POTENCIAL DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA CONCENTRADA EN EL ECUADOR: UNA ALTERNATIVA PARA LA COMPLEMENTARIEDAD ENERGÉTICA G 1.2 Jose Jara Alvear, Ph.D. Jorge Ortiz Mármol, M.Sc. Corporación Eléctrica del Ecuador CELEC EP jose.jara@celec.gob.ec jorge.ortiz@celec.gob.ec Generación Planeación y desarrollo sostenible

CONTENIDOS Presentación CELEC EP Introducción y problemática Objetivo Metodología Resultados Conclusiones

1.CORPORACION ELECTRICA DEL ECUADOR CELEC EP 8 Unidades de Negocio- Hidroelectricidad 4 Unidades de Negocio- Termoelectricidad 1 Unidad de Negocio- Sistema Nacional de Transmisión CAPACIDAD INSTALADA S.N.I 6412 MW CAPACIDAD INSTALADA CELEC EP 5682 MW (89%)

2.Introduccion y problemática CAMBIO DE LA MATRIZ ENERGÉTICA DEL ECUADOR: Desde 2016 transformación histórica del sector eléctrico ecuatoriano con alto aporte de energía renovable, mayoritariamente hidroeléctrica ÉPOCA LLUVIOSA:Año 2014 ÉPOCA SECA: Año 2014 68% hidro 37% hidro ÉPOCA LLUVIOSA:Año 2017 ÉPOCA SECA: Año 2017 86% hidro 72% hidro

2.Introduccion y problemática DESAFÍO DE LA PLANIFICACIÓN EN EL LARGO PLAZO: Expansión del S.N.I con alto contenido de ERNC complementaria a la hidroelectricidad, Diversificar la matriz energética, ESTIAJE ANUAL: Requerimiento incremental de generación renovable o termoeléctrica

Complementariedad Parcial 2.Introduccion y problemática DESBALANCE ENERGÉTICO VERTIENTES HIDROLÓGICAS. La expansión del S.N.I requerirá de ERNC (eólica, solar, biomasa, geotermia) y termoelectricidad Complementariedad Parcial Estiaje Nacional Relación del Potencial de las Vertientes Hidrográficas 5 a 1 veces

2.Introduccion y problemática La energía solar térmica concentrada (ESTC): Permite almacenar energía Por lo tanto es una generación gestionable frente a la solar fotovoltaica. Permitiendo así una mayor penetración de las ERNC en los sistemas eléctricos nacionales Planta Solar Lineal- Colectores Parabólicos [8]

3.Objetivos Evaluar el recurso solar para el desarrollo de ESTC en el Ecuador. Priorizar zonas para el desarrollo de ESTC complementaria a la generación hidroeléctrica. Estimar el potencial de generación con ESTC y analizar su impacto en la operación del Sistema Nacional Interconectado (SNI).

4.Metodologia Análisis espacial multicriterio (ArcGIS) Análisis de despacho óptimo de generación futuro (SDDP) Potencial e impacto de la ESTC 4.Metodologia Mapa de radiación directa Curva diaria de carga Determinación de Ahorros en la operación del SNI por la inclusión de ESTC Ubicación zonas con máxima radiación (Oct-Ene) Escenarios operativos de ESCT (curva diaria de generación) Mapa restricciones para instalación de ESTC Simulación despacho operativo futuro

5.Resultados: Recurso solar Mayor potencial: Región andina (norte y sur del país) Radiación solar directa > 4000 kWh/m2/día, Zonas sombreadas prioritarias para el desarrollo de ESTC Máxima radiación solar directa en época de estiaje (Octubre-Enero)

5.Resultados: Restricciones para ESCT Riesgo volcánico Vegetación protegida Bosques comunitarios Zonas urbanas Riesgo inundación Parques nacionales Manglar

5.Resultados: Restricciones para ESCT Escala para evaluar potencial: Muy bajo < 2000 kWh/m2/d, Bajo < 2500 kWh/m2/d, Medio < 3000 kWh/m2/d, Alto < 4000 kWh/m2/d, Muy alto < 5120 kWh/m2/d Mayor potencial Sur (Loja) y norte (Imbabura) del Ecuador Área total ≈ 25km2 Potencial teórico ≈ 980 MW (0.025 km2/MW) PME en el año 2022 exige 200 MW de ERNC Se debe desarrollar ≈50% (500MW) del potencial identificado (asumiendo Factor Carga típico de ESTC ≈ 40%)

5.Resultados: Curvas de demanda y generación Curva Diaria de Carga SNI: Demanda base: 23h00 a 08h00 Demanda media: 08h00 a 18h00 y 22h00 a 23h00 Demanda punta: 18h00 a 22h00

5.Resultados: Curvas de demanda y generación ESCENARIOS OPERATIVOS: 24 horas: potencia 0.3 pu del recurso solar pico, 200 MW 14 horas: potencia 0.52 pu del recurso solar pico, 343 MW 5 horas: potencia 1.45 pu del recurso solar pico, 960 MW

5.Resultados: Curvas de demanda y generación Cobertura de la Demanda Eléctrica SNI- Hidrología promedio, caso base PME Simulación ESTC operación 24 horas El S.N.I requeriría Energía firme adicional durante los estiajes futuros, En época lluviosa no requeriría energía adicional en la misma proporción, debido a la abundancia hidroeléctrica. De los 3 escenarios simulados (24h, 14h y 5h), la operación de 24h produjo la mayor reducción de costos operativos.

5.Resultados: Curvas de demanda y generación Reducción de Costos Operativos en el SNI por el ingreso de una Central ESTC 200 MW– (Valores en MMUSD) Año Modo de operación ESTC Base (24h) Media (14h) Punta (5h) 2023 37 20 3 2024 82 47 16 2025 52 22 2026 107 71 33 Total 308 190 74 La central ESTC operando 24h (200 MW) desplazaría generación térmica durante el estiaje, pero competiría con hidroelectricidad en época lluviosa, incluso propiciando un mínimo vertimiento en las centrales hidro. No obstante, ésta sería la mejor opción operativa, por reducción de costos operativos.

6.Conclusiones y recomendaciones Potencial teórico de aproximadamente 1 GW para desarrollar ESTC complementaria a la hidroelectricidad en el norte y sur de la región andina del Ecuador Una central de ESTC (200 MW) operando las 24h podría ahorrar hasta $USD 308 Millones USD en 4 años, debido al desplazamiento de generación termoeléctrica. La decisión final del tipo, tamaño y modo de operación de una central de ESTC deberá incluir análisis financieros y técnicos detallados no incluidos en este estudio

6.Conclusiones y recomendaciones Metodología innovadora que combina análisis espacial multicriterio y de simulación de despacho operativo futuro para la planificación de la expansión de sistemas hidrotérmico en la región. Ampliar el análisis de despacho operativo futuro incluyendo otras tecnologías renovable (eólica, solar, biomasa, geotermia, etc.) para optimizar la expansión y diversificación de la matriz energética. Analizar el impacto del almacenamiento de energía y gestionabilidad de la ESTC en la integración de otras tecnologías renovables (hidroeléctrica de pasada, eólica y solar) en el S.N.I.  

jose.jara@celec.gob.ec jorge.ortiz@celec.gob.ec SE REQUIERE EL ESTUDIO DE NUEVAS TECNOLOGÍAS, PARA CONOCER “POR QUÉ” PUEDEN SER APLICADAS, Y TAMBIÉN “POR QUÉ NO” PUEDEN SER APLICADAS EN NUESTRO MEDIO GRACIAS jose.jara@celec.gob.ec jorge.ortiz@celec.gob.ec