Taller Subregional México y América Central

Proceso de planeación del sector energético mexicano

6 de noviembre de 20086 de noviembre de 2008

Dirección General de Planeación Energética

Contenido

• Introducción

• Proceso de planeación

• Oferta de hidrocarburos

• Modelos de demanda final

• Sector eléctrico

• Recomendaciones

IntroducciIntroduccióónn

3

Atribuciones de la Sener en el proceso de planeación

• Con base en el Artículo 33 de la Ley Orgánica de la Administración Pública Federal, Fracción VI, corresponde a la Secretaría de Energía llevar a cabo la planeación energética a mediano y largo plazo, así como fijar las directrices económicas y sociales para el sector energético.

4

Objetivo de las Prospectivas del sector energía

Pronosticar la oferta y demanda, nacional y regional, de electricidad, gas natural, gas LP y petrolíferos para los próximos diez años, a fin de que constituyan un instrumento para la toma de decisiones de inversión.

5

Utilidad

Las prospectivas del sector energético nos ayudan a tener un panorama de los diversos retos energéticos que el país enfrenta como:

• Cubrir satisfactoriamente la demanda derivada del crecimiento económico del país y demográfico de los próximos años.

• Prevenir la creación de cuellos de botella en las cadenas productivas.

• Estimar las inversiones que requiere el sector para generar la oferta energética que el país demanda.

6

Importancia de las Prospectivas para la Importancia de las Prospectivas para la planeaciplaneacióónn

La planeaciLa planeacióón es indispensable para el sector energn es indispensable para el sector energíía principalmente a principalmente por la larga maduracipor la larga maduracióón de los proyectos.n de los proyectos.

Las prospectivas son la fuente oficial del sector en cuanto a laLas prospectivas son la fuente oficial del sector en cuanto a las s necesidades del panecesidades del paíís sobre energs sobre energíía ela elééctrica, gas natural, gas LP y ctrica, gas natural, gas LP y petrolpetrolííferos para los siguientes 10 aferos para los siguientes 10 añños.os.

Permiten conocer el balance oferta demanda de cada uno de estos Permiten conocer el balance oferta demanda de cada uno de estos mercados.mercados.

Son un instrumento para el anSon un instrumento para el anáálisis del sector. lisis del sector.

Referencia para la elaboraciReferencia para la elaboracióón de poln de polííticas pticas púúblicas en el sector.blicas en el sector.

Herramienta de consulta nacional e internacional.Herramienta de consulta nacional e internacional.

Contribuye a la toma de decisiones de inversiContribuye a la toma de decisiones de inversióón en el sector privado.n en el sector privado.7

ParticipantesParticipantes

•• Las Prospectivas son el resultado del esfuerzo conjunto Las Prospectivas son el resultado del esfuerzo conjunto del Grupo Interinstitucional coordinado por la del Grupo Interinstitucional coordinado por la SecretarSecretaríía de Energa de Energíía:a:

8

AntecedentesAntecedentes

•• Prospectiva del sector elProspectiva del sector elééctricoctricoSe elabora desde 1994Se elabora desde 1994

•• Prospectiva del mercado de gas naturalProspectiva del mercado de gas naturalLa primera se publicLa primera se publicóó en 1996en 1996

•• Prospectiva del mercadeo de gas LPProspectiva del mercadeo de gas LPEn el 2000 se realizEn el 2000 se realizóó el primer documentoel primer documento

•• Prospectiva de petrolProspectiva de petrolííferosferosPrimera ediciPrimera edicióón en 2001. n en 2001.

•• Prospectiva del mercado de petrProspectiva del mercado de petróóleo crudoleo crudoPrimera ediciPrimera edicióón en 2007.n en 2007.

9

Fundamento legal

• Artículo 66, 67, 68 y 69 del Reglamento de la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica,

• Artículo 109 del Reglamento de Gas Natural ,

• Artículo 8 del Reglamento de Gas Licuado de Petróleo (LP),

• Reglamento Interior de la Secretaría de Energía en su Artículo 26, Fracción XIV (Petrolíferos y Petróleo crudo).

