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Consumos heterogéneos de energía en las tipologías de hogares del sector residencial del Ecuador

Authors:

Abstract

Existe un interés creciente por reducir el consumo de energía en los sectores económicos, donde el sector residencial es un consumidor sustancial de energía en las sociedades y por tanto, un foco de atención para las políticas de eficiencia y de generación energética renovable. En Ecuador, el consumo residencial representa un 1/4 del total de electricidad que demanda el sistema socioeconómico. La conformación de los hogares ha cambiado por la dinámica demográfica, mejoras socioeconómicas y los esfuerzos por la justicia social, lo cual impacta en el consumo de electricidad. El objetivo del estudio es analizar la dinámica del consumo de energía en el sector residencial del Ecuador a partir de la construcción de tipologías de hogares bajo la jerarquización de variables demográficas, geográficas, económicas y técnicas utilizando una metodología top-down y bottom-up y la aplicación de MuSIASEM para lo cual se utilizó información estadística de Encuestas y Censos Nacionales, que permitió construir las tipologías de hogares y su patrón de consumo. Los resultados muestran consumos de electricidad heterogéneos en los 4,5 millones de hogares presentes en 2017 divididos jerárquicamente en 240 tipologías. El patrón varía desde los hogares de menor consumo con 50 KWh/mes hasta los de mayor consumo de 350 KWh/mes. Por ejemplo, en la zona urbana la mayor tasa se concentra en los hogares conformados por más de 8 personas con tasas entre 150 a 180 KWh/mes, mientras que en la zona rural los valores oscilan entre 90 a 120 KWh/mes, pero difieren por ubicación geográfica y por su jefatura masculina o femenina. Igualmente, los datos permitieron escalar a niveles agregados donde se muestra que, del total de consumo anual de electricidad de 6,428 GWh, el 54% del consumo se concentró en la región Costa que concentra el 51% del total de hogares del sector residencial del Ecuador.
ARTÍCULOS
Palabras claves: Energía; sector residencial; consumo de
electricidad; sistema de jerarquías; MuSIASEM
RESUMEN Rony Mauricio Parra-Jácome
Gustavo Raúl Pinto-Arteaga
Parra-Jácome, Rony Mauricio; Yánez-Jácome, Génesis Belén;
Pinto-Arteaga, Gustavo Raúl; Rea-Toapanta, Antonio Ricardo
FIGEMPA: Investigación y Desarrollo
Génesis Belén Yánez-Jácome
Antonio Ricardo Rea-Toapanta
Consumos heterogéneos de energía en las tipologías de
hogares del sector residencial del Ecuador
Heterogeneous Energy Consumptions in Household
Typologies of Ecuador´s Residential Sector
Existe un interés creciente por reducir el consumo de
energía en los sectores económicos, donde el sector
residencial es un consumidor sustancial de energía en
las sociedades y por tanto, un foco de atención para
las políticas de eciencia y de generación energética
renovable. En Ecuador, el consumo residencial
representa un 1/4 del total de electricidad que demanda
el sistema socioeconómico. La conformación de los
hogares ha cambiado por la dinámica demográca,
mejoras socioeconómicas y los esfuerzos por la justicia
social, lo cual impacta en el consumo de electricidad. El
objetivo del estudio es analizar la dinámica del consumo
de energía en el sector residencial del Ecuador a partir
de la construcción de tipologías de hogares bajo la
jerarquización de variables demográcas, geográcas,
económicas y técnicas utilizando una metodología top-
down y bottom-up y la aplicación de MuSIASEM para
lo cual se utilizó información estadística de Encuestas y
Censos Nacionales, que permitió construir las tipologías
de hogares y su patrón de consumo. Los resultados
muestran consumos de electricidad heterogéneos en
los 4,5 millones de hogares presentes en 2017 divididos
jerárquicamente en 240 tipologías. El patrón varía desde
los hogares de menor consumo con 50 KWh/mes hasta
los de mayor consumo de 350 KWh/mes. Por ejemplo,
en la zona urbana la mayor tasa se concentra en los
hogares conformados por más de 8 personas con tasas
entre 150 a 180 KWh/mes, mientras que en la zona rural
los valores oscilan entre 90 a 120 KWh/mes, pero dieren
por ubicación geográca y por su jefatura masculina
o femenina. Igualmente, los datos permitieron escalar
a niveles agregados donde se muestra que, del total
de consumo anual de electricidad de 6,428 GWh,
el 54% del consumo se concentró en la región Costa
que concentra el 51% del total de hogares del sector
residencial del Ecuador.
rmparra@uce.edu.ec
Universidad Central del Ecuador.
Quito, Ecuador.
grpinto@uce.edu.ec
Universidad Central del Ecuador.
Quito, Ecuador.
gbyanez@uce.edu.ec
Universidad Central del Ecuador.
