3.01 Tesis doctorado

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Algoritmo de gestión dinámica de la demanda para grandes clientes conectados a la red de distribución
(2014) Martínez Aranza, Víctor Julio; Rudnick Van de Wyngard, Henry; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La rápida evolución de los programas de respuesta de demanda y mecanismos de gestión activa, ha logrado un aumento significativo de su participación en los mercados más evolucionados del sector eléctrico, lográndose en algunos casos su participación en forma activa y dinámica. Junto a esto, los avances en las redes de comunicaciones bajo el paradigma de SmartGrid han llevado a que tanto los dispositivos más intensivos en consumo a nivel residencial, como a nivel comercial e industrial sean también gestionables. El desafío que surge de todo esto, es que en el mediano y largo plazo la gestión de dispositivos será tan grande y compleja que los operadores del mercado no podrán hacerse cargo de dicha gestión de forma eficiente. Luego, se hace necesario diseñar estrategias que permitan un desacoplamiento de las funciones de gestión dinámica de la demanda y permita al mismo tiempo mantener los criterios de optimalidad que ejecuta en operador del sistema. Más aun, se hace necesario incorporar estos esquemas en mercados en donde la demanda aún mantiene un rol pasivo, incorporando desde el principio los mecanismos necesarios para su óptima participación en el mercado.Esta investigación desarrolla una herramienta novedosa en el proceso de reinvención del mercado eléctrico (Market 3.0) en donde se busca una mayor integración de la demanda en el mercado a partir del uso de redes inteligentes. En específico, se ha desarrollado un algoritmo dinámico de gestión de la demanda de electricidad, con aplicación inicial a grandes clientes conectados a la red de distribución. Esta gestión se logra seleccionando una combinación óptima de estrategias factibles, que permita la disminución de la demanda en punta y el aplanamiento de la curva de carga del sistema, cumpliendo las políticas de seguridad y suficiencia aplicadas a dicha red. El objetivo es transformar a la demanda en un agente activo a través del diseño de un mercado secundario que sirva para dichos propósitos, en donde las decisiones de la participación de los agentes se realizan de acuerdo a la valorización de sus preferencias. Las generalidades y mínimos requerimientos han sido diseñados de manera que sea aplicable tanto en mercados de naturaleza marginalista como aquellos en base a ofertas. El algoritmo presenta un doble propósito, por una parte, mantiene el criterio de maximización de utilidad de la empresa distribuidora y optimiza la distribución de los bloques de energía y potencia adquiridos. Por otra parte, minimiza el consumo en punta y con ello el cargo por potencia que paga el distribuidor, logrando reducir los requerimientos de inversión y operación del sistema en horas de demanda máxima. El algoritmo opera horas antes del despacho real y toma en cuenta a un set de grandes clientes que forma parte de este "sub-mercado", en donde la demanda, puede ofrecer productos de energía y potencia; los distribuidores por su parte, pueden ejecutar contratos firmados de gestión con clientes; y la demanda puede aceptar ofertas de parte del distribuidor en función de su grado de elasticidad.Con esta información y junto con la demanda esperada de ese día, se obtiene un nuevo despacho que cumple con los propósitos descritos anteriormente. Junto al desarrollo del algoritmo, se establecen las condiciones necesarias para que el mecanismo pueda ser implementado; esto es, el desarrollo de un mercado secundario de servicios y productos eléctricos en donde la demanda, las distribuidoras y el ente operador son partícipes. De esta manera el modelo logra cumplir su función en forma eficiente, sujeto a un marco regulatorio que permita y viabilice la puesta en operación de acciones de gestión sobre la demanda arrojadas por el algoritmo. Finalmente, se plantean mecanismos para que la participación de los agentes del lado de la demanda perdure a través del tiempo, esto es, el diseño de portafolios de contratos de largo plazo que incluyan servicios en el mercado de corto plazo en donde el suministrador de estos servicios complementarios a partir de recursos del lado de la demanda. Esta investigación es un aporte al pensamiento creativo en el proceso de reinvención del mercado eléctrico en donde se sitúa a la demanda en el eje central no solo como consumidor sino como parte de una nueva visión de mercado en donde su participación activa y dinámica puede llevar a un mejor desempeño técnico-económico desde tanto para la operación como la planificación de la expansión del mismo.La aplicación de un mecanismo de gestión integrada como el propuesto, permitiría una adecuada participación de la demanda, reconociendo las bondades de su participación activa y dinámica en mercados emergentes. Esta metodología además permite evaluar indicadores de competencia y preferencia de los agentes, a través de un análisis de escenarios y toma de decisiones descentralizadas. En efecto, en un contexto bajo el paradigma de SmartGrid, es el cliente quien mediante este mecanismo toma la decisión de participar o no en el mercado. Los resultados obtenidos muestran que es posible desarrollar una matriz de esquemas de ofertas para la demanda a partir de los perfiles de consumo y las preferencias que estos pueden tener de participar de un esquema de gestión de demanda en particular. Se propone la creación de un nuevo producto en el mercado eléctrico asociado a la suficiencia del sistema, construida en función del nivel de riesgo que esté dispuesto a asumir la demanda para ser abastecida. En este sentido, el mecanismo se transforma en un instrumento de cobertura de riesgo que podría ser transado en el mercado secundario de servicios complementarios ofrecidos por la demanda. Otra novedosa idea resultado de esta investigación es el traspaso de las funciones de gestión y respuesta de la demanda (mercados auxiliares, productos y servicios) al comercializador/distribuidor u operadores de un área particular según sea el tamaño del mercado y la cantidad de clientes activos que hacen parte del sistema. Esta acción permitiría descentralizar y alivianar las actuales y futuras funciones del operador del sistema pero manteniendo los criterios establecidos por el operador central. Esta separación puede ser clave en la medida que los dispositivos inteligentes sean masivos.Los resultados también muestran que determinar cuáles son las características de cada potencial agente participante de un programa de DR, el poder inferir cual es el nivel de esfuerzo y la capacidad de reducir los costos, permitiría asignar de forma más eficiente las inversiones futuras en generación o el establecimiento de contratos de energía base por parte de un comercializador, realizando un perfecto acople entre el corto, mediano y largo plazo. Los desarrollos futuros sobre los cuales se considera relevante profundizar son: el desarrollo de portafolios eficientes de contratación, masificación de programas de gestión, desarrollo de aplicaciones móviles de seguimiento de la demanda, caracterizar en forma adecuada a la demanda a través de encuestas que permitan mejorar para determinar estrategias y preferencias de los agentes que participan en el proceso de planificación. Finalmente, implementar la metodología propuesta en un mercado específico.