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Certificación de calidad

Certificación ISO 9001: 2000

SenerComisión Federal de ElectricidadInstituto Mexicano del PetróleoPemex Gas y Petroquímica Básica

•Permite enfocarnos hacia un producto de calidad con un proceso de mejora continua, así como la veracidad y oportunidad de las cifras del sector energético.

•Logramos un proceso alineado a las actividades de planeación de otros organismos del sector.

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Objetivos sectoriales

• Garantizar la seguridad energética del país.

• Elevar la exploración, producción y transformación de hidrocarburos de manera sustentable.

• Equilibrar el portafolio de fuentes primarias de energía.

• Promover el uso y producción eficientes de la energía.

• Fomentar el aprovechamiento de fuentes renovables de energía y biocombustibles técnica, económica, ambiental y socialmente viables.

• Mitigar el incremento en las emisiones de Gases Efecto Invernadero (GEI).

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Estructura de las Prospectivas

Elabora

Petróleo Crudo

Electricidad Gas natural

Gas LP Petrolíferos

Capítulo 1. Panorama InternacionalDGPE DGPE DGPE Pemex

CorporativoDGPE

Capítulo 2. Marco Regulatorio DGPE DGPE, CRE CRE CRE, DGGLP

DGPE

Capítulo 3. Mercado nacional (Análisis histórico)‏

DGPE DGPE, CFE DGPE DGPE IMP

Capítulo 4. Evolución del mercado (Análisis prospectivo) ‏ DGPE DGPE, CFE

DGPE DGPE DGPE, IMP

Capítulo 5. Ahorro y uso eficiente de energía Conae Conae Conae Conae

13

El proceso de planeaciEl proceso de planeacióónn

14

Definición de variables macroeconómicas y de precios

1) Se definen los escenarios macroeconómicos con base en instrumentos de política económica nacional establecidos por la Secretaría de Hacienda y Crédito Público (política fiscal) y el Banco de México (política monetaria e inflación). En estos términos, se toman como referencia los Criterios Generales de Política Económica, así como esquemas de flotación cambiaria y política monetaria prevaleciente.

2) Por otro lado, se consideran los escenarios de precios esperados para los combustibles (petróleo, gas y petrolíferos) para los próximos 10 años.

3) Tomando como base las expectativas de crecimiento económico y nivel esperado de precios, se estima la demanda de combustibles para cada sector y región de la economía. La estructura de esta demanda se muestra a continuación: – Sectores : Agropecuario, Autotransporte, Industrial, Petrolero,

Residencial, Servicios y Eléctrico

– Regiones: Noroeste, Noreste, Centro-Occidente, Centro y Sur-Sureste

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RegionalizaciRegionalizacióón de las Prospectivasn de las Prospectivas

REGIÓN NOROESTE

REGIÓN SUR-SURESTE

BAJA CALIFORNIA

CAMPECHE

BAJA CALIFORNIA SUR

CHIAPAS

SINALOA

GUERRERO

SONORA

OAXACAQUINTANA ROO

REGIÓN NORESTE

TABASCO

CHIHUAHUA

VERACRUZ

COAHUILA

YUCATÁN

DURANGONUEVO LEÓN

REGIÓN CENTRO-OCCIDENTE

TAMAULIPAS

AGUASCALIENTESCOLIMA

REGIÓN CENTRO

GUANAJUATO

D.F.

