IV.4. Ciencia, tecnología e innovación
La Estrategia 2040 requiere soportes robustos en conocimiento, tecnología, innovación y talento humano que permitan apalancar la competitividad del negocio tradicional, diversificar las fuentes de energía, acelerar la descarbonización e implementar la agenda de sosTECnibilidad®. Es por esto que el “Conocimiento de vanguardia” es uno de los propulsores de la visión de la Compañía, y en este la estrategia de ciencia, tecnología e innovación (CT+I) sigue evolucionando, es consistente con las tendencias globales en materia de tecnología e innovación y se materializa en el compromiso de generar un EBITDA incremental de 20-30 BUSD a 2040, a través de la unificación del portafolio, una planeación conjunta con el negocio y sistemas de ejecución.
La declaración de CT+I como palanca principal del crecimiento sosTECnible reconoce la necesidad de adaptar, apropiar, desarrollar y acceder, a través de ecosistemas de conocimiento a nivel global, formas de ciencia, tecnología e innovación aplicadas a los grandes retos de la transición energética y el cambio climático. En este orden de ideas, el Grupo Ecopetrol estableció un vínculo entre las metas estratégicas y los retos tecnológicos a través de agrupaciones llamadas clústeres, que plantean soluciones disruptivas a los grandes retos a través de tecnología de vanguardia. Estos clústeres son los rectores de la estrategia CT+I. Direccionan y focalizan los esfuerzos del Grupo Ecopetrol y de su ecosistema de Energy Human Tech.
Ernesto Gutiérrez de Piñeres, vicepresidente de Ciencia, Tecnología e Innovación, es quien lidera esta estrategia de CT+I, materializándola en un modelo operativo que evoluciona para garantizar flexibilidad, agilidad, foco estratégico y buen desempeño, a través de cuatro (4) dimensiones:
Planeación CT+I: lineamientos de inversión en CT+I y planeación del portafolio.
Innovación y orquestación: scouting de soluciones, maduración y direccionamiento.
Ejecución, que dependerá de las capacidades internas y de la madurez tecnológica.
Comercialización y transferencia de tecnología.
Adicionalmente, la estrategia de CT+I propende a: (i) productividad: procesos ágiles, simples en cumplimiento y productivos, para enfocar a las personas en actividades que generan valor, (ii) extensión de capacidades: operaciones e infraestructuras digitales inteligentes y (iii) ciberseguridad: operaciones digitales seguras y disponibles. En consecuencia con ello, dentro de la Vicepresidencia existe una Gerencia de Ciberseguridad y Ciberdefensa.
Valor CT+I en 2022
En 2022, el portafolio CT+I consistió en 201 proyectos en ejecución, generando beneficios certificados por 595.67 MUSD. El 42% de estos beneficios se reflejan en ingresos principalmente por producción incremental ~5.06 Mbbl, diferidas evitadas, reducción de costos y gastos, reducción de CAPEX y optimización de inventarios del midstream. Así mismo, resaltan los ingresos por licenciamiento de tecnologías a terceros, en donde se destacan EGO, tecnología que busca disminuir el hurto de combustibles en infraestructura de transporte de hidrocarburos; codilución, sistema que inyecta GLP como codiluyente del crudo reduciendo el requerimiento de naftas y otros insumos de alto valor, y Júpiter Aditivo, que mejora la movilidad del crudo pesado permitiendo la reducción del requerimiento de nafta en las operaciones de producción; y los ingresos generados por la prestación de servicios de soporte y desarrollo tecnológico a empresas del Grupo y terceros.
Las iniciativas CT+I contribuyeron a la eficiencia operativa, la generación de valor SosTECnible y la ventaja competitiva de los negocios, a través de la automatización de procesos y la implementación de tecnologías de vanguardia.
De la agenda digital se resalta el valor derivado de la implementación de tecnologías de vanguardia para escalar de forma sistemática productos y procesos inteligentes, seguros y sostenibles para el Grupo. Se destaca la implementación del proyecto de optimización de energía, el cual permitió generar beneficios por la disminución en el consumo de gas para la operación de las refinerías de Barrancabermeja y Cartagena, así como aportar en la reducción de emisiones por 14,578 tonCO2eq. De igual forma, la implementación del programador digital de la cadena de suministro operativa, que ayudó a maximizar el margen en crudos y en la reducción del costo de financiamiento del stock.
