Análisis de la matriz energética del Ecuador publicado en el Foro Internacional Juvenil RUSIA – AMERICA LATINA: EL DIALOGO DE LÍDERES FUTUROS DE LA ESFERA NUCLEAR DE LA REGIÓN, 12 de marzo del 2024 (International Youth Forum RUSSIA – LATIN AMERICA: DIALOGUE OF FUTURE LEADERS OF THE NUCLEAR INDUSTRY OF THE REGION).
ISBN 978-5-209-12330-9 ,УДК 621.039(470:8=6)(063) ББК 31.04(2Рос+70)я43 М43
Autor: Bryan Fernando Loor Lucero
Abstracto.
El objetivo de este trabajo es analizar los diferentes actores en la matriz energética del Ecuador, como el petróleo en la producción de energía primaria, los combustibles fósiles en energía secundaria, transporte en consumo de energía y electricidad en la última década. Observando desde el final la actual crisis energética que sufre el país desde 2023 a la fecha, y también el efecto de una central nuclear sumado a la matriz eléctrica en un caso hipotético, luego se realiza una comparación con la generación de electricidad a partir de hidroeléctricas, termoeléctricas y otras instalaciones de energías renovables junto con la contaminación ambiental que cada una implica.
El autor utiliza los últimos informes estatales oficiales publicados por las respectivas entidades del gobierno ecuatoriano junto con estudios de otros países sobre las características esenciales del funcionamiento de una planta con potencia eléctrica bruta específica del reactor nuclear. Se concluye que Ecuador con una matriz energética mucho más eficiente y diversificada, influye de manera positiva en el Presupuesto General del Estado, y de manera significativa consolida su camino hacia el desarrollo.
Palabras clave: Impacto de una central nuclear en Ecuador, análisis energético, matriz energética y eléctrica del Ecuador, centrales hidroeléctricas del Ecuador, gases de efecto invernadero en Ecuador, consumo energético del Ecuador, energía nuclear en Ecuador.
Introducción
Ecuador es un país productor principalmente de petróleo, que desde 1972 se ha financiado con exportaciones de petróleo (seguidas de exportaciones de banano y camarón), siendo el protagonista más importante en el mercado ecuatoriano para la sociedad y economía [1]. Tanto es así, que el principal ingreso del estado hasta la fecha se debe precisamente a las exportaciones de petróleo [2]. La energía primaria tuvo una producción de 203 millones de barriles equivalentes de petróleo (BEP), en el balance energético nacional, el petróleo es la principal fuente con un 86,4%, seguida de la energía hidroeléctrica con un 7,5% y el gas natural con un 4,5%. Las energías renovables (excepto la hidroeléctrica) y otras energías primarias corresponden a la fotovoltaica-sol, eólica-viento, biogás, leña y productos de caña de azúcar, que en conjunto tienen una cuota de sólo el 1,6%. En el intervalo 2012-2022, la demanda continúo creciendo, excepto en 2015-2016 debido a la energía hidroeléctrica y en 2019-2020 debido a una reducción en la producción de petróleo principalmente por la pandemia.
Ilustración 1. Equivalencia energética de distintos tipos de materias primas.
En energía secundaria, el fuel oil es el principal contribuyente con el 29,2%, seguido de la electricidad con el 25,4%, el diésel del petróleo con el 16,2% y las gasolinas con el 12,9%. Entre 2012 y 2022, la demanda de energía secundaria es notablemente superior a la producción; en 2022 la demanda nacional supera aproximadamente el 25%, obligando al Estado ecuatoriano a seguir importando combustibles y lubricantes [3], con gastos mensuales de 521,6 millones de dólares entre junio de 2021 y junio de 2022; y 580,8 millones de dólares entre julio de 2022 – julio de 2023 [4]; y aumentará cada año debido a la baja capacidad de procesamiento de las refinerías del país. El consumo de energía fue de 99,9 millones de BEP y los combustibles fósiles son los más demandados con una cuota media del 80,1% entre 2012 y 2022. El consumo energético del transporte es de 49,05 millones de BEP es abismal y sigue creciendo; en relación con el consumo de energía a nivel nacional, el transporte siempre está cerca del 50%. El sector eléctrico es el segundo sector más demandado después de los combustibles.