Quito, Ecuador.
arrea@uce.edu.ec
Universidad Central del Ecuador.
Quito, Ecuador.
Universidad Central del Ecuador, Ecuador
ISSN-e: 2602-8484
Periodicidad: Semestral
vol. 17, núm. 1, 2024
revista.gempa@uce.edu.ec
Recepción: 11 diciembre 2023
Aprobación: 26 enero 2024
DOI: https://doi.org/10.29166/revg.v17i1.6104
Financiamiento
Autor de correspondencia:
gbyanez@uce.edu.ec
El nanciamiento de este artículo se realizó con los fondos
obtenidos del Proyecto de investigación DI -CONV-2021-
05 de la Universidad Central del Ecuador.
Esta obra está bajo una Licencia
Creative Commons Atribución
4.0 Internacional (CC BY 4.0)
Cómo citar: Parra-Jácome, R. M., Yánez-Jácome, G.B.,
Pinto-Arteaga, G.R., & Rea-Toapanta, A.R. (2024). Consumos
heterogéneos de energía en las tipologías de hogares del
sector residencial del Ecuador. FIGEMPA: Investigación y
Desarrollo, 17(1), 102-111. https://doi.org/10.29166/revg.
v17i1.6104
Keywords: Energy; residential sector; electricity consumption;
hierarchical system; MuSIASEM
ABSTRACT
There is a growing interest in reducing energy consumption
in the economic sectors, where the residential sector is a
substantial consumer of energy in societies and therefore,
a focus of attention for efciency and renewable energy
generation policies. In Ecuador, residential consumption
represents 1/4 of the total electricity demanded by the
socioeconomic system. Household composition has
changed due to demographic dynamics, socioeconomic
improvements and social justice efforts, which impacts
electricity consumption. The aim of this study is to analyze
the dynamics of energy consumption in Ecuador´s
residential sector based on the construction of household
typologies under the hierarchy of demographic,
geographic, economic and technical variables using
a top-down and bottom-up methodology and the
application of MuSIASEM for which statistical information
from National Surveys and Censuses was used, which
allowed the construction of household typologies and their
consumption pattern. The results show heterogeneous
electricity consumptions in the 4.5 million households
in 2017 hierarchically divided into 240 typologies. The
pattern varies from the lowest consumption households
with 50 KWh/month to the highest consumption of 350
KWh/month. For example, in the urban area the highest
rate is concentrated in households made up of more
than 8 people with rates between 150 to 180 KWh/month,
while in the rural area the values range from 90 to 120
KWh/month but differ by geographic location and male
or female headship. Likewise, the data allowed scaling
to aggregate levels where it is shown that, of the total
annual electricity consumption of 6,428 GWh, 54% of the
consumption was concentrated in the coastal region,
which concentrates 51% of the total households in the
residential sector of Ecuador.
A nivel mundial los usos nales de la energía se distribuyen en los diferentes sectores de la economía determinadas por el
nivel de consumo, siendo el transporte y el sector industrial los mayores consumidores, seguidos por el sector residencial que
ocupa el tercer lugar con un aproximado del 30% del total de consumo (IEA, 2023). Se evidencia una escalada del sector
residencial hacia un mayor consumo de electricidad frente al crecimiento de otros sectores, fenómeno inuenciado por el
desarrollo de las economías de los países desarrollados y la mejora en la calidad de vida de la sociedad (Zhang, Zhuang
y Yang, 2003). Las fuentes de energía, la eciencia del gasto y consumo, así también como el nivel económico de las
familias, moldean los patrones de consumo en el sector residencial, sin dejar de lado las condiciones que se dan debido
a la localización de las viviendas y el clima de la zona.
El análisis metabólico de los hogares considera los ujos de entrada y de salida que permiten conocer no solo el consumo
de energía, sino las dinámicas de demanda en servicios, generación de desechos, necesidad de materiales, entre otros.
De acuerdo a Van den Brom, Meijer y Visscher (2018) la demanda de electricidad en los hogares está inuenciada de
manera directa por los ingresos económicos, ya que de este depende que un hogar pueda acceder a un servicio y a
la infraestructura eléctrica. En el desarrollo de investigaciones, la evaluación de la intensidad energética depende de la
concepción y denición de “hogar” y de las variables que se consideren en la categorización, ya que los mismos son los
que determinan las tasas de consumo (Pérez-Sánchez, Velasco-Fernández y Giampietro, 2022).
