt l f tf t D fi i ióD fi i ió dd d t lld t ll dd ll t tt t ddofertaoferta actualactual yy futurafutura.. DefiniciónDefinición dede detalledetalle dede laslas estructurasestructuras dede

transformacióntransformación definidasdefinidas porpor elel usuariousuario.. DisponibilidadDisponibilidad dede algoritmosalgoritmosflexiblesflexibles queque permitanpermitan definirdefinir múltiplesmúltiples entradasentradas yy salidassalidas talestales comocomo enen losloscasoscasos dede cogeneracióncogeneración dede calorcalor yy electricidadelectricidad..

RecursosRecursos:: representaciónrepresentación simplesimple dede recursosrecursos renovablesrenovables yy nono renovablesrenovables..

MedioMedio AmbienteAmbiente:: representaciónrepresentación dede laslas emisionesemisiones GEIGEI deldel sectorsector energéticoenergético yyrestoresto dede sectoressectores deldel INVGEIINVGEI

BalanceBalance oferta/demandaoferta/demanda:: presentaciónpresentación completacompleta deldel balancebalance energéticoenergéticoproyectadoproyectado..

C tC t áli iáli i dd ll tt ll i d di d d dd ii ti lti lCostosCostos:: análisisanálisis dede loslos costoscostos parapara lala sociedadsociedad dede unun escenarioescenario enen particularparticular

Datos DemográficosDatos Demográficos Datos Macro - económicosDatos Macro - económicos

LEAP - Flujo de Cálculos

Datos DemográficosDatos Demográficos Datos Macro económicosDatos Macro económicos

Análisis de DemandaAnálisis de Demanda

Escenarios EnergéticosEscenarios Energéticos

Análisis de DemandaAnálisis de Demanda

Diferencias estadísticasDiferencias estadísticas

AnálisisAnálisisCargasCargas

Variación de StockVariación de Stock

Análisis de TransformaciónAnálisis de Transformación AnálisisIntegradoCosto –

Beneficio

AnálisisIntegradoCosto –

Beneficio

Cargas Ambientales

(emisión de

contaminantes)

Cargas Ambientales

(emisión de

contaminantes)

Análisis de emisión del sector Análisis de emisión del sector

Análisis de RecursosAnálisis de Recursos

no energéticono energético

Externalidades AmbientalesExternalidades Ambientales

El Arbol II. Descripción del ModeloII. Descripción del Modelo

Es la principal estructura de datos para organizar la información y el modelo y para y y pvisualizar resultados.

Los Iconos indican el tipo deLos Iconos indican el tipo de datos (ej.: categorías, usos, tecnologías, combustibles y efectos)efectos).

El usuario puede editar la pestructura de datos y armarla en función de la información disponible.p


Vista Principal del Modelo

III. III. Datos requeridos para su aplicaciónDatos requeridos para su aplicación

Información Requerida:

Histórica:

ÚBalance energético del año base (Neta/Útil)Parámetros tecnológicosIntensidades energéticas para procesos de usoIntensidades energéticas para procesos de usofinal y transformación energéticaInformación sobre usos de la biomasaCostos por tecnología (Opcional)Costos por tecnología (Opcional)Costos de los distintos productos energéticos(Opcional)Coeficientes ambientales nacionales (Opcional)Coeficientes ambientales nacionales (Opcional)

III. III. Datos requeridos para su aplicaciónDatos requeridos para su aplicación

Información Requerida:

P tiP tiProspectivaProspectiva::

• Información de escenarios socio-económicos yInformación de escenarios socio económicos yenergéticos cubriendo los aspectos planteados enla información histórica (año base)

• Información sobre los cambios estructurales quese pretende simular hacia el futuro, tales como,procesos de sustitución entre energéticos,p ocesos de sust tuc ó e t e e e gét cos,inclusión de nuevas tecnologías de oferta;elementos que deben estar incluidos en losescenarios

IV. IV. Resultados a obtener del ModeloResultados a obtener del Modelo

Prospectiva de la Demanda Energética

Prospectiva de la Oferta Energética

Impacto sobre los RecursosImpacto sobre los Recursos

Impacto Ambiental

Proyección de los Balances Energéticos

Evaluación del impacto de medidas de Mitigación en elSector EnergéticoSector Energético

El horizonte de modelización:: mediano a largo plazo con pasoanualanual

V. V. Recientes aplicaciones realizadas por FBRecientes aplicaciones realizadas por FB

1. Estudio Integral energético de Perú. OTERG-Ministerio de Energía. 2001

2. Prospectiva de la Demanda energética en República Dominicana. Consejo Nacional deEnergía. 2003

3. Prospectiva energética del CONO SUR. OLADE. 2005

4. Segunda Comunicación Nacional para UNFCCC. Componente B. Mitigación a través deldesarrollo de la utilización de Energías Renovables. Secretaría de Medio Ambiente de laRepública Argentina 2006República Argentina. 2006

5. Prospectiva de la Demanda y Oferta energética de la República Argentina. Secretaría deEnergía de la Nación. 2007

6 E t di d l Lí d B d l d éti lt ti l t i t l6. Estudio de la Línea de Base del mercado energético y su alternativa, el costo incrementaldel Proyecto, y la reducción esperada de las emisiones. Secretaría de Energía de laRepública Argentina. 2007.

7. Argentina: Diagnóstico, Prospectivas y lineamientos para definir Estrategias posiblesante el Cambio Climático Comercializadora de Energía del MERCOSUR 2008ante el Cambio Climático. Comercializadora de Energía del MERCOSUR. 2008

8. El Salvador: Estudio de Mitigación del Sector Energía, ante el Cambio Climático.Componente de la 2CN. 2009.

9 C C í é9. CEPAL: Fortalecimiento de Capacidades para el Diseño de Políticas Energéticas.Estudios de caso: Paraguay, Chile, Colombia y Uruguay. En desarrollo.

