Evaluación del potencial de implementación del almacenamiento de energía hidráulica por bombeo en Colombia
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Resumen
La transición energética en Colombia exige fortalecer la flexibilidad del Sistema Interconectado Nacional ante el crecimiento de fuentes renovables variables y la exposición a eventos climáticos como El Niño. En este contexto, el almacenamiento de energía hidráulica por bombeo (Pumped Storage Hydropower, PSH) surge como una alternativa madura a gran escala, pero históricamente no ha sido priorizada en la planeación sectorial por ausencia de señales regulatorias y de mercado para remunerar el almacenamiento. Esta tesis evalúa de manera exploratoria, a escala nacional, la factibilidad y el potencial de implementación del PSH en Colombia mediante un marco multicriterio geoespacial basado en SIG y la herramienta Weighted Overlay, integrando criterios técnicos, socioambientales y regulatorios, con restricciones duras y reglas explícitas de reclasificación y ponderación. Se construyen mapas de aptitud para tres supuestos de longitud de conducción (LC = 0.2 km; 1 km; 5 km) y se realiza un análisis de sensibilidad para identificar áreas robustas (clase de máxima aptitud mantenida en ≥4 de 5 escenarios), minimizando falsos positivos asociados a la incertidumbre en los pesos. Los resultados muestran gradientes de viabilidad (zona no viable/restringida, viable con manejo, viable) y evidencian que la aptitud identificada se explica principalmente por (i) la presencia de embalses existentes y (ii) la magnitud de la caída hidráulica. A nivel nacional, para LC = 0.2 km se obtiene 55.23 % de zona no viable/restringida, 42.63 % viable con manejo y 2.14 % viable; al aumentar LC, la cobertura “viable” asciende a 19.90 % (LC = 1 km) y 30.84 % (LC = 5 km). Por áreas hidrográficas, Magdalena – Cauca concentra los mayores porcentajes de “zona viable” para LC ≥ 1 km (51.64 % y 58.43 %, respectivamente). Como insumo de preselección, se reporta un top de subzonas hidrográficas con aptitud robusta (encabezado por Río Chicamocha y subzonas asociadas al Cauca, Alto Caquetá, Guavio y La Miel, entre otras). En conjunto, la tesis aporta un procedimiento replicable de evaluación multicriterio territorial, cartografías de aptitud y una primera cartera de ubicaciones potenciales, orientadas a apoyar decisiones de política pública y planeación energética, reconociendo que la confirmación de sitios requiere estudios de prefactibilidad y verificación en campo. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
Colombia’s energy transition requires additional system flexibility to accommodate the expected growth of variable renewables and to reduce vulnerability to climate-driven shortages. In this context, pumped storage hydropower (PSH) is a mature, grid-scale storage option, yet it has not been historically prioritized in national planning due to limited market and regulatory signals that properly value storage and flexibility services. This thesis provides an exploratory, nationwide assessment of PSH feasibility and implementation potential in Colombia through a GIS-based multi-criteria framework using the Weighted Overlay tool. The approach integrates technical, socio-environmental, and regulatory criteria, combining hard constraints with explicit reclassification and weighting rules to produce transparent and traceable suitability screening outputs. Suitability maps are developed for three penstock-length assumptions (LC = 0.2 km; 1 km; 5 km). A sensitivity analysis is conducted to identify robust high-suitability areas (maximum suitability class
sustained in ≥4 out of 5 weighting scenarios), thereby reducing false positives driven by weight uncertainty. Results show clear viability gradients (non-viable/restricted, viable with mitigation/management, viable) and indicate that suitability is primarily driven by (i) proximity to existing reservoirs and (ii) available hydraulic head. At the national scale, the LC = 0.2 km case yields 55.23 % non-viable/restricted area, 42.63 % viable with management, and 2.14 % viable; the “viable” share increases to 19.90 % for LC = 1 km and 30.84 % for LC = 5 km. By hydrographic region, Magdalena – Cauca concentrates the highest “viable” shares for LC ≥ 1 km (51.64 % and 58.43 %). A shortlist of top hydrographic subzones with robust suitability is reported (led by Río Chicamocha and several Caucaand Caquetá-related subzones), supporting territorial traceability for early-stage screening. A complementary river-reach analysis identifies continuous high-suitability corridors, including major segments along rivers such as Meta, Caguán, Cencella, and Magdalena. Overall, the thesis delivers a replicable national screening procedure, suitability cartographies, and an initial portfolio of candidate areas to inform policy and planning, while emphasizing the need for site-level prefeasibility studies and field verification.
Descripción
ilustraciones a color, diagramas, mapas, tablas