En Latinoamérica, el sector residencial ha experimentado un ascenso en el consumo de electricidad, siendo responsable
del 16% del total de energía agregada y del 25 % de electricidad, dado principalmente por el nivel de ingreso de los
hogares, variable que inere de manera directa en la tasa de consumo (Jiménez Morí y Yépez-García, 2020). En el Ecuador
la demanda de electricidad creció en promedio anual entre el 4 y 6% en los últimos 10 años y la categoría residencial es
uno de los sectores en los usos nales de la matriz energética con mayor representatividad. En el 2022 concentró el 25 % del
total de electricidad (33,2 mil GWh) que se demandó para mantener la dinámica socioeconómica. En estudios recientes,
se muestra que la localización y el clima de la zona en la que se ubica la vivienda es representativo en la dinámica del
consumo en el Ecuador, siendo el uso de aire acondicionado o calentamiento de agua lo que marca las diferencias entre
regiones (Ríos, Guamán y Vargas, 2018; Strydom, Musango y Currie, 2019).
El desarrollo de las sociedades y su inherente adaptación a las innovaciones tecnológicas, además de la respuesta a las
políticas de electricación por la crisis ambiental y social, han llevado a una nueva conguración de los hogares en términos
de infraestructura y hábitos de consumo, lo cual precisa un incremento en la demanda de electricidad y el desplazamiento
de la participación fósil como fuente energética. Jiménez Morí y Yépez-García sugieren que en la formulación de políticas
locales sobre eciencia energética se tome en cuenta los términos de justicia social en los diferentes estratos de la sociedad
y medidas enfocadas a la mitigación del cambio climático (Jiménez Morí y Yépez-García, 2020).
Este trabajo propone el análisis del sector residencial aplicado al estudio de caso en el sistema residencial del Ecuador,
bajo la categorización de tipologías de hogares repartidas por niveles, lo cual permite conocer el consumo agregado y
sus dinámicas de intensidad energética en el tiempo como insumos de metabolismo de la sociedad, herramienta para la
previsión de recursos e insumos para informar la política pública.
INTRODUCCIÓN
El estudio propuesto se enmarca en el entendimiento del consumo energético en los usos nales, desarrollado en
la metodología Multi-Scale Integrated Analysis of Societal and Ecosystem Metabolism-MuSIASEM presentada por
Giampietro (1997), Giampietro y Mayumi (2000) y Giampietro et al. (2012), incluida una categorización de los subsectores
económicos, en donde, el sector residencial se desagrega a niveles más bajos utilizando los principios teóricos de la
jerarquía en los sistemas complejos (Allen y Starr, 1982), y el análisis de ujos y fondos presentado por Georgescu-Roegen
(1971) y descritos por Parra en el análisis energético de la extracción de petróleo en el Ecuador (Parra et al., 2018).
Los usos nales de energía (End Use) es una expresión que se reere a las tareas útiles y/o trabajos que se realizan por
los diversos sectores de la sociedad al convertir los portadores de energía en energía utilizada para realizar tareas útiles
(Giampietro et al., 2012; Velasco-Fernández, Ramos-Martín y Giampietro, 2015). El análisis se centra en el entendimiento
de la dinámica del sector residencial dentro de los usos nales, para lo cual se desagregó todos los hogares en diferentes
tipologías en niveles jerárquicos.
Desde la complejidad el uso de niveles jerárquicos es indispensables para entender los sistemas, permitiendo al observador
discernir tantos subsistemas como sea necesario dependiendo de la escala o conjunto de escalas elegidas para la
representación (Simon,1962; Koestler, 1968; Pattee, 1973; O’Neill, 1989; Giampietro, 2003; Giampietro et al., 2011).
MATERIALES Y MÉTODOS
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pp. 102-111 | Parra-Jácome et al.
Los niveles además fueron construidos diferenciando los elementos funcionales (proporcionan la función del procesador)
y estructurales (proporciona la característica del procesador) de MuSIASEM (Parra, Bukkens y Giampietro, 2020). El sistema
parte de abajo hacia arriba comenzando con N-4: Tipología de hogar por jefatura, aquí se diferencia las estructuras por
el género del representante del hogar (masculino/femenino), luego en el N-3: Tipología de hogar por zona territorial, en la
cual se distinguen familias que viven en zonas urbanas o rurales dado por el acceso a servicios, población y territorio, lo cual
genera una función del hogar, en el N-2: Tipología de hogar por región geográca, se distingue la función por diferentes
regiones presentes en el Ecuador: Costa, Sierra, Oriente e Insular, además se contempló dentro de la composición de
la población aquellas que viven en una zona no delimitada de acuerdo a la división política por provincias. En el N-1:
Tipología por número de integrantes del hogar, se diferenció hogares que van desde 1 hasta 15 integrantes lo cual permite
entender la estructura demográca de la composición del hogar, nalmente el Nivel mayor N: Sector residencial es el
agregado nacional en donde conuyen los 4.5 millones de hogares presentes en el sistema socioeconómico del Ecuador.
En el sistema, se diferencia el ujo biofísico, como la demanda de electricidad en KWh que se metaboliza en una tipología
de hogar, en donde existe presencia de otros ujos y fondos que entran y/o salen del procesador1 como: volumen de
combustibles, horas humanas, power capacity, emisiones de CO2, etc., que no fueron consideradas ya que este trabajo
se enfocó exclusivamente en la contabilidad de electricidad a partir de una metodología de jerarquías.
