Spatial assessment of the potential of renewable energy: the case of Ecuador

Cevallos, J., Ramos-Martin, J. (2018): “Spatial assessment of the potential of renewable energy: the case of Ecuador”. Renewable & Sustainable Energy Reviews, 81:1154-1165. Download at https://authors.elsevier.com/c/1Vg5A4s9Hvq8Xc

Screen Shot 2017-09-10 at 18.12.55Abstract: Although renewable energy represents a large share of the electric energy generation sources in Latin America, non-conventional sources such as solar or wind energies have not represented a big share of their electric energy systems. The first step to promote the use of these sources in the region is identifying the potential of each energy source, task that can be estimated with the use of spatial tools such as Geographic Information Systems (GIS). This study has reviewed a large list of GIS publications to select a methodology to identify suitable areas for the development of non-conventional renewable energy projects (REP), in order to estimate the maximum energy these technologies could contribute to a national electric energy system, and its applied to the Republic of Ecuador. By using GIS, it is sought to identify the sites where potential renewable energy plants could be located, and initially recommends geographic locations for the installation of measuring towers of solar and wind resources, in order to obtain more detailed information on their behavior. As a result, the areas with higher potential for the development of REP have been identified, and classified in spatial layers according its technology and location. These results show that solar PV is the technology with most suitable areas in the country and demonstrate particularly large potential in two regions: the Andes cordillera and Insular region, especially in the provinces of Loja, Pichincha and the Galapagos islands.

 

Keywords: Renewable-energy, GIS, Ecuador, Multi-criteria analysis

This study focuses on the assessment of potential locations for the implementation of non-conventional renewable energy projects, in order to estimate the maximum theoretical amount of energy they could contribute to the Ecuadorean’s energy system. By using Geographic Information Systems (GIS) tools, this study seeks to identify suitable areas where NCRE power plants could potentially be sited and classifies the results by regions. The evaluation can be used as a starting point to select the best locations for the installation of resource measuring towers, in order to obtain detailed behavioral data from these sources.

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Results show the provinces with the most suitable areas are located in the Andean and Insular regions. Here it can be observed that appropriate locations vary with each resource, however these are concentrated in only few provinces. The provinces of Loja, Pichincha, and Galapagos are the most benefited from the solar resource. It is in these provinces where optimal areas for implementation of SPV and CSP technologies are found. Provinces benefited with wind resources are distributed in the Andean region, however potential locations are limited to the provinces of Loja, Cañar, Chimborazo, Cotopaxi and Pichincha only.

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Organizational structure and commercialization of coffee and cocoa in the northern Amazon region of Ecuador

Viteri-Salazar, O., Ramos-Martin, J. (2017): “Organizational structure and commercialization of coffee and cocoa in the northern Amazon region of Ecuador”, Revista NERA, Núcleo de Estudos, Pesquisas e Projetos de Reforma Agrária, Nro. 35: 266-287. Download http://revista.fct.unesp.br/index.php/nera/article/download/4895/3692

Screen Shot 2017-09-10 at 18.10.00Abstract: The cultivation of coffee and cocoa is the main source of income for small farmers in the northern Amazon region in Ecuador. As border area, they have been beneficiaries of multiple public and private institutions, principality designed to reactivate the production of coffee and cocoa. The goal was to improve the quality of life of local population threatened by poverty and characterised by high level of immigration from Colombia. The current study was carried out to outline the main obstacles faced by producer associations in order to identify policy measures to address these. This study show data of organisational structure, initiatives for marketing under partnerships, and storage infrastructure with an estimate for the production of coffee and cocoa, based on primary and secondary information. It also implies that the government could play a bigger role supporting peasant organisations in different aspects like: capture of added value by peasants; associative commercialisation with a focus on a popular and solidary economy; and offering flexible credit. All of this would encourage participatory, sustainable rural business ventures. Finally, we present different alternatives for improve the implementation of public agricultural policies, about of organisational structure of the producers, commercialisation processes and environmental concerns.