1. Estudio Integral energético de PerúV. V. Recientes aplicaciones realizadas por FBRecientes aplicaciones realizadas por FB

11 sub-sectoresde consumo final

14 sub-sectoresde Oferta


4 sub-regiones anivel del consumofinal

9 usos finales en

3 niveles de ingreso

el Residencial

7 fuentesé i

gen el Residencial energética en

el uso cocción

6 efectosambientalesen el uso deen el uso dela Leña


11 procesos parala generación deelectricidad

Cada uno de elloscon suscaracterísticastécnicas yyambientales

V. V. Recientes aplicaciones realizadas por FBRecientes aplicaciones realizadas por FB1. Estudio Integral energético de Perú

Información de Base

Balance en energía útilI f ió d t ll d d l t l í d l Of t étiInformación detallada de la tecnología de la Oferta energéticaInformación de Reservas y Potencial de recursos renovablesInventario de Gases de Efecto InvernaderoEscenarios socio económicos y energéticos a 15 añosEscenarios socio-económicos y energéticos a 15 años

Resultados del EstudioResultados del Estudio

Evolución de la Demanda y la Oferta bajo dos escenarios (Tendencial y Alternativo)Impacto sobre los RecursosCostos del Plan (calculado exógenamente)Impacto AmbientalP ió d l B l E étiProyección de los Balances Energéticos

2. Estudio Línea de Base ArgentinaV. V. Recientes aplicaciones realizadas por FBRecientes aplicaciones realizadas por FB


Aperturasectorialdiferenciadadiferenciadade acuerdo ainformacióndisponible

2. Estudio Línea de Base ArgentinaV. V. Recientes aplicaciones realizadas por FBRecientes aplicaciones realizadas por FB

Factores deemisiónnacionales

3. Estudio Mitigación El SalvadorV. V. Recientes aplicaciones realizadas por FBRecientes aplicaciones realizadas por FB


Aperturasectorialdiferenciadadiferenciadade acuerdo ainformacióndisponible

3. Estudio Mitigación El SalvadorV. V. Recientes aplicaciones realizadas por FBRecientes aplicaciones realizadas por FB

Análisisindividual yen formaen formasimultáneade diversasmedidas deMitigaciónMitigación

VI. ConclusionesVI. Conclusiones

LEAP responde a un enfoque de modelizaciónflexible, las relaciones básicas están todas,representadas en términos físicos cuantitativos nosofisticados.En función de la información de base disponible, elmodelo permite simular y analizar los impactos deuna política energética con mayor o menor gradouna política energética con mayor o menor gradode detalle.Permite interactuar con otros modelos, introduciendoen LEAP sus resultados. Por ejemplo, se puedeincorporar en LEAP los resultados de un análisis deexpansión del sector eléctrico basado en modelos deexpansión del sector eléctrico basado en modelos deoptimización.

VI. ConclusionesVI. Conclusiones

Analiza los flujos de energía dentro de una región oentre la región y el resto del mundo.g y

Recomendado para el análisis en detalle de laRecomendado para el análisis en detalle de lademanda del uso final de energía por tipo de usuarioy para analizar el impacto de cambios

t t lestructurales.

VII Descripción detallada del ModeloVII Descripción detallada del ModeloVII. Descripción detallada del ModeloVII. Descripción detallada del Modelo

Capacidades del ModeloCapacidades del ModeloDemanda de Energía:

– Se analiza desde un punto de vista jerárquico (nivel de actividad x intensidad energética).

– Elección de metodologías (energía neta, energía útil).– Modelo óptimo para analizar la rotación de stock.

Transformación:– Simulación de cualquier sector de transformación (generación eléctrica, transmisión y

distribución, refinerías de petróleo, producción de carbón vegetal, extracción de bó i l t ió d t ól d ió d t l t )carbón mineral, extracción de petróleo, producción de etanol, etc.)

– Despacho del sistema eléctrico en base curvas de carga (opcional).– Modelización tanto exógena como endógena de la capacidad de expansión.

Recursos Energéticos:– identificación de los requerimientos, producción, abastecimiento, importación y

exportación.Costos:

– Costos de todo el sistema: capital, O&M, combustibles, costos de energía ahorrada, externalidades medio ambientalesexternalidades medio-ambientales.

Medio-Ambiente:– Todas las emisiones e impactos directos del sistema energético.– Emisiones No-energéticas y sumideros.

B l E étiBalances Energéticos:– Elaboración y proyección de balances

Menu Principal

Vista Principal del ModeloView bar usado para cambiar las vistas (se puede ocultar) Barra de Herramientas

principal, brinda acceso a datos comunes (combustibles,

f f )referencias, efectos) y funciones comunes (salvar, area nueva, etc.)

Expresiones del Modelo

Arbol usado para organizar los datos de la estructura del LEAP

R lt d

Barra de estado, muestra el area en la cual se esta trabajando (Freedonia S)

Resultados Intermedios como Gráficos o Tablas

B d Vi t G lBarra de Vista General

Vista de Análisis: Es la principal vista del LEAP: es donde se crean las estructuras de los datos, el modelo y los escenarios.

Vista de Resultados: es donde se pueden examinar los resultados de los escenarios en forma de gráficos y/o tablas.

Vista de Diagrama: Automáticamente genera el “Reference Energy System” mostrando el flujo de energía del area en estudio.

Balances Energéticos: muestra el balance energético del sistema energético en análisis para un año en particular.análisis para un año en particular.

Vistas Resúmenes: muestra las comparaciones del análisis costo-beneficio de los escenarios y otros reportes diseñados por el usuario.

Vistas Generales: donde se agrupan múltiples gráficos con fines de crear una presentación, según el criterio del usuario.

TED: Technology and Environmental Database – características tecnológicas, costos e impactos ambientales de aprox. 1,000 tecnologías energéticas.

Notas: donde el usuario documenta sus datos y los modelos utilizadosNotas: donde el usuario documenta sus datos y los modelos utilizados

Modelización a Dos niveles1. Los cálculos físicos básicos son manejados internamente

por el modelo (demanda de energía, oferta energética, renovación del stock, despacho eléctrico y capacidad de expansión necesidades de recursos costos emisionesexpansión, necesidades de recursos, costos, emisiones, etc.).

2. Modelos adicionales pueden ser incorporados por el usuario (ej.: el usuario puede especificar la penetración deusuario (ej.: el usuario puede especificar la penetración de una fuente en función de su precio, el nivel de ingreso y la política energética).– El usuario puede especificar expresiones matemáticas como las

tili d h j d ál l d t d d fi i l d t lutilizadas en hojas de cálculo y de este modo definir los datos y los modelos, describiendo como las variables pueden cambiar a lo largo del tiempo en los escenarios.

– Las expresiones pueden variar desde un simple número a complejas fórmulas matemáticas. Para ello se hace uso de: 1. funciones matemáticas, 2. valores de otras variables, 3 funciones para especificar como una variable que puede cambiar en el3. funciones para especificar como una variable que puede cambiar en el

tiempo, o4. links con hojas de cálculo externas.

