Proyectos de Energía Renovables en Zonas Aisladas: Políticas

Proyectos de Energía Renovables en Zonas Aisladas:
Políticas regionales y ejemplos de proyectos
utilizando energía solar y energía marina
Simposio Internacional IPSE,
22/07/2010, Sabaneta Antioquia
Ing. Patrick Maio, MBA
Managing Partner, HINICIO
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Agenda
Parte A : Presentación Hinicio
1. ¿Quiénes somos?
2. ¿Qué hacemos y como lo hacemos?
3. Nuestros socios en Latinoamérica a nivel de energías renovables
Parte B : Desarrollar políticas energéticas a nivel regional:
Un proceso integral
Parte C: Desarrollo de proyectos de energía solar en zonas aisladas
Parte D: Desarrollo de proyectos de energía oceánica de olas en zonas
aisladas
Conclusiones & preguntas
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Parte A
Presentación de
Hinicio
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1. Hinicio: ¿Quienes somos?
• Compañía de asesoría y desarrollo de proyectos especializada la
planificación, definición y ejecución de estrategias y proyectos de energía
renovable, así como proyectos de reducción de GES en el sector de
energías renovables.
• Enfocados en energía solar, marina, eólica, bioenergía, hidrogeno y pillas
de combustible
• Equipo multinacional de ingenieros, economistas, ambientalistas y
expertos en políticas energéticas de Francia, Holanda, Portugal, Bélgica y
Colombia.
• Combinación de pericia y experiencia en gestión de proyectos
internacionales, ingeniería, medioambiente, finanzas y politicas publicas.
• Presencia activa en Europa y Latinoamérica.
• Aprovechamos una red internacional de expertos calificados
(más de 100 a través del mundo), socios, proveedores de
tecnología, promotores de proyectos e inversionistas. 4
2. Hinicio: Que hacemos en Latinoamérica?
Cooperación EU-LAC
• Identificación, y
elaboración de
proyectos
financiados por la
U.E.
• Identificación de
socios tecnológicos,
académicos o
institucionales
• Liderazgo o
participación como
socio en proyectos
Estrategia corporativa
• Desarrollo de
participaciones
estratégicas:
• SEA Solar C.A.
• NOVA Oceanic
Energy Inc
• Asesoría: análisis
de mercado,
análisis financiero
y desarrollo de
planes de negocio
Transferencia Tecnológica
• Transferencia
tecnológica en el
sector solar,
marino hidrogeno
y pillas de
combustible
• Organización de
talleres de
capacitación
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3. Nuestros socios en Latinoamérica:
Energía solar fotovoltaica: SEA Solar
Grupo Soluciones Energéticas Alternativas C.A. (SEA)
• Una empresa joven de capital mixto francés y venezolano
• Dedicada a desarrollar soluciones de energía renovable
adaptadas a las restricciones económicas, sociales y
ambientales en zonas tropicales
• Una marca dedicada a energía solar fotovoltaica: SEA Solar
Objetivos corporativos:
• Brindar una alternativa energética para zonas aisladas donde
no se dispone de servicio eléctrico.
• Ofrecer soluciones energéticas que a su vez sean ambiental y
socialmente responsables.
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3. Nuestros socios en Latinoamérica:
Energía marina de olas: NOVA
NOVA Oceanic Energy Inc:
• Empresa fundada en 2005 para conceptualizar, diseñar y
desarrollar un convertidor de energía de olas oceánicas.
• El convertidor de energía oceánica patentado de Nova es
un flotador con un sistema de toma de potencia
mecánica novedoso y patentado
• Conceptualizado para ser modular, la primera generación
del convertidor de energía oceánica Nova tiene una
capacidad instalada de 50 kW por unidad.