Ilustración 2. Emisiones de Gases de Efecto Invernadero – GEI. Contaminación al Ambiente
En términos de contaminación ambiental, las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) ascienden a 41.496 Kilo toneladas de 𝐶𝑂2 equivalente; clasificando las emisiones por actividad, tenemos el transporte con el 49,8% y el sector industrial con el 11,9%; clasificando por fuente de emisión, tenemos el diésel con un 38% y la gasolina con un 27,1%, seguido del gas licuado de petróleo con un 9,4%.
Las emisiones de GEI de las centrales eléctricas en Ecuador son de 2.6 Mton de 𝐶𝑂2 o el 6,2% de las emisiones del país. En generación eléctrica tenemos la participación del combustóleo con 19% (3,951 kBEP), gas natural con 5% (1.066 kBEP), diésel con 3% (646 kBEP), petróleo con 2% (350 kBEP) y petróleo crudo reducido con 1% (120 kBEP) [3].
Situación eléctrica del Ecuador
Ilustración 3. Matriz eléctrica del Ecuador
Sumando el aporte de la generación eléctrica nacional parque e importaciones (27,69 millones de dólares), el total de energía bruta de la producción en 2022 fue de 28.404,03 Gigavatios-hora (GWh) y una demanda energética nacional de 27.561,62 GWh con una exportación de 5,83 GWh para 2019, los siguientes aumentos drásticos anuales, convirtieron a Ecuador en un país importador de electricidad. En 2022, las importaciones fueron de 465,83 GWh, o 2,4 veces superiores a las exportaciones (191,57 GWh), afectando económicamente al gobierno ecuatoriano y obligándolo a pagar precios elevados por cada kilovatio-hora (kWh) suministrado por el sector privado y países vecinos. La energía solar, eólica, biomasa y biogás que conforman la Generación No Convencional (GNC), aportó sólo el 1,15% al país gracias a la biomasa, una empresa privada que generaba el 60% de los 325,94 GWh de este sector. Sumando toda la potencia del GNC de proyectos construidos y por construir (contratos anticipados) en el país, con una inversión total de aproximadamente 600 millones de dólares se ha obtenido una producción de aproximadamente 400 megavatios de potencia y no siempre en funcionamiento.
Ilustración 4. Demanda de electricidad por provincia – (GWh)
Las provincias con mayor demanda de electricidad son Guayas y Pichincha, que en conjunto demandaron 11.037 GWh, el 49,9% del total del país [3]. El autor cree que debido al constante aumento de la población del Ecuador con una tasa de fecundidad superior a 2 y una tasa anual directamente proporcional aumenta la demanda nacional de electricidad, Ecuador necesita crear nuevas fuentes de generación de electricidad con un estricto enfoque en el costo eficiencia, en la búsqueda de aliados estratégicos para el financiamiento y en análisis ambiental; sin olvidar la inversión en transmisión y distribución de electricidad, que también genera pérdidas anuales de 4.955 GWh [3]. La crisis energética comenzó en 2023 debido a varios proyectos hidroeléctricos que no han sido completamente construidos, centrales termoeléctricas (electricidad más contaminante y de mayor coste) que aún no se encuentran en condiciones óptimas de funcionamiento [6] y la falta de construcción de nuevas megainfraestructuras hidroeléctricas, o infraestructuras nucleares por miedo a lo desconocido.
IMPACTO DE UNA CENTRAL NUCLEAR EN ECUADOR
El precio medio nacional por kWh fue de 0,09 dólares en 2022 y 0,10 dólares para 2023 [7]; Si imaginamos añadir una planta nuclear a la red nacional de generación eléctrica, el precio por kWh tendría una reducción significativa debido a un gran aumento en el total anual de producción bruta de energía (electricidad) de 36.534,02 GWh en un caso hipotético de 2022. Un impacto del 28,6% respecto a la producción eléctrica bruta nacional. Una central nuclear con un reactor de potencia eléctrica bruta de 1000 𝑀𝑊 proporciona:
- Generación eléctrica media anual de 8.130 GWh [8].
- Emisiones de GEI del ciclo de vida completo entre 4,9 y 6,3 gramos de C𝑂2 por kilovatio-hora generado, frente a la eólica (7,8-23) y solar (7.4-83)[9].
- Tiempo mínimo de construcción de 5 años y una mediana de 7,3 años, incluyendo construcción y aprobaciones previas para su operación.[10].