Análisis y estudio de modelos econométricos de la oferta secundaria refinada de cobre
(2022) Rivera Bonilla, Nilza; Sauma Santis, Enzo Enrique; Lagos, Gustavo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Compensación demandada y su relación con el riesgo percibido : la aceptabilidad pública y la confianza en instituciones que regulan peligros ambientales
(2016) Gutiérrez Gianella, Virna V.; Cifuentes Lira, Luis Abdón; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
En los últimos años se ha estudiado la relación entre la percepción del riesgo, la confianza en las autoridades reguladoras y la aceptabilidad pública de actividades y tecnologías. Sin embargo, poco se sabe de estas relaciones cuando se habla de peligros ambientales. Los peligros ambientales son considerados males públicos, ya que su producción o consumo generan externalidades negativas afectando el bienestar del individuo y la sociedad. La economía del bienestar sugiere dos medidas para estimar el cambio en el bienestar de una persona: la disposición a pagar (DAP) o la compensación demandada (CD). Utilizar una medida u otra depende de quién tiene los derechos de propiedad de un bien o servicio. Para el caso de peligros ambientales, los derechos de propiedad se encuentran en la sociedad que exige mayor regulación para el riesgo al que se someten producto de estos impactos al medioambiente. Esto conlleva a un interés por estudios que reflejen la realidad nacional y que a su vez aporten a la disciplina del análisis de riesgo en general. En Chile, estudiar las precepciones de la gente en cuanto a los riesgos ambientales a los que están sometidos es muy importante para la gestión de riesgos tanto del sector público como del privado. Avanzar en la compresión de los factores que influyen estas percepciones ayudará a desarrollar estrategias efectivas de comunicación y participación ciudadana.El objetivo principal de esta tesis es explorar si la compensación demandada se relaciona con las variables clásicas utilizadas en el área de percepción de riesgo (riesgo percibido, aceptabilidad y confianza en autoridades reguladoras). Para lograr dicho objetivo se realizaron tres estudios con dos muestras de la población de Santiago. La primera, con un total de 421 participantes que evaluaron 29 peligros ambientales para las cuatro variables de estudio. La segunda, con un total de 500 encuestados que evaluaron las cuatro variables para dos peligros particulares: uno de carácter local (contaminación atmosférica) y otro de carácter global (cambio climático). Con la primera muestra se realizaron dos estudios: el primero de carácter exploratorio con el fin de determinar la relación entre la compensación demandada, la aceptabilidad, el riesgo percibido y la confianza en las autoridades reguladoras; y el segundo de carácter confirmatorio cuyo objetivo era probar si las relaciones encontradas en el primer estudio se mantenían si se incorporaba en el análisis el medio ambiente afectado y la actividad económica generadoras de estas externalidades. Nuestra investigación exploratoria arrojó dos resultados principales. El primero es que la compensación demandada mantiene una relación directa y positiva con el riesgo percibido y una relación directa y negativa con la aceptabilidad.El segundo resultado sugiere que no existe una relación entre la compensación demandada y la confianza en las autoridades encargadas de regular los riesgos medioambientales. Nuestro segundo estudio avanza en la compresión de los factores que determinan la compensación demandada cuando se afecta la atmósfera, los lagos y ríos, el suelo y el océano como causa del desarrollo de actividades económicas como la minería, la urbanización, la pesca y la agricultura. Para esto planteamos un segundo objetivo en el cual exploramos si la compensación demandada y sus relaciones con las variables (riesgo percibido, aceptabilidad y confianza en autoridades) dependen del medio ambiente afectado y/o del sector económico que genera los impactos. Los resultados mostraron que la compensación demandada depende del riesgo percibido, la aceptabilidad, la confianza en las autoridades y de la actividad económica, pero no así del medio ambiente afectado. La aceptabilidad depende de la confianza en las autoridades, del riesgo percibido y de la actividad económica.El riesgo percibido depende de la confianza en las autoridades, de la actividad económica y del medio ambiente afectado. En general, los impactos ambientales de la minería son percibidos como más riesgosos, menos aceptables, y tienen una mayor compensación demandada que las otras actividades económicas. Estos resultados sugieren que, para lograr el desarrollo sostenible, las regulaciones deben considerar no sólo los impactos ambientales, sino también el sector económico que los origina. Finalmente, nuestro tercer y último estudio utiliza una segunda muestra para determina con un modelo confirmatorio si la relación entre estas cuatro variables se mantiene tanto para la contaminación atmosférica como para el cambio climático. Nuestros resultados sugieren que las relaciones difieren por tipo de peligro, encontrándose un mayor efecto de todas las variables sobre la compensación demandada para la contaminación atmosférica.
Essays on simulation methods
(2018) Villegas Rodríguez, Andrés Fernando; Bobenrieth H., Eugenio S.; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal
This dissertation consists of two essays in which I use simulation methods to study the structural parameters estimates from econometric models considering the complexity of water and commodity markets. In the first chapter, I implement the double bootstrap to non-parametric Data Envelopment Analysis with the purpose to estimate the efficiency of Chilean water and sewerage companies. The relevance of applied this bootstrap technique, is that allows statistical inferences that cannot be drawn directly from such non-parametric model. This feature is important in the framework of water utilities performance comparisons since it is well-known that several exogenous variables influence the water utilities efficiency. My results show that the ranking of water companies changes notably whether efficiency scores are computed applying conventional or double bootstrap DEA models. Moreover, I found that the percentage of non-revenue water and customer density are factors that influencing the efficiency of Chilean water and sewerage companies. In the second chapter, I design a Monte Carlo experiment in the context of storage model to compare finite sample performance of the Simulated Methods of Moments estimator of Duffie and Singleton (1993), the Indirect Inference estimator of Gourieroux et al. (1993), the Efficient Method of Moments estimator of Gallant and Tauchen (1996), the Pseudo Maximum Likelihood estimator (PML) of Deaton and Laroque (1995), The Conditional Maximum Likelihood estimator of Cafiero et al. (2015) and the Unconditional Maximum Likelihood of Gouel and Legrand (2017). My results suggest that for parameterizations that imply low average storage and frequent stockouts, the PML estimator for small sample presents low bias and is more efficient than Simulations estimators. However, for parameterizations that imply a more significant role of storage, the Simulations estimators present bias that decrease with sample size increase, while the PML estimator biases do not disappear but instead tend tostabilize. I prove theoretically and numerically that Maximum Likelihood estimator isconsistent and achieves better small sample performance than the others.
Homeostatic control of renewable micro-generation power systems :towards a new approach to sustainable energy systems linked to energy efficiency
(2014) Yanine Misleh, Fernando; Sauma Santis, Enzo Enrique; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Este trabajo presenta un enfoque innovador para abordar la coordinación y control de sistemas híbridos de energía conectados a la red eléctrica para suministrar electricidad a un grupo de casas denominado, para el propósito de esta tesis, como block sustentable. La iniciativa se basa en un esfuerzo por integrar las energías renovables no convencionales (ERNC) al sistema de distribución eléctrica a través de proyectos de generación distribuida (GD) destinados a comunidades rurales donde el suministro de electricidad es costoso y muchas veces poco fiable. Esto debido al mal funcionamiento de equipos, fallas de la red o a fenómenos climáticos u otros desastres naturales como terremotos, todo lo cual puede socavar las redes de distribución de energía eléctrica. Aquí empleamos un pensamiento de sistemas y un enfoque cibernético y miramos a estos sistemas híbridos de energía como sistemas adaptativos complejos, intrínsecamente dinámicos, compuestos por varios subsistemas con relaciones jerárquicas bien definidas. Mas aun, la presente aproximación a dichos sistemas los aborda como sistemas sociotécnicos complejos, donde los usuarios de la energía juegan un papel activo y fundamental como 'cargas activas' dentro del block sustentable al que se acopla la microrred.Como tal este tipo de sistema es capaz de autorregulación, coordinación y auto-organización cuando se integra e interactúa con otros sistemas de orden superior, de los cuales los clientes y sus particulares patrones de consumo de energía y hábitos de vida son parte, así como también lo es la red eléctrica local. De esta manera la microrred inteligente en última instancia comprende el sistema híbrido de energía y el block sustentable al cual esta acoplada, funcionando ambos conectados a la red de distribución eléctrica de la cual la microrred es un subsistema. Por lo tanto podemos distinguir aquí un complejo conjunto de relaciones e interacciones fluidas entre los diferentes sistemas que comprenden el meta-sistema. Tales relaciones e interacciones dinámicas regulan y apoyan la estructura subyacente del sistema de micro-generación donde estrategias de coordinación y control inspiradas en la homeostasis (control homeostático) en los organismos vivos tiene lugar para alcanzar un equilibrio eficiente. Esta tesis discute las bases teóricas detrás del enfoque basado en el control homeostático de sistemas de energía eléctrica, el que pretende abordar y entender a dichos sistemas como organismos vivos que, cuando se construyen en un arreglo de microrred inteligente, conectadas a la red para suministrar energía a un block sustentable, pueden comportarse como sistemas inteligentes abiertos en medio de otros sistemas de orden superior, con los cuales interactúan e intercambiar energía. Basándose en este marco teórico se proponen estrategias de coordinación y control basadas en control homeostático para microrredes conectadas a la red.El enfoque propuesto pretende estudiar y eventualmente desarrollar nuevas formas de abordar y controlar dichos sistemas y desarrollar nuevas tecnologías para integrar energías renovables en proyectos de GD de electricidad y calor, trabajando en paralelo con la red y ofreciendo nuevas alternativas y beneficios a los usuarios en todas partes. Con el uso de medidores inteligentes y otras tecnologías, estos sistemas inteligentes capaces de comunicarse e interactuar con otros sistemas pueden alcanzar una solución eficiente y equilibrada de energía. Todo esto tiene como objetivo traer beneficios adicionales a los consumidores y a los sistemas de energía eléctrica en su totalidad, en línea con la nueva visión actual de la GD: la microrred orientada al cliente [37-40]. A diferencia de (y complementando) la tendencia emergente de investigación en sistemas de gestión energética para microrredes basado en tecnologías de ERNC que emplean principalmente mecanismos de gestión de la demanda de energía, este estudio se enfoca en la gestión de respuesta de los sistemas involucrados, en lo que respecta a la generación, suministro y uso de energía renovable y sus fuentes. Se enfoca también en el acoplamiento de sistemas, la coordinación y mutua asistencia entre dichos sistemas y en todos los aspectos relevantes de su interacción para suministrar energía de forma más efectiva y eficientemente bajo un esquema de control homeostático.El principal problema que abordo en mi investigación es cómo coordinar y controlar de forma eficaz y más eficiente una microrred, desarrollando un fuerte lazo con los conceptos de eficiencia energética y frugalidad en el uso y manejo de la energía, los que se busca integrar como parte estructural de las estrategias de control propuestas para microrredes inteligentes conectadas a la red eléctrica; con la cual estarán operando en paralelo, para suministrar energía a un bloque sustentable con y sin sistemas de almacenamiento de energía.