Keywords: Amazon Region; associative commercialization; coffee-cocoa production; public policy.

 

Esta vez es diferente. La importancia de la energía explicada a expertos de otras áreas

Esta vez es diferente. La importancia de la energía explicada a expertos de otras áreas

Se replica aquí el breve artículo: Ramos-Martin, J. (2017): “Esta vez es diferente. La importancia de la energía explicada a expertos de otras áreas”, in Investigación y Ciencia n°487: 94-95, Abril 2017. Versión alternativa en html aquí, versión pdf aquí.

complexityEl libro Energy, complexity and wealth maximization («Energía, complejidad y maximización de la riqueza»), de Robert Ayres, es la última contribución de este gran científico al análisis energético, tan desaparecido de nuestras facultades. Junto con autores como James Kay o Tim Allen (ecología) o Vaclav Smil (sistemas energéticos), el trabajo de Bob Ayres se ha centrado no solo en analizar y explicar el papel de la energía en el origen de la vida y el funcionamiento de los sistemas naturales y humanos, sino en educar a profesionales de otras áreas en el rol crucial que desempeña la energía. Ese es precisamente el objetivo de este libro: explicar la importancia de la energía a personas formadas en otras ramas del conocimiento que, normalmente, no le prestan demasiada atención, como los economistas.

¿Por qué centrarse en los economistas? Porque, ante la pregunta inocente de un estudiante sobre dónde están los recursos naturales en la función de producción normalmente empleada en economía (la cual solo depende del capital K y del trabajo LY = Af(K,L), donde Y denota el PIB y Aes una variable que, en teoría, recoge el avance tecnológico), la respuesta de muchos profesores de materias como crecimiento económico es, simplemente, añadirlos a la función. Esto tiene el problema de obviar que la producción y la reproducción tanto del capital como del trabajo necesitan recursos naturales: un error repetido por economistas de prestigio como Joseph Stiglitz o Robert Solow. El libro aborda estos problemas desde la perspectiva de los sistemas complejos, las redes ecológicas y la termodinámica de sistemas fuera del equilibrio para mostrar la importancia de la energía en la evolución de los sistemas naturales y sociales, [véase «Economía biofísica», por Jesús Ramos Martín; Investigación y Ciencia, junio de 2012].

La obra se divide en tres partes. La primera se centra en definir conceptos fundamentales, como entropía y «exergía» (o energía útil), así como en analizar el papel de la energía en la creación del universo, el origen de la vida y el funcionamiento del sistema terrestre y los ciclos que lo regulan. La segunda presenta la importancia de la energía en el avance de la ciencia y la técnica, abordando incluso las limitaciones en términos tecnológicos de la actual dependencia del petróleo como recurso agotable. Por último, la tercera recoge desde la visión de la economía ortodoxa hasta las tesis que hoy comparten ecólogos, economistas ecológicos y otros científicos con respecto a la relación entre la disponibilidad y uso de energía y la generación de riqueza material, así como los desafíos que encontramos en una sociedad fuertemente dependiente de los recursos fósiles. El libro termina con una serie de apéndices orientados a profundizar en la modelización de la energía para explicar el crecimiento económico, y en cómo los límites de los recursos no se ciñen a la energía, sino también a la disponibilidad de materiales. Como decía Georgescu-Roegen, la materia también importa (matter matters, too!).

La energía, dice el autor, es la esencia de toda sustancia. La energía útil, o exergía, es la que permite la creación y condensación de la materia y los recursos, pero también la que hace mover el aparato industrial que transforma esos recursos en bienes y servicios que satisfacen las necesidades humanas: el «metabolismo biofísico» del que hablaba Georgescu-Roegen. Sin gradientes de energía disponible no hay evolución de los sistemas.