En cuanto a la agenda de tecnología de negocio, se destacan los beneficios certificados gracias al desempeño de catalizadores de FCC en la refinería de Barrancabermeja, que permitieron el aumento de la producción de productos valiosos (gasolina y diésel) y la mejora en la calidad de estos. Se destaca el uso de la tecnología Júpiter en el campo Chichimene, que permitió mayores ingresos por la mitigación de producción diferida en 1,673 kbls. Con la implementación de la tecnología de codilución se contribuyó en la mejora del margen operacional del Grupo mediante la optimización de costos de dilución, al sustituir una parte de la nafta importada para la dilución de los crudos Castilla, Chichimene y CPO9, usando GLP de las plantas de Apiay, Cusiana y/o Cupiagua.
La estrategia CT+I tiene una promesa de valor de 2.5 BUSD en EBITDA acumulado entre 2018 y 2023. A la fecha, el valor generado asciende a 2.5 BUSD (100% de la promesa), de los cuales 1.86 BUSD se encuentran certificados y 638 MUSD sancionados.
| Inversiones en transformación digital | Inversiones y gastos en I+D+i | |
|---|---|---|
| 2019 | 51.70 | 33.6 |
| 2020 | 65.10 | 22.03 |
| 2021 | 53.30 | 41.41 |
| 2022 | 60.37 | 44.68 |
* Nota: Incluye solo cifras de inversiones y gastos en I+D+i en tecnología de negocio. En 2022, con la creación de la Vicepresidencia de CT+i, el Centro de Innovación y Tecnología – ICP consolida y lidera la ejecución del portafolio de transformación digital y tecnología de negocio.
Balance CT+I 2022
Transición energética
CCUS: desarrollo de la metodología, protegida como registro de derechos de autor, para la evaluación de la efectividad de Roca-Sello. Esta metodología tiene aplicabilidad en evaluación de prospectos convencionales y es de gran relevancia en evaluación de Roca-Sello para almacenamiento geológico de CO2, la cual fue usada con éxito para analizar la prefactibilidad de almacenamiento de CO2 en los campos Castilla, Chichimene y Llanito (formación mugrosa).
Se implementó una metodología de monitoreo en superficie de emisiones de CO2 utilizando sensores remotos, con lo cual se estableció un flujo de trabajo recomendado para monitorear las anomalías en la vegetación por presencia de CO2. El trabajo se aplicó en la cuenca Putumayo (bloque San Gabriel), y la metodología es escalable para la generación de las líneas base necesarias en las áreas donde se pretenda iniciar proyectos de almacenamiento geológico de CO2.
Geotermia de alta entalpía: identificación de potencial geotérmico en el subsuelo colombiano, específicamente en los yacimientos de cordillera (P50: 152 MW) y cuenca Llanos (P50: 59 MW), así como la identificación de tecnologías y posibles aliados estratégicos para su desarrollo y aprovechamiento.
Junto con la Vicepresidencia de Soluciones Bajas en Emisiones, se radicó solicitud ante Ministerio de Minas y Energía (MME) de polígonos en régimen transitorio, proyectos de geotermia de exploración en áreas ubicadas en Llanos (Manacacías-Almagros), en áreas de los campos Rubiales y Caño Sur. Se solicitaron para estos polígonos los correspondientes permisos exploratorios, para realizar los estudios que contribuyan al conocimiento geológico, geofísico y geoquímico de las áreas y su respectivo reservorio geotérmico de alta entalpía. A partir de la respuesta de MME sobre polígonos exploratorios solicitados por Ecopetrol, geotermia alta entalpía en Llanos se centrará en Rubiales y Caño Sur, donde se identificaron gradientes termales mayores a 50°C/km.
Se generó un modelo geológico de subsuelo del área del valle de Nereidas incluyendo modelo discreto de fracturas (DFN), lo que permite localizar los mejores prospectos de perforación en esta área de geotermia de alta entalpía.