JALISCO

HIDALGO

MICHOACÁN

MÉXICO

NAYARIT

MORELOS

QUERÉTARO

PUEBLA

SAN LUIS POTOSÍ

TLAXCALA

ZACATECAS

16

Integración

Alto dedemanda

Alto dedemanda

Base dedemandaBase dedemanda

Industrial

Autogeneración

Agropecuario

Petrolero (incluye

autoconsumos yrecirculaciones

Proyección de demanda

Residencial

Servicios

Transporte

Eléctrico (público) ‏

Proyección de demanda

Autoconsumos

Moderadode demanda

Moderadode demanda

Altode oferta

Altode oferta

Mediode oferta

Mediode oferta

Escenarios

Marco Macroeconómico

Marco Macroeconómico

Ahorro y usoeficiente

Prospectivade gas LP

Prospectivade petrolíferos

Prospectivade petróleo crudo

Prospectivade gas natural

ProspectivaSector eléctrico

Precios decombustibles

Precios decombustibles

Gas licuado

Gas natural

Petróleo

Generación de electricidad

OFERTA DEMANDA

Escenarios

Petrolíferos

17

MetodologMetodologíía generala general

Desarrollo de modelosBases de datos Escenarios

macroeconómicos

Implementación de modelos

Consenso de resultados

Resultados finales

3

4

5

6

Redacción de capítulosIntegración de balances

1 2

Programa de planeación de las Prospectivas

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

1Definición de escenarios macro y precios de combustibles

2 Recopilación de información

3 Generación de electricidad por particulares

4 Proyección de demanda final de combustibles

5 Proyección de la oferta y autoconsumo de Pemex

6Demanda de electricidad, PRC y demanda de combustibles de CFE

7 Integración de balances

8 Redacción y revisión de las Prospectivas

9 Edición y publicación

Actividades

PEP-PGPB-PPQ-Refinación

19

OfertaOferta

20

21

RefinaciónMOSNR

RefinaciónMOSNR

Oferta de crudo

Modelo PEP

Oferta de crudo

Modelo PEP

Gas natural y GLP

Modelo MOGAS

Gas natural y GLP

Modelo MOGAS

Crud

oGa

s GasGLP

Gasolinas

Gas secoBN y comb.

Gas amargoGas dulceGas seco

Condensados amargos

• Exportación / importación de petrolíferos

• Ventas nacionales

Exportación de crudo • Exportación / importación de

gas natural, GLP y gasolinas naturales

• Ventas nales.

PetroquímicaModelo PPQPetroquímicaModelo PPQ

Reformado, despuntado

nafta

Gas,

etano

,na

ftas

Líquid

os

Modelos de optimización de Petróleos Mexicanos

Crudo

• Ventas

22

984

• Evaluación del potencial• Identificación y evaluación de

cuencas

• Identificación y evaluación de sistemas petroleros

• Incorporación de reservas

• Definición de prospectos

• Evaluación de reservas

• Delimitación de yacimientos

Definición del modelo integral del yacimiento

Reclasificación de reservas

Conceptualización inicial del desarrollo de campos

• Desarrollo de campos• Generación de oportunidades

de explotación

• Establecimiento del esquema recomendado de explotación

• Definición del proyecto de explotación

• Ejecución del proyecto de explotación

• Explotación de yacimientos

• Planeación de la explotación de hidrocarburos

• Operación de pozos

• Operación de infraestructura

• Evaluación de la operación y explotación de campos

• Diseño de estrategias de acondicionamiento y distribución de hidrocarburos

Consideraciones para el modelo de PEP

Exploración Explotación Acondicionamiento y distribución primaria

• Gas - Amargo- Dulce- Seco

Condensados- Amargos- Dulces

Oferta y composiciones de PEP

Precios

DemandaProductos

Metodología para el plan de largo plazo de incremento de capacidad

Distribución Óptimade Proceso y Transporte

Resultados Económicos

Programa Óptimo de Inversión de PGPB de Largo Plazo

Elaboración dela Cartera de Proyectos y Presupuesto

Modelo de Optimización“MOGAS”

Costos

InfraestructuraProceso, Transporte

CapacidadesEficiencias

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Cadereyta

Madero

Salamanca

Tula

Salina Cruz

Minatitlán

Tuxpan

Distribución

Mercado internacional

Cangrejera(1) ‏

Otras compras

Crudo

Componentes de alto octano

Estructura del Modelo de Pemex Refinación, MOSNR

(1) Activos transferidos a PPQ

Ventasnacionales

Modelos de demanda finalModelos de demanda final

25

Sector autotransporte

26

Sector autotransporte (ii)‏

La función de utilidad para el trasporte de pasajeros:Maximizar:

( )ρ

ε

ρραω/1

/1,

1, ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡= ∑ −

ijjnjn x

La función de beneficio para el trasporte de carga:Maximizar:

( )ρ

ε

ρραω/1

,1

, ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= ∑ −

ijjnjn x

Ambas sujetas[1] a:

27

( )∑=ij

jnjnn XPYε

,,

[1] La restricción presupuestaria toma en cuenta los costos de manejo por pasajero o tonelada para cada modalidad de transporte, expresados en precios relativos, los cuales se obtienen de la suma del costo fijo (valor del vehículo, seguro, servicio y mantenimiento, etc.) más el costo del combustible por kilómetro.

