Lineas de investigación

Los proyectos de investigación de esta línea consisten principalmente en la evaluación, prospección, determinación de potencial y rendimiento de parques y turbinas eólicas. Sin embargo, pronto se abordaron recursos solares e hídricos.
La evaluación y prospección es numérica y está siendo validada con observaciones a lo largo del país. El modelo numérico es Weather Research and Forecasting (WRF) que ha sido parametrizado y validado para energía eólica en varias regiones en Bolivia.  El CUIE cuenta con 2 computadoras de alto rendimiento y acceso a un clúster universitario que facilita la realización rápida de las simulaciones en diferentes escenarios.
Actualmente se esta trabajando en la evaluación de recursos de biomasa para fines energéticos.

En una primera instancia, para el estudio de los sistemas de poligeneración, se ha trabajado con el sector lechero, siendo que este sector tiene demandas energéticas variadas; electricidad, para equipamiento e iluminación, calor, para la producción de agua caliente (para sanitización y limpieza), y refrigeración (frío), para la conservación de la leche producida. Además este sector productivo tiene la característica de generar gran cantidad de desechos orgánicos que han sido considerados como una fuente alternativa de energía, bajo el concepto de “waste-to-energy” y con el propósito de promover una economía circular en este sector. Las soluciones energéticas consideran diversas tecnologías combinadas, con el propósito de producir biogás (en biodigestores con el desecho orgánico de las granjas) el cual sirve para la producción de electricidad, calor (utilizando generadores como motores de combustión interna y/o microturbinas), frío (mediante sistemas de refrigeración por absorción), y además fertilizantes (bio-slurry) que es el producto de la digestión de los desechos orgánicos. Los estudios sobre estas soluciones se han enfocado en (i) analizar la eficiencia energética, cuando se los compara con soluciones energéticas convencionales, (ii) analizar la factibilidad tecno-económica, cuando se proponen sistemas centralizados de poligeneración y (iii) analizar el impacto medioambiental, cuando se cuantifica el impacto que la aplicación de estas soluciones producirían en la reducción de emisiones gases de efecto invernadero (GHG). El sector lechero como caso de estudio, es simplemente un ejemplo de aplicación, ya que el potencial de aplicación de estas soluciones es extenso en diversas áreas de la cadena productiva. Estas soluciones, como se mencionó previamente, promueven el aprovechamiento de los recursos energéticos disponibles a través de sistemas energéticos descentralizados y eficientes. Además, pueden incluir el uso de otras fuentes de energía como la solar para conformar sistemas energéticos híbridos/combinados.

Así mismo se hicieron estudios de Sistemas híbridos de energía, con especial énfasis en introducir nuevas tecnologías para mitigar y reducir las emisiones nocivas para el medio ambiente. El motor Stirling es una de las tecnologías escogidas para introducirla en zonas rurales aisladas. Estos sistemas eléctricos rurales se evalúan en distintas zonas de Bolivia, esta evaluación  comprende tres parámetros de sustentabilidad: económico, ambiental y  de rendimiento. El parámetro económico analiza el costo de electricidad (LCOE- Levelized cost of electricity), en el caso del parámetro ambiental, un análisis de las emisiones de dióxido de carbono equivalente son evaluadas, para finalmente realizar un estudio de la respuesta dinámica del motor Stirling en un sistema híbrido en un escenario Boliviano. Las tecnologías escogidas para estos sistemas son comercialmente amigables, es decir que los generadores de electricidad son fáciles de encontrar y replicar en los escenarios Bolivianos. En este estudio también se hace un hincapié en los costos y tiempos de mantenimiento en zonas rurales.

El potencial de aplicación de sistemas de energía híbridos/combinados (cogeneración, trigeneración y poligeneración) es enorme, especialmente en países en desarrollo (ejemplo en Latinoamérica) donde predominan sistemas productivos pequeños (muchos de ellos generan desechos orgánicos que no son aprovechados) y donde, además, se tiene disponibilidad de recursos energéticos (solar, eólico, biomasa, etc.). Sin embargo, estas soluciones energéticas requieren de mayor investigación a través de análisis interdisciplinarios, para encontrar soluciones óptimas que tengan viabilidad técnica, económica, social y medioambiental.

Los proyectos de investigación en el marco de esta línea se encuentran enfocados en el uso de biomasa como fuente de energía en forma de combustibles sólidos, líquidos y gaseosos. Los principales proyectos se enfocan en la obtención de combustibles, su aplicación para la generación de calor y electricidad, además de análisis tecno-económicos, y de impacto medioambiental de sistemas basados en biomasa.
En el marco de esta línea de investigación también se realizaron trabajos sobre la evaluación de impactos medioambientales de diferentes sistemas energéticos basados en el uso de biomasa como fuente de energía. Se realizaron tesis de grado, posgrado y una publicación en conferencia sobre este tema. Se cuenta con una licencia PhD del software SIMAPRO y acceso a la base de datos ECOInvent.
De igual manera, se cuenta con un laboratorio de evaluacion de cocinas de biomasa, donde diferentes prototipos pueden ser evaluados con equipos de medicion de alto precision. Se cuenta con un analizador de gases Horiba, medidor de particulas (PM10, PM2.5 y PM total), instrumentos de medición de temperatura.

La transición energética es un objetivo primordial para el desarrollo de una sociedad sostenible a largo plazo. En este ámbito, el CUIE desarrolla investigación de cómo lograr el cambio de la matriz energética de países en desarrollo, mientras se incrementa el consumo energético de la población y  se mantiene un crecimiento económico constante.   Esto se logra, mediante el uso de modelos matemáticos, sistemas geográficos de información y técnicas de machine learning. La investigación se enfoca en 3 diferentes partes:

Planificación a largo plazo: se intenta determinar el camino óptimo de descarbonización de los sistemas energéticos bolivianos.

Complementariedad y operación del sistema eléctrico nacional: Usando modelos matemáticos, se intenta determinar la forma más eficiente de operar el sistema eléctrico y como este puede crear sinergias con los sistemas de agua o gas natural.

Calcular el costo total para lograr la electrificación total de Bolivia.