Análisis de Demanda en LEAPAnaliza consumos energéticos, así como los costos y las emisiones asociadas en una región.

La Demanda esta organizada dentro de una estructura arborescente jerárquicaarborescente jerárquica.

Típicamente organizado por sector, subsector, uso-p g pfinal y artefacto.

fPermite aplicar diferentes metodologías:– Análisis de Usos-Finales: Energía = Nivel de Actividad x

Intensidad Energética– Prospectiva Econométrica– Modelización con rotación del stock (Stock-turnover)

Un Simple Análisis de Demanda EnergéticaUn Simple Análisis de Demanda Energética en LEAP

Identificar las variables socio-económicas que “controlan” el qconsumo energético.

• Organizar la estructura del consumo energético en forma de “árbol” jerárquicoárbol jerárquico.

Ejemplo: Sectores, Subsectores, Usos finales, Combustibles/Tecnología

Por lo general, se debe especificar en nivel de actividad total o global en lo más alto del “árbol”.global en lo más alto del árbol .

Ejemplo: número total de hogares, valor agregado industrial, etc.

Desagregar el total de la actividad hacia los niveles más bajos del “árbol” (ej.: 30% de los hogares son urbanos, y de éstos el 45%árbol (ej.: 30% de los hogares son urbanos, y de éstos el 45% posee heladera).En el nivel más bajo del “árbol” especificar el combustible consumido por cada artefacto y asignar allí una intensidad p y genergética anual (ej.:10 GJ/hogar para cocción con cocinas a LPG).

Metodología para Representar la Demanda (1)Metodología para Representar la Demanda (1)

1. Análisis en Energía Final: e = a × i– Donde e=demanda energética a=nivel de actividad i=intensidadDonde e demanda energética, a nivel de actividad, i intensidad

energética final (energía consumida por unidad de actividad)– Ejemplo: la demanda energética en la industria del cemento puede

ser proyectada basándose en las toneladas de cemento producidas y la energía usada por tonelada producida. Ambas variables pueden cambiar en el tiempo.

2. Análisis en Energía Util: e = a × (u / n) – Donde u=intensidad energética en energía útil, n = eficiencia– Ejemplo: la demanda energética en los edificios cambiará en el j p g

futuro según: (1) cuanto más edificios se construyan [+a] (2) cuando la población adquiera mayor poder adquisitivo y como consecuencia acondicione más los ambientes [+u], o cuando mejore el aislamiento de los edificios [ u] o cuando la poblaciónmejore el aislamiento de los edificios [-u], o cuando la población cambie calderas menos eficientes (a diesel-oil por ej.) por otras más eficientes a gas natural o electricidad [+n].

Estructura de DemandaHogares(8 millones)

Refrigeración

Iluminación(100%)

Existente (80%, 400 kWh/yr)Urbano(30%) Eficiente (20%, 300kWh/yr)

Electrificado(100%)

Cocción(100%)

(80%)

Rural(70%)

Otros

Electrificado(20%)

Otros(50%)

No-Electrificado(80%)

• El árbol es la principal estructura de datos utilizada para organizar la información y los modelos, así como para visualizar los resultados.

• Los iconos indican el tipo de datos (ej.: categorías, tecnologías, combustibles y efectos ambientales).

• El usuario puede editar el árbol en la pantalla utilizando funciones (copy, paste, drag & drop).

• La estructura puede ser detallada y orientada al uso-final, o muy agregada (ej.: sector por combustible).

• Los detalles pueden variar de sector en sector.

Estructura de la DemandaHouseholds (2.25 million)

Heating(80%)

Lighting (100%)

Standard (80%, 400 kWh/yr)High Income (23%) Efficient (20%, 300kWh/yr)

Cooking (100%)

(80%)

Middle Income (50%)

Space Cooling

Industry(1 0)

All End Uses

Electricity (100%, 1.23 Gwhr)Natural Gas (100% 42 3 MMCF

Low Income (27%)

Chemicals(1 0 GDP index)

Space Cooling (50%)

(1.0)

A i lt

End-Uses(1.0)

M hi

Natural Gas (100%, 42.3 MMCFOil (100%, 18.5 Thousand TOE)

N T t (15% 0 5 TOE)

(1.0 - GDP index)

Wh t

Iron/Steel(400,000 tonnes)

Agriculture (1.0)

Machinery (90%)

Irrigation(40%)

New Tractors (15%, 0.5 TOE)Old Tractors (85%, 0.7 TOE)Other Equipment (20%, 0.2 TOE

Diesel Pumps Wind Pumps

Wheat(200,000 hectares)

(40%) Wind PumpsRice

Cotton

Metodología para Representar la Demanda (2)

3. Análisis del Stock: e = s × d• Donde s=stock, d=intensidad del artefacto (energía utilizada

por el artefacto). El Stock es modelado endógenamente en p ) gbase a las existentes ventajas comparativas de los artefactos, las ventas de nuevos artefactos y la tasa de obsolescencia de los mismos.Ejemplo: cuán rápido se producirá un ahorro energético• Ejemplo: cuán rápido se producirá un ahorro energético debido a la penetración de heladeras más eficientes, considerando una tasa de penetración de éstas y una rotación del stock existente?

4. Análisis del Sector Transporte: e = s × m / fe• Donde s = parque, m = kilómetros recorridos, fe = consumo

especifico (Km/litro) y e = consumo energético.especifico (Km/litro) y e consumo energético.• Permite calcular la rotación del parque vehicular. • Permite también calcular las emisiones por vehículo-km• Ejemplo: permite modelar el impacto en el consumoEjemplo: permite modelar el impacto en el consumo

energético de la penetración de vehículos de bajo consumo específico, así como sobre las emisiones.

Expresiones• Similar a las expresiones de las planillas de cálculo.

Usadas para especificar el valor de las variables• Usadas para especificar el valor de las variables.

• Las expresiones pueden ser valores numéricos o una• Las expresiones pueden ser valores numéricos, o unafórmula que produce diferentes resultados en cadaaño.

• Puede usar varios tipos de funciones, o referenciarse avalores de otras variablesvalores de otras variables.

• Pueden estar vinculadas a planillas de Excel.p

• Herencia de un escenario a otro.

Algunos ejemplos de Expresiones

Número Simple– Calcula un valor constante en cada año de los

escenarios. Fórmula SimpleFórmula Simple

– Ejemplo: “0.1 * 5970”Tasa de Crecimiento (Growth Rate)

– Ejemplo: “Growth(3.2%)”– Calcula crecimiento exponencial en el timepo.

