Modelamiento y simulación de curvas de aprendizaje para tecnologías de energía renovable en Colombia

Abstract

Resumen: En esta tesis se presenta un estudio de curvas de aprendizaje aplicado a pequeñas centrales hidroeléctricas en Colombia. La revisión de la literatura permitió identificar el aprendizaje por Learning-by-doing (LBD) y Economías de Escala como variables principales para la construcción de una curva de aprendizaje. Para la estimación de la tasa de aprendizaje y el parámetro de escala se construyó un inventario de pequeñas centrales hidroeléctricas en Colombia desde 1900 hasta 2013, con información sobre capacidad, año de instalación, costos y localización de la planta. Un ajuste por Mínimos Cuadrados Ordinarios permitió observar que los costos de infraestructura y costos totales se ven afectados principalmente por Economías de escala, mientras que los costos de equipos por learning-by-doing, con una tasa de aprendizaje que varía entre 20% y 24%. Los efectos de economías de escala y learning-by-doing se incluyeron en un modelo de difusión de energías renovables. Con las simulaciones se encontró que excluir los efectos de learning-by-doing puede subestimar la rentabilidad de la tecnología. Adicionalmente se evaluaron incentivos a las energías renovables como Tarifas Feed-in, incentivos ambientales e incentivos técnicos. Las simulaciones mostraron que los incentivos técnicos son los más eficientes para acelerar la difusión de la energía renovable e incrementar la rentabilidad, mientras que los incentivos ambientales son los menos efectivos.

Abstract: A study of learning curves for Small Hydropower in Colombia is presented. From literature review, Learning-by-Doing and Economies-of-Scale were identified as key variables to building a learning curve. To estimate the learning rate and the scale parameter, an inventory of small hydropower in Colombia was built, with information of capacity, installation year, costs and location, from 1900 to 2013. An Ordinary Least Squares adjustment allowed observing that infrastructure costs and total costs are affected mainly by economies-of-scale, while equipment costs are affected by Learning-by-Doing, with a learning rate that varies between 20 % and 24 %. The effect of economies-of-scale and Learning-by-Doing was included in a diffusion model for renewable energy. We found that excluding the Learning-by-Doing effects may underestimate the profitability of the technology. Incentives to renewable energy such as Feed-in Rates, environmental and technical incentives were evaluated. The simulations showed that the technical incentives are the most efficient to accelerate the diffusion of renewable energy and increase profitability, while environmental incentives are the least efficient.