1
Generación de energías offshore: se logró establecer el potencial teórico de generación de energía de cada fuente (corrientes marinas/oceánicas, eólica offshore, undimotriz, solar flotante, gradiente térmico y gradiente salino), en el territorio marítimo colombiano, destacándose el potencial eólico offshore como el más prominente en la actualidad en el área norte del Caribe colombiano. Así mismo, se generó una metodología basada en SIG3 para identificar áreas sin restricciones, provenientes de aspectos como facilidades submarinas, zonas de conservación ecológica marina, actividades de pesca, entre otras. Finalmente, se realizó la evaluación y selección de las mejores tecnologías aplicables a Colombia para la generación de energía renovable offshore, estableciendo sus grados de avance tecnológico y adaptabilidad a las condiciones del territorio marítimo colombiano, que corresponde a información clave para apalancar los planes de transición energética y descarbonización del Grupo Ecopetrol.
2
Prueba piloto de producción de hidrógeno verde: entre abril y agosto se llevó a cabo en la refinería de Cartagena, logrando la producción de 775.53 kg de H2 de alta pureza (99.997%), el cual fue incorporado a operación de la refinería. La prueba permitió validar el desempeño de la tecnología PEM (celdas de membranas de intercambio protónico). Este hidrógeno verde reduce las emisiones en 9.7 Kg de CO2 por cada Kg de H2 generado, respecto al hidrógeno gris.
Descarbonización
1
Sumideros naturales de carbono: se formularon los métodos de cuantificación y monitoreo de carbono en cinco (5) ecosistemas estratégicos por su potencial para la descarbonización para el país. Estos son: humedales, bosques húmedos, bosque andino, páramo y manglares del Caribe.
2
Junto con Microsoft, se inició el diseño de la infraestructura de datos espaciales, ambientales y ecológicos con estándares, procedimientos y recursos tecnológicos para la gestión de soluciones basadas en la naturaleza, con múltiples herramientas tecnológicas para la toma de decisiones en descarbonización, gestión de obligaciones ambientales, incidentes ambientales e inversión socioambiental, constituyendo un modelo innovador de gestión de la información digital para la Compañía y su Grupo, los territorios y los análisis globales.
3
En una alianza de CT+I entre IDEAM, Fundación Natura e ICP, se estructura un trabajo que genera valor para el país, al actualizar la información cartográfica nacional de coberturas de la tierra, se dinamiza el procesamiento, interpretación y análisis de datos sobre cambios en la cobertura, y se coformulan los protocolos de cuantificación y monitoreo para ecosistemas estratégicos que amplían el portafolio de alternativas para la descarbonización de Ecopetrol y su Grupo.
SosTECnibilidad® y economía circular
Se desplegaron las primeras versiones de la plataforma de gestión del agua, que se desarrolla en conjunto con Accenture y AWS, enfocada en optimizar los procesos de captación, uso y vertimiento del recurso hídrico, en la refinería de Barrancabermeja, en upstream convencional (campo Ocelote de Hocol) y no convencional (Permian). Esta plataforma representa un esfuerzo clave para lograr la meta de ser una compañía agua neutral a 2045.
Se contribuyó con innovaciones tecnológicas y de modelo de negocios en la circularidad y en el aprovechamiento del agua como un activo del Grupo Ecopetrol. En 2022, se habilitó producción de forma sostenible mediante tecnologías de separación de agua e hidrocarburos y de pulimento de aguas residuales domésticas e industriales. Así mismo, se avanzó en la obtención de nanofertilizantes y consorcios microbianos para riego agroforestal, viabilizando una nueva alternativa de evacuación de agua, avanzando en la implementación de la estrategia de agua neutralidad, al asegurar reducción de vertimientos y captación.
En el frente de circularidad de hidrocarburos, se generaron desarrollos tecnológicos que permiten la producción de nuevos materiales a partir de fondos pesados de refinación como Demex y PetCoque.
En conjunto con Esenttia, se avanzó en la iniciativa de reciclaje químico, con la evaluación de dos (2) aceites de pirólisis, provenientes de España y Brasil. En esta evaluación se evidenció que es posible tener rendimientos a propileno de al menos 10%. Así mismo, se caracterizaron muestras de plásticos del relleno de Manizales (Colombia).
Activos resilientes y servicios de tecnología de negocio
Se contribuyó a la meta de producción con la incorporación de 780,000 barriles incrementales de aceite a través de:
- Tecnologías de recobro mejorado: inyección de aire, inyección de espumas para recobro con vapor e inyección de químicos para conformance de procesos de inyección de agua.