• Los socios de NOVA tienen una larga experiencia de
financiación de proyectos por organismos multilaterales
(CAF, BID, World Bank, GEF, Comisión Europea)
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3. Nuestros socios en Latinoamérica:
Energía marina de olas
Objetivos corporativos:
• El convertidor de energía oceánica Nova es:
– Adaptado a los mares tropicales con baja intensidad energética
– Conceptualizado para funcionar cerca de costas, lo que reduce drásticamente
los costos de mantenimiento
– Puede ser conectado en sistema de red para también tener una función de
protección de costas
– Requiere menos inversión inicial comparativamente a sistemas europeos o
norteamericanos mucho más grandes y sofisticados
– Puede ser conectado a la red o directamente en el lugar de operaciones
(puerto, comunidad aislada, cooperativa de transformación de pescado o
pequeños negocios costeros
– Es modular y puede ser construido/mantenido localmente por talleres
especializados
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Parte B
Desarrollar políticas energéticas
a nivel regional:
Un proceso integral
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Desarrollar políticas energéticas
a nivel regional: un proceso integral
Recursos
energéticos
disponibles
localmente
Impacto
social
Impacto
ambiental
localmente
Estrategia de
Desarrollo
local
sostenible
Capacidad de
operación y
mantenimiento
Cambio
climático:
GES
Atractivita
económica
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Parte C
Desarrollo de proyectos de
energía solar en zonas aisladas
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Energía Solar Fotovoltaica: Clasificación
El sol es una gran fuente de energía inagotable cuyo potencial
puede extraerse por medio de celdas fotovoltaicas, las cuales
transforman la energía solar en energía eléctrica gracias a un
fenómeno llamado efecto fotovoltaico.
Existen varias configuraciones de sistemas
fotovoltaicos:
 Directos (PV Direct)
 Conectados a la red (Grid-tie)
 Conectados a la red con respaldo de baterías
 Aislados (Off-grid)
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Sistemas directos (PV Direct)
• Son sistemas sencillos donde el arreglo fotovoltaico se conecta
directamente a la carga a energizar (DC).
Arreglo PV
Ventilador DC
• No requieren controladores de carga, inversores o baterías
• Excelente solución para bombeo de agua para ganado o riego en zonas
remotas, equipos de señalización, torres de telecomunicaciones, etc.
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Sistemas conectados a la red (Grid-tie)
• Módulos fotovoltaicos y un inversor los cuales se conectan directamente a
la red eléctrica.
Arreglo PV
• Generación parcial o total del consumo
eléctrico.
• El excedente de energía es inyectado a la red
• Generación distribuida
• Posible compensación monetaria
Inversor
•Bajo mantenimiento (casi nulo)
Tablero de
interruptores
Medidor
• Ideal para el ahorro energético en casas, comercios o urbanizaciones colectivas.
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Conectados a la red - respaldo baterías
• Sistemas un poco mas complejos ya que contienen mas equipos: módulos
fotovoltaicos, baterías, controlador de carga de baterias, controlador de bajo
voltaje e inversor.
• Generación parcial o total del consumo
eléctrico.
• El excedente de energía es inyectado a la red
• Proporciona energía cuando la
red esta caída
• Posibilidad de interconectar un
generador para cargar baterías en caso
de cortes prolongados y alta nubosidad
• Sistema más costoso
• Baterías de libre mantenimiento pero vida útil
de 3 a 4 años
• Solución interesante para aplicaciones criticas como: médico-asistenciales,
servicios de emergencia, sistemas informáticos, etc
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Sistemas aislados (Off-grid)
• Estos sistemas son un poco mas complejos de diseñar e instalar que los
anteriores.
• Generación total y constante del consumo eléctrico.
• Autonomía eléctrica
• Alta confiabilidad
• Requerimiento de análisis de cargas preciso
• Bancos de baterías requieren mayor mantenimiento
• Adecuación de horarios para uso de equipos de alto
consumo (lavadora, lavaplatos, aspiradora, etc)
• Vulnerable a días nublados prolongados (Generador
de respaldo)
• Excelente solución en costo para zonas remotas que no poseen tendido
eléctrico cercano, así como para alumbrado público.
