“PERSPECTIVA ENERGÉTICA 2026: ESTUDIO SOBRE EL IMPACTO DEL INCREMENTO DE LA DEMANDA EN EL SISTEMA INTERCONECTADO NACIONAL (SIN) DE BOLIVIA”

1 CAPÍTULO I INSTRODUCCION 9 1.1 INTRODUCCIÓN 9 1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 9 1.3 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 10 1.4 JUSTIFICACIÓN 10 1.5 ALCANCE Y DELIMITACIÓN 11 1.6 OBJETIVOS 11 1.6.1 Objetivo General 11 1.6.2 Objetivos Específicos 11 2 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO 12 2.1 SISTEMA INTERCONECTADO NACIONAL DE BOLIVIA 12 2.1.1 Mercado Eléctrico Mayorista (MEM) 13 2.1.2 Marco Legal del Sistema Eléctrico 13 2.2 PRONÓSTICO DE LA DEMANDA DE ENERGÍA 14 2.3 ELEMENTOS DE UNA SERIE DE TIEMPO 14 2.4 MODELO DE PRONÓSTICO SARIMA 15 2.5 METODOLOGÍA BOX JENKINS 16 2.5.1 Identificación 16 2.5.1.1 Prueba de Dickey - Fuller 17 2.5.1.2 Correlogramas 17 2.5.2 Estimación 17 2.5.2.1 Criterio de Información de Akaike (AIC) 18 2.5.2.2 Criterio de Información Bayesiano (BIC) 18 2.5.3 Validación del Modelo 18 2.5.3.1 Validación Cruzada 18 2.5.3.2 Prueba de Box-Ljung 19 2.6 MEDICIÓN DE ERROR 19 2.6.1 Error Absoluto Medio (MAE) 19 2.6.2 Error Porcentual Absoluto Medio (MAPE) 19 2.6.3 Raíz del Error Cuadrático Medio (RMSE) 19 2.7 MODELADO DE SISTEMAS ELÉCTRICOS 20 2.7.1 Modelo Dispa-SET 20 2.7.2 Dispa-SET en la Literatura Científica 20 2.7.2.1 Resolución del Modelo Dispa-SET 21 2.7.2.2 Función Objetivo del Modelo Dispa-SET 21 2.7.2.3 Procedimientos para ejecutar Dispa-SET 21 3 CAPITULO III METODOLOGÍA 22 3.1 ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN 22 3.1.1 Enfoque Cuantitativo 22 3.2 MÉTODO DE INVESTIGACIÓN 22 4 CAPITULO IV DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN 24 4.1 SITUACIÓN ACTUAL DEL SISTEMA INTERCONECTADO NACIONAL DE BOLIVIA. 24 4.1.1 Parque Generador 25 4.1.2 Oferta y Demanda de Potencia 26 4.1.2.1 Según Zona Geográfica 26 4.1.3 Histórico de la Demanda de Energía 27 4.1.3.1 Demanda de Energía Anual 28 4.1.3.2 Demanda de Energía Según Zona Geográfica del SIN 28 4.1.4 Producción de Energía 28 4.1.4.1 Generación Termoeléctrica 29 4.1.4.2 Generación Hidroeléctrica 29 4.1.4.3 Producción de Energía Según Tecnología de Generación 29 4.1.5 Topología de la Red 31 4.1.5.1 Interconexión de Zonas Geográficas 31 4.2 EXPANSIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA ELÉCTRICA 32 4.3 MODELOS DE PRONÓSTICO 32 4.3.1 Recolección de Datos 33 4.3.2 Modelo ARIMA 33 4.3.3 Modelo Lineal 38 4.3.4 Modelo Exponencial 38 4.3.5 Pronóstico de la Demanda de Energía (2013-2022) 38 4.3.5.1 Comparación de Modelos 40 4.3.5.2 Elección del Modelo de Pronóstico 40 4.3.6 Cálculo de Error 40 4.3.6.1 Demanda Mensual 41 4.3.6.2 Demanda Diaria y Horaria 41 4.4 PRONÓSTICO DE LA DEMANDA DE ENERGÍA (2023-2026) 43 4.4.1 Recolección de Datos 43 4.4.2 Demanda Mensual 43 4.4.3 Demanda Horaria 44 4.5 MODELADO DEL SISTEMA ELÉCTRICO 44 4.5.1 Escenarios Hipotéticos 45 4.5.2 Implementación del Modelo Dispa- SET 46 4.5.2.1 Datos de Entrada 46 4.5.2.2 Pre Procesamiento (Confi File) 50 4.5.2.3 Entorno de Simulación 51 4.5.3 Discusión de Resultados 51 4.5.3.1 Escenario 1 51 4.5.3.2 Escenario 2 55 4.5.3.3 Escenario 3 58 4.5.3.4 Escenario 4 61 4.5.4 Impacto del Aumento de la Demanda en