Improved market representation of agent preferences in a renewable environment
(2017) Marambio Granic, Rodrigo Eduardo; Rudnick Van de Wyngard, Henry; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El contexto dado por la creciente inclusión de energías renovables intermitentes e inciertas en los sistemas eléctricos del mundo, presenta tanto desafíos operacionales como regulatorios. La entrada a gran escala de estas tecnologías cambia la dinámica del mercado,por lo que los mecanismos de mercado y esquemas regulatorios existentes pierden eficacia en este nuevo paradigma. En este sentido, algunas dimensiones de los agentes involucrados no están siendo plenamente representadas por mecanismos existentes, cuyo efecto se acentúa a medida que avanza la inclusión de estas tecnologías. Esto plantea la necesidad de diseñar y evaluar nuevos mecanismos de mercado, que permitan avanzar hacia un mercado ideal bajo estas nuevas condiciones impuestas por este entorno renovable. El objetivo de la investigación es diseñar mecanismos para el sector generación, que permitan mejorar condiciones en las áreas de energía, capacidad y seguridad, a través de una mejor representación de las preferencias de los agentes que participan en este nuevo escenario renovable. En el área de energía, se propone un diseño de subasta de energía de largo plazo, el cual considera una representación del perfil de corto plazo de los participantes a la hora de adjudicar la subasta. En el área de capacidad, se propone un mercado de capacidad, donde la construcción de la curva de demanda considera tanto las estadísticas de las centrales renovables como las preferencias de la demanda. En el ámbito de la seguridad, se propone un mecanismo para determinar el volumen sistémico óptimo de Gas Natural Licuado a importar sobre la base de un mercado de cobertura de riesgo, con el fin de disponer del volumen necesario de dicho combustible. El documento presenta un análisis del problema que cada mecanismo intenta resolver, el diseño de cada uno de ellos y el desarrollo de casos de estudio para evaluar su efectividad. La contribución de la investigación doctoral es: i) identificar áreas del mercado eléctrico chileno donde se está realizando una representación insuficiente de las preferencias de los agentes y los problemas que se presentan debido a dicha insuficiencia, ii) el diseño de tres mecanismos de mercado que mejoren la representación de las preferencias de los agentes involucrados, en relación con lo que actualmente existe en el mercado chileno, iii) la caracterización de los agentes considerados a través de una modelación de sus preferencias, iv) una evaluación de la efectividad de los mecanismos propuestos. Los mecanismos desarrollados aportan elementos al regulador que podrían servir como punto de partida para el diseño de nuevos mecanismos en un entorno renovable. Se concluye que a través de mecanismos de mercado que mejoran la representación de las preferencias de los agentes en este nuevo contexto, dado por la inclusión de tecnologías intermitentes e inciertas, es posible reducir el riesgo y mejorar la asignación de recursos. En todos los mecanismos propuestos, se obtiene un beneficio en comparación con los mecanismos existentes en el mercado eléctrico chileno.
Long-term sustainable energy scenarios modeling and analysis for Chile : a roadmap towards 2030.
(2020) Simsek, Yeliz; Escobar Moragas, Rodrigo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Esta disertación se centra en la planificación de energía sustentable a largo plazo para Chile para 2030 y se desarrolló a través de cuatro artículos de revistas. El objetivo principal de esta disertación es identificar una vía energética a largo plazo que satisfaga las necesidades energéticas de Chile de manera sustentable y cumpla con los objetivos energéticos nacionales e internacionales. En la búsqueda de este objetivo amplio, la investigación analiza la planificación de energía sustentable a largo plazo para Chile para 2030. El objetivo general de la tesis es investigar acciones/estrategias nacionales e internacionales para implementar la planificación de energía sustentable a largo plazo para Chile sistema nacional de energía para 2030 y compare los escenarios para lograr objetivos energéticos y ambientales futuros. Los objetivos específicos de esta disertación son: i) revisar el desarrollo energético, el potencial de recursos y las políticas actuales relacionadas en Chile (Articulo I), ii) evaluar la promoción de energía renovable y el análisis de políticas existentes hacia la descarbonización y la lucha contra el cambio climático (Articulo II), iii) evaluar los indicadores de los objetivos de desarrollo sustentable (ODS) relacionados con la energía y calcular los requisitos o ahorros de energía para cumplir los objetivos para 2030 en Chile (Articulo III), y iv) desarrollar un modelo energético y generar energía a largo plazo escenarios para Chile, incluido el escenario de referencia, la política energética actual, los objetivos de desarrollo sustentable, las contribuciones nacionales determinadas (NDC) y la descarbonización (Articulo IV). El enfoque metodológico en esta investigación se basa en una revisión de la literatura, análisis de políticas actuales, evaluación de objetivos de desarrollo sustentable, descripción de escenarios, cuantificación de escenarios, desarrollo de modelos energéticos, resultados y comparación. El presente trabajo está organizado en seis capítulos. El primer capítulo es la introducción. Los capítulos 2, 3, 4 y 5 responden al primer, segundo, tercer y cuarto objetivo específico de la disertación, respectivamente. Cada capítulo es una unidad autónoma y se puede leer sin la estricta necesidad de leer el resto de los capítulos. La promoción de la energía renovable y la eficiencia energética son formas populares para que los países alcancen sus objetivos energéticos y ambientales y para la descarbonización y la descontaminación en la matriz energética futura. La tecnología solar y eólica tuvo un mayor aumento de capacidad que la biomasa y mini hidro en los últimos años. Además, la capacidad de las tecnologías de energía solar fotovoltaica y eólica mostró un aumento significativo después de 2013. Las leyes relacionadas con la energía renovable implementadas entre 2012 y 2017 podrían tener el mejor impacto en la promoción de tecnologías de energía solar debido a sus PEI positivos. La política legislativa “el objetivo importante para el aumento de la capacidad de energía renovable (70% del objetivo de instalación de energía renovable de nueva capacidad entre 2015 y 2050)” fue la mejor política entre todas las alternativas de políticas según la evaluación de los expertos. Chile cumple dieciséis objetivos sin necesidad de ninguna intervención para 2030 entre veinticuatro objetivos de desarrollo sustentable relacionados con la energía. Como muestra el análisis, el objetivo 2.1, el objetivo 5.b, el objetivo 12.3, el objetivo 13.1 y el objetivo 17.6 requieren que se encuentre energía extra para 2030. Cuando se considera que todos los ODS se cumplen para 2030, se descubre que la demanda de energía para 2030 Los ODS se calcularon como 1,463.08 millones de GJ debido al requerimiento de energía adicional para cumplir con los ODS Debido a su importante objetivo de reducción de emisiones, el nuevo escenario de NDC tiene una reducción de al menos 38.5% en la demanda de energía cuando se compara con el escenario de referencia para 2030. El sector de la demanda tiene una contribución importante a las emisiones cuando se compara con el sector de transformación. Aunque las emisiones del sector de transformación demuestran una reducción significativa para 2030 en diferentes escenarios, la disminución de la demanda no se nota claramente. Por lo tanto, Chile también requiere la reducción de emisiones en el lado de la demanda, ya que tiene un plan de descarbonización para el lado de la transformación. Los escenarios con una reducción significativa de la demanda de energía para todos los sectores mostraron una reducción considerable de las emisiones para 2030. En todos los escenarios, el sector de la demanda mostró una contribución importante a las emisiones en comparación con el sector de transformación. Aunque las emisiones del sector de transformación demuestran una reducción significativa para 2030, la disminución de la demanda no se nota claramente en algunos escenarios. Chile requiere políticas apropiadas de eficiencia energética y energías renovables para los sectores de demanda de los sectores, especialmente el transporte, la minería y otras industrias, para reducir las emisiones en el lado de la demanda como descarbonización para el lado de la transformación. Los escenarios que incluyen más plantas eólicas, fotovoltaicas, CSP solares e hidroeléctricas alcanzaron más del 80% de generación de electricidad renovable para 2030. Por lo tanto, se puede establecer una cartera de producción más limpia que resulte en menos emisiones y una mayor diversificación en términos de generación de energía en Chile.
