Creation of a south american energy model for long-term planning strategies

Latin America possesses one of the world’s cleanest electricity systems, largely powered by renewables. Hydropower remains dominant, offering substantial energy resilience. Yet, efforts to diversify with wind and solar power are reshaping the region’s energy mix, enhancing its low-emissions pathway as reliance on fossil fuels declines. Climate change introduces additional challenges, as reduced precipitation and drought may impact hydropower, underscoring the need for renewable alternatives to maintain a resilient energy mix. This study presents the development of the LATAM model, an energy modeling tool designed to represent the current electricity sector across nearly all South American countries. Built within the Calliope framework, a multi-scale energy system modeling environment, the LATAM model enables detailed optimization and future expansion assessments under various scenarios. The model was developed using 2023 data on demand and installed capacity provided by national governments and validated against IEA data. Following validation, the model was applied to 2030 planning scenarios for Brazil, Argentina, and Chile, aligned with national policy goals and exploring new technology integrations. For Brazil, the model evaluated floating solar PV panels to counter hydroelectric limitations. In Chile, the reduction of coal reliance was assessed, bolstered by solar PV, wind, and the addition of concentrated solar power to meet the ambitious goals proposed by the government. Argentina’s analysis focused on achieving a 50% renewable electricity target under the RenovAr program, evaluating expansions in solar PV, onshore wind, and offshore wind along the Atlantic coast.

L’America Latina possiede uno dei sistemi elettrici a più basse emissioni al mondo, alimentato prevalentemente da fonti rinnovabili. L’energia idroelettrica, componente dominante, conferisce al sistema una significativa resilienza energetica. Tuttavia, gli sforzi di diversificazione attraverso l’energia eolica e solare stanno trasformando il mix energetico del continente, rendendo il settore elettrico sempre meno dipendente dalle fonti fossili. Questo studio presenta il modello LATAM, uno strumento di modellazione energetica progettato per rappresentare il settore elettrico di quasi tutti i Paesi del Sud America. Sviluppato all’interno del framework Calliope, un ambiente di modellazione energetica multiscala, il modello consente un’ottimizzazione dettagliata e una valutazione delle future espansioni del parco energetico in diversi scenari. Il modello è stato elaborato utilizzando i dati del 2023 relativi alla domanda e alla capacità installata forniti dai governi nazionali e validato attraverso i dati dell’Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA). Successivamente, è stato applicato a Brasile, Argentina e Cile per pianificare scenari al 2030 in linea con le politiche e gli obiettivi nazionali. Per il Brasile, è stata esplorata l’adozione di pannelli fotovoltaici flottanti (FPV) sui bacini idrici, una soluzione che mira a ridurre l’impatto ambientale e sociale associato all’espansione di nuova capacità idroelettrica. Questa strategia si inserisce in un contesto segnato dal cambiamento climatico, che rappresenta una sfida cruciale per la regione. La diminuzione delle precipitazioni e i periodi di siccità possono compromettere la produzione idroelettrica, evidenziando la necessità di diversificare il mix energetico con alternative rinnovabili per garantire sostenibilità e affidabilità a lungo termine. In Cile, l’analisi ha valutato la riduzione della dipendenza dal carbone tramite l’espansione del solare fotovoltaico, dell’energia eolica e del solare termico a concentrazione (CSP), per raggiungere gli ambiziosi obiettivi proposti dal governo cileno. In Argentina, l’attenzione si è focalizzata sul raggiungimento del 50% di elettricità da fonti rinnovabili nell’ambito del programma RenovAr, analizzando l’espansione del fotovoltaico, dell’energia eolica onshore e di quella offshore lungo la costa atlantica.