Modelo de integración de sistemas de gestión de la energía en la industria colombiana

Abstract

En las últimas décadas, se ha presentado aumento de la demanda energética en todo el mundo, debido principalmente a la dependencia de los combustibles fósiles en la industria y el transporte, ha llevado a un uso extensivo de los energéticos y a un aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) a la atmósfera; esto ha generado un alto nivel de preocupación ambiental extendido en todos los países. En este sentido, es necesario un consumo proporcionado de los recursos energéticos y la descarbonización de la economía para apalancar la reducción de las emisiones a la atmósfera; de este modo, cobra sentido la implementación de sistemas de gestión de la energía (SGEn) dentro de las industrias, buscando fomentar el uso racional y eficiente de la energía. En esta tesis se presenta una revisión bibliográfica sobre la masificación de los SGEn en la industria, destacando los principales beneficios y desafíos para su implementación. Al respecto, se ha identificado que la masificación de la implementación de programas de gestión energética dentro de las industrias podría permitir, en el largo plazo, liberar capacidad en el mercado eléctrico y mejorar los índices de confiabilidad del suministro eléctrico a las redes a las que estas industrias están conectadas, a través de la implementación de medidas integrales que permitan el desarrollo sustentable de la organización. Teniendo esto en cuenta, esta tesis realiza un modelo de difusión partiendo de un análisis de causalidad sobre la gestión eficiente de la energía en la industria manufacturera colombiana, evaluando los factores asociados dentro de la industria y el rol del gobierno como ente regulador para proponer escenarios que permitan la masificación de los SGEn, con el fin lograr industrias competitivas y ambientalmente responsables, este modelo permite hacer comparaciones entre diferentes tipos de industrias y evidenciar cuales pueden ser las acciones encaminadas que permitan el cumplimiento de Colombia para la reducción de los gases efecto invernadero y elevar los estándares de eficiencia energética (EE) al interior de las industrias. Para el desarrollo del modelo de difusión se utilizó la metodología del pensamiento sistémico mediante la herramienta de dinámica de sistemas, que permite evaluar los problemas de una forma holística e interdisciplinaria, para así establecer las interacciones entre los criterios técnicos y ambientales asociados la masificación de forma integral de los SGEn en la industria colombiana. Los resultados obtenidos permiten realizar comparaciones entre los diferentes escenarios a largo plazo propuestos por la Unidad de Planeación Minero Energética (UPME) en el Plan Energético Nacional 2020-2050 (PEN 2020-2050) con el fin de aumentar el nivel de EE y disminuir las emisiones de GEI, mediante la renovación tecnológica y el cambio de la matriz energética asociado al consumo de cada tipo de industria, lo cual permite establecer comparaciones y direccionar los esfuerzos a nivel regulatorio en los tipos de industrias que generan mayor consumo de energía y mayor contaminación. Esta tesis genera como aporte la creación de una herramienta de decisión que permite realizar comparaciones entre los siguientes tipos de industrias: hierro y acero, productos químicos, papel y cartón, alimenticia y minerales no metálicos. Dicha interfaz se puede replicar a las demás industrias si se tienen los datos que se contemplan en este modelo que queda a disposición de la Universidad Nacional de Colombia para fines académicos e investigativos respetando los derechos de autor. (Texto tomado de la fuente)

In the last decades, the increase in the energy demand worldwide, mainly due to the dependence of fossil fuels on both industry and transport power, has led to extensive use of fossil fuels and an increase in greenhouse gas (GHG) emissions to the atmosphere; this has generated a high level of environmental concern spread in all countries. In this sense, a proportionate consumption of energy resources and the decarbonization of the economy is necessary to leverage the reduction of emissions to the atmosphere; in this way, the implementation of energy management systems (EnMS) within industries makes sense, seeking to encourage the rational and efficient use of energy. In this paper, we present a bibliographic review of the implementation of industrial EnMS, highlighting the main challenges and motivators for their implementation, In this regard, various research has identified that the widespread implementation of energy management programs within industries could allow, in the long term, to release capacity in the electricity market and improve the reliability indices of the electricity supply to the networks to which they are connected, through the implementation of comprehensive measures that allow the organization's sustainable development. Therefore, this thesis performs a diffusion model based on a causality analysis of the efficient management of energy in the Colombian manufacturing industry; by evaluating the associated factors within the industry and the role of the government as a regulatory entity to propose scenarios that allow the massification of EnMS to achieve more competitive and environmentally responsible industries. This model also allows the comparisons between different types of industries and shows which actions may help Colombia comply with the reduction of greenhouse gases and Raise energy efficiency standards within industries.

For the development of the diffusion model, the methodology of systemic thinking was acquired through the system dynamics tool, which allows evaluating the problems in a holistic and interdisciplinary way, in order to establish the interactions between the technical and environmental variables associated with the overcrowding of the EnMS in the Colombian industry. The results obtained allow comparisons to be made between the different long-term scenarios proposed by the Mining and Energy Planning Unit ( UPME by its acronym in Spanish) in the National Energy Plan 2020-2050 (PEN 2020-2050 by its acronym in Spanish) in order to increase the level of EE and reduce GHG emissions, through technological renewal and change in the energy matrix associated with the consumption of each type of industry, which allows establishing comparisons and directing efforts at the regulatory level in the types of industries that generate greater energy consumption and greater pollution.

This thesis generates as a contribution the creation of a decision tool that allows comparisons between the following types of industries: iron and steel, chemicals, paper and cardboard, food and non-metallic minerals. This interface can be replicated to other industries if you have the data contemplated in this model that is available to the National University of Colombia for academic and research purposes respecting copyright.