FIGURA 1
Representación del sistema de jerarquización de hogares en el
sector residencial del Ecuador
Algunos sistemas complejos exhiben propiedades emergentes en diferentes niveles de organización, lo que signica
que los patrones y comportamientos a nivel global surgen de las interacciones locales a niveles más bajos que facilita
la comprensión y gestión de sistemas al dividirlos en niveles menores.
El sector residencial del Ecuador fue desagregado y categorizado en 5 niveles de jerarquía a partir de tipologías de
hogares considerando variables demográcas (# integrantes en el hogar), geográcas (región y división política por
provincias), socioeconómicas (zonas urbana y rural e ingresos) y de género (jefatura del hogar) (Ver gura 1).
1 Procesador metabólico, es un concepto desarrollado en el metabolismo social de MuSIASEM y describe las entradas y salidas de ujos y fondos de un
determinado proceso que lo vincula con procesos tanto en el mismo nivel como en diferentes niveles, es decir un procesador permite el metabolismo
de ujos y fondos ecosistémicos para mantener la dinámica socioeconómica de un procedo dado en una ruta secuencial (Parra et al., 2018)
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Consumos heterogéneos de energía en las tipologías
de hogares del sector residencial del Ecuador
Para la obtención de los datos en el sistema de jerarquías construido en la gura 1, se utilizó información secundaria
de estadísticas nacionales presentes en las Encuestas de Condiciones de Vida, los Censos de Población y Vivienda,
Encuesta Nacional de Ingresos y Gastos de los Hogares Urbanos y Rurales, con lo cual se generó un análisis top-
down. De manera paralela, se realizaron encuestas propias en hogares tipo en el territorio nacional para levantar
información primaria y completar los datos faltantes desde el análisis bottom up. La información fue procesada de
la siguiente manera:
El consumo de electricidad en el sector residencial del Ecuador en el 2017 fue de 6,428 GWh. La demanda en los
hogares creció en los últimos 10 años entre 4-6 % anual, lo cual responde no solo al crecimiento de la población, sino
a la dinámica en la composición de hogares en su parte interna.
Los resultados muestran heterogeneidad en el consumo cuando se analiza por tipología de hogares. La demanda
de electricidad en un hogar diere por el lugar en donde se encuentre, no tiene el mismo comportamiento un hogar
tipo en la Costa que en la Sierra o en la Amazonía y cambia si el hogar se sitúa en la zona urbana o rural. Por su lado,
la calidad de vida de los miembros de hogar, el equipamiento y variables demográcas inuyen de manera directa
en la dinámica del consumo, lo cual es indispensable conócelo para la construcción de políticas públicas en términos
de seguridad, sostenibilidad y justicia social.
Los datos calculados sobre el consumo de energía a niveles menores fueron corroborados con las cifras estadísticas
en niveles superiores, reportados y publicados por las instituciones públicas del sector eléctrico nacional, como el
Balance Energético Nacional del 2022, publicado desde el Ministerio de Energía y Minas (2022) y las Estadísticas Anual
y Multianual del Sector Eléctrico Ecuatoriano al 2020, realizado por la Agencia de Regulación y Control de Energía y
Recursos Naturales no Renovables del Ecuador (ARCERNNR, 2020).
OBTENCIÓN DE DATOS
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Finalmente, se calculó el patrón de consumo de electricidad por cada una de las 240 tipologías obtenidas en KWh/año
(valor intensivo) para luego escalar a niveles superiores utilizando el número de hogares presentes en cada tipología (variables
extensivas), hasta llegar al agregado nacional, que representa el total del consumo de electricidad en el sector residencial.
Análisis estadísticos de las bases de datos en repositorios públicos del Instituto Nacional de Estadísticas y Censos
INEC sobre: Encuestas de Calidad de Vida 2017, los Censos de Población y Vivienda 2010, Encuesta Nacional
de Ingresos y Gastos de los Hogares Urbanos y Rurales 2017 (INEC, 2023). Se trabajó con los metadatos y se
reclasicó la información de acuerdo a la tipología de hogares preestablecidas.
Análisis de normalización sobre la base de datos escogida y ltrada, utilizando herramientas estadísticas.
Análisis de correlaciones entre variables de consumo de energía y variables geográcas, económicas y técnicas.
Análisis de variables múltiples a partir de algoritmos.
Análisis de datos primarios recogidos de encuestas focalizadas por tipología de hogares en varias zonas del país
Contabilidad de energía eléctrica en el sistema multiniveles
La metodología de este trabajo permitió generar una contabilidad completa en los niveles de menor jerarquía con
lo cual se obtuvo mayor información para entender el comportamiento del consumo de electricidad del sector
residencial, mismo que es considerado como parte del sector no remunerado dentro de la matriz de uso nal, sin
embargo, demandante de gran parte de los ujos de bienes y materiales que se obtienen en otros sectores de la
economía, como por ejemplo los alimentos del sector agricultura o los portadores de energía que se produce en el
sector de energía y que son entregados al sector residencial para su metabolismo.