Función Interpolar– Ejemplo: “Interp(2000, 40, 2010, 65, 2020, 80)”– Calcula cambios graduales entre valoresg

Función Escalón (Step Function)– Ejemplo: “Step(2000, 300, 2005, 500, 2020, 700)”– Calcula cambios discretos entre años particulares

C i i t C (G thA )Crecimiento Como (GrowthAs)– Ejemplo: “GrowthAs(Income,elasticity)– Calcula años futuros usando el valor del año base de

la rama y la tasa de crecimiento de otra rama. Muchas otras!

Edición de Expresiones

Existen cuatro modos para editar una expresión:

– Tiperala direcamente en el La etiqueta iluminada indicap

campo de expresiones en Analysis View.

– Seleccionar una función(Interp Growth Remainder

iluminada indica la variable que esta observando

(Interp, Growth, Remainder, etc.) a partir de las expresiones del modelo.

– Usando el Time-Series Wizard para introducir gráficamente funciones de serie de tiempo o links con planillas en Excel. Las expresiones

A l i diLas expresiones

Nplanillas en Excel.– Usando el Expression

Builder: una herramienta de propósito general del tipo drag & d i

en Azul indican que son propias del escenario bajo análisis

en Negro corresponden al escenario Parent”

& drop para crear expresiones.

C t ió d E iConstrucción de ExpresionesÁrea de edición d lde las expresiones

Haga Click aquí para incluir enpara incluir en las expresiones las funciones seleccionadas

Cada funciónCada función está documentada

La barra de herramientasherramientas brinda un rápido acceso a operaciones matemáticas

El Ti S i Wi dEl Time-Series Wizard

Tres diferentes modos de Importar información desde Excel

Copiar (copy) un rango de datos desde Excel (Ctrl-V) y l ( t ) LEAP i (Ct l V) Si lluego pegar (paste) en LEAP expression (Ctrl-V). Si el rango tiene mas de dos columnas e incluye años en la primer fila/columna, entonces LEAP automáticamente creará una función “Interp” para aquellos años/valores. Si t i ú i fil / l LEAP i á lSi tuviera una única fila/columna, LEAP sugerirá los años.

Usando el Time-Series Wizard para importar datos o crear un vínculos dinámico p pcon un rango nombrado en una planilla Excel. Si importa como vinculos dinámico, LEAP automáticamente actualizará cada vez que la planilla sea modificada y salvada.

Usando el Menu Análisis: Funciones para Importar desde Excel & Exportar• Usando el Menu Análisis: Funciones para Importar desde Excel & Exportar a Excel:i. Exportar a una archivo de Excel en blanco conteniendo la estrucutra de datos y

variables armada en LEAP. ii. Agregar sus propios datos dentro de la planilla.iii. Importar esta planilla en LEAP y automáticamente LEAP importa ajustando los

valores, unidades, datos y expresiones.

Ramas del ÁrbolCategoría: ramas usadas principalmente para organizar otras ramas dentro de una estructuraCategoría: ramas usadas principalmente para organizar otras ramas dentro de una estructura jerárquica. Uso- Final (End-use): estas ramas se refieren a situaciones donde las intensidades energéticas están especificadas para un uso final agregado, en lugar de estar especificadas para un combustible y artefacto determinado. Se usa principlamente cuando se efectuan análisis en términos de energía útil.a te acto dete ado Se usa p c p a e te cua do se e ectua a á s s e té os de e e g a útTecnología: estas ramas son usadas para representar el consumo final de energía a nivel de los artefactos, por lo tanto al seleccionar este tipo de rama el usuario deberá también seleccionar el combustible utilizado. Las tres metodologías básicas con que cuenta LEAP para analizar la Demanda, están representadas por estos tres iconos::

– Análisis por Nivel de Actividad, en el cual el consumo de energía es calculado como el producto de un Nivel de actividad y una intensidad energética anual (energía usada por unidad de actividad).

– Análisis de Stock, en el cual el consumo de energía es calculado analizando el stock actual y proyectado de los artefactos que usan energía, y la intensidad energética anual de cada artefacto.

– Análisis de Transporte, en el cual el consumo de energía es calculado como el producto del número de vehículos, la distancia anual viajada por vehículo y el consumo específico por vehículovehículo.

Variables Principales (Key Assumptions) son ramas que se utilizan para indicar variables independientes (demográficas, macroeconómicas, etc.)En las ramas de Transformación, las ramas de combustibles indican el insumo energético, los insumos auxiliares y los output de cada módulo de transformación En los Recursos estos indicaninsumos auxiliares y los output de cada módulo de transformación. En los Recursos, estos indican recursos primarios y secundarios que son producidos, importados y exportados en el área en estudio. Efectos, se trata de ramas que indican lugares donde hay cargas ambientales (emisiones) que luego LEAP calcula.

Escenarios en LEAPElaboración de un conjunto de hipótesis coherentes acerca de cómo evolucionará un sistema energético a lo largo del tiempo bajo unas particulares circunstancias socio-económicas y bajo una particular política energética.p p gHerencia, permite al usuario crear escenarios jerárquicos que heredan expresiones por defecto de sus escenarios “parent o relacionados”.T d l i h d i f ió d l C t A tTodos los escenarios heredan información del Current Accounts(Año Base) minimizándose de este modo el ingreso de datos y permitiendo retener supuestos comunes en una familia de escenarios.Multiple Herencia, permite a los escenarios heredar expresiones de más de un escenario “parent”. Util para examinar medidas individuales de política energética, las cuales pueden ser combinadas para crear escenarios integradoscombinadas para crear escenarios integrados. En LEAP el comando Gestionar Escenarios es usado para organizar escenarios y especificar la herencia múltiple.En Vista de Análisis, las expresiones están coloreadas en formaEn Vista de Análisis, las expresiones están coloreadas en forma de código para mostrar cuales expresiones han sido ingresadas explícitamente en el escenario (azul), y cuales son heredadas del “parent” escenario (negro).

Gestionar EscenariosGest o a sce a os

El Arbol muestra la estructura de las herencias del escenario

Las abreviaciones entre paréntesis corresponden a otros escenarios heredados

F ti & B k ti

?Hacia dónde esta yendo la sociedad?

