Planificación estratégica para la generación de energía eléctrica de manera sostenible

Abstract

In the present research project, it is proposed to develop mathematical programming models that allow analyzing and optimizing the behavior of obtaining electric energy for satisfying the energy demand from different types of technologies that are divided into conventional and clean, which are the following: combined cycle, conventional thermoelectric, coal, turbogas, internal combustion, hydroelectric, wind, geothermal, solar photovoltaic and solar thermal. It also seeks to make a future prediction about the amount of electric power required in the period 2020-2030, which seeks to find the optimal solution by reducing the total annual cost for such planning, relating existing plants, as well as new plants that will be required in each period of time to satisfy the demanded power. Traditionally, to meet energy demand only economic aspects are considered without giving importance to environmental issues, this has generated significant problems in the environment so this project includes minimizing water consumption and emissions of pollution-producing gases such as CO2, NOx, SO2 and particle emissions. In particular, the interest is focused in the production of electric energy from the aforementioned technologies, as a case study it is proposed to address the specific case at the national level of Mexico and its global context for the future by carrying out different energy demand planning.

En el presente proyecto de Tesis se propone desarrollar modelos de programación matemática que permitan analizar y optimizar el comportamiento de la obtención de energía eléctrica para la satisfacción de la demanda energética a partir de distintos tipos de tecnologías que se dividen en convencionales y limpias, las cuales son las siguientes: ciclo combinado, termoeléctrica convencional, carboeléctrica, turbogás, combustión interna, hidroeléctrica, eólica, geotérmica, solar fotovoltaica y termosolar. Asimismo, se busca realizar una predicción a futuro acerca de la cantidad de potencia energética requerida en el periodo 2020-2030, la cual busca encontrar la solución óptima reduciendo el costo anual total para dicha planeación, relacionando plantas existes, así como plantas nuevas que serán requeridas en cada periodo de tiempo para satisfacer la potencia de demanda. Tradicionalmente, para satisfacer la demanda energética solamente se contemplan aspectos económicos sin dar importancia a cuestiones ambientales, esto ha generado problemas en el medio ambiente significativos, por lo que en este proyecto se contempla minimizar el consumo de agua y las emisiones de gases productores de contaminación como son CO2, NOx, SO2 y emisiones de partículas. Particularmente, el interés se centra en la producción de energía eléctrica a partir de las tecnologías antes mencionadas, como caso de estudio se propone abordar el caso específico a nivel nacional de México y su contexto global para el futuro realizando distintas planeaciones de demanda energética.