Mecanismos para la inversión y remuneración de la transmisión de energía eléctrica
(2012) Molina Castro, Juan David; Rudnick Van de Wyngard, Henry; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La evolución del mercado de energía y la creciente participación de los agentes en el negocio de la transmisión de energía han traído consigo una mayor complejidad para definir qué expandir en un sistema de transmisión y cómo decidir un plan de expansión. Las metodologías de expansión se sostienen bajo principios de cooperación y bajo este principio se han propuesto varias alternativas para su desarrollo. Sin, embargo, los agentes participantes en la expansión de la transmisión son racionales y como tal maximizan su utilidad. Esto hace necesario evaluar mecanismos de acoplamiento entre conceptos económicos y técnicos con la finalidad de brindar soluciones claras y transparentes para el desarrollo del mercado eléctrico. El objetivo de la investigación es diseñar un mecanismo que incentive la expansión de la transmisión considerando la maximización del beneficio social, la estructura del mercado y el comportamiento de los agentes. Se propone una metodología de expansión de la transmisión, un juego, que consta de cuatro elementos principales: i) la generación de alternativas de planes de expansión de la transmisión, ii) la valoración de proyectos con base en el diseño de contrato lineales, soluciones de negociación y el modelo de principal-agente, iii) el valor óptimo de un portafolio de inversión desde la perspectiva de un inversionista privado y iv) la aceptabilidad y asignación de costo de los proyectos de expansión.
Modelling mode and route choices on public transport systems
(2014) Raveau Feliú, Sebastián; Muñoz Abogabir, Juan Carlos; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Entender y modelar las decisiones de usuarios de sistemas de transporte público, para analizar sus elecciones y predecir correctamente los flujos en la red, es un elemento fundamental de la planificación urbana. De esta manera, es necesario identificar, cuantificar y modelar los factores relevantes que influyen en el comportamiento y la toma de decisiones individuales. Los modelos tradicionales de demanda por transporte tienden a considerar únicamente como variables explicativas algunos atributos tangibles, obviando otros atributos intangibles que afectan las actitudes y percepciones de los viajeros. Así, existe la necesidad de mejorar y extender la especificación de modelos de demanda por transporte, incorporando una mayor variedad de variables explicativas. Este estudio busca entender cómo los viajeros escogen sus modos y rutas al viajar en sistemas de transporte público, identificando los factores relevantes que son tomados en consideración y cuantificando el impacto que tienen diferentes características del sistema sobre las preferencias de los viajeros. En particular, se analiza el impacto de diferentes características socioeconómicas sobre la percepción de los viajeros respecto a variables como accesibilidad, comodidad, confiabilidad y seguridad. Adicionalmente, este estudio incorpora percepciones y preferencias respecto de una amplia gama de factores (tales como la ocupación de vehículos, los transbordos y la topología de la red) para mejorar la capacidad explicativa y predictiva de los modelos de demanda por transporte.Adicionalmente, se analizan las diferentes estrategias de elección de ruta que los usuarios de transporte público pueden seguir. Estas estrategias están asociadas a la decisión de esperar una línea particular de transporte público, o abordar la primera línea (entre un conjunto definido de “líneas atractivas”) que arriba a la parada. Mientras los modelos tradicionales tienen a asumir que todos los viajeros siguen la misma estrategia, acá se establece una relación directa entre las características socioeconómicas de los individuos y las estrategias que siguen. Los resultados indican que los modelos propuestos presentan un ajuste superior y superan a modelos tradicionales (que ignoran el efecto de las actitudes y percepciones) en términos de capacidad predictiva. Cuando se ignoran factores asociados al comportamiento, serios problemas de sesgo pueden presentarse en las utilidades marginales y las tasas marginales de substitución (tales como los valores del tiempo) que se desprenden de los modelos.Finalmente, se presenta un marco metodológico para la aplicación de los modelos propuestos en planificación de sistemas de transporte público. Se desarrollan dos herramientas en base a los modelos formulados: (i) una herramienta táctica de planificación (para ser usada por autoridades, planificadores y operadores), y (ii) una herramienta para planificar viajes (diseñada y orientada para interactuar con los usuarios). Así, los principales aportes de este estudio son extendidos para realizar aportes reales en sistemas de transporte público, y no ser simplemente una contribución teórica.
Modelling wine consumer preferences using hybrid choice models : inclusion of intrinsic and extrinsic attributes
(2016) Palma Araneda, David Esteban; Ortúzar Salas, Juan de Dios; Rizzi Campanella, Luis Ignacio; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La industria alimentaria enfrenta un mercado crecientemente competitivo, forzando a los productores a buscar constantemente oportunidades para diferenciar sus productos de sus competidores. La diferenciación requiere conocer y ocuparse de las preferencias de los consumidores, pero medir preferencias de consumidores no es tarea fácil. Esta tesis apunta a validar los modelos de elección discreta como una herramienta apropiada y útil para medir las preferencias de consumidores de alimentos y bebidas. Basándonos en el Total Food Quality Model (Grunert, 2005), identificamos tres capacidades críticas que cualquier modelo apropiado y útil debiera tener: (i) modelación de la heterogeneidad de preferencias, (ii) consideración del efecto positivo del precio como un indicador de calidad (asociación entre precio y calidad) y (iii) modelación conjunta de la influencia de atributos intrínsecos y extrínsecos en la decisión de compra. Los atributos extrínsecos son aquellos observables por los consumidores antes de comprar el producto por primera vez (por ejemplo el empaque, el precio y la publicidad), mientras que los intrínsecos son aquellos que sólo pueden ser percibidos después de consumir el producto (por ejemplo, sabor y aroma). Nos ocupamos de cada punto a través de un análisis de tres experimentos distintos, usando el vino como caso de estudio. El vino es un producto ideal para estudiar dada su complejidad social, química y sensorial, destacando todas las particularidades de los alimentos y bebidas.El primer experimento modela la heterogeneidad de preferencias en una forma útil para aplicaciones de marketing. Mediante un estudio de preferencias declaradas (PD) descubrimos actitudes de los consumidores que explican la heterogeneidad en sus preferencias, pero también encontramos que es difícil ligar estas actitudes a características observables de los consumidores. Esta última falta de correlación torna difícil extrapolar conclusiones a nivel de la población. El segundo experimento busca medir separadamente el efecto positivo del precio (como indicador de calidad) de su efecto negativo como limitante dada la restricción presupuestaria de los consumidores. Hacemos esto mediante el uso de variables latentes. El enfoque usado funciona como es de esperar, permitiendo una estimación más precisa de los parámetros de precio y ayudando a evitar problemas de sesgo de especificación que tornan los parámetros estimados inconsistentes. El tercer experimento mide conjuntamente el efecto de atributos intrínsecos simples y extrínsecos. Usamos un modelo en cuya estructura el efecto de los atributos intrínsecos en la compra está medida por el nivel de agrado del consumidor con el producto. El modelo también funciona adecuadamente, permitiendo calcular incluso disposiciones al pago por atributos intrínsecos lo que es bastante novedoso. Descubrimos que armonizando la estructura de los modelos de elección con una versión simplificada del Total Food Quality Model podíamos alcanzar mejoras significativas. Más precisamente, logramos una mejor comprensión de las preferencias del consumidor y su proceso de compra en general. Estas mejoras hacen de los modelos de elección discreta una herramienta adecuada y útil para modelar preferencias de consumidores de alimentos y bebidas.