Forecasting & Backcasting

?yforecast

?

b k t

Dónde queremos que vaya? Cómo llegaremos allí?

backcast

Tres Típicos abordajes para modelizar la Demanda en LEAPDemanda en LEAP

Bottom-Up/End-UseTop-down/EconométricoModelos DesdobladosModelos Desdoblados

Modelización Bottom-Up/Uso-Final

Contabilización ingenieril detallada para todos los sectores/subsectores/usos-finales/artefactos que consumen energía.Pros:

– Provee un entendimiento fundamental acerca de cómo la energía es usada en la economía: por lo tanto esenergía es usada en la economía: por lo tanto es probablemente el mejor abordaje para pensar en transiciones de largo-plazo.

– Es el mejor abordaje para capturar los impactos de cambios estructurales y políticas tecnológicas, basadas y p g ,en mejoras de la eficiencia energéticas, entre otras.

Contras: – Intensivo en información.

Altamente dependiente de los expertos energéticos para– Altamente dependiente de los expertos energéticos para la estimación de tendencias e hipótesis.

– Difícil para capturar impactos de políticas fiscales (ej.: Carbon tax).

Modelización Top-down/Econométrico

Es una abordaje más agregado, a menudo con el consumo de energía abierto sólo en sectores y g ycombustibles.Requiere menos información pero se basa en series de tiempo históricas que deben ser confiables.La prospectiva de los consumos se efectua usando simples tendencias históricas o utilizando relaciones econométricas agregadas (PBI, precios, etc.)Pros:Pros:

– Puede capturar impactos de corto plazo de políticas de precios (ej.:Carbon tax)

Contras: – No es adecuado para escenarios de largo plazo, dado que

las variables exógenas (ej.: precios) son en si mismas poco conocidas. No es adecuado para examinar políticas basadas en cambios tecnológicos.basadas en cambios tecnológicos.

Modelos DesdobladosEs un abordaje híbrido: consiste en un escenario debase cuya prospectiva se efectua utilizando elabordaje top-down. Escenarios alternativos sonmodelizados, tal como medidas de políticas que, p qreducen la demanda de energía en el tiempo.En LEAP, éstas son ingresadas como “cargas”negativas del consumo: por lo tanto substraedemanda del escenario de base en cada sectordemanda del escenario de base en cada sector.Pros:

– Requiere menos información que el abordaje deluso final, pero permite capturar los efectos de

líti b d bi t ló iuna política basada en cambios tecnológicos(cosa que no puede el abordaje del tipo top-down).

Contras:– Al no tratarse de un modelo completo del tipo

use-end, no permite visualizar como cambiaráen el largo plazo la estructura del sistemaenergético. Su uso es limitado a situacionesgdonde las medidas implican cambios menores,respecto del escenario de base.

Análisis del Sector Transformación

Objetivo: conversión de la energía, transmisión, distribución y extracción de recursos.Simulación basada en la Demanda y en conceptos ingenierilesSimulación basada en la Demanda y en conceptos ingenieriles (no hay retro-alimentación oferta-demanda).Dos niveles jerárquicos: “modulos” (sector de transformación), cada uno contiene uno o más “procesos” (tecnologías)cada uno contiene uno o más procesos (tecnologías). Sistema amigable para la carga de datos, y elección de los métodos para la simulación del despacho para alcanzar los picos de potencia requeridosde potencia requeridos.Capacidad de expansión Exógena y/o Endógena. Capacidad endógena agregada en los escenarios para mantener el margen de reserva planificada Curvas de Ofertade reserva planificada. Curvas de Oferta.Calcula importaciones, exportaciones y requerimientos de recursos primarios.Identifica costos y cargas medio ambientalesIdentifica costos y cargas medio-ambientales.

Modulos de TransformaciónFuenteauxiliar

F t d P F t i dFuente de Proceso Fuente ingresadasalida (despacho, eficiencia)

Fuente ingresada

Fuente de Proceso Fuente ingresadasalida (despacho, eficiencia)salida (despacho, eficiencia)

Módulo Fuente ingresada(Propiedades)

Fuente de Proceso Fuente ingresadasalida (despacho, eficiencia)

Fuente ingresada

Fuente de Proceso Fuente ingresadasalida (despacho, eficiencia)

Fuente ingresada

Fuente de Proceso Fuente ingresadaFuente de Proceso Fuente ingresadasalida (despacho, eficiencia)

Fuente ingresada

FuenteCo-producto auxiliar

Ej.: Calor

Simulación de la Generación Eléctrica

Hay dos temas a considerar:

1. Expansión de la Capacidad: ¿Qué capacidad incorporar y cuando construirla? p p y(MW)

2. Despacho: Una vez construída, ¿Cómo deberían ser operadas las plantas? (MW-Hr)

Expansión de la CapacidadHay dos modos para especificar la actual yHay dos modos para especificar la actual y

futura capacidad:

1. Capacidad Exógena: el usuario especifica la capacidad actual y futura, así como loscapacidad actual y futura, así como los retiros.

2. Capacidad Endógena: el usuario especifica p g pel tipo de plantas a ser construidas y LEAP decide cuando agregar esas plantas a fin de mantener un determinado margen de reserva planificado.

Nota: LEAP no es un modelo de optimización: los resultados obtenidos pueden no ser los de menor costo.

Dos Modos de Despacho

1. Modo 1: Histórico: LEAP simplemente despacha lasplantas basándose en la generación histórica

2 M d 2 Si l ió l l t d h d2. Modo 2: Simulación: las plantas son despachadas,basándose en varias reglas de despacho, desde una muysimple (% del total de la generación) hasta más

fi ti d (d h d d d é itsofisticadas (despachadas por orden de mérito o encostos de funcionamiento ascendentes)

Establecer el First Simulation Year para cada proceso, demodo de determinar hasta cuando usar informaciónhistórica y a partir de que momento el modelo usa elmodo simulación.

El usuario puede mezclar reglas o modos de despacho entreprocesos aledaños (ej.: despachar la eólica comoporcentaje para alcanzar un determinado objetivo deporcentaje para alcanzar un determinado objetivo depenetración de renovables, pero despachando el resto delas plantas en orden de mérito)

Entendiendo el Despacho

Diferentes Reglas de Despacho de losDiferentes Reglas de Despacho de los Procesos de un Módulo de Transformación

Si no se dispone de información de las Capacidad de los Procesos:

Modulo Simple no Despachado: sirve para representar procesos de pérdidas en Transmisión y Distribución No seprocesos de pérdidas en Transmisión y Distribución. No se identifica el combustible saliente, sólo el entrante y la eficiencia o las pérdidas del proceso

P P ti i ió d l P tili dPor Participación de los Procesos: se utiliza cuando no se dispone de las capacidades pero sí de la participación de cada proceso en el módulo. Ejemplo: el módulo eléctrico produce 45% de la EE con CM y el 55% con Hidro energía Sirve parade la EE con CM y el 55% con Hidro-energía. Sirve para incorporar datos de modelos exógenos al LEAP.

