Development of a simulation model for the analysis of decarbonization scenarios applied to an integrated oil and gas supply chain in the Colombian context

Caicedo Avellaneda, Julián Antonio

Development of a simulation model for the analysis of decarbonization scenarios applied to an integrated oil and gas supply chain in the Colombian context

dc.contributor.advisor	Martínez Rey, Ramiro
dc.contributor.advisor	Uribe Rodríguez, Ariel
dc.contributor.advisor	Yáñez Angarita, Édgar Eduardo
dc.contributor.author	Caicedo Avellaneda, Julián Antonio
dc.contributor.evaluator	Ariza León, Emiliano
dc.contributor.evaluator	Montes Páez, Erik Giovany
dc.date.accessioned	2024-10-23T15:45:21Z
dc.date.available	2024-10-23T15:45:21Z
dc.date.created	2024-10-20
dc.date.issued	2024-10-20
dc.description.abstract	La planeación energética del sector energético a mediados de siglo se ha enfocado en cumplir con las metas de mitigación y discutir la transición energética desde los combustibles fósiles. Una de las herramientas que han permitido evaluar el impacto de diversas estrategias de descarbonización, como las energías renovables o el hidrógeno, en el sector energético son los modelos de sistemas energéticos. Sin embargo, las aplicaciones de estos modelos incluyen el alcance global, regional o nacional, mientras que la revisión de la literatura no encontró ninguna aplicación para una organización o empresa del sector de petróleo y gas (O&G). Este trabajo propone construir un modelo de sistemas energéticos, específicamente un modelo TIMES, que permita representar las actividades típicas de una empresa conceptual dedicada al sector O&G, de manera que se pueda examinar cómo este tipo de empresas se alinean en la visión energética de un país como Colombia, las implicaciones para el negocio tradicional de hidrocarburos y el papel en la transición energética. El modelo TIMES-O&G fue desarrollado para este propósito y captura aproximadamente el 80% de la producción total de Colombia y el 55% de la producción de las compañías petroleras nacionales (NOC). Se analizaron cuatro escenarios, que corresponden a los planteados en el Plan Nacional de Energía de Colombia, explorando la integración de tecnologías de descarbonización como energías renovables, generación eléctrica a partir de combustibles fósiles con y sin captura de carbono, producción de hidrógeno; también se exploran las implicaciones de la regulación ambiental de manera directa como la tasa de carbono e indirectamente como el cambio en el consumo de combustibles fósiles que es resultado de otras regulaciones. En los escenarios evaluados, la autosuficiencia en materia de petróleo y gas se verá afectada a partir de 2030 para 2030 y 2040, las importaciones de gas natural y petróleo crudo superarán la producción nacional, respectivamente; además, se identifica a las refinerías como el sector primario que debe descarbonizarse en el corto y largo plazo, considerando su importancia en la cadena de valor que representan.
dc.description.abstractenglish	The energy sector's mid-century energy planning has focused on meeting mitigation goals and discussing the energy transition from fossil fuels. One of the tools that have allowed us to evaluate the impact of various decarbonization strategies, such as renewable energy or hydrogen, in the energy sector are energy system models. However, the applications of these models include global, regional or national scope, while the literature review did not find any application for an organization or company in the oil and gas (O&G) sector. This work proposes to build an energy systems model, specifically a TIMES model, that allows representing the typical activities of a conceptual company dedicated to the O&G sector, so that it can be examined how this type of companies align in the energy vision of a country like Colombia, the implications for the traditional hydrocarbon business, and the role in the energy transition. The TIMES-O&G model was developed for this purpose and captures approximately 80% of Colombia's total production and 55% of the national oil company (NOC) production. Four scenarios were analyzed, which correspond to those proposed in the National Energy Plan of Colombia, exploring the integration of decarbonization technologies such as renewable energies, electricity generation from fossil fuels with and without carbon capture, hydrogen production; It also explores the implications of environmental regulations directly as the carbon rate and indirectly as the change in fossil fuel consumption that is a result of other regulations. In the evaluated scenarios, self-sufficiency in terms of oil and gas will be affected starting in 2030 by 2030 and 2040, imports of natural gas and crude oil will exceed national production, respectively; furthermore, the refineries are identified as the primary sector that must be decarbonized in the short and long term, considering their importance in the value chain they represent.
dc.description.degreelevel	Maestría
dc.description.degreename	Magíster en Ingeniería Química
dc.description.googlescholar	https://scholar.google.com/citations?user=e8kGSpwAAAAJ&hl=es
dc.description.orcid	https://orcid.org/0000-0002-4369-1564
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/44390
dc.language.iso	eng
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.program	Maestría en Ingeniería Química
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería Química
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Modelos de sistemas energéticos
dc.subject	Descarbonización
dc.subject	Modelos TIMES
dc.subject	Compañia de petróleo y gas
dc.subject	Colombia
dc.subject.keyword	Energy System Models
dc.subject.keyword	TIMES Model
dc.subject.keyword	Colombia
dc.subject.keyword	Oil and Gas Company
dc.subject.keyword	Decarbonization
dc.title	Development of a simulation model for the analysis of decarbonization scenarios applied to an integrated oil and gas supply chain in the Colombian context
dc.title.english	Development of a simulation model for the analysis of decarbonization scenarios applied to an integrated oil and gas supply chain in the Colombian context
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría