TIMES_model
TIMES Version 4.8.3
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El generador de modelos TIMES (The Integrated MARKAL-EFOM System) fue desarrollado por la ETSAP, el Programa de Análisis de Sistemas de Tecnología Energética, que es un Programa de Cooperación Tecnológica de la Agencia Internacional de Energía. La ETSAP es una comunidad internacional que utiliza escenarios energéticos a largo plazo para realizar análisis energéticos y medioambientales en profundidad. El generador de modelos TIMES combina dos enfoques sistemáticos diferentes, pero complementarios, para modelar la energía: un enfoque de ingeniería técnica y un enfoque económico. TIMES es un generador de modelos ascendente y rico en tecnología, que utiliza programación lineal para producir un sistema de energía de menor costo, optimizado de acuerdo con una serie de limitaciones del usuario, en horizontes temporales de mediano y largo plazo. En pocas palabras, TIMES se utiliza para "la exploración de posibles futuros energéticos basados en escenarios contrastados".
Los modelos TIMES abarcan todos los pasos desde los recursos primarios hasta la cadena de procesos que transforman, transportan, distribuyen y convierten la energía en el suministro de servicios energéticos demandados por los consumidores de energía. Por el lado de la oferta de energía, comprende la extracción de combustible, la producción primaria y secundaria y la importación y exportación exógenas. Los “agentes” del lado de la oferta energética son los “productores”. A través de diversos vectores de energía, la energía se entrega al lado de la demanda, que puede estructurarse sectorialmente en sectores residencial, comercial, agrícola, de transporte e industrial. El sector de demanda desglosado es completamente flexible y adaptable a los TIEMPOS. Los “agentes” del lado de la demanda de energía son los “consumidores”. Las relaciones matemáticas, económicas y de ingeniería entre estos “productores” y “consumidores” de energía son la base que sustenta los modelos del TIMES.
Los principales conocimientos generados por TIMES se logran mediante el análisis de escenarios. Primero se genera un escenario energético de referencia ejecutando el modelo en ausencia de restricciones políticas. Estos resultados del escenario de referencia normalmente no están totalmente alineados con los pronósticos energéticos nacionales (generados mediante la simulación de la oferta y la demanda futura de energía), principalmente porque TIMES optimiza los sistemas energéticos proporcionando una solución de menor costo. Luego se establece un segundo escenario imponiendo una restricción de política (única entre muchas) al modelo (por ejemplo, participación mínima de energía renovable, cantidad máxima de emisiones de GEI o nivel mínimo de seguridad energética) y el modelo genera un sistema energético diferente de menor costo con diferentes tecnologías y opciones de combustible. Cuando se comparan los resultados con los del escenario de referencia, se pueden identificar las diferentes opciones tecnológicas que ofrecen la restricción de política al menor costo.
Una vez que se hayan implementado todos los insumos, restricciones y escenarios, el modelo intentará resolver y determinar el sistema energético que satisfaga las demandas del servicio energético durante todo el horizonte temporal al menor costo. Para ello, toma simultáneamente decisiones de inversión en equipos y de operación, suministro de energía primaria y comercio de energía, por región. TIMES supone una previsión perfecta, es decir, que todas las decisiones de inversión se toman en cada período con pleno conocimiento de los acontecimientos futuros (también son posibles ejecuciones miopes del modelo). Se optimiza horizontalmente (en todos los sectores) y verticalmente (en todos los períodos de tiempo para los que se impone el límite). Los resultados serán el mix óptimo de tecnologías y combustibles en cada periodo, junto con las emisiones asociadas para satisfacer la demanda. El modelo configura la producción y el consumo de productos básicos (es decir, combustibles, materiales y servicios energéticos) y sus precios; cuando el modelo hace coincidir la oferta con la demanda, es decir, productores de energía con consumidores de energía, se dice que está en equilibrio. Matemáticamente, esto significa que el modelo maximiza el excedente del productor y del consumidor. El modelo está configurado de manera que el precio de producción de un bien afecta la demanda de ese bien, mientras que al mismo tiempo la demanda afecta el precio del bien. Se dice que un mercado ha alcanzado un equilibrio en precios p y cantidades q cuando ningún consumidor desea comprar menos de q y ningún productor desea producir más de q al precio p. Cuando todos los mercados están en equilibrio, se maximiza el excedente económico total (es decir, la suma de los excedentes de los productores y los consumidores). Los principales TIEMPOS de salida son configuraciones del sistema energético, que satisfacen las demandas del servicio energético de uso final al menor costo y al mismo tiempo cumplen con las diversas limitaciones (por ejemplo, 80% de reducción de emisiones, 40% de penetración de electricidad renovable). En primera instancia, el modelo TIMES aborda la pregunta: ¿es factible el objetivo? Si un sistema energético es posible, entonces se puede examinar, ¿a qué coste? Los resultados del modelo son los flujos de energía, los precios de los productos básicos energéticos, las emisiones de GEI, las capacidades de las tecnologías, los costos de la energía y los costos marginales de reducción de las emisiones.
La documentación detallada está disponible en la página web de la ETSAP:
i) Concepto y Teoría. ii) Manual de referencia completo. iii) Operación del código TIMES.
Un modelo de demostración está disponible en GitHub.
La información sobre las actividades de la ETSAP está disponible en el sitio web de la ETSAP.
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