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Potencial de energía solar fotovoltaica en Colombia
• Hoy: +/-9MW de paneles o 15,000 sistemas instalados
• Colombia tiene un buen potencial en todo el territorio con un
promedio diario multianual cercano a 4,5 kWh/m2
• Se podría generar en mayor escala en las zonas del Magdalena, La
Guajira (6,0 kWh/m2) , la Orinoquia, San Andrés y Providencia.
Producción mediana: kWh/m2/año:
• GUAJIRA
2.190
• COSTA ATLÁNTICA
1.825
• ORINOQUIA
1.643
• AMAZONIA
1.551
• ANDINA
1.643
• COSTA PACÍFICA
1.278
(Fuente: Atlas de Radiación Solar de Colombia)
Energía Solar Fotovoltaica: Conclusiones
Ventajas:
Limitaciones:
 Cero emisiones
 Bajo mantenimiento
 Tecnología comprobada
 Cero costos de combustible
 Silencioso
 Modular
Costos de módulos PV van
bajando de manera rapida
 Precio de la potencia entregada
todavía excede el de otras
tecnologías de generación
distribuida (requiere subsidios)
 Los aspectos climáticos locales
y las condiciones solares afectan
directamente el potencial de los
sistemas fotovoltaicos
 Baterías: costo y
mantenimiento
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Proyectos en zonas aisladas: Comunidades
de Indios Warao en el Delta del Orinoco
Dificultades actuales:
• Comunidad de viviendas en una ubicación
remota a orillas de un caño o brazo del delta
• Difícil acceso, solo mediante curiara
• Inexistencia de infraestructura eléctrica
• Uso de planta eléctrica a Gasol ruidosa y
contaminante
• Dificultad para conseguir combustible
Descripción del sistema propuesto
• Sistema Fotovoltaico Aislado (PV Off-Grid)
• Arreglo centralizado de paneles solares de
180Wp
• Inversores y controladores de carga de 2kW
• Banco de baterías de 12V -28Ah para
autonomía de hasta 20 horas
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Generación distribuida en urbanización colectiva de
“PetroCasas” en Valencia, Edo. Carabobo (Venezuela)
Dificultades actuales:
• 450 viviendas unifamiliares de interés social
• Ubicada en las afueras de la ciudad
• Altas Pérdidas Técnicas: larga distancia de
recorrido de las líneas de distribución
• Altas Pérdidas No Técnicas: 40% de las viviendas
no pagan el servicio eléctrico
Descripción del sistema propuesto por vivienda:
• Sistema Fotovoltaico conectado a la red
(PV Grid-tied)
• Arreglo de 28 paneles solares de 180Wp
• Inversor de 4kW
• Generación anual promedio de 4.600 kWh
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Parte D
Desarrollo de proyectos de
energía oceánica de olas en
zonas aisladas
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Energía Oceánica: Clasificación
Los océanos son una gran fuente de energía renovable
cuyo potencial puede extraerse aprovechando diferentes
tipos de fenómenos físicos:
 Olas
 Mareas
 Salinidad
 Temperatura
Fuente: IEA NEET WORKSHOP, Brasilia, Nov. 2007
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Energía de olas
Energía tanto potencial como cinética puede ser extraída de las
olas mediante dispositivos que aprovechan:
 Directamente el movimiento en la
superficie de la ola
 Las fluctuaciones de presión
bajo la superficie de la ola
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Mareas
Flujo del
agua:
Corrientes
Energía
Cinética
Mareas
Elevación
del agua:
En Presas
Energía
Potencial
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Gradientes: Salinidad y Temperatura
Gradiente Salino
(Energía Osmótica)
Aguas de gran salinidad
≠
Aguas de baja salinidad
Diferencia de
Presión
Turbina
Gradiente Térmico
(Energía
Maremotérmica)
Aguas Superficiales:
Alta Temperatura
≠
Aguas Profundas:
Baja Temperatura
Diferencia de
temperatura
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El potencial teórico de la