- Tecnologías de estimulación de pozos: Nano Water Wetter, Nano RPM y EcoRPM.
En el proceso de inyección cíclica de vapor se redujo la carbono-intensidad en un 55.4%, y se aumentó la eficiencia energética del proceso en un 54.88% con la implementación de la tecnología de espumas preformadas con una producción de aceite incremental de 12,000 barriles.
Se logró la optimización de pozos inyectores en el campo Casabe a través del uso de geles de conformance y de sellamiento de tubería rota usando formulaciones de alta concentración que registraron un incremental en producción de 28,000 barriles de aceite.
Se aportó al éxito de la perforación del pozo descubridor del hallazgo de Uchuva – 1 a través del soporte bioestratigráfico (identificación del horizonte objetivo usando análisis de microfósiles), lo que permitió precisar la correcta posición en profundidad del yacimiento gasífero.
Con la implementación de la tecnología de codilución en Cusiana, se logró la reducción de hasta un 63% de diluyente convencional (nafta diluyente) por barril de GLP inyectado (1.7 bl de diluyente convencional /barril de GLP inyectado).
Se logró mitigar producción diferida de 1.7 mbl gracias a la aplicación del aditivo Europa en dos pozos del campo Suria (formación T2) y en zonas del campo Chichimene en donde no se contaba con disponibilidad de diluyente para transportar los fluidos de producción desde los clústeres hasta la estación Chichimene.
Transformación de laboratorios y plantas piloto del Centro de Innovación y Tecnología (ICP):
- En 2022, se realizaron mejoras en el sistema de gestión de laboratorios mediante el aseguramiento de buenas prácticas de calidad alineadas al cumplimiento de la norma NTC ISO/IEC 17025, incrementando la calidad y eficiencia de la actividad experimental mediante la simplificación de procedimientos y requerimientos.
- Se avanzó en la transformación tecnológica de los laboratorios y área de mantenimiento del ICP enmarcadas en la implementación de herramientas digitales para la gestión de la información y la automatización de procesos de análisis estadístico e interpretación de resultados.
Revolución Industrial 5.0
Se avanzó en la transición energética mediante la herramienta digital Visual Mesa que permite optimizar, en tiempo real, el sistema de generación de energía de las refinerías, mediante el uso de gemelos digitales de los sistemas energéticos de gas, vapor, electricidad y agua. Esto permite la reducción de costos operativos, mayor eficiencia de los procesos y reducción de las emisiones de CO2 en las refinerías. Para 2023, se espera una reducción de emisiones superiores a las 35,000 Ton/año.
Se avanzó en la transición energética mediante la herramienta digital Visual Mesa que permite optimizar, en tiempo real, el sistema de generación de energía de las refinerías, mediante el uso de gemelos digitales de los sistemas energéticos de gas, vapor, electricidad y agua. Esto permite la reducción de costos operativos, mayor eficiencia de los procesos y reducción de las emisiones de CO2 en las refinerías. Para 2023, se espera una reducción de emisiones superiores a las 35,000 Ton/año.
Se implementó ROMSS4, sistema que permite administrar inventarios, movimientos y balances, en las refinerías de Cartagena y Barrancabermeja, facilitando y agilizando la toma de decisiones de los procesos volumétricos con impacto directo en el margen de refinación.
En alianza con Accenture, Claro y Microsoft, se realizó la primera prueba piloto 5G de uso industrial, en operaciones de mantenimiento en la refinería en Barrancabermeja con el uso de dispositivos seguros para asistencia remota en tiempo real, lo que permitió una reducción de tres (3) días de mantenimiento, resultando en una optimización de la actividad de más de 1 MUSD.
En 2022, Campo D (campo digital), un conjunto de fábricas digitales enfocadas a desarrollar productos mediante marcos de trabajo ágiles, se destacó en la medición de Accenture de Business Agility como top performer en madurez ágil, superando en 26 puntos el benchmark, al compararse con más de 4,600 equipos alrededor del mundo, incluidas las empresas de Fortune 500. Los resultados más relevantes fueron: (i) desarrollo de más de 700 productos digitales acumulados para el negocio entre robots, chatbots, modelos analíticos, desarrollos de software, datamarts, integraciones y datos maestros, (ii) se han liberado 286,000 horas/hombre que lleva a un acumulado en productividad de 606,000 horas/hombre, (iii) más de 5.3 millones de transacciones exitosas, (iv) más de 200 robots operando, y (v) más de 50 productos para filiales como Esenttia y Cenit.