Modelo bioeconómico aplicado a la industria acuícola de Mytilus chilensis, en fase de engorda
(2013) Marambio Carvajal, José Eduardo; Maturana Valderrama, Sergio; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El presente estudio tiene por propósito desarrollar un modelo bioeconómico para el Mytilus chilensis que permita apoyar la decisión de cuando cosechar en sistema de cultivos long line doble continuo. Para tal efecto se inicia el estudio con la proposición del modelo de crecimiento de la biomasa. El modelo propone que la biomasa está determinada por el peso medio y de la densidad por metro lineal. El peso se determina a través de una función diferencial basado en el modelo de crecimiento biológico de von Bertalanffy modificado por las fluctuaciones de disponibilidad de alimento, donde la disponibilidad de alimento se expresa en función del índice de rendimiento productivo (IRP, \03B8). El modelo de densidad se determina a través de una función diferencial basado en la hipótesis de competencia por el espacio disponible entre los mismos Mytilus chilensis y una segunda especie de mytilus correspondiente a Aulacomya atra (cholga). Los resultados de son del 0.98, 0.93 y 0.94 para la talla, densidad lineal y biomasa respectivamente, lo que indica que el modelo propuesto puede ser utilizado para estimar la biomasa en el tiempo.
Modelo de valorización de bonos corporativos en mercados emergentes con información a niveles agregados y de la firma
(2020) Romero Romero, Rodrigo Edgardo; Cortázar S., Gonzalo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El mercado de la deuda corporativa ha cobrado gran importancia como medio de financiamiento de las empresas, esto ha motivado diversos estudios que buscan establecer las variables que explican los spreads de crédito. En esta línea de investigación Kwan (1996) estudia la relación entre bonos y acciones de la misma firma emisora. Collin-Dufresne, Goldstein, and Martin (2001) investigan los determinantes de los cambios en los spreads incluyendo las variables propuestas por los modelos estructurales, estas variables logran explicar el 25% de las variaciones mensuales de los spreads. Avramov, Jostava y Philipov (2007), analizan el cambio en el spread de crédito considerando variables a niveles agregados y de la empresa. Todos los estudios anteriormente mencionados han sido aplicados al mercado de bonos corporativos de Estados Unidos. La presente investigación estudia los determinantes que explican los spreads de crédito de los bonos corporativos en un mercado emergente incorporando factores de mercado, en conjunto con factores específicos de la firma. Se testean tres modelos, utilizados para analizar los bonos corporativos en el mercado de Estados Unidos, en una muestra de transacciones de bonos indexados a la inflación en el mercado chileno, y posteriormente se comparan los resultados obtenidos en ambos mercados. Las variables significativas para Chile forman la base para el diseño de un nuevo modelo de regresión multifactor que busca explicar los spreads de los bonos corporativos en el mercado chileno que incorpora variables a nivel agregado y de la firma. Los resultados del modelo propuesto revelan una correlación negativa entre el cambio en el spread y el retorno de la acción, en línea con lo encontrado en mercados desarrollados. Los resultados del modelo se evalúan con una prueba fuera de la muestra, donde se emplea la raíz del error cuadrático medio (RMSE) para comparar sus resultados, con los obtenidos por el método comúnmente aplicado en mercados ilíquidos que consiste en repetir la última transacción registrada para los días en los cuales no hay datos disponibles. El modelo propuesto reduce el grado de error en la estimación de los spreads en un rango entre 2 a 13 por ciento respecto a los spreads observados.
Optimización heurística multiobjetivo para la gestión de activos de infraestructuras de transporte terrestre
(2015) Torres Machí, Cristina; Chamorro Giné, Marcela Alondra; Pellicer Armiñana, Eugenio; Yepes Piqueras, Víctor; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Price determination and optimal composition for a set of multiple bundles that will be introduced to multiple market segments
(2018) Cataldo Cornejo, Alejandro; Ferrer Ortiz, Juan Carlos; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Esta tesis doctoral explora nuevas aristas al problema que enfrenta una compañía cuando debe determinar la composición y precio óptimo para un conjunto de paquetes de productos y/o servicios (bundles) que ofertará en uno o más segmentos de mercado. Se asume inicialmente que los consumidores basan su decisión en la maximización de su utilidad y que las compañías competidoras no reaccionan en el corto plazo. Posteriormente, se incorpora el supuesto de que los consumidores tienen una disposición máxima a pagar por un bundle. Bajo estas consideraciones, se definieron tres investigaciones considerando siempre múltiples bundles y: (1) un único segmento de mercado y consumidores que basan su decisión de compra sólo en la utilidad que les produce cada alternativa, (2) múltiples segmentos de mercado y consumidores que basan su decisión de compra sólo en la utilidad que les produce cada alternativa, y (3) un único segmento de mercado y consumidores que incluyen en su decisión de compra su máxima disposición a pagar. Las tres investigaciones fueron formuladas como modelos de programación no lineal mixtos. En todos lo casos se vio si existía una expresión cerrada para determinar el precio óptimo de cada bundle cuando era conocida la composición de éstos. Solamente en la investigación (1) esto sucedió, pudiendo resolverse el problema en dos fases. Para la investigación (2) se desarrolló un algoritmo basado en búsqueda tabú y para la investigación (3) se resolvió por enumeración exhaustiva. Los resultados más relevantes son: si los bundles son confeccionados considerando simultáneamente múltiples segmentos de mercado, la composición escogida para ellos puede no incluir la composición óptima para cada segmento de mercado de manera individual y al incluir la máxima disposición a pagar de los consumidores, el resultado obtenido disminuye significativamente el beneficio esperado de la compañía respecto a no considerar esta máxima disposición a pagar, dado que la composición escogida no es la misma.
Robust optimization in production planning problem
(2016) Álvarez Marambio, Pamela Paz; Vera Andreo, Jorge; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La Optimización Robusta (RO, por sus siglas en inglés) es una metodología para incluir la incertidumbre en modelos de optimización. La incorporación de la incertidumbre en los modelos de toma de decisiones es de interés. Esto se debe a que asumir datos conocidos puede llevar a decisiones incorrectas, que se traducen en altos costos, importantes pérdidas e incluso infactibilidades para aplicar las acciones a seguir. En esta tesis, se exploró la hipótesis de que la RO es una herramienta eficiente para la planificación bajo incertidumbre. Específicamente, se estudió el uso de esta metodología en la industria forestal. El objetivo de la investigación fue analizar la aplicabilidad de la RO en la Gestión de la Cadena de Abastecimiento. Para alcanzar el objetivo y validar la hipótesis, se abordaron dos problemas típicos de la industria: la planificación de la producción de aserraderos y de bosques. Ambos problemas se abordaron a nivel táctico y la incertidumbre considerada afecta los rendimientos y disponibilidad de bosques respectivamente. Para evaluar la metodología, los problemas se formularon, resolvieron y compararon en sus versiones deterministas y robustas en términos de optimalidad, factibilidad y estabilidad (estructura) de la solución.Adicionalmente, ya que la planificación de la producción incluye decisiones en distintos niveles jerárquicos, que interactúan entre sí; se resolvió un caso específico para dos niveles de planificación (táctico y operativo). Esto con el objetivo de analizar la RO como herramienta para mejorar la coordinación y coherencia entre distintos niveles jerárquicos de planificación. En este sentido, se comparó el desempeño de modelos deterministas en ambos niveles, con una combinación de un modelo robusto a nivel táctico y uno determinista a nivel operativo. Los resultados obtenidos indican que se validó la hipótesis y se cumplió el objetivo de la tesis. Por lo tanto, se concluyó que la RO: i) es una herramienta eficiente para el manejo de la incertidumbre, ii) es de simple aplicación, iii) no aumenta la dificultad de resolución de los modelos respecto al problema determinista ya que conserva la estructura del problema original, iv) facilita la interacción entre distintos niveles de planificación, v) a nivel de optimalidad no genera importantes pérdidas, vi) a nivel de factibilidad, mejora este indicador y vii) a nivel de estabilidad, genera soluciones en cierta medida constantes que facilitan la operación.