El hogar es el lugar en donde las sociedades pasan la mayor parte del tiempo, no solo dedicamos horas a descansar,
sino a realizar parte de las actividades de ocio, recreación, preparación de alimentos, ejercicio, etc., con lo cual el
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entender la dinámica de un hogar tipo permite entender la demanda de energía (electricidad) e incluso contabilizar
las emisiones de CO2 que se generarían para mantener la dinámica social.
Al analizar el consumo en nivel mayor N, se observa que el sistema agregado tiene 4.5 millones de hogares y que se
consume en promedio 117 KWh /mes, sin embargo, desconocemos del tipo de hogar, si viven 2 o 10 personas, o si
este se encuentra en alguna región con un clima diferente como el Oriente o quizás la Sierra. Es decir, en este nivel
la información proporcionada es limitada para la generación de política pública ya sea para focalizar el subsidio,
denir una tarifa de pago por KWh y/o para proponer medidas de inserción de energía renovable.
En la gura 2, se muestra con un ejemplo el escalonamiento de la información y los diferentes consumos de electricidad
en las tipologías de hogares. En el N-1 se observa que a mayor número de integrantes en el hogar se incrementa
el patrón de consumo. La tipología con 1 integrante consume en promedio 87 KWh/mes, mientras que el hogar
de 15 personas 135 KWh/mes. El incremento es obvio ya que las horas de uso de la infraestructura de consumo se
incrementan con el número de integrantes. Es importante señalar que la edad de los integrantes del hogar también
impacta en la intensidad eléctrica, sin embargo, este estudio no contempló esta categoría. En valores agregados, el
hogar conformado por 4 personas es el que tiene mayor representación en el consumo anual con 1,556 GWh, lo cual
se explica no solo tener el mayor patrón, sino por la alta concentración de hogares en esa categoría.
En el nivel N-2, se observa, que pese a que la tipología del ejemplo tiene el mismo número de integrantes (4
personas), el patrón diere por su ubicación en las diferentes regiones del Ecuador: Costa, Sierra, Oriente o Insular. Las
características geográcas anes a un área como: el ecosistema, clima, vegetación, fauna, hidrografía, conguran
necesidades y dinámicas especiales en los integrantes de los hogares que se reejan en la heterogeneidad del
consumo de electricidad. En la Costa se consume en promedio 128 KWh/mes, mientras que en el Oriente el mismo
hogar demanda de 116 KWh /mes. De la misma forma, en la región Costa se concentra el mayor consumo con 809
GWH, lo cual representa el 52% del total de electricidad que consume un hogar tipo conformado por 4 personas.
El estudio además podría generar una expansión de tipologías, si se considera la división política por provincia y
cantones, con lo cual la región Costa se subdividiría aún más en niveles geográcos menores.
FIGURA 2
Escalonamiento en el patrón de electricidad por tipología de
hogar en diferentes niveles
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Consumos heterogéneos de energía en las tipologías
de hogares del sector residencial del Ecuador
El Nivel N-3 toma en cuenta una desagregación adicional a la geográca per se, generando una subdivisión dado
por las características del territorio ya sea si el hogar se encuentra en el área urbana inuenciada por la presencia de
instituciones del Estado, accesibilidad a servicios, concentración de viviendas, intensidad de comercio, etc., mismas
que dieren del comportamiento de la sociedad en el área rural, con menos acceso a servicios, presencia de
extensiones de tierra para cultivo, viviendas separadas unas de otras, sentido de comunidad, etc., lo cual también
se reeja en los hábitos de consumo.
Se observa que la tipología del hogar con 4 integrantes ubicado en la región Costa y en el área Urbana consume 139
KWh/mes, mientas que el mismo hogar, pero en el área rural consume 92 KWh/mes en promedio, es decir un hogar
en el sector rural consume 34% menos que el que se sitúa en el área urbana. Como es de esperarse en términos
agregados los hogares en el área Urbana consumieron 673 GWh en el año representando el 83% del total del consumo
de esta categoría.
En el último nivel N-4 se obtiene la diferenciación de la tipología considerando el género de la jefatura del hogar. Este
análisis es de gran valor desde la visión de género, equidad y acceso a la energía. De acuerdo a los trabajos realizados
por la CAF (Cisneros y Lara, 2020) las mujeres históricamente asumen mayoritariamente el trabajo doméstico, es decir
del trabajo no remunerado mientras que los hombres se encargan del trabajo remunerado, lo que permite intuir que
los benecios por el acceso y uso de la energía no son iguales entre mujeres y hombres. Los hábitos en el tiempo
de uso de electrodomésticos e infraestructura de consumo de electricidad también generan un comportamiento
diferenciado si la jefatura es femenina o masculina.