Ecosistemas
Se firmó un acuerdo con el estado de Baviera, Alemania, el cual permite el intercambio de conocimiento en modelos de desarrollo sostenible, transición energética, metodologías y mejores prácticas, y el apalancamiento en el desarrollo tecnológico. Este acuerdo ha permitido a Ecopetrol exponer activamente sus desafíos tecnológicos ante diferentes empresas alemanas, con el ánimo de recibir alternativas de soluciones innovadoras por parte de las diferentes empresas y buscar potenciales caminos de colaboración que pueden apoyar estos retos.
Se está trabajando en conjunto con Finlandia para transferir el conocimiento y experiencia en el desarrollo de ecosistemas desplegados por el gobierno de este país. Entre los principales intercambios de información para 2022 se encuentra la presentación de ECO3, un ecosistema específico de descarbonización y biogás.
Propiedad intelectual
+ 2 en Brasil, Indonesia, Perú, Rusia, Venezuela, 1 en Nigeria, Malasia, India, Ecuador y Argentina
Ecopetrol se consolida como la empresa líder a nivel nacional en desarrollo de tecnología, con el mayor número de solicitudes de patente y de patentes otorgadas.
A diciembre de 2022 Ecopetrol cuenta con 124 patentes vigentes, 16 de ellas otorgadas en 2022, de las cuales 13 han sido concedidas en Colombia, dos (2) en Venezuela y una (1) en EE.UU.
Entre los beneficios de estas innovaciones, resaltan: (i) separación de fluidos durante el proceso de extracción de crudo para iniciar el tratamiento del agua producida en el pozo, (ii) uso de nanotecnología para el control de microorganismos de aguas de producción y deterioro de tuberías en campos petroleros,
(iii) reducción de costos en la primera fase del proceso de producción del crudo, (iv) reducción de la huella de carbono, y (v) desarrollo de estudios ambientales en ecosistemas de mar y océano por medio de un planeador subacuático.
| Registro de propiedad intelectual | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2022 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Patentes otorgadas | 5 | 15 | 8 | 8 | 8 | 16 |
| Nuevas solicitudes de patentes radicadas | 12 | 17 | 19 | 17 | 24 | 17 |
| Registros de derecho de autor obtenidos | 39 | 25 | 41 | 46 | 31 | 37 |
Adicionalmente, a diciembre de 2022, Ecopetrol tiene diecisiete (17) secretos industriales acumulados, siete (7) diseños industriales y 23 contratos de licenciamiento que monetizan parte de su portafolio de tecnologías.
Riesgos asociados a la propiedad intelectual y controles
Ecopetrol ha identificado tres (3) riesgos asociados a la propiedad intelectual, respecto de los cuales ha establecido una serie de controles cuya efectividad se monitorea de manera periódica por parte de la Compañía.
Falta de rigurosidad técnica en la estructuración de valoraciones de tecnología y casos de negocio para la explotación comercial de las soluciones. Para mitigar este riesgo, se aprueban los casos de negocio presentados en el Comité de Oportunidades de Negocio, una vez estos han sido sometidos al juicio de expertos de los gerentes del ICP y demás miembros del Comité.
Inadecuada captura del valor económico y estratégico de las tecnologías licenciadas. Para mitigar este riesgo, se realiza seguimiento, control e incorporación de acciones de mejora a los planes de comercialización y a los contratos de licenciamiento de cada una de las tecnologías licenciadas, mediante la revisión de los compromisos adquiridos.
Fuga o pérdida de información técnico-científica de confidencialidad alta clasificada y fallas en la aplicación de las estrategias de protección de propiedad intelectual para las soluciones tecnológicas desarrolladas por Ecopetrol. Para evitar la materialización de este riesgo se aprueban los productos tecnológicos desarrollados, definiendo la estrategia de protección de propiedad intelectual y su protección complementaria en el Comité Técnico Científico del ICP.
