Evaluación de la Eficiencia Energética del Diésel con Respecto al Gas Licuado de Petróleo (GLP), para la Generación de Energía Eléctrica en el Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina
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2024-01-31
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Universidad Santo Tomás
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Resumen
Se evaluó la posibilidad de una sustitución de combustible para generar energía eléctrica en el archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina, ya que, allí se utiliza diésel el cual es altamente contaminante en cuanto a emisiones y costoso con respecto a otros combustibles, por lo que se plantea un cambio por GLP; los dos combustibles son producidos en la refinería de Cartagena y al ser líquidos requieren una logística, transporte e infraestructura similar. En primer lugar, se realizó una revisión teórica de las principales propiedades del diésel y el GLP para compararlas entre sí teniendo como eje el potencial de generación de energía eléctrica, para el caso del GLP se encontró que su poder calorífico es mayor al diésel en términos de masa, pero inferior en términos de volumen por lo que se necesita mayor cantidad de combustible para producir la misma cantidad de energía.
Con la información oficial suministrada se halló la eficiencia energética de las plantas de generación de energía eléctrica Bahía Garett de Providencia y Punta Evans de San Andrés, las cuales se encuentran en un promedio de 32,05 %; con estos datos se plantearon dos posibles escenarios de sustitución de combustible a GLP, el primero en el cual la eficiencia energética del sistema se mantiene igual y el segundo si la eficiencia energética se aumentara a 46,96% para la planta Punta Evans y 37,71% para Bahía Garett donde se lograría igualar la cantidad de galones que se utilizaban con diésel.
Seguidamente, se construyeron series históricas con los costos de compra y flete del diésel y el GLP, el costo unitario de prestación del servicio de energía eléctrica (CU) y el valor de los subsidios del servicio. Con esta información se realizaron dos escenarios para el análisis de costo beneficio; el primero de ellos, consistió en plantear la sustitución del diésel por el GLP para la generación de energía eléctrica y; el segundo, además de generar la energía eléctrica con GLP, se incluyeron en los cálculos una estabilización de precios para la compra de este combustible, por la volatilidad que presenta en el mercado.
Con base en lo anterior, para el escenario 1 son requeridos más galones de GLP para generar la energía eléctrica que demanda el archipiélago, sin embargo, el ahorro mensual en la compra del combustible estaría alrededor de COP 2.607.952.029 para la planta de San Andrés y en COP 189.768.373 para la planta de Providencia. De la misma manera, el (CU) en promedio sería 190 (COP$/kWh) más económico para los usuarios del servicio de energía eléctrica, si se utilizara el GLP en la generación de energía.
Luego se procedió a analizar las emisiones de ambos combustibles con una comparativa entre los componentes moleculares donde se observó que ambos tienen mayor proporción de carbono y en segundo lugar por hidrógeno; con los factores de emisión que fueron tomados de la calculadora FECOC establecida por la UPME, se hallaron las emisiones de CO2, CH4, N2O y SO2 para el diésel, GLP escenario 1 y GLP escenario 2, encontrando que en el caso del CO2, habría una disminución de 13,3% y 36% respectivamente; también, se pasaría de una relación 0,75 ton CO2/MWh a 0,65 ton CO2/MWh (escenario 1) y 0,48 ton CO2/MWh (escenario 2).
Abstract
The possibility of a fuel substitution was evaluated to generate electrical energy in the archipelago of San Andrés, Providencia and Santa Catalina, since diesel is used there, which is highly polluting in terms of emissions and expensive compared to other fuels, for what is proposed is a change to LPG; The two fuels are produced in the Cartagena refinery and, being liquid, require similar logistics, transportation and infrastructure. Firstly, a theoretical review of the main properties of diesel and LPG was carried out to compare them with each other, taking as its axis the potential for generating electrical energy. In the case of LPG, it was found that its calorific value is greater than diesel in terms of in mass, but lower in terms of volume, so a greater amount of fuel is needed to produce the same amount of energy.
With the official information provided, the energy efficiency of the Bahía Garett de Providencia and Punta Evans de San Andrés electric power generation plants was found to be at an average of 32.05%; With these data, two possible fuel substitution scenarios for LPG were proposed, the first in which the energy efficiency of the system remains the same and the second if the energy efficiency were increased to 46.96% for the Punta Evans plant and 37. 71% for Bahía Garett where the number of gallons used with diesel would be equal.
Next, historical series were constructed with the purchase and freight costs of diesel and LPG, the unit cost of providing the electric energy service (CU) and the value of the service subsidies. With this information, two scenarios were carried out for the cost-benefit analysis; The first of them consisted of proposing the replacement of diesel with LPG for the generation of electrical energy and; the second, in addition to generating electrical energy with LPG, a price stabilization for the purchase of this fuel was included in the calculations, due to the volatility it presents in the market.
Based on the above, for scenario 1, more gallons of LPG are required to generate the electrical energy that the archipelago demands, however, the monthly savings in the purchase of fuel would be around COP 2,607,952,029 for the San Andrés plant. and in COP 189,768,373 for the Providencia plant. In the same way, the (CU) on average would be 190 (COP$/kWh) more economical for users of the electric energy service, if LPG were used in energy generation.
Then, the emissions of both fuels were analyzed with a comparison between the molecular components where it was observed that both have a higher proportion of carbon and in second place hydrogen; With the emission factors that were taken from the FECOC calculator established by the UPME, the emissions of CO2, CH4, N2O and SO2 were found for diesel, LPG scenario 1 and LPG scenario 2, finding that in the case of CO2, there would be a decrease of 13.3% and 36% respectively; Also, a ratio of 0.75 ton CO2/MWh would go from 0.65 ton CO2/MWh (scenario 1) and 0.48 ton CO2/MWh (scenario 2).
Idioma
spa
Palabras clave
Citación
Millan García, N. A. y Rendon Tolentino, J. L. (2023). Evaluación de la Eficiencia Energética del Diésel con Respecto al Gas Licuado de Petróleo (GLP), para la Generación de Energía Eléctrica en el Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina. [Trabajo de Maestría, Universidad Santo Tomás]. Repositorio Institucional.