Selected issues of the Chilean food export business.
(2015) Little Orellana, Cedric; Aguilera, José Miguel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La industria alimentaria chilena ha crecido de manera importante y sostenida en las últimas 3 décadas llegando a ser el segundo factor exportador del país luego de la industria minera. Debido a esto, se ve a la industria alimentaria como una vía sustentable y sólida para lograr el desarrollo del país. Sin embargo, Chile no ha crecido en las últimas 3 décadas a ritmo similar al de países que han decidido desarrollar su industria alimentaria y han logrado obtener tasas de crecimiento notablemente mayores a la de Chile, debido principalmente a la disponibilidad para la planta productiva de plataformas científicas y tecnológicas de categoría mundial; lo que se cumple incluso en países comparables en geografía y recursos naturales como es el caso de Nueva Zelanda. La principal hipótesis de esta Tesis propone que el desarrollo de la industria alimentaria exportadora de Chile puede ser potenciado al establecer y utilizar plataformas serias de innovación y desarrollo en el área alimentaria, con cuidado de su clase ejecutiva por brindarle sustentabilidad, en conjunto a una robusta, instruida y capaz institución reguladora por parte del gobierno. El objetivo principal de esta Tesis es la comprensión del negocio exportador de alimentos Chileno y de su sector ejecutivo, en sus aspectos de diseño y creación de nuevos productos, gestión y desarrollo de estrategias para la sustentabilidad de esta industria y de su plataforma exportadora. Como objetivo secundario se busca respuesta de parte de la planta ejecutiva de la industria alimentaria acerca de las siguientes preguntas: ¿Por qué los exportadores chilenos prefieren producir commodities en vez de productos con alto valor agregado? ¿Cómo es que los productores de alimentos definen el perfil de características que determinan sus productos? ¿Cómo, los ejecutivos de la industria alimentaria, desarrollan estrategias para entrar o recobrar mercados objetivos? ¿Cómo se pueden coordinar las firmas chilenas para evitar entrar en una situación de la Tragedia de los Comunes? Se presenta como necesario el lograr desarrollar e implementar herramientas que ayuden en la creación de valor en los productos de la industria alimentaria, donde el diseño de nuevos productos requieren de un modelo y metodologías aplicadas para determinar el valor económico e importancia de los atributos que están presentes (por ejemplo: tamaño, elaboración, envase, etc.) y ayudan a definir, de modo apropiado, un producto de la industria alimentaria que capture el valor generado en el precio final del bien. La literatura sobre el desarrollo de nuevos productos alimentarios concuerda con la importancia de obtener conocimiento de los gustos y preferencias de los consumidores como un tema clave para lograr una mayor tasa de éxito de los nuevos productos que se lanzan al mercado. Sin embargo, la tasa de fracaso en la introducción al mercado de nuevos productos alimentarios sigue siendo alta. En economías con una plataforma desarrollada de grandes cadenas de tiendas de venta o retail chain stores (como ocurre en Chile) se ha creado una barrera de comunicación entre los productores y los consumidores finales. Consecuentemente, el desarrollo de nuevos productos presenta dificultades en estas condiciones debido a que existirán diferencias de información y retroalimentación entre productores y los consumidores. Para investigar este problema, se buscó establecer si los diseñadores de nuevos productos alimentarios valorizan los atributos del producto de modo similar con respecto al valor que le es otorgado efectivamente por el mercado. El desafío se abordó en 2 etapas, en la primera se entrevistó a 3 productores y exportadores de vino, 3 de ciruelas secas y 3 de arándanos frescos y se determinó el perfil de atributos de productos que ellos consideraban relevantes de integrar en sus productos. En una segunda etapa el trabajo desarrollado correspondió a la ejecución de encuestas basadas en las metodologías de Análisis Conjunto y de Kano, se realizaron encuestas a los productores y a 300 consumidores. El contraste de los resultados de ambas partes indicó las visiones coincidentes y diferentes para cada uno de los atributos de los productos que entran al mercado. Los resultados mostraron que algunas de las suposiciones de los productores acerca de los gustos y preferencias de los consumidores podían ser bastante distintas de las reales entregadas por los consumidores. Algunas industrias presentan una estructura de desarrollo y operación en las que el espacio disponible para el ejercicio es limitada, algunos recursos son compartidos entre actores, y existe un alto nivel de interferencia en las operaciones. En estos casos es frecuente observar que está presente una situación de Tragedia de los comunes, caracterizada por Garret Hardin en 1968, una situación en la que los actores agotan los recursos en común y así la industria se ve afectada negativamente y, en algunos casos, terminada. En estos casos, actores que actúan como free riders son los que inician la destructiva operación de sobreexplotar los recursos disponibles, lo cual fuerza al resto de los actores a imitar este comportamiento. La Industria del Salmón en Chile presenta muchos recursos que son compartidos; las operaciones en el mar son interconectadas lo que permite que se dispersen y propaguen pestes y otras amenazas y, de este modo, se deterioran las condiciones de cultivo en el mar. En el año 2007, tras varios años de una sobre-explotación constante y un crecimiento sostenido, esta industria vivió una crisis sanitaria devastadora y sus resultados fueron catastróficos: la producción se detuvo, decenas de miles de personas fueron despedidas, una importante parte de la biomasa se perdió y comenzó una gran crisis financiera. Para poder entender los procesos de los ejecutivos en una situación de los Comunes, este estudio revisó y exploró las dinámicas de la gestión de firmas de la industria alimentaria, específicamente en la Industria del Salmón en Chile bajo la mirada de responsabilidad ambiental, una vuelta al re-compromiso moral (moral reengagement) y justicia reparadora. Se obtuvo y recopiló información estratégica clave por medio de entrevistas en profundidad (in-depth) con la gerencia y ejecutivos claves de esta industria para así analizar el comportamiento gerencial en cuanto a los temas ambientales y de compromiso moral con estándares de producción de la industria. Los resultados sugieren un cambio en el comportamiento gerencial de las firmas y también un cambio en el rol del gobierno en establecer los estándares de la industria y hacerlos cumplir. La gestión ambiental responsable (ERM) alcanzada a través de una vuelta al compromiso moral y un comportamiento de justicia reparadora es la clave para que la industria del salmón en Chile pueda aumentar su competitividad internacional y así su sustentabilidad; A partir de esto, se debe establecer y hacer cumplir un nuevo orden que no permita la aparición de free riders que imponen estándares de un bajo nivel sanitario. Se presentan lecciones para gerentes y entidades regulatorias. Durante la crisis de la industria del salmón en Chile mencionada anteriormente, los productores de firmas Chilenas no fueron capaces de continuar abasteciendo los Estados Unidos de América, su mercado más importante, permitiendo así que productores Noruegos y Canadienses tomaran su lugar durante algunos años. Finalmente, los productores Chilenos pudieron recuperar y restablecer su capacidad productiva, teniendo que enfrentar el desafío de recuperar sus mercados perdidos. Literatura reciente en estrategia internacional relacionada a la re-entrada a un mercado (market reentry) y el reposicionamiento de productos (repositioning) se enfoca en naciones exportadoras desarrolladas que intentan volver a entrar en mercados en desarrollo o subdesarrolladas, y no en sentido contrario. Este estudio revisa y explora la estrategia internacional de re-entrada a un mercado en un contexto de una nación emergente exportadora. Información estratégica fue obtenida por medio de entrevistas en profundidad realizadas a la gerencia y ejecutivos claves de la industria del salmón en Chile con el propósito de estudiar y comprender la re-entrada de exportaciones en economías