Innovación
- Más de 100 retos capturados en todos los segmentos del Grupo Ecopetrol.
- Alrededor de 350 startups contactadas durante la fase de exploración.
- 24 retos lanzados a ecosistemas nacionales e internacionales.
- 21 pilotos iniciados y 14 pilotos finalizados a la fecha como resultado del proceso de innovación abierta.
- Más de 80 empleos directos generados.
- Alrededor de 1.5 MUSD ejecutados en la realización de pilotos.
Entre los resultados destacados:
- Cronograma de taladros, busca la reducción de los costos operativos mediante la optimización de la programación de taladros.
- Office hoteling, brinda solución a la optimización y asignación de puestos de trabajo en el nuevo normal.
- Monitoreo remoto, obtiene una reducción del 80% de CAPEX en el modelo y permite la reducción del riesgo de apoderamiento y afectación de la integridad de la infraestructura.
- Predicción de enfermedades laborales, permite alertar el riesgo de enfermedades, mejorando el ambiente laboral y aumentando la productividad. Esta iniciativa busca ser implementada por el Ministerio de Salud de Colombia.
Econova
Marca propia para la estrategia de ciencia, tecnología e innovación del Grupo Ecopetrol
La nueva visión de CT+I se construye alrededor del Campus de Ciencia y Tecnología – ICP en Piedecuesta (Santander). Este centro de desarrollo tecnológico lleva más de 35 años liderando la investigación en la industria en el país, cuenta con talento e infraestructura tecnológica y científica altamente especializada, y ha generado conocimiento invaluable para el país.
La Red de Innovación y Orquestación – Econova busca consolidar un ecosistema Energy-Human Tech orientado a resolver desafíos y misiones transversales de la industria, a través de centros regionales de innovación abierta, tal como se muestra en la siguiente imagen:
PRIMER ECOSISTEMA ENERGY-HUMAN TECH
Al servicio de la industria, el país y Latinoamérica
1
Conocimiento a partir de los grandes desafíos y los retos tecnológicos emergentes.
2
Generación de soluciones tecnológicas a través de tejido empresarial global.
3
Permear las fronteras a través de la orquestación del ecosistema CT+I, generando cocreación, colaboración y desarrollo con impacto global, en la región y los territorios y comunidades de Colombia.
Red abierta de espacios seguros para innovar
y experimentar a través de la articulación de un ECOSISTEMA ENERGY-HUMAN TECH de talla mundial dedicada a resolver desafíos globales con foco en los 6 clústeres CT+I.
A la fecha, la estrategia contempla la creación de cinco (5) nodos regionales interconectados: Caribe, Antioquia, Meta, Bogotá y Santander. Este ecosistema busca orquestar conocimiento y fortalecer la red de innovación del país a través de la conexión con capacidades y laboratorios de innovación externos.
En 2022, se realizó el despliegue del Centro de Innovación en el Caribe, del cual se destacan:
Acuerdos con la Cámara de
Comercio del Caribe para la articulación del ecosistema y la operación del centro, con el Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA) para la operación del tecnoparque y con la refinería de Cartagena para el parque de movilidad.
La incorporación de una capa virtual a través del metaverso del Centro de Innovación, en la cual han ingresado aproximadamente 500 personas, entre ellas, empresarios colombianos, funcionarios del Gobierno y emprendedores, a recorrer el sistema de generación de hidrógeno verde, el piloto de micro-LNG y la plataforma para la gestión integral del agua, permitiendo divulgar el conocimiento asociado
a estos proyectos.
En el marco de la Misión Internacional de Sabios, el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación, el Ministerio de Minas y Energía y Ecopetrol, en busca de convertir a Colombia en una sociedad del conocimiento productiva, sostenible y equitativa, suscribieron un tercer acuerdo de cooperación, destinado al escalado de procesos de manufactura, construcción de ecosistemas y capacidades para la transición energética y el fortalecimiento de centros regionales de innovación. Para tal fin, Ecopetrol aportó 10 MUSD y se enfocará en temáticas como energías no convencionales, bioindustria, circularidad del agua y CCUS.
La Red de Innovación y Orquestación - Econova busca consolidar un ecosistema Energy Human Tech orientado a resolver desafíos y misiones transversales de la industria, a través de centros regionales de innovación abierta.