- Vida útil de la planta nuclear de 40 a 60 años, según una investigación de 10 años realizado por la Oficina de Energía Nuclear de los Estados Unidos [11].
- Factor de Planta (Factor de Capacidad) del 92,5%, respecto a la eólica (35,4%) y solar (24,9%) [12].
Ilustración 5. Comparación general de la producción bruta hidráulica anual
Una central nuclear genera más electricidad que 12 centrales hidroeléctricas combinadas (7040,62 GWh) y serían equivalente al 33,2% de la producción hidroeléctrica de todo el país. La misma planta produce 2,3 veces más electricidad que todas centrales termoeléctricas del Ecuador (3.565,22 GWh) y genera 24,9 veces más electricidad que todas las instalaciones combinadas de energía eólica, fotovoltaica, biomasa y biogás del país (325,94 GWh).
Ilustración 6. Comparación de la producción bruta del parque termoeléctrico.
Una central nuclear es capaz de cubrir la demanda de electricidad de aproximadamente 9 provincias del país y triplicando las exportaciones anuales de 191,57 GWh de electricidad a Colombia y Perú al 2022, lo que aseguraría ingresos anuales para el gobierno ecuatoriano de 15 millones de dólares.
Ilustración 7. Consumo energético por provincia.
Las emisiones de GEI de la central nuclear procedentes de su construcción hasta su desmantelamiento (ciclo de vida completo) sería aproximadamente de 45.53 Mton de 𝐶𝑂2, y ocuparía el 3% de las emisiones de GEI de lo generado por todas las fuentes de generación eléctrica.
Ecuador activa el campo termoeléctrico progresivamente cuando las centrales hidroeléctricas no oferta con la demanda nacional, pero una central nuclear con un factor de planta del 92,5% y una generación eléctrica muy superior a todo el campo termoeléctrico ecuatoriano, provocaría un notable reducción de las emisiones de GEI mediante un menor uso de plantas termoeléctricas; efecto similar cuando se construyen nuevas centrales hidroeléctricas como Manduriacu, cuando comenzó a operar progresivamente desde 2015 (Manduriacu) [13].
El campo térmico alargaría su vida útil y se convertiría en un respaldo para los pocos niveles bajos de agua anuales que afectan el desempeño de las centrales hidroeléctricas; La disminución en la demanda de combustibles fósiles o energía secundaria disminuiría las emisiones de GEI que son impulsados por el transporte, pero con un costo promedio nacional de $0,10 por kWh, no es muy creíble pensar que el gobierno ecuatoriano volviera a considerar seriamente en el corto o mediano plazo para continuar con proyectos de magnitud nacional relacionados con transporte terrestre eléctrico, cocinas de inducción y otros.
Ilustración 8. Producción bruta energética anual por tipo de generación (GWh), publicado en 2023.
Ilustración 9. Producción bruta hipotética de electricidad anual por tipo de generación GWh.
Referencias:
- FLACSO Sede Ecuador, ILDIS-FES, Petrobras Ecuador. Profits and losses // Petroleum and Sustainable Development in Ecuador / Ed. G. Fontaine, C. Larrea, 2006. V. 3. P. 57–61.
- García León S. Bulletin of Statistics, Foreign Trade // Ministry of Production, Foreign Trade, Investment and Fishing, National Government. 2024. P. 4. URL: https://www.produccion.gob.ec/ boletines-de-comercio-exterior-2024/ (Accessed: 25.01.2024).
- Santos Albite F. National Energy Balance 2022 // Ministry of Energy and Mines, National Government. 2023. P. 26–30, 45–50, 154–156. URL: http: https://www.recursosyenergia.gob.ec/5900-2/ (Accessed: 25.01.2024).
- Evolution of the Trade Balance by Products // Central Bank of Ecuador, National Government. 2023. С. 24. [Electronic source] Use Google-URL: chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/ https://contenido.bce.fin.ec/documentos/Estadisticas/SectorExterno/Bal anzaPagos/balanzaComercial/ebc202309.pdf (Accessed: 25.01.2024).
- CENACE. Annual Report 2022 // National Electricity Operator. G. Argüello Ríos. 2023. P. 23–35, 37–41, 45, 73–75, 85–94. URL: https://www.cenace.gob.ec/informe-anual-2022/ (Accessed: 25.01.2024).