ω = Índice de utilidad o beneficio

Yn = IngresoPn,j = Índice de costo de manejoρ =σn = Elasticidad de sustitución

αn, j = Parámetro de asignación óptima del gastoXn, j = Demanda óptima

donde ( )( )( )∑=

iECECECEC iii

EfPusoStockCs,

Cs = Consumo de combustibleStockEci = Parque vehicular por edad y categoríaUsoECi = Intensidad de uso vehicular (kilómetros

por categoría) ‏EfPECi = Eficiencia promedio vehicular

Sector autotransporte (iii)‏

28

Otras modalidades de transporte

29

Turbosina y gasavión

Método de estimación econométrica de tipo panel

• Incorporación de información sobre carga aérea y de pasajeros identificados por lugar de aeropuerto.

• Precio de combustible.• Flota aérea y actividad económica sectorial.

Diesel y Combustóleo

marino

Método de estimación econométrica de tipo panel

•Actividad económica sectorial .•Movimiento de altura y cabotaje Información referente a movimiento anual de carga en puertos comerciales en litorales de puertos Pacifico y Golfo Caribe.

Diesel ferroviario • Actividad económica sectorial• Flota de carros de pasajeros y carga por tipo de unidad y productividad de

carga comercial

Método de estimación econométrica de tipo panel

Sector industrial

30

Elaboración de proyecciones del sector industrial IMP

Gas natural Gas LP Carbón Coque de petróleo

Combustóleo

Diesel

Estimación por grupo de ramasy por estado Métodos panel-SUR Encuesta empresas cementeras

Proyección Totalde

Combustibles Industriales

La proyección de éste energético se obtiene de la diferencia entre la suma de la demanda regional de los demás combustibles y el total se desagregó por grupo de ramas

Métodos panel-SUR

Elaboración de proyecciones del sector industrial IMP

Gas natural Gas LP Carbón Coque de petróleo

Combustóleo

Diesel

Estimación por grupo de ramasy por estado Métodos panel-SUR Encuesta empresas cementeras

Proyección Totalde

Combustibles Industriales

La proyección de éste energético se obtiene de la diferencia entre la suma de la demanda regional de los demás combustibles y el total se desagregó por grupo de ramas

Métodos panel-SUR

Sector industrial (ii)‏

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Industrias básicas de metales

Química, hule y plásticos

Papel y cartón, imprentas y editoriales

Vidrio y productos de vidrio

Cemento hidraulico

Resto de ramas industriales

Grupos de ramas industriales

Alimentos, bebidasy tabaco

Mineralesno metálicos

Combustible Métodos, criterios y aspectosconsiderados

Gas natural

Principal variable explicativa: PIB industrialregional por (gran) división.

Encuesta industrial aplicada sobre consumos y usos de combustibles

Gradual disminución del consumo de energía por unidad de producto mediante la aplicación de curvas de factibilidad tecnológica (Technology Possibility Curves TPC).

Escenarios de precios de combustiblesindustriales.

Sustitución de combustóleo por Gas natural en determinadas zonas criticas

Nueva infraestructura de distribución.

Método de estimación econométrica tipo panel, SUR.

Sector industrial (iii)‏

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Gas LP

Método de estimación econométrica de tipo panel

Escenario de precios p y PIB para los combustibles industriales

Coque de petróleo Encuestas a industria cementera (80%)‏

Diesel industrial

Modelo econométrico tipo panel

Escenario de precios (marino y gas LP) y PIB manufacturero

Combustóleo Por diferencia de combustibles

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Sector residencial y servicios

• Crecimiento económico por región (PIB).

• Precio ponderado de gas natural y gas LP

• Días de calefacción.

• Eficiencia en calentadores de agua y encendido electrónico de

estufas.

• Sustitución por hornos de microondas.

• Introducción de calentadores de agua solares.

• Compromisos quinquenales de los distribuidores de gas natural.

• Nuevas zonas geográficas de distribución de gas natural.