el SIN de Bolivia 64 4.5.4.1 En la Oferta de Generación 65 4.5.4.2 En la Producción y Despacho de Energía 65 5 CAPITULO V CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES 73 5.1 CONCLUSIONES 73 5.2 RECOMENDACIONES 75 REFERENCIAS BIBLIOGÁFICAS 77 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 2 1 Diagrama Unifilar del SIN de Bolivia (2023) 12 Figura 2 2 Mercado Eléctrico Mayorista (MEM) 13 Figura 2 3 Componentes de una Serie de Tiempo 14 Figura 2 4 Metodología Box Jenkins 16 Figura 2 5 Validación Cruzada 19 Figura 4 1 Sistema Interconectado Nacional (SIN) de Bolivia 24 Figura 4 2 Parque Generador del SIN de Bolivia (Gestión 2022) 25 Figura 4 3 Parque Generador del SIN de Bolivia según Zona Geográfica 25 Figura 4 4 Oferta y Demanda de Potencia en el SIN de Bolivia 26 Figura 4 5 Oferta y Demanda de Potencia Según Zona Geográfica del SIN de Bolivia (Gestión 2022) 27 Figura 4 6 Evolución de la Demanda de Energía del SIN de Bolivia (Anual) 27 Figura 4 7 Demanda de Energía Mensual Según Zona Geográfica del SIN de Bolivia (Gestión - 2022) 28 Figura 4 8 Producción de Energía Eléctrica - Gestión 2022 29 Figura 4 9 Participación de Tecnologías de Generación - Gestión 2022 30 Figura 4 10 Variabilidad Anual de Caudal 30 Figura 4 11 Demanda de Energía Mensual (2001-2012) 33 Figura 4 12 Autocorrelación Simple y Parcial de la Serie de Datos Original 34 Figura 4 13 Serie en Primera Diferencia 35 Figura 4 14 Autocorrelación Simple y Parcial de la Serie con Primera Diferencia 35 Figura 4 15 Residuos del Modelo SARIMA (0,1,1) (2,1,0) [12], 37 Figura 4 16 Autocorrelación Simple y Parcial de residuos del modelo SARIMA 38 Figura 4 17 Pronóstico de la Demanda de Energía Mensual (2013 - 2022) 39 Figura 4 18 Comparación de la Demanda de Energía Mensual (Periodo 2013-2022) 41 Figura 4 19 Estacionalidad de la Demanda Diaria 42 Figura 4 20 Pronóstico de la Demanda Mensual (Zona Central, Sur, Norte y Oriente) 43 Figura 4 21 Demanda de Energía Horaria (6 a 11 de enero del 2026) 44 Figura 4 22 Variabilidad anual de Caudal 45 Figura 4 23 Diagrama de flujo del Modelo Dispa-SET 46 Figura 4 24 Base de Datos de Dispa-SET 47 Figura 4 25 Demanda Eléctrica en Formato Dispa-SET 47 Figura 4 26 Capacidad de transferencia (MWh) Periodo 2026 48 Figura 4 27 Codificación para Combustibles y Tecnologías de Generación. 48 Figura 4 28 Unidades de Generación (PowerPlanData) 48 Figura 4 29 Archivo de Configuración de Dispa-SET 50 Figura 4 30 Scrip en Python(Entorno de Simulación) 51 Figura 4 31 Potencia Instalada para el año 2026 (Escenario 1) 52 Figura 4 32 Producción de Energía por Zona para el año 2026 (Escenario 1) 52 Figura 4 33 Flujo de Energía (Escenario 1) 53 Figura 4 34 Despacho de Energía por Zona para el Año 2026(Escenario 1) 54 Figura 4 35 Congestión de Líneas Eléctricas (Escenario 1) 55 Figura 4 36 Potencia Instalada por Zona (Escenario 2) 56 Figura 4 37 Producción de Energía por Zona para el año 2026 (Escenario 2) 56 Figura 4 38 Flujo de Energía (Escenario 2) 56 Figura 4 39 Despacho de Energía por Zona para el Año 2026(Escenario 2) 57 Figura 4 40 Congestión de Líneas Eléctricas (Escenario 2) 58 Figura 4 41 Potencia Instalada por Zona (Escenario 3) 59 Figura 4 42 Flujo de Energía (Escenario 