desarrolladas. Los resultados indican que los factores claves en el éxito de la re-entrada de productores chilenos de salmón en sus mercados objetivos son el precio y la disponibilidad. Se presentan conclusiones para ejecutivos y entes reguladores. Las empresas chilenas de la industria alimentaria actualmente no cuentan ni utilizan apoyo científico y tecnológico para sus necesidades de investigación y desarrollo (R&D) de modo comparable a empresas similares en tamaño y rubro presentes en otras potencias alimentarias y esto no se debe a una falta de recursos de capital sino que por la decisión y estrategia de desarrollo de los empresarios; para suplir esta carencia y necesidad es que asociaciones gremiales o el estado deben proveer una plataforma de investigación y desarrollo de bajo costo y fácil acceso, en especial para empresas de perfil innovador, independiente del tamaño de éstas. Así también se debe contar con organizaciones de regulación y fiscalización ad-hoc para cada industria y priorizando de modo urgente la industria del salmón cultivado. Como resumen, los productores deciden el perfil de los nuevos productos que lanzan al mercado en base a suposiciones sobre las preferencias de los consumidores y a la observación del comportamiento comercial de productos similares en el mercado. La gerencia chilena prefiere producir productos básicos (commodities) en vez de productos de mayor valor agregado debido a que carecen de una plataforma comercial exportadora que permita destinar exitosamente la gran diversidad de productos que se podrían crear, declarando que "mientras más simple, mejor." Los ejecutivos de la industria alimentaria exportadora escogen y desarrollan estrategias para entrar y recuperar mercados repitiendo su estrategia y posicionamiento. Las firmas productoras chilenas no se coordinarán ante una situación de Tragedia de los Comunes; entonces, una asociación de productores en conjunto al respaldo de una autoridad gubernamental debe establecer un conjunto de leyes y normas, y hacerlas cumplir para evitar que las crisis sanitarias y sus devastadoras consecuencias vuelvan a aparecer. Dado lo anterior, la industria Chilena alimentaria de exportación debiera de beneficiarse con el establecimiento de plataformas especialmente dedicadas al desarrollo de alimentos, con una clase ejecutiva pendiente y activa en el camino hacia la sustentabilidad, y con una robusta y seria plataforma gubernamental que fiscalice y sea una guía para la industria.
The paradigm shift for residential end-users of electricity due to renewable energy penetration.
(2017) Bustos Sölch, Cristián Pablo; Watts Casimis, David; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Todo el planeta podría beneficiarse del impresionante cambio de paradigma que los usuarios finales de la electricidad enfrentarán en el futuro. Este cambio está ocurriendo hoy principalmente en el mundo desarrollado debido a incentivos económicos a favor del medio ambiente, pero podría propagarse muy pronto a países en desarrollo cuando tales incentivos no sean necesarios. Drásticas reducciones en costos de las tecnologías asociadas a microrredes y a Recursos Energéticos Distribuidos (DERs por sus iniciales en inglés) permitirían este cambio en países con menos desarrollo, y permitirían la entrada de nuevos servicios que generarían beneficios adicionales para los usuarios finales conectados a la red. Además, estas reducciones de costos también podrían permitirles a comunidades aisladas el acceso a la electricidad, mejorando su calidad de vida. Relacionadas transversalmente a ambos usuarios finales, tanto conectados a la red como sin acceso, están las energías renovables. Para estas tecnologías, los avances en la predicción climática podrían reducir el riesgo percibido por quienes deciden instalar energías renovables. Teoría y práctica sugieren que en el mundo los sistemas fotovoltaicos (PV) seguirán siendo la tecnología limpia dominante para el usuario final, tecnología que se ha desplegado masivamente en Europa, Estados Unidos y más recientemente en Asia. Nuestra investigación reconoce vacíos claves en la literatura que pueden mermar las posibilidades del usuario final en el futuro: 1) Las actuales metodologías no consideran adecuadamente la predictibilidad climática en términos financieros, ya que no reconocen que la variabilidad climática es parcialmente predecible y que, por lo tanto, esta componente predecible puede ser descontada del riesgo financiero de los proyectos de energías renovables. 2) Las metodologías actuales basadas en microrredes (μGs) optimizadas que le permiten obtener acceso a la electricidad a comunidades asiladas, no incorporan adecuadamente las necesidades y restricciones de estas comunidades, a pesar de haber 1.1 billones de personas sin acceso a la electricidad en el mundo y a pesar de que las microrredes podrían representar, en muchos casos, su mejor solución. 3) No existe una estimación cuantitativa del impacto que tienen diferentes diseños tarifarios bajo una regulación de facturación neta ("netbilling" en inglés) sobre los usuarios finales, la distribuidora y el regulador considerando la tendencia a la baja de los costos de los paneles PV, a pesar de que la penetración de DERs en las redes de distribución ya está afectando a millones de personas. Así, hacemos algunas contribuciones claves que habilitarían el cambio de paradigma en los usuarios finales: i) Proponemos una metodología para reducir el riesgo financiero de proyectos PV a través de la modelación de la componente predecible de la radiación solar usando 3 oscilaciones océano-atmosféricas. La metodología fue desarrollada para una planta PV de gran escala pero podría ser fácilmente extendida para techos PV, así como para hidroelectricidad, viento y otras energías renovables. ii) Proponemos una metodología que ofrece una gama de diseños de microrredes a comunidades aisladas para darles acceso a la electricidad, donde cada uno de estos diseños es óptimo para un consumo particular y un valor de carga perdida (VOLL). La comunidad deberá elegir el diseño que mejor se ajuste a sus necesidades. iii) Proponemos un marco conceptual robusto (de peor caso) para entender la decisión de cada usuario de invertir en DERs usando microrredes óptimas, cuantificando así el impacto de diferentes diseños tarifarios y distintas decisiones del regulador sobre los usuarios finales y las distribuidoras. Para todas las metodologías y marcos conceptuales se desarrollaron casos de estudio en Chile, aprovechando su impresionante recurso solar. Adicionalmente, se estudiaron 10 casos a lo largo de Chile que muestran que el riesgo financiero para PV podría estar siendo sobre estimado hasta la fecha. Los modelos climáticos para Chile muestran que el riesgo financiero mensual para PV puede ser reducido debido a la estacionalidad (entre un 81% a 96% de la varianza del margen). Una vez descontada esta estacionalidad, las oscilaciones océano-atmosféricas pueden reducir adicional el riesgo de 6% a 13%. Los resultados también muestran que es posible ofrecerles a comunidades aisladas un portafolio de suministro a través de un trade-off entre costo y cobertura de las necesidades eléctricas. Este trade-off estaría formado de distintos diseños de microrredes para comunidades aisladas. Finalmente, para la penetración de DERs en los sistemas de distribución con alto potencial solar (norte de Chile) se ratifica que la tecnología dominante debería ser la PV y que su despliegue comenzaría en un par de años con usuarios que generarían electricidad para su auto consumo, Luego, después de algunos años más, los usuarios inyectarían parte de su generación a la red. El impacto sobre los usuarios y la distribuidora dependerá de las decisiones del regulador, pero las diferencias de costo entre usuarios dueños-de-DERs y no-dueños-de-DERs podrían eventualmente llegar a ser colosales. También las distribuidoras podrían enfrentar riesgos significativos de quiebra. El análisis presentado permitiría habilitar un mejor y más justo futuro para los usuarios finales, así como para varios otros actores, basado principalmente en energías renovables y limpias como la PV. Bajo este escenario, ¿cuál sería la solución óptima para un sistema que quiera integrar en el futuro redes aisladas a la red de distribución?¿Cómo debe diseñarse su regulación integrada? Aún quedan muchas preguntas abiertas y mucho por investigar.