La evolución prima a los individuos, ecosistemas y sociedades que son capaces de procesar un mayor volumen de recursos, en la línea de lo apuntado por Howard Odum. Son estos gradientes de recursos disponibles los que permiten que las sociedades evolucionen hacia formas cada vez más complejas, con mayor cantidad de estructuras y con una mayor interacción entre individuos. Es decir, una ciudad resulta más compleja que una comunidad de cazadores-recolectores precisamente porque cuenta con una mayor disponibilidad de recursos.

Para numerosos economistas, como Stiglitz y Solow, el conocimiento constituye una especie de nuevo recurso que explica la mejora de la productividad y la creación de riqueza. Sin embargo, no tienen en cuenta la base material de ese conocimiento. La información y el conocimiento resultan baratos de reproducir pero costosos de producir. La generación de conocimiento requiere estructuras (universidades y centros de investigación) y mano de obra dedicada, cuyo mantenimiento consume importantes cantidades de recursos. Para Ayres, es la energía útil, o exergía (o, mejor dicho, el trabajo útil realizado con su consumo) lo que provoca los aumentos de productividad y, por ende, la creación de riqueza. Por tanto, ese cambio tecnológico (la A que aparece en la función de producción de Solow) depende de la disponibilidad de recursos.

Es aquí donde entra a colación el título de esta reseña. Como dice el autor, «esta vez es diferente», pues la sociedad se enfrenta por primera vez en la historia a la escasez de energía y de materiales, los cuales ponen en juego la posibilidad de crear riqueza material. Esto sigue siendo obviado por la mayoría de los economistas, que, en un exceso de optimismo tecnológico, todavía ven el conocimiento y el progreso técnico como disociado del consumo de recursos. Es decir, se sigue sin tener en cuenta la energía como fuente de riqueza y motor del crecimiento económico. Esto es así porque la mayoría de los modelos económicos que todavía se usan en la toma de decisiones asumen, erróneamente, que no hay límites a la oferta de energía. La misma miopía, nos indica el autor, parece aplicarse también a los recursos materiales, pues se sigue obviando la escasez geológica de los mismos.

En conclusión, no se puede permitir que la toma de decisiones se base en teorías ni en disciplinas que resultan extremadamente simplificadoras, como sucede con la economía. La riqueza material y el aumento del nivel de vida asociado van íntimamente ligados al consumo de recursos. Y la energía constituye el recurso fundamental, al ser necesario en cualquier proceso de transformación de unos recursos en otros.

Garantizar la continua provisión de estos recursos debería ser el objeto de la ciencia económica. Sin embargo, dado que hoy una parte considerable de la riqueza no es de carácter material, sino financiero, la disociación con nuestro entorno parece cada vez mayor. Esto hace que contribuciones como la de Bob Ayres con este libro sean cada vez más importantes, especialmente —aunque no solo— en las facultades de economía. Para que todos, incluidos quienes toman las decisiones, entendamos la base material de la vida, del proceso económico y, por ende, de la satisfacción de las necesidades humanas. Energy, complexity and wealth maximization debería ser de lectura obligada tanto para ecólogos como para economistas.

Impact of two policy interventions on dietary diversity in Ecuador

This is a summary of the paper: Ponce, J., Ramos-Martin, J. (2017): “Impact of two policy interventions on dietary diversity in Ecuador”, Public Health Nutrition, Vol. 20 (8):1473-1480, https://doi.org/10.1017/S1368980017000052.

Objective: To differentiate the effects of food vouchers and training in health and nutrition on consumption and dietary diversity in Ecuador by using an experimental design.

Design: Interventions involved enrolling three groups of approximately 200 randomly selected households per group in three provinces in Ecuador. Power estimates and sample size were computed using the Optimal Design software, with a power of 80 %, at 5 % of significance and with a minimum detectable effect of 0·25 (sd). The first group was assigned to receive a monthly food voucher of $US 40. The second group was assigned to receive the same $US 40 voucher, plus training on health and nutrition issues. The third group served as the control. Weekly household values of food consumption were converted into energy intake per person per day. A simple proxy indicator was constructed for dietary diversity, based on the Food Consumption Score. Finally, an econometric model with three specifications was used for analysing the differential effect of the interventions.