energía oceánica en el mundo
Energía
Oceánica
Olas
8,000 a 80,000
TWh
Mareas
(Presas)
300 + TWh
Mareas
(Corrientes)
800 + TWh
Gradiente
Térmico
10,000 TWh
Fuente: IEA NEET WORKSHOP, Brasilia, Nov. 2007
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Gradiente
Salino
2,000 TWh
Número de Sistemas
Madurez de las tecnologías
Grad.Salinidad Mareas (Presa)
Gradiente Térmico Mareas (Corrientes)
Olas
Fuente: Ocean Energy: Global Technology Development. IEA-OES Doc
27 No. T0104
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Finlandia
Sur África
Brasil
Mareas/corrientes
Estados Unidos
Gran Bretaña
Suecia
España
Noruega
Nueva Zelanda
Olas Oceánicas
Holanda
Japón
Corea
Italia
Irlanda
Térmica
Alemania
Grecia
Francia
Dinamarca
Bélgica
Tecnologías de Energía Oceánica en Desarrollo
Desarrollo a nivel mundial
Gradiente de Salinidad
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Comparación con
otras energías renovables
Fuente: Green Light for Renewable Energy. Nov 2007
Densidades energéticas en un sitio específico:
• Energía Solar = 0.17kw/m2
• Energía Eólica= 0.58 kw/m2
• Energía de Olas= 8.42 kw/m2
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Energía oceánica de olas: Conclusiones
Ventajas:
 Tecnología respetuosa con el
medio ambiente
 Potencial de crecimiento enorme
 Aprovechamiento de fenómenos
relativamente fácilmente
predecibles
 Baja Intermitencia
 Grandes concentraciones de
población en las costas
 Posibilidad de integrar
comunidades costeras (producción
y consumo)
 No genera problemas estéticos ni
de disponibilidad de espacio
Barreras:
 Fase de desarrollo temprana
 Inexistencia de estudios de potencial
de recurso fiables a nivel global
 Falta de marcos regulatorios
 Dificultad de acceso para instalación
y mantenimiento (dispositivos
instalados en altamar o en aguas
muy profundas)
 Accesibilidad a la red eléctrica (en
altamar)
 Riesgos operacionales (oleaje fuerte,
corrosión)
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Nuestro Socio Estratégico:
NOVA Oceanic Energy Inc
Un sistema híbrido adaptado a mares tropicales y zonas
aisladas cerco de costas
Absorbedor basculante flotante:
-> Extracción de energía potencial
+
Dispositivo sumergido basculante
horizontal:
-> Extracción de energía cinética
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Nuestro Socio Estratégico:
NOVA Oceanic Energy Inc
Convertidor de Energías de
Las Olas para el Proyecto en
Ocumare de la Costa, Venezuela,
24/4/2010.
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Costos
Comparación de Costos
de Generación de
Diferentes Tecnologías
para Electrificación de
Comunidades Aisladas
(centavos de US$/kWh)
Convertidor Nova 50 kW (CF = 40%)
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Generación de Electricidad a partir de energía de olas
Comunidades Aisladas Costeras
Un proyecto típico NOVA contempla tres etapas:
Etapa I (1 - 12 meses):
Colocación y prueba de un primer convertidor de energía
oceánica NOVA de 50 kW para definir parámetros básicos de
operación y eficiencia de la máquina en el sitio o comunidad
específica y desarrollar un proyecto integral de desarrollo
comunitario (inversión aprox. US$ 400.000);
Etapa II (13 a 24 meses):
Colocación de unos 2 a 4 convertidores NOVA (capacidad total
200 a 400 kW) para la generación de energía eléctrica para
toda la comunidad y prueba de la eficiencia de la tecnología
como rompeolas para bajar el nivel energético de la playa y
habilitarla para turismo de playa (inversión aprox. US$
1.500.000); y
Etapa III (más 24 meses):
Colocación de rompeolas modulares compuestos de varios
convertidores NOVA en varias playas con una capacidad
instalada total de 2 a 4 MW (inversión aprox. US$ 5 a 10
millones).