Thermoeconomic optimization of solar polygeneration plants for producing electricity, desalted water, cooling, and process heat
(2018) Leiva Illanes, Roberto Eduardo; Escobar Moragas, Rodrigo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Esta investigación se centra en la evaluación termoeconómica para la producción conjunta de electricidad, agua, refrigeración, y calor de proceso en plantas de poligeneración solar, con el fin de crear una base de conocimiento científico para el desarrollo de tecnologías de plantas de potencia de concentración solar (CSP) en zonas con altas condiciones de irradiación solar, y el uso racional y óptimo de recursos en esquemas de poligeneración para aumentar la eficiencia global de conversión de energía del sistema, y minimizar los costos de los productos finales. El objetivo principal de esta disertación es modelar, evaluar y optimizar plantas de poligeneración solar, configuradas con una planta CSP con un campo de colectores solares cilindro parabólico, almacenamiento térmico de energía y un sistema de respaldo, un módulo de destilación multi-efectos (MED), un módulo de refrigeración de absorción de simple efecto (REF), y un módulo de calor de proceso (PH), donde el motor impulsor es la planta CSP, considerando que las plantas de poligeneración se localiza en una zona con altas condiciones de irradiación solar y de demanda de energía y agua. Las plantas de poligeneración solar se simulan en un régimen transitorio, en una ubicación representativa con altas condiciones de irradiación solar, como en el norte de Chile. En el desarrollo de esta disertación se utilizaron los programas IPSEpro, Microsoft Excel, MATLAB, EES, y el módulo ExIO como complemento de Microsoft Excel. Para ampliar el análisis termoeconómico en la evaluación de esquemas de poligeneración solar, la metodología incluye el uso de dos métodos termoeconómicos; el primero, basado en el método de costo de exergía, se utilizó para evaluar el costo real de cada producto, en el análisis de sensibilidad del costo de inversión, costo de combustible y de la demanda, y para evaluar los efectos del tamaño del campo solar y el dimensionamiento del almacenamiento de energía térmica. Se investigaron tres configuraciones: dos esquemas de poligeneración y uno de sistemas independientes. Además, se comparó con el método de costo nivelado en términos de asignación de costos y del costo especifico unitario de cada producto. Mientras que el segundo método, basado en el método de exergoeconomía simbólica, se utilizó para analizar en profundidad el proceso de formación de costos de exergía, comparándolo con sistemas independientes, y para establecer la mejor configuración en cogeneración, trigeneración y poligeneración. En el cual, se investigaron veintiún configuraciones: ocho de cogeneración, ocho de trigeneración, cuatro esquemas de poligeneración, y uno de sistemas independientes. Esta disertación fue desarrollada a través de tres artículos científicos. Este estudio revela que una planta de poligeneración solar es más eficiente y rentable que las plantas independientes para una zona con altas condiciones de irradiación solar y proximidad a centros de consumo, como las industrias mineras, que requieren operación continua y suministro de energía y agua con una demanda fundamentalmente constante. Además, de acuerdo con el mercado del norte de Chile, las configuraciones de poligeneración solar son competitivas en cuanto a la producción de electricidad, agua dulce, refrigeración y producción de calor. A su vez, las plantas de poligeneración solar podrían aumentar el beneficio económico vendiendo créditos de carbono y créditos de cuotas de energía renovable basados en el Protocolo de Kyoto y la legislación chilena, respectivamente. También revela que el método termoeconómico es un método de asignación de costos equitativo y racional que es adecuado para ser aplicado en una planta de poligeneración solar. Otro resultado es que este método se recomienda cuando se necesita un análisis más preciso para evaluar los costos de los diferentes productos y para evaluar los beneficios de una planta de poligeneración, en comparación con las plantas independientes. Por otro lado, el método de costo nivelado es un método simple y rápido, y no se requiere un profundo conocimiento de termodinámica, siendo recomendable cuando es necesario realizar un primer acercamiento de los costos de cada producto. Otro resultado importante es que los equipos claves en los cuales el diseño debería ser mejorado en las plantas de multi-generación solar son: colectores solares, subsistemas productivos (plantas MED, REF, y PH), evaporador, y recalentador. También, las configuraciones recomendadas en las plantas de multi-generación solar (cogeneración, trigeneración, y poligeneración) son aquellas en las cuales la planta MED reemplaza al condensador, y la planta REF, así como el módulo PH, se acoplan a las extracciones de turbina. Los resultados obtenidos brindan información útil para señalar el potencial que ofrece la poligeneración solar y podría constituir una guía para comprender estos métodos.
Trends in portfolio optimization in a new risk-driven market era : a review and application of models for planners, investors and managers.
(2019) Pérez Odeh, Rodrigo Andrés; Watts Casimis, David; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Today's quickly changing world forces society to deal with uncertainties that produce high levels of environmental, social, and economic risks, thereby jeopardizing sustainable development. Portfolio optimisation is an effective tool for formally dealing with such uncertainties, because the social and private optimum is not found by analysing cost/returns and risks of individual assets, projects, actions or plans, but rather requires analysing them all together in the form of a portfolio. This work first presents a review of portfolio optimisation applications from the perspective of energy planners. Multiple research opportunities were found, especially in spatial modelling, transmission, and renewable generation. The portfolio literature available to date excessively simplifies the power system. Supply, demand, and transmission modelling in portfolio analysis are not consistent with planning models, and therefore produce conflicting results. Despite abundant literature that analyses renewable complementarity, actual portfolio optimisation models ignore this effect, which leads to suboptimum portfolios. Policymakers have the task of inducing private agents, through their regulatory designs, to make decisions that point toward social welfare maximization. Conversely, it is a task of private agents to protect themselves against the risks of the sector. This work presents a review of the main applications, voids and challenges of portfolio optimization for two key agents of the private sector: investors and managers. Two fundamental issues were found in the literature; the first and most important is excessive confidence in historical data and statistical analysis for predicting future price behavior for a changing future in detriment of more structural analysis. The second is the omission of renewable complementarities, which is a proven characteristic of dispersed renewable plants that may have important risk-mitigation effects, although it has largely been ignored in portfolio analysis due to insufficient data, modeling limitations, and computational complexity. The literature on the way spatial diversification affects the entire power system, its prices and specifically renewable market value is scarce. Trying to cover part of this void, an analysis is made using real data and a simplified dispatch model to show evidence of the effects of diversification on wind and solar market value in Chile. Results suggest that spatial diversification has a strong positive effect on the market value of renewable generators, especially in scenarios with active transmission and hydro-storage constraints. Indeed, wind market value vary up to US$10/MWh depending on the level of diversification and the spatial and temporal constraints of the system and, given current storage capacity of hydro reservoirs, the solar market value may increase by US$5/MWh if transmission capacity is enough. Even though these results must be observed with caution, because they depend on the assumptions made, they are an additional effect of renewable spatial diversification. Uncertainty of the availability of transmission capacity affects the profitability of generation investments. Given the risk of suffering cuts in injections, an investor has the option of delaying the investment decision, developing the project in stages or simply canceling it. Renewable generation projects, especially solar photovoltaic (PV) and wind projects are modular and therefore suitable for being developed by stages. These flexibilities are generally ignored in the economic evaluations of such projects. This article presents a new methodology to evaluate different options of delaying and developing a project by stages, when facing the uncertainty of the availability of transmission infrastructure. A model to identify investments strategies based on a portfolio of real options is presented. It is shown that the value of the option depends essentially on the probabilities that are assigned to the commissioning date of the transmission infrastructure, on how important that infrastructure is for the evacuation of the generation project and the capital cost of the investor. This work is expected to assist investors by revealing the efficient frontier of their investment options and developing investment strategies to use the advantages of flexibilities of renewable projects.

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