Setting: Three provinces in Ecuador, two from the Sierra region (Carchi and Chimborazo) and one from the Coastal region (Santa Elena).

Subjects: Members of 773 households randomly selected (n 4343).

Results: No significant impact on consumption for any of the interventions was found. However, there was evidence that voucher systems had a positive impact on dietary diversity. No differentiated effects were found for the training intervention.

Conclusion: The most cost-effective intervention to improve dietary diversity in Ecuador is the use of vouchers to support family choice in food options.

 

Using household types for improving livelihood strategies of smallholders: coffee and cocoa producers in the Northern Amazon of Ecuador

Supporting smallholders’ livelihoods in fragile and biodiversity rich regions such as rainforests is a priority of many development agencies and national governments. These regions tend to be characterized by recent settlements, increasing population and infrastructure, as well as land use competing activities that put pressure upon fragile ecosystems. Research aimed at improving livelihood strategies often focuses on increasing yields and productivity, but fails to account for alternative measures such as improving agricultural practices, changing land use or improving commercialization. This paper uses household types defined according to different land use patterns in the northern Amazon region of Ecuador to explore limitations and identify future options for improving livelihood strategies based in the small-scale production of coffee and cocoa. Results for application to four types are discussed, which highlight the utility of the method and identify trade-offs in terms of environmental and social goals versus profitability. Lessons are drawn that can inform public policies oriented to improving livelihood strategies of small producers of coffee and cocoa in the Amazon region without compromising the environment.

The Documento de Trabajo FLACSO Ecuador 2016_02, written by Oswaldo Viteri from Escuela Politécnica Nacional, Jesús Ramos-Martín from FLACSO and Pedro L. Lomas from Universitat Autònoma de Barcelona, presents an evaluation of different household typologies and their relative performance and impact in the northern Amazon region of Ecuador, contributing to the debate on livelihoods, agricultural practices and sustainability.

Table1

The paper analyses four typologies of households: 1) those that plant coffee and cocoa (CC); 2) those with cocoa only (C); 3) those with coffee, cocoa and oil palm (CCP); and 4) those with only coffee (Cf). For each typology, the number of households is identified as well as the surface area, land use (including deforestation), working time for different activities, use of inputs, etc. In this manner, we are able to compare the performance of the different typologies not only in economic terms, but also regarding its environmental impact.

Table11

The paper also presents a scenario analysis assuming certain practices are in place and certain coefficients are respected under both land and time budget constraints. Moreover, the unit of analysis is set to 1,000 ha, so that we can see how many households can be supported by each household typology, and which would be the derived environmental impact. The conclusion is reached that typologies 1 (coffee and cocoa) and 2 (cocoa) may be the most interesting from a public policy perspective.

An improved version of this paper is currently under revision by the Journal of Rural Studies.

The working paper can be downloaded here from FLACSO Andes, and here from RePEc. 

De activos tóxicos a ingreso tóxico

Los científicos del cambio climático han establecido el límite de aumento de temperaturas en 2°C a partir del cual el proceso sería completamente irreversible. Este nivel viene determinado por la concentración de CO2 en la atmósfera. Evitar sobrepasar este umbral implica dejar de utilizar una cantidad ingente de combustibles fósiles que hoy en día las empresas hidrocarburíferas consideran activos; son los llamados activos tóxicos, pues no pueden ser explotados para mantener el clima bajo control. Dada la relación entre PIB y consumo de energía, esta investigación presenta una metodología de cálculo y resultados para encontrar umbrales de ingreso per cápita más allá de los cuales se sobrepasaría el umbral de temperatura, por lo que esos niveles de ingreso podrían ser considerados como “ingreso tóxico”. La investigación encuentra que en el período 2032-2043 se alcanzaría el rango de ingresos de 10,745-14,155 USD per cápita (dólares constantes de 2000) a partir del cual la estabilidad climática estaría en peligro.