3) 59 Figura 4 43 Producción de Energía por Zona (Escenario 3) 59 Figura 4 44 Despacho de Energía por Zona para el Año 2026(Escenario 3) 60 Figura 4 45 Congestión de Líneas Eléctricas (Escenario 3) 61 Figura 4 46 Potencia Instalada por Zona (Escenario 4) 62 Figura 4 47 Producción de Energía por Zona (Escenario 4) 62 Figura 4 48 Flujo de Energía (Escenario 4) 62 Figura 4 49 Despacho de Energía por Zona para el Año 2026(Escenario 4) 63 Figura 4 50 Congestión de Líneas Eléctricas (Escenario 4) 64 Figura 4 51 Potencia Instalada Según Zona Geográfica 65 Figura 4 52 Producción de Energía por Zona Geográfica para el año 2026. 66 Figura 4 53 Comparación de la Producción de Energía por Zona Geográfica para el año 2026(En Porcentaje). 66 Figura 4 54 Comparación de Despacho de Energía (Zona Central) 68 Figura 4 55 Comparación de Despacho de Energía (Zona Norte) 69 Figura 4 56 Comparación de Despacho de Energía (Zona Oriente) 70 Figura 4 57 Comparación de Despacho de Energía (Zona Sur) 71 Figura 4 58 Comparación de los Sistema de Transmisión de Energía 72 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 4 1 Capacidad de Transferencia entre Zonas Geográficas del SIN de Bolivia (Gestión 2022) 31 Tabla 4 2 Proyectos de Transmisión Planificados para el año 2026. 32 Tabla 4 3 Test de Dickey-Fuller Aplicado a la Serie de Tiempo de la Demanda de Energía. 34 Tabla 4 4 Test de Dickey-Fuller Aplicado a la Serie en Primera Diferencia 35 Tabla 4 5 Componentes del modelo SARIMA 36 Tabla 4 6 Resultado de la prueba Box Ljung 37 Tabla 4 7 Resultado del Pronóstico de la Demanda de Energía Mensual (2013-2022) 39 Tabla 4 8 Ventajas y Desventajas de los Modelos de Pronóstico 40 Tabla 4 9 Calculo de Error (Demanda Mensual y Diario) 42 Tabla 4 10 Componentes del Modelo SARIMA 44 Tabla 4 11 Planteamiento de Escenarios. 45 Tabla 4 12 Datos de Entrada Según Escenario 49 Tabla 4 13 Análisis de la Potencia instalada en el SIN de Bolivia por Zona Geográfica para el año 2026. 65 Tabla 4 14 Evaluación de la Producción de Energía (Zona Central) 68 Tabla 4 15 Evaluación de la Producción de Energía (Zona Norte) 69 Tabla 4 16 Evaluación de la Producción de Energía (Zona Oriente) 70 Tabla 4 17 Evaluación de la Producción de Energía (Zona Sur) 71

La presente investigación tiene como objetivo determinar el impacto del incremento de la demanda de energía en el Sistema Interconectado Nacional (SIN) de Bolivia para el año 2026, con el propósito de ofrecer una perspectiva clara y fundamentada del escenario energético futuro del país. Para ello se recopiló información sobre la situación actual del SIN de Bolivia en cuanto a generación, transmisión y distribución, así como los proyectos de expansión previstos para el año 2026, todos los datos recabados se clasificaron por zonas geográficas específicas (norte, sur, oriente y central), para luego realizar el pronosticó de la demanda de energía para cada zona geográfica del SIN de Bolivia. Se plantearon cuatro escenarios energéticos posibles para el futuro, los mismos están basados en la disponibilidad hídrica y en el cumplimiento de los proyectos planificados para el año 2026, para modelar el SIN de Bolivia en cada escenario propuesto, se empleó el modelo Dispa-SET.