Diferentes Módulos de Transformación (cont.)

Si se dispone de información de las Capacidad de p plos Procesos:

En proporción a la Capacidad Disponible: en esteEn proporción a la Capacidad Disponible: en este caso el proceso es despachado de forma tal de mantener la relación entre las máximas capacidades disponibles de cada planta (capacidad * factor dedisponibles de cada planta (capacidad * factor de capacidad máximo), hasta satisfacer los requerimientos.

Producir a Plena Capacidad: en este caso el procesoProducir a Plena Capacidad: en este caso el proceso se despacha en función de la máxima capacidad sin considerar los requerimientos. Se usa este tipo de despacho en aquellos casos donde se quieren simular escenarios que generen eventuales saldos exportables.

Diferentes reglas de Despacho del Sistema EléctricoDiferentes reglas de Despacho del Sistema Eléctrico

Si se dispone de información de las Capacidad de los Procesos y de una Curva de Carga del Sistema:Procesos y de una Curva de Carga del Sistema:

En Función del Orden de Mérito (excepto en el Año Base): se ( p )usa esta opción para simular el despacho eléctrico, alcanzando la demanda anual así como la demanda instantánea de potencia en los diferentes períodos en que fue calculada la curva de carga. Las plantas se despacharán de acuerdo a su orden de mérito. En el año base las plantas son despachadas según la información consignada en dicho año. En Función del Orden de Mérito (todos los años): es igual al anterior con la salvedad de aquí se puede estimar el año base, en el caso de no estar disponible dicha información.

Diferentes reglas de Despacho del Sistema Eléctrico (cont.)

Si se dispone de información de las Capacidad de los Procesos y una Curva de Carga del Sistema, además de los Costos:

En orden Creciente de los Costos Variables: esta opción es similar a la de “orden de mérito” con la diferencia que el proceso de despacho será en orden ascedente de sus costos de operación (costos variables + costo del combustible).

Despacho de la Generación Eléctrica

Las plantas son despachadas para lograr al mismo tiempoabastecer la demanda (en MWh) asi como el pico de demandainstantáneo el cual puede variar por hora día o estacióninstantáneo, el cual puede variar por hora, día o estación.El usuario puede exógenamente especificar la duración de lacurva de carga y LEAP despachará las plantas por orden deméritomérito.Alternativamente, la forma de la curva de carga puede serespecficada para cada artefacto, de modo que la curva de cargaglobal del sistema sea calculada endogenamente por LEAP Porglobal del sistema sea calculada endogenamente por LEAP. Porlo tanto, los efectos de una política de DSM sobre la forma de lacurva de carga global, puede ser explorada por diferentesescenarios.El despacho de las plantas puede también variar por estación (ej.:para reflejar como las hidro son despachadas entre estacionessecas y húmedas).y )

Curva de Demanda HorariaHora-por-hora la curva de carga

– La Demanda de Potencia en cada hora del añoArea = Potencia (kW) x tiempo (1 hora) = Energía (kWh)– Area = Potencia (kW) x tiempo (1 hora) = Energía (kWh)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ÉÉ ÉÉ ÉÉ 8759 8760hour number in year

Duración de la Curva de Carga

Reordenar la curva de demanda horaria– Las horas en el eje de las X representa el número de j p

horas/año que la demanda es mayor o igual que un valor particular

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ÉÉ ÉÉ ÉÉ 8759 87601 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ÉÉ ÉÉ ÉÉ 8759 8760hour number in year

C d C D h Elé t iCurvas de Carga y Despacho Eléctrico100

95

Centrales de Punta

de

90

85

80

75

Centrales Intermedias

taje

del

Pic

o d 70

65

60

55

50

Centrelas de

Porc

ent

Car

ga

50

45

40

35

30Centrelas de

Base

Capacidad (MW) * Factor de Capacidad Máximo

25

20

15

10

5

Horas Acumuladas8,5008,0007,5007,0006,5006,0005,5005,0004,5004,0003,5003,0002,5002,0001,5001,0005000

5

0

Cálculos de Despacho Eléctricopara una Curva de Carga Exógena

Cálculos de Despacho Eléctricopara una Curva de Carga Endógenapara una Curva de Carga Endógena

Fórmulas para la incorporación endógena de Centrales Eléctricas en LEAP

Margen de Reserva Planificado(%) = 100 * (Capacidad Firme del Módulo(MW) - Carga Máxima) / Carga Máxima (MW)

Capacidad Firme del Módulo(MW) = Suma (Capacidad (MW) * Capacidad Disponible (%)) para todos los procesos del módulo

Carga Máxima del Sistema (MW) = Producción Total (MW-h/año)Factor de Carga (%) x 8760 (h/año)

Factor de Carga = Producción Total (MW-h/año)Carga Máxima del Sistema (MW) x 8760 (h/año)

El Factor de Carga lo calcula LEAP a partir de la Monótona de Carga.

Simulación de RefineríasUtiliza las mismas estructuras básicas de módulo que el sector Generación Eléctrica, pero generalmente presenta un único input (petróleo) y múltiples outputs (gasolina,un único input (petróleo) y múltiples outputs (gasolina, diesel, kerosene, LPG, fuel oil , etc.)Los outputs son producidos en una proporción específica, y el módulo completo es corrido por el modelo hasta ely el módulo completo es corrido por el modelo hasta el punto en el que la demanda de los “derivados prioritarios” es alcanzada (asumiendo que el módulo tiene capacidad suficiente)suficiente). Otros derivados son considerados sub-productos y pueden o no ser producidos en cantidades suficientes.Se deben utilizar las reglas de simulación del LEAP para instruir al modelo acerca de lo que debe hacer en caso de existir superavit de producción de algunos derivados p p g(export or waste) o deficit (importar o ignorar).

Simulación de una Refinería Simplep

Módulos de Transformación con Retroalimentación

2. Vista de ResultadosDiferentes categorias de reportes son disponibles para las diferentes ramas.

La misma estructura usada para navegar a traves de los resultados y ver mas o menos informacion detallada.

Reportes diseñados visualmente seleccionando los datos para el eje X y las leyendas.

3. Vista Diagrama“Zoom in” provee mas informacion detallada sobre el modulo. Resalta informacion

sincronizada con las ramas del arbol en otras vistas.