El Documento de Trabajo 2015_07 de CEPROEC, elaborado por Fander Falconí, Rafael Burbano y Jesús Ramos, presenta una metodología de cálculo de ese nivel de ingresos per cápita medio mundial que daría lugar a un consumo energético tal que las emisiones de gases de efecto invernadero implicarían una concentración de CO2 en la atmósfera tal que se sobrepasarían los 2°C de aumento de la temperatura media de la Tierra observado por los científicos como nivel crítico. Ver Figura 3.

IngresoToxico

El documento realiza una serie de escenarios bajo algunos supuestos de mejora de la eficiencia energética, crecimiento económico y crecimiento de población. Los resultados, en todos los casos, muestran que el nivel de ingreso tóxico se alcanza en muy poco tiempo y el valor del mismo varía en función de los supuestos.

Escenarios

Una versión en inglés del documento se encuentra en revisión en la revista Energy Policy.

Pérdida de autosuficiencia alimentaria y posibilidades de complementariedad agrícola en los países de UNASUR

Sudamérica produce todos los tipos de alimentos que se requieren para satisfacer los requerimientos calóricos y para contar con una dieta balanceada; eso es posible pues cuenta con todos los cultivos, desde los tropicales hasta los de clima frío, pasando por los de tierras
templadas. Sin embargo, hay una pérdida sistemática de autosuficiencia alimentaria (mayores importaciones en relación al consumo interno medidas en toneladas métricas) en los países de UNASUR, en los últimos 50 años. La pérdida de autosuficiencia alimentaria tiene implicaciones en la calidad de la dieta. La mayor dependencia alimentaria obedece a factores estructurales asociados a la inserción en los mercados internacionales (como países proveedores de materias primas y alimentos) y a la falta de políticas internas en cada país.

El Documento de Trabajo 2015_06 de CEPROEC, de los investigadores Fander Falconí, Juan Cadillo, Freddy Llive, Jesús Ramos y Belén Liger, profundiza en la complementariedad agrícola en los países de UNASUR y la posible desviación de comercio derivada, dado que muchas importaciones de alimentos se realizan en un ámbito extra regional, pese la disponibilidad regional. Esto se puede lograr con coordinación de políticas macroeconómicas y agrícolas en el ámbito regional, profundizando los niveles de integración. La autosuficiencia alimentaria es importante porque baja costos de transportación (y, por ende, baja las emisiones de CO2), permite ahorrar divisas y usarlas en importaciones de tecnología avanzada, entre otros beneficios.

La Tabla 1 nos muestra como UNASUR juega un rol importante en la provisión de productos alimentarios a nivel mundial.

AporteUNASUR

A pesar de este rol importante a nivel mundial, los países de UNASUR, por lo general, importan parte de sus alimentos y además de manera creciente, especialmente los cereales. Sin embargo, tomados como bloque, serían potencialmente autosuficientes para casi todos los productos analizados, situación que se mantiene en el tiempo a excepción de los cereales, como se ve en la Figura 4.

CaloriasUNASUR

La Figura 5 muestra los flujos y volúmenes de comercio por país y por grupo de productos, destacando la dependencia de la región respecto a los cereales y con los Estados Unidos.

FlujoComercial

Del estudio se llega a una matriz de complementariedad, que se muestra en la tabla de abajo, que nos da un potencial, para el año 2011, de cerca de unos 5.000 millones de USD que se corresponderían con desvío de comercio desde países fuera de la región hacia países dentro de la región, con lo que aumentaría la autosuficiencia alimentaria de UNASUR, además de ayudar en dinamizar las economías locales.

Complementariedad

El resultado final de esta complementariedad implicaría que la región solo dependería del exterior en cereales y en cantidades muy inferiores a las actuales.

DesvioComercio

Una versión en inglés del documento está en revisión en la revista Food Security.