• Población y urbanización por estado.

• Consumos de leña.

Gas LPMétodo de estimación econométrica de tipo panel

Sector elSector elééctricoctrico

34

Desarrollo del mercado eléctrico

35

Escenario de evolución del Mercado Eléctrico Regional a diez años que sirva de referencia para la planificación y programación de los sistemas eléctricos. Este escenario debe ser congruente con la política macroeconómica del Plan Nacional de Desarrollo.

En términos generales, la estimación del CNEE se realiza a través de un conjunto de modelos econométricos sectoriales que vinculan el consumo eléctrico con la dinámica económica y poblacional, así como con la evolución esperada de los precios de combustibles bajo diferentes escenarios. Incluye las siguientes etapas:

1.Explicar la evolución histórica de los consumos de electricidad para cada sector, mediante el ajuste de modelos econométricos.

2.Proyectar para los diferentes escenarios los consumos a través de modelos ajustados.

3.Utilizar la proyección del consumo autoabastecido para obtener, de su diferencia con el consumo nacional, las ventas de electricidad para servicio público.

4.Agregar las series de ventas sectoriales proyectadas para obtener las perspectivas de crecimiento del SEN.

Desarrollo del mercado eléctrico

36

Adicionalmente a las estimaciones de las trayectorias del consumo sectorial de energía eléctrica para los próximos años, para la estimación de la evolución futura del mercado eléctrico es necesario hacer un análisis detallado del comportamiento de las cargas y la demanda máxima por región. Esto es:

Entrada Proceso Salida

• Ventas sectoriales

• Demanda máxima

• Energía necesaria

• Pérdidas de energía

• Consumo de autoabastecedores

• Solicitud de nuevos servicios

• Proyección del consumo nacional y sectorial de energía eléctrica

• Proyecciones de las ventas sectoriales

• Proyecciones de consumos de autoabastecedores

• Ajuste del modelo regional con el modelo de proyección del consumo nacional y sectorial de electricidad

• Desarrollo del mercado eléctrico sectorial a nivel zona, área de control y nacional (118 zonas)‏

Desarrollo del mercado eléctrico

37

4

56

7

8

3

1

2

9

Áreas:

1.Central

2.Oriental

3.Occidental

4.Noroeste

5.Norte

6.Noreste

7.Baja California

8.Baja California Sur

9.Peninsular

Áreas de control del Sistema Eléctrico Nacional (SEN)‏

PlaneaciPlaneacióón del sistema de n del sistema de generacigeneracióónn

38

Expansión del sistema eléctrico

39

Estudios de largo plazo a nivel uninodalAnálisis uninodal de la mezcla óptima de tecnologías de generación bajo diversos escenarios energéticos a largo plazo.

Estudios de mediano y largo plazos regionalesDefinición de la ubicación de las centrales en base a la regionalización del sistema eléctrico nacional, considerando los costos de inversión y operación en cada región y los costos de las interconexiones necesarias.

Estudios de mediano plazo balances oferta - demandaAnálisis de Margen de Reserva (MR) y Margen de Reserva Operativo (MRO). Programación de proyectos a un horizonte de 10 años.

Estudios de mediano plazo para la red de transmisiónElaboración del programa de proyectos de transmisión: asociados a centrales eléctricas, enlaces entre áreas, enlaces internos en las áreas y red directa dedicada al suministro de carga.

Etapas de estudio de la expansión del sistema eléctrico

40

Nacional Regional Distribución

n + 10 a n + 30

n + 4 a n + 30

n + 1 a n + 4

Programa de Obras de

Distribución

Estudios de RedesEstudios de Generación

Programa de Obras de

Transmisión

Modificaciones de detalle a las Redes

Programa de Líneas y

Subestaciones

Modificaciones de detalle a las Redes

Lineamientos para la localización de

centrales y transmisión en

bloque

Programa de Centrales

Generadoras

Lineamientos para la estructura del

conjunto de generación

Programa de Centrales

Generadoras

Ajustes de decisiones

1

2

3

Mediano plazo de

Corto plazo de

Largo plazo de

Periodo de interésEtapas

Planeación del sistema de generación

41

Técnicos Garantizar la calidad, seguridad y confiabilidad del suministro.