Vistas Diagrama puede ser usado para ver el flujo de energia del sector de transformacion.

Ejemplos de Modulos de Transformación: Generación Eléctrica

4 B l E éti4. Balance Energético

Balances EnergéticosEs un sistema de contabilización que describe los flujos de energía a través de la economía, durante un período dado.

Consumo No energético (petroquimica,

f tili t t )Importaciones

Sector de transformación

Pérdidas y fertilizantes, etc.)Importaciones Consumos propios

P+ I − X = L +CF +CNE +DS

VariaciónExportacionesEnergía Primaria Energía Total Final Variación neta de los Stocks

ExportacionesEnergía Primaria Total Producida

Energía Total Final usada en sectores de consumo

Ejemplo del Balance Energéticode la IEA

Apertura por Sector ySector y Actividad

Apertura por fuentepor fuente energética

Balance Energético en LEAP

Los resultados son automáticamente formateados con tablas estandar para un balance energético usando en el menú: Energyestandar para un balance energético, usando en el menú: Energy Balance View.Los Balances pueden ser vistos para cada año, escenario y región en diferentes unidadesregión en diferentes unidades.Las columnas del Balance pueden ser cambiadas entre los distintos combustibles, agrupando combustibles, años y regiones.Las filas del Balance corresponden a los sectores de la DemandaLas filas del Balance corresponden a los sectores de la Demanda y los módulos de Transformación. Opcionalmente puede mostrar la demanda de los subsectores.Los Balances se presentan en cualquier unidad energéticaLos Balances se presentan en cualquier unidad energética.Los Balances pueden también mostrarse como cuadros o en formato de diagramas de energía.

Tabla de Balance Energético en LEAP

Diagrama Energético en LEAP

87

Análisis Multi-Regional

LEAP permite efectuar análisis de multi-regiones.L R i di ió t d d tLas Regiones aparecen como dimensión extra de datos.Cada region comparte una estructura arborescentebásica similar, aunque las ramas pueden ser, q pselectivamente escondidas en diferentes regiones.Todos los resultados pueden ser sumados y

t d l l d l i dpresentados a lo largo de las regiones o agregadosdentro de grupos de regionesLEAP permite simular cálculos de comercio inter-LEAP permite simular cálculos de comercio interregional, por lo tanto los requerimientos deimportaciones de las regiones se convertirán en driversde la producción y exportación en otras regionesde la producción y exportación en otras regiones.

Resultados para una Multi-Region Data Set en LEAP

5. Resúmenes: Análisis Costo-Beneficio Social en LEAP

Demanda (costos de la energía ahorrada, costo de los artefactos,

otros costos no energéticos)

• Perspectiva Social de los costos y beneficios (ej.: costos económicos no análsis financiero). Evitar la contabilización

Transformación• Evitar la contabilización

doble, delimitando barreras acerca del análisis.

• El análisis de Costo-

(costos de capital y O&M)

a á s s de Costobeneficio calcula el Valor Presente Neto (VPN) de las diferencias entre los costos de dos escenarios.

Costos de los recursos energéticos primarios o costos de los combustibles distribuidos

• VPN suma todos los costos en todos los años del estudio descontados a un año en comun. Costos de externalidades

ambientalesambientales

Ejemplo Simple de un Análisis de Costo-Beneficio

Dos escenarios que satisfacen el crecimiento futuro de la demanda eléctrica en iluminación:

1. Caso Basef– Demanda: la demanda futura es cubierta con lámparas

incandescentes. – Transformación: el crecimiento de la demanda es cubierto con

l ili b ibl fó ilnuevas centrales que utilizan combustibles fósiles.

2. Caso Alternativo– Demanda: programa de DSM permite el incremento de la

penetración de tubos fluorescentes más eficientes (son más caros que la alternativa incandescente).

– Transformación: Menor crecimiento en el consumo energético, además de inversiones para reducir pérdidas en T&D, lo que significa requerimientos menores de generación.

Ejemplo Simple de un Análisis de Costo-Beneficio (cont.)Ejemplo Simple de un Análisis de Costo Beneficio (cont.)

El Caso Alternativo…usa lámparas más caras, (pero de mayor vida útil).

Resultado: depende de los costos, vida útil , & tasa de descuentorequiere capital extra e inversiones en O&M en el sistema de T&D del q psectro eléctrico.

Resultado: costos netos adicionalesrequiere menos cantidad de centrales eléctricas nuevas a ser

t id ( t d it l O&M)construidas (menos costos de capital y en O&M).Resultado: beneficios netos adicionales

requiere menos combustibles fósiles a ser producidos o importados. Resultado: beneficios netos adicionalesResultado: beneficios netos adicionales

produce menos emisiones (por usar menos combustibles).Resultado: beneficios netos adicionales (pueden no ser valorizados)

5. Vistas Generales

6. TED: Technology and Environmental Database

Información Cuantitativa: características t ló i t i t bi t ltecnológicas, costos e impactos ambientales de las tecnologías energéticas.I f ió C lit ti G í b lInformación Cualitativa: Guía sobre las tecnologías apropiadas para satisfacer los requerimientos basada en información derequerimientos, basada en información de páginas “web”.

Campos de la TED

Información: páginas basadas en sitios web que facilitan al usuario identificar la tecnología buscadaal usuario identificar la tecnología buscada.Datos Generales: estado actual de desarrollo, posibles aplicaciones regionales, tiempo de construcción y vida útil.Datos Tecnológicos: eficiencia/intensidad energética;Datos Tecnológicos: eficiencia/intensidad energética; materia prima y combustilbes utilizados, capacidades, factor de capacidad, etc.Datos de Costos: capital Operación & MantenimientoDatos de Costos: capital, Operación & Mantenimiento, etc..Impactos Ambientales: coeficientes e información de basebase.Notas y Referencias: vinculación a bases de datos y bibliografía detallada.

Estr ct ra de la TEDEstructura de la TEDFields

Technologies

Information Pages

Technology Data

CostData

EnvironmentalImpacts

Notes Reference

Technologies Demand

Conversion

Supply:

Database Contents

Transmission & Distribution

ppyExtraction

Distribution

Informacion basada en paginas Web, las que proveen una guia para la

Así como en el LEAP, la informacion en la TED esta organizada en forma jerarquica usando la estructura arborescente.

p g pselección de la tecnologia.

7. Notas

Ingresar Notas en cada una de las ramas del arbol, usando el procesador de texto o

Barra de herramientas para formatear Notas.

procesador de texto o copiando y pegando.