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Estrategia para consecución de recursos no
reembolsables
EJEMPLO DE ESTRATEGIA PARA FORMALIZAR LA CONSECUCIÓN DE RECURSOS NO REEMBOLSABLES
PARA UN PROYECTO DE ENERGIZACIÓN DE COMUNIDADES COSTERAS RURALES AISLADAS EN COLOMBIA CON
ENERGÍA RENOVABLE PROVENIENTE DEL MOVIMEINTO DE LAS OLAS DEL MAR
Ciclo de Proyecto para Obtención de Recursos en Meses1
FUENTE
Límite
Superior de
la
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 - 72
Cooperación
Técnica en
US$
Fondo Energía Sostenible de la
Corporación Andina de Fomento (CAF)3
Límite Inferior
del
Cofinanciami
Total
ento para el Proyecto en
Solicitante2
US$
150.000
45.000
195.000
SECCI del BID
1.000.000
0
1.000.000
Llamados a Propuestas de los
Programas Temáticos de la Comisión
Europea4
1.875.000
Proyectos de Gran Tamaño de Fondo
para Medio Ambiente Mundial (FMAM)5
3.000.000
6.025.000
1.875.000
6.000.000
9.000.000
6.045.000 12.070.000
1 Desde que la Solicitud llega a la Institución Cooperante (con todas las autorizaciones respectivas) hasta que ocurre el primer desembolso
2 Algunos organismos permiten cofinanciameinto en especie
Consecución
Ejecución
3 CAF tiene pensado la creación de un fondo de cooperación para el financiamiento de energías limpias y renovables a corto plazo para el sector público
4 Desde que se presenta el Documento Síntesis (Concept Note). Se estima que habrá un llamado una vez al año en programas donde Colombia pueda participar
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5 Desde que se presenta el Documento de Proyecto. En caso de que se haya solicitado fondos de preparación de proyecto (PPG), hay que sumarle el tiempo del ciclo de proyecto del PPG más el tiempo de la ejecución del PPG
Ejemplos de proyectos Piloto de
Nova Oceanic Energy Systems, Inc. en el Caribe
• “Introducción de una Tecnología de Conversión de Energía de Olas para Control de
Erosión Costera y Mitigación de Olas de Tormentas en la Comunidad de Paraíso,
República Dominicana” proyecto ganador del Concurso Adaptación al Cambio
Climático 2009 del Banco Mundial. Proyecto comienza en Julio 2010. Presupuesto
US$300,000.
• Asistencia al Gobierno de Jamaica en el desarrollo de una solicitud al Fondo para el
Medio Ambiente Mundial (FMAM) para un Proyecto de Mediano Tamaño de
US$2,135,000 titulado “Introducción de Tecnologías de Conversión de Energía
Renovable proveniente del Movimiento de las Olas para la Electrificación de
Comunidades Rurales Costeras en Jamaica”. La propuesta fue aprobada por el FMAM el
13 de noviembre del 2009.
• “Introducción de Tecnologías para la Generación Distribuida de Electricidad
Energía a partir de Energía Renovable Oceánica Proveniente del Movimiento
de las Olas en la Comunidad de Ocumare de la Costa, Venezuela” comenzó
octubre del 2009. Presupuesto US$1,000,000.