En el ejemplo, los hogares de 4 personas que se encuentran en la región Costa del área urbana y con jefatura de
género masculino consumen 139 KWh/mes, es decir un 2% más que los hogares con jefatura femenina. En el área
urbana las diferencias entre jefatura son menores en hogares hasta 5 integrantes, sin embargo, sobre los 5 integrantes
se marcan tendencias mayores en el patrón de consumo y esto se agudiza en el área rural.
La región Costa consume 3,457 GWH que es el 54% y a la vez también concentra el 51% de los hogares a nivel
nacional. Al desagregarlo por provincias, se observa que Guayas consume 1,586 GWH y es la provincia con mayor
concentración de hogares en la Costa con el 44%. Manabí por su parte concentra el 16 % del consumo de electricidad
y 18% de los hogares, Santa Elena es la provincia con menor consumo con 171 GWh y el 5% de los hogares.
El consumo de electricidad nacional divido por zona territorial muestra que los hogares de la zona Urbana consumieron
5,200 GWh representando el 81% del total de electricidad, mientras que el sector rural consume signicativamente
menos con 1,228 GWh con el 19%. La desagregación por género de jefatura muestra una concentración del 73%
en la jefatura masculina y el 27% para los hogares con jefatura femenina. Importante detallar que los hogares con
FIGURA 3
Consumo anual de electricidad por región geográca y por
provincia, 2017 (GWh/año)
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jefatura masculina ubicados en la zona urbana consumieron un 5% más que los hogares de jefatura femenina en la
misma zona, mientras que este patrón diere en la zona rural, en donde la jefatura femenina consumió 4% más que
los hogares con jefatura masculina (Ver gura 4).
En la zona urbana la mayor tasa de consumo se concentra en los hogares conformados por 8 personas y oscila entre
150 a 200 KWh/mes, mientras que en la zona rural la concentración del consumo se encuentra en los hogares de 5
personas en adelante con tasas menores que van de 90 a120 KWh /mes. Entender la dinámica de consumo de los
hogares en niveles de jerarquía, permite obtener mayor detalle en la información, lo cual es una herramienta que
puede ayudar, entre otras cosas, a discutir los principios de una política tarifaria en el sector residencial. En el Ecuador
el pliego tarifario vigente norma la categoría residencial, correspondiente al servicio público de energía eléctrica
destinado exclusivamente al uso doméstico de los consumidores, es decir, en la residencia de la unidad familiar
independientemente del tamaño de la carga conectada (ARCONEL, 2019).
La tarifa residencial se incluye dentro del nivel de voltaje bajo (< 600 V) que está caracterizada por a) cargo de
comercialización ja (USD/consumidor-mes), independiente del consumo de energía y b) cargos incrementales por
energía en función de la energía consumida (USD/KWh). Por otro lado, existen incentivos para los usuarios registrados
en el programa emblemático de eciencia energética para la cocción por inducción y/o el calentamiento de agua
sanitaria con electricidad en sustitución del GLP y se mantienen tarifas preferenciales para aquellos usuarios de la
categoría residencial cuyo consumo no supere los 500 KWh/mes (ARCONEL, 2020).
Sin embargo, no existe una distinción tarifaria en base de la dinámica de consumos en los diferentes tipos de hogares
considerando su naturaleza heterogénea. Como se observó en este estudio, el consumo de electricidad diere por el
lugar en donde se encuentre la residencia, no tendrá el mismo comportamiento un hogar tipo en la Costa que en la
Sierra o en la Amazonía y cambiará si el hogar se sitúa en la zona urbana o rural, además los patrones cambian con
el género de la jefatura. Finalmente, este trabajo genera información valiosa para poder discutir la política tarifaria
de electricidad hacia políticas diferenciadas bajo principios de sostenibilidad y correspondencia social.
FIGURA 4
Consumo anual de electricidad en el área urbana y rural y tipo
de jefatura 2017 (GWh/año)
Este trabajo presentó un análisis del comportamiento del consumo de electricidad en el sector residencial del Ecuador,
bajo la comprensión de los principios de sistemas complejos que exhiben propiedades emergentes en diferentes
niveles de organización, lo que signica que el comportamiento de un sistema a nivel global surge de las interacciones
locales a niveles más bajos. Esto fue reejado con el desarrollo metodológico de este trabajo al identicar que los
patrones de consumo son heterogéneos en los 4,5 millones de hogares presentes en el 2017, diferenciado por las 240
tipologías en 5 niveles jerárquicos.