Las Notas pueden incluir, tablas, hojas de calculo, etc.

Vincula Notas con referencias bibliograficasbibliograficas almacenadas en la base de datos de referencias.

IndicadoresIndicadoresSe trata de una rama opcional en la estructura arborescente básica de LEAP utilizada para calculararborescente básica de LEAP, utilizada para calcular variables definidas por el usuario.Tal como Key Assumptions, éstas no son y pdirectamente utilizadas en los cálculos de LEAP. A diferencia de Key Assumptions, los Indicadoresson calculados luego de haberse completados losson calculados luego de haberse completados los cálculos de LEAP, por lo tanto estos pueden incluir referencias a datos y/o resultados. Se pueden utilizar una serie de Funciones de Indicadores que permiten normalizar los cálculos para generar comparaciones entre regiones ypara generar comparaciones entre regiones y escenarios (ej.: rankings, relaciones, etc.).

Terminología• Area: el sistema a ser estudiado (ej.: pais o región).• Current Accounts: los datos que describen el Año Base (primer año) del período en

estudio.• Escenario: corresponde a un conjunto consistente de hipótesis acerca del futuro partiendo• Escenario: corresponde a un conjunto consistente de hipótesis acerca del futuro, partiendo

del “Current Accounts”. El LEAP puede tener un numero ilimitado de escenarios.• Arbol: es la principal estructura organizacional del LEAP – visualmente es similar al árbol

del Windows Explorer.• Rama: es una desagregación del árbol. Esta puede estar organizando categorias,

t f t tili d l d d ód l d T f ió dartefactos utilizados en la demanda, módulos de Transformación, procesos deTransformación, variables independientes, etc.

• Variable: son los datos de una rama. Cada rama puede tener múltiples variables (ej.: unademanda tecnológica, puede tener un nivel de actividad, intensidad energética, costos yvariables de eficiencia). El tipo de variables depende del tipo de rama y de suspropiedades.

• Desagregación: consiste en el proceso de análisis del consumo energético a partir de ladesagregación de la demanda total entre los diferentes sectores, sub-sectores, usos finalesy artefactos con los cuales se consume la energía.

• Expresión: es una fórmula matemática usada en LEAP para especificar la variable dentroExpresión: es una fórmula matemática usada en LEAP para especificar la variable dentrode la rama a calcular. Las expresiones pueden ser valores simples, o fórmulas matemáticasque producen diferentes resultados en cada año de cada escenario.

• Share: (>= 0% and <= 100%). El valor de las ramas de demanda vecinas a ésta debesumar 100%.Saturation: (>= 0% and <= 100%) Se refiere al % de penetración de una actividad• Saturation: (>= 0% and <= 100%). Se refiere al % de penetración de una actividadparticular. El valor de las ramas vecinas, también defindas como “saturation”, no necesitansumar 100%. (ej.: % de saturación de hogares con el uso refrigeración)

VIII Diseño del LEAPVIII. Diseño del LEAP

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Datos GeneralesDESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Datos Generales– Definición Parámetros de Base

– Ir a GENERAL, PARAMETROS BASICOS y allí definir si seanalizará Demanda Transformación Costos Cargasanalizará Demanda, Transformación, Costos, CargasAmbientales Sector Energía, etc.

– Definir además: Año base, años de corte– Unidades por defecto– Unidades por defecto– Sistema de Costeo, etc.

– Fuentes EnergéticasDefinir la lista de los combustibles nacionales con susrespectivas características físico-químicas y la categoríade Balance a la cual pertenecerán. El LEAP presenta pordefecto una cantidad predeterminada de fuentesdefecto una cantidad predeterminada de fuentesenergéticas.

Diseño del LEAPDiseño del LEAP

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Datos GeneralesDESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Datos Generales

– Efectos AmbientalesDefinir el nombre del efecto, la categoría, y su unidad demedida. Al igual que en el caso de “Fuentes”, el LEAPpresenta por defecto una cantidad predeterminada de“Efectos”

– Crear en TED los factores de emisión específicaCrear en TED los factores de emisión específicaCrear un archivo con los factores de emisión nacionales(opcional) para Demanda y Transformación de energía ousar los provistos por defecto en el modelousar los provistos por defecto en el modelo

Diseño del LEAPDiseño del LEAPDESCRIPCIÓN DEL PROCESO: DEMANDA

– Armar las “Ramas” del “Arbol” desde elCurrent Account (Año Base). Desagregar el“Arbol” en sus diferentes “Ramas” según laginformación de base disponible.

– Definir si el análisis se realizará en energía UtilN t t io Neta y caracterizar:Nivel de ActividadIntensidad Energética Final (Neta/Util)EficienciaParticipación de las FuentesEquipamientoEquipamientoCarga Ambiental (opcional)Costos (opcional)

Diseño del LEAPDiseño del LEAPDESCRIPCIÓN DEL PROCESO: TRANSFORMACIÓN

Armar las “Ramas” del “Arbol” desde el Current– Armar las Ramas del Arbol desde el CurrentAccount (Año Base). Desagregar el “Arbol” en susdiferentes según la información de base disponible.Considerando “Módulos” y los respectivos “Procesos”y pque lo componen.

– Definir en el “Arbol”, las “Propiedades” y lascaracterísticas del “Módulo” y sus “Procesos”:y

Tipo de MóduloCapacidadesEficienciaEficienciaTecnologíaFuentes (input/output)Regla de DespachoRegla de DespachoCostos (Opcional)Impacto Ambiental (Opcional)

Diseño del LEAPDiseño del LEAPDESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Carga de Datos

Ingresar la Información del “Current Account”– Ingresar la Información del “Current Account”Ingresar la información del Año BaseControlar los consumos sectoriales con la información de baseControlar la producción de los módulos con la información de baseReproducir el Balance Energético del Año Base (control)Reproducir las emisiones GEI (Opcional)p ( p )

– Crear los EscenariosDefinir los escenarios que se analizarán con el LEAPE t bl l l i j á i t tEstablecer las relaciones jerárquicas entre estos


DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Carga de DatosDESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Carga de Datos (cont.)

– Ingresar las variables de los escenarios

Se pueden crear Variables Principales (“Key– Se pueden crear Variables Principales (“KeyVariables”), las que permiten que a través defunciones se modifiquen las proyecciones


DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: ResultadosDESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Resultados

– Correr el modelo

– Salidas a Excel y análisis de los resultados

El Modelo LEAP Presentacion Colombia 2011

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