- National Government. Contingency actions in the face of the drought that Ecuador is facing // General Secretariat of Communication of the Presidency. 2023. URL: https://www.comunicacion.gob.ec/ acciones-de-contingencia-ante-el-estiaje-que-enfrenta-el-ecuador/ (Accessed: 25.01.2024).
- National Government of Ecuador. Electricity tariffs remain unchanged for residential and commercial sectors; industrialists will receive incentives for self-generation of energy // Ministry of Energy and Mines. 2023. URL: https://www.recursosyenergia.gob.ec/costo-de-la tarifa-electrica-se-mantiene-para-sectores-residencial-y-comercial industriales-recibiran-incentivos-por-autogeneracion-de-energia/#:~: text=Quito%20D.M.%2C%2001%20de%20diciembre%20de%202023 &text=A%20pesar%20de%20que%20el,10%20centavos%20por%20kil ovatio%20hora (Accessed: 25.01.2024).
- ROSENERGOATOM. Rostov NPP generated more than 26.7 billion kWh of electricity in 10 months of 2023 // Information and 29 Public Relations Department of Rostov NPP. 2023. [Electronic source] URL: https://rosenergoatom.ru/stations_projects/sayt-rostovskoy-aes/ press-tsentr/novosti/45032/ (Accessed: 27.01.2024).
- Life Cycle Assessment of Electricity Generation Options // United Nations Economic Commission for Europe. 2021–2022. P. 50. URL: http: https://unece.org/sed/documents/2021/10/reports/life-cycle assessment-electricity-generation-options (Accessed: 27.01.2024).
- IAEA. Duration of construction in France and other parts of the world // Power Reactor Information System PRIS 1968–1999. URL: https://pris.iaea.org/pris/CountryStatistics/CountryDetails.aspx?current =FR (Accessed: 27.01.2024).
- Office of Nuclear Energy USA. What’s the Lifespan for a Nuclear Reactor? Much Longer Than You Might Think // Energy Information Administration of the United States of America. 2020. URL: https://www.energy.gov/ne/articles/nuclear-power-most-reliable energy-source-and-its-not-even-close (Accessed: 27.01.2024).
- Office of Nuclear Energy USA. Nuclear Power is the Most Reliable Energy Source and It’s Not Even Close // Energy Information Administration of the United States of America. 2021. URL: https://www.energy.gov/ne/articles/nuclear-power-most-reliable energy-source-and-its-not-even-close (Accessed: 27.01.2024). 13. Hydropower in Ecuador / C. Quinaluisa Morán [et al.] // Ciencia Digital. 2019. N 3 (2.6). P. 219–233.
- Hydropower in Ecuador / C. Quinaluisa Morán [et al.] // Ciencia Digital. 2019. N 3 (2.6). P. 219–233.
Nota Biográfica: Loor Lucero Bryan Fernando, student of the specialization program in nuclear power plant, Obninsk Institute for Nuclear Power Engineering, National Research Nuclear University MEPhI, ORCID: 0009-0004-4428-9712, Quevedo, Ecuador, E-mail: loorluserob@oiate.ru
Original article published on March 12, 2024 in English, available in the Russian State Library.
IMPACT OF A NUCLEAR POWER PLANT ON THE ENERGY AND ELECTRICITY MATRIX OF ECUADOR
Bryan Fernando Loor Lucero1
Obninsk Institute for Nuclear Power Engineering, National Research Nuclear University MEPhI, Obninsk, Russia
Abstract. An objective of this work is to analyse the different actors in Ecuador’s energy matrix, such as oil in primary energy production, fossil fuels in secondary energy, transport in energy consumption, and electricity in the last decade. Observing the current energy crisis suffered by the country from the end
of 2023 to date, and also the effect of a nuclear power plant added to the energy electricity matrix in a hypothetical case, then a comparison is made with the generation of electricity from hydroelectric, thermoelectric and other popular renewable energy facilities along with the environmental pollution that each one entails. The author uses the latest official state reports published by the respective entities of the Ecuadorian government together with studies from other countries on the essential characteristics of the operation of a plant with a specific gross electrical power nuclear reactor. It is concluded that an Ecuador with a much more efficient energy matrix influences constant annual expenditures in the General State Budget of Ecuador, and significantly consolidates its path towards development.
Fuente: Russian State Library. https://search.rsl.ru/en/search#q=978-5-209-12330-9