CONCLUSIONES
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Consumos heterogéneos de energía en las tipologías
de hogares del sector residencial del Ecuador
Los resultados mostrados, tiene valores de los patrones de consumo que van desde los 50 KWh/mes hasta los 350
KWh/mes, sin embargo, la desagregación de niveles desarrollado en este trabajo no permite observar aquellos
hogares que existen y que consumen menos que 50 y más 350 KWh/mes por lo cual, es necesario incluir una variable
socioeconómica para evaluar el comportamiento de los hogares por nivel de ingreso.
Este estudio generó información importante para discutir el impacto del género de las jefaturas en el consumo de
electricidad en los hogares, por lo que se recomienda a la academia e institución que regula el sistema energético
en el Ecuador que temas de energía y género sean tratados a profundidad para discutir sobre la inuencia de la
inserción de las mujeres al trabajo remunerado de la economía y los cambios de consumos de energía en los hogares
en el Ecuador.
RECOMENDACIONES
Se observó que el patrón varía desde los hogares de menor consumo cercanos a los 50 KWh/mes hasta los de mayor
consumo de 350 KWh/mes. Así en la zona urbana la mayor tasa se concentra en los hogares conformados por más
de 8 personas con tasas entre 150 a 180 KWh/mes, mientras que en la zona rural los valores oscilan entre 90 a 120
KWh/mes, pero dieren por ubicación geográca y además por su jefatura masculina o femenina. De igual forma, los
datos permitieron escalar a niveles agregados en donde se muestra que, del total de consumo anual de electricidad
de 6428 GWh, el 54% del consumo se concentró en la región Costa ya que también concentra el 51% del total de
hogares del sector residencial del Ecuador.
REFERENCIAS
Allen, T.F.H. and Starr, T.B. (1982) Hierarchy. Chicago: University of Chicago Press.
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jaabe.2.101.
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Consumos heterogéneos de energía en las tipologías
de hogares del sector residencial del Ecuador
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Residential end-uses represent a significant share of final energy consumption and material stocks. However, approaching sustainability of the residential sector merely as an environmental technical problem is insufficient. Home is the center of daily life providing essential functions to people. Household metabolism is not a matter of the sum of individual behaviors, typologies of buildings, or energy uses stripped out of context, but the system that emerges from the historical combination of these elements and the functions it performs. The residential sector comprises both families (units of organized individuals) and dwellings (within municipalities/urban forms). To analyze these dynamics, we draw upon practice theory and Multi-Scale Integrated Analysis of Societal and Ecosystem Metabolism (MuSIASEM) illustrating with data from Sweden and Spain in 2015. The objective is to establish an interdisciplinary framework for analyzing the sustainability of the residential sector. We also present a list of possible measures and their trade-offs in diverse dimensions: energy carrier consumption and greenhouse gas emissions, materials, floor area, human activity, social organization and institutions, finance and desirability. Even though the inclusion of all variables in a single model is not feasible, the holistic understanding of household metabolism can help build coherent anticipation scenarios by selecting plausible hypotheses. Ultimately, this allows making profound transformations to sustainability.
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A novel method based on relational analysis is presented for assessing the performance of conventional oil exploitation and its environmental implications, with a focus on the energy-water nexus. It considers the energy system as a metabolic network and integrates various factors relevant for technical, economic and environmental processes, thus avoiding some of the simplifications inherent in conventional approaches to the assessment of primary resource quality, such as economic cost-benefit analysis (CBA) and the energy return on investment (EROI). Relational analysis distinguishes between functional (notional) and structural (tangible) elements in the metabolic network, which allows a simultaneous characterization and geo-localization of the exploitation process across different scales and dimensions of analysis. Key aspects of the approach are illustrated with data from the Ecuadorian oil sector spanning the period 1972–2018. It is shown that by establishing a relation among the characteristics of the exploited oil fields (oil typology, age of field) and those of the exploitation process (requirement of energy carriers, labor, freshwater and power capacity and generation of greenhouse gases and oil-produced water), changes in the performance and environmental implications of the oil extraction system can be characterized at different points in space and time.
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En el presente artículo se realiza una evaluación del impacto en la matriz energética de la implementación de una estrategia de Reducción del consumo energético en el sector residencial del Ecuador. La propuesta de Reducción del consumo energético residencial considera la electrificación de los sistemas de cocción y calentamiento de agua en las viviendas, por medio de sistemas de alta eficiencia en sustitución de los cilindros de GLP. Asimismo, se evalúa la reducción del consumo energético en las viviendas debido a la integración de criterios bioclimáticos en la construcción de viviendas y edificios, así como, a la sustitución de equipos eléctricos ineficientes de refrigeración e iluminación con ayuda del software de Simulación y Análisis de la Matriz Energética, SAME. En el escenario de sustitución del GLP revela que implicaría un incremento del consumo eléctrico doméstico lo que exigiría la construcción de nuevas centrales eléctricas para cubrir el incremento de demanda esperada. La implementación de estrategias de eficiencia energética, basada en la integración de equipos eficientes de refrigeración e iluminación, así como la integración de sistemas solares térmicos, permitiría reducir sustancialmente la construcción de nuevas centrales hidroeléctricas, evitando la importación de electricidad de países vecinos y el impacto medioambiental de las represas hidroeléctricas.