36
Proyecto
Proyecto
enen
Ocumare
Ocumare
dede
la la
Costa
Costa
Convertidores
NOVA
Etapa I (2009)
Control de Erosión y
dinámica de la playa
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Beneficios para la gente de
Ocumare de la Costa
• Elimina la dependencia eléctrica y constantes fallas del
suministro eléctrico por riesgos naturales de la zona
• Otorga una imagen turística de “destino verde”
• Facilita el acceso a recursos financieros internacionales para
asegurar la sostenibilidad y duplicación de experiencias
• Mejora las condiciones físicas y turísticas de las playas
• Permite el desarrollo de un polo tecnológico asociado a esta y
otras energías renovables
http://www.youtube.com/watch?v=Ff1kI6Y6yOw
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Energía marina: potencial en Colombia
• Seminario sobre energía oceánica de olas durante FIMA 2010
revelo interés y actividades muy relevantes en Colombia
• Recurso natural:
• Intensidad de potencia interesante en Colombia (Atlántico:
4KW/m2 - Pacifico: 30kW/m2)
• 2,900km de costas en Colombia y muchas poblaciones
costeras
• Talento humano ya movilizado en Colombia:
• Grupo de Oceanografía e Ingeniería Costera de la
Universidad Nacional (OCEANICOS) trabajando con las
Empresas Publicas de Medellín
• Muchas zonas aisladas costeras
• Financiación posible a través de varios organismos
multilaterales
=> El potencial está presente !
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Ejemplos de lugares potenciales en Colombia:
Península de La Guajira (1)
Localización piloto
Comunidad Aislada a Electrificar
40
Ejemplos de lugares potenciales en Colombia:
Península de La Guajira (2)
Localización piloto
Localización piloto
Comunidad Aislada a Electrificar
Comunidad Aislada a Electrificar
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Ejemplos de lugares potenciales en Colombia:
Península de La Guajira (3)
Localización piloto
Localización piloto
Localización piloto
Comunidad Aislada a Electrificar
Comunidad Aislada a Electrificar
Comunidad Aislada a Electrificar
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Ejemplos de lugares potenciales en Colombia:
Costa Pacifica
Costa Pacifica:
Mutis
Parte D
Conclusiones
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Conclusiones
• Energía solar fotovoltaica:
• Potencial comprobado a nivel de Colombia con algunas
zonas más atractivas
• Programa de electrificación rural con solar fotovoltaico
ha empezado y puede ser fortalecido
• El gap económico va disminuyendo:
• Precios van bajando cada 6 meses
• Costos de combustible van continuar a
incrementarse
• A futuro, se pueden instalar nuevos sistemas
• Sistemas híbridos (PV + Diesel) para zonas aisladas
• Fincas solares
• Iluminación publica
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Conclusiones (2)
• Energía marina de olas:
• Existe mucha actividad en el mundo, sin embargo todavía hay muy
pocos proyectos comerciales operativos.
• No hay tantas tecnologías de energía alternativa con tanto potencial de
desarrollo: El momento de actuar es ahora.
• Las costas de Colombia, Latino América y el Caribe tienen un potencial
gigante y totalmente inexplotado: hay que evaluar este potencial y
encontrar la manera de explotarlo de forma sostenible.
• Existen varias oportunidades de financiación por multilaterales
• Próximas etapas recomendadas:
• Proyecto(s) piloto(s)
• Evaluación del recurso y potencial nacional
• La asociación estratégica Hinicio - Nova Oceanic Energy permite asistir y
acompañar al Gobierno nacional, las Gobernaciones, Alcaldes y
Institutos públicos como el IPSE en esto proceso.
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Preguntas?
Muchas gracias
Muito obrigado
Thank you
Merci
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Contactos
Patrick Maio
MSc. Eng, MBA
Socio gerente
patrick.maio@hinicio.com
+33 6 71 74 50 34 Francia
+58 414 019 69 88 Venezuela
+32 22 11 34 14 Bélgica
Hinicio: su “knowledge partner” para estrategias
de desarrollo de energías renovables en
Latinoamérica y el Caribe
www. hinicio.com
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