Económicos Suministrar la energía eléctrica al menor costo de largo plazo.

Financieros Garantizar una rentabilidad adecuada de cada proyecto y cumplir con las reglas definidas por las Autoridades.

Ambientales Cumplir con la normatividad en materia de emisiones y respeto al medio ambiente.

Criterios de planeación del Sistema de Generación:

Planeación del sistema de generación

42

* La probabilidad de pérdida de carga LOLP , es el valor esperado de número de días por año en que la capacidad del sistema es insuficiente para suministrar la carga.** Las fallas en el suministro de energía eléctrica representan un costo para la economía ya que los usuarios tendrán pérdidas en su producción o en su satisfacción o bienestar.

Criterios de confiabilidad del Sistema de Generación:

DeterminDeterminíístico stico (reserva m(reserva míínima)nima) ‏‏

ProbabilProbabilíístico stico (probabilidad de perdida(probabilidad de perdidade carga)*de carga)*

EconEconóómicomico(costo de energ(costo de energíía noa nosuministrada)**suministrada)**

La reserva de capacidad para períodos críticos en la operación del sistema deberá ser mayor o igual al valor establecido. Tiene la desventaja de ignorar el efecto de la salida aleatoria de las unidades.

En este caso las opciones por comparar deberán permitir satisfacer la demanda con una probabilidad de pérdida de carga menor o igual al valor requerido.

Supone que la energía no suministrada por el sistema, en eventos de falla, tiene un costo para la economía y que este costo puede ser tomado en cuenta en la evaluación de las opciones de expansión.

43

COSTOCOSTO

++ RESERVA RESERVA- - LOLP LOLP0 RESERVA0 RESERVALOLP ALTOLOLP ALTO

Costo total(inversión, operación y falla)

Costo de inversión y operación

Costo para la economía de la energía no suministrada(falla)

Nivel deconfiabilidad

Reserva de Capacidad( - ) ( + )

( - ) ( + )

Fundamento del margen de reserva

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Modelo WASP (Wien Automatic System Planning Package)‏

InformaciInformacióón n requeridarequerida

Evolución prevista de la demanda

Parque de generación existente

Proyectos candidatos

Precios de referencia de los combustibles utilizados en la generación

Parámetros de evaluación (tasa de descuento, costo de la energía no suministrada) ‏

Energía y capacidad hidroeléctrica disponible para cada condición hidrológica

Resultados Resultados principalesprincipales

Plan de expansión óptimo (capacidad en bloque a ejecutar, fechas de entrada en operación) ‏

Reserva del sistema

Índices de confiabilidad

Costos de la expansión y de la operación del sistema

MinMin(Costo de inversi(Costo de inversióónn

++Costos de producciCostos de produccióónn

+ + Costos de energCostos de energííaano suministrada)no suministrada) ‏‏

WASPWASP

Variables aleatoriasVariables aleatoriasProducción hidroeléctrica

Disponibilidad de las unidades generadoras

PlaneaciPlaneacióón del sistema de n del sistema de transmisitransmisióónn

45

46

Alternativas Técnicas

Horizonte de Estudio (10 años)‏

Costo Mínimo

Energía No-suministrada

Fallas Generación + Transmisión

Costo Asociado

Elementos de incertidumbre:• Demanda

• Ubicación de la generación

• Autoabastecimiento

Sistema Eléctrico Nacional

Aspectos que se consideran en la Planeación de la Red de Transmisión (PRT)‏

RecomendacionesRecomendaciones

47

Recomendaciones

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1) El proceso de planeación de cada país debe responder a las condiciones particulares de su sector energético, considerando su estructura legal y política sectorial.

1) En el dinamismo del mercado es muy recomendable utilizar más de un escenario de planeación para establecer las posibles tendencias esperadas.

1) Los pronósticos son tendencias esperadas y no cifras que necesariamente deban cumplirse con precisión decimal.

1) Es fundamental revisar y actualizar los modelos de planeación y evaluar si cumplen con su objetivo de proporcionar la visión estratégica necesaria para prevenir eventos futuros.

“Muchas gracias”

Dirección General de Planeación Energética

Noviembre 6 de 2008

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