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Urban metabolism assessments enable the quantification of resource flows, which is useful for finding intervention points for sustainability. At a household level, energy metabolism assessments can reveal intervention points to reshape household energy consumption and inform decision-makers about a more sustainable urban energy system. However, a gap in the current urban metabolism research reveals that existing household energy consumption studies focus on outflows in the form of greenhouse gas emissions, and have been mostly undertaken at the city or national level. To address this gap, this study developed a method to assess household energy metabolism focusing on direct energy inflows in the form of carriers, and through-flows in the form of services, to identify intervention points for sustainability. Then, this method was applied to assess the energy metabolism of different households in Cape Town, South Africa, as categorized by income groups. The study argued that the developed method is useful for undertaking bottom–up household energy metabolic assessments in both formal and informal city settings in which more than one energy carrier is used. In cities where only national or city-level data exists, it provides a method for understanding how different households consume different energy carriers differently.
Article
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The difference between actual and calculated energy is called the ‘energy-performance gap’. Possible explanations for this gap are construction mistakes, improper adjusting of equipment, excessive simplification in simulation models and occupant behaviour. Many researchers and governmental institutions think the occupant is the main cause of this gap. However, only limited evidence exists for this. Therefore, an analysis is presented of actual and theoretical energy consumption based on specific household types and building characteristics. Using a large dataset (1.4 million social housing households), the average actual and theoretical energy consumptions (gas and electricity) of different household types and characteristics (income level, type of income, number of occupants and their age) were compared for each energy label. Additionally, the 10% highest and lowest energy-consuming groups were analysed. The use of combinations of occupant characteristics instead of individual occupant characteristics provides new insights into the influence of the occupant on energy demand. For example, in contrast to previous studies, low-income households consume more gas per m² (space heating and hot water) than households with a high income for all types of housing. Furthermore, the performance gap is caused not only by the occupant but also by the assumed building characteristics.
Book
Ecologists, agronomists, and others who may question the validity of current models for determining sustainable growth of agroecosystems, need a new set of analytical tools that more effectively address the complex nature of related processes. Those who challenge traditional assumptions of optimization and static factors in agricultural modeling demand new methods beyond differential equations and traditional statistical tests. Multi-Scale Integrated Analysis of Agroecosystems explores alternative ways to study agricultural sustainability, presenting new approaches to organizing data and applying complex systems theory to actual cases. This innovative text recognizes the changing dynamics of the multiple processes and cross-relations within an environment, proposing a clearer analysis of agroecosystems than that which can be provided by rigid, reductionist methods. Main concepts, new vocabulary and narratives, and practical examples open the book, followed by technical chapters that provide a more detailed explanation of concepts. The final section of the book presents a tool kit based on these concepts, resulting in strong support of empirical observations that challenge traditional notions regarding the sustainability of farming systems, food systems, and agroecosystems.
Article
The global energy system is highly dependent on fossil fuels, which covered approximately 90% of primary energy sources in 2016. As the quality and quantity of oil extracted changes, in response to changes in end uses and in response to biophysical limitations, it is important to understand the metabolism of oil extraction-i.e. the relation between the inputs used and the output extracted. We formalize a methodology to describe oil extraction based on the distinction between functional and structural elements, using the Multi-Scale Integrated Analysis of Societal and Ecosystem Metabolism (MuSIASEM) to generate a diagnostic of the performance of oil extraction and to build scenarios. The analysis allows generating modular benchmarks which are applicable to other countries. It is shown that oil extraction in Ecuador consumes, per cubic meter of crude oil extracted, over 100 kWh of electricity and 1.5 GJ of fuels, requiring 3 kW of power capacity and 2 h of human activity. A scenario is developed to check the effects on Ecuador's metabolic pattern of an increase in oil production over the next five years. The strength of the proposed methodology is highlighted, focusing on the adaptability of the method for dealing with policy issues.
Chapter
The aim of this book is to develop concepts and methods which allow us to deal with complex systems from a unifying point of view. The book is composed of two parts: The introductory chapter deals with complex systems in a qualitative fashion, while the rest of the book is devoted to quantitative methods. In Chap. 1 we shall present examples of complex systems and some typical approaches to dealing with them, for instance thermodynamics and synergetics. We shall discuss the concept of self-organization and, in particular, various aspects of information. The last section of this chapter gives an outline of our new theory, which may be viewed as a macroscopic approach to synergetics. In Chap. 2 a brief outline of the microscopic approach to synergetics is presented, while Chap. 3 provides the reader with an introduction to the maximum information entropy principle, which will play an important role in our book. Chapter 4 illustrates this principle by applying it to thermodynamics.