Spatial Multi-Criteria Assessment for Optimal Biomass Power Plant Siting inEcuador Using GIS

Abstract

This study examines the energy and spatial potential of agricultural residues in Ecuador for biomass-based distributed electricity generation. Based on national crop production data, residues from sugarcane, rice, oil palm, and hard corn were quantified, yielding an estimated effective electrical potential of 2407.68 GWh/year. A spatial multi-criteria analysis was conducted using Geographic Information System (GIS) software, integrating road and substation proximity, terrain slope, flood risk, and distance to populated areas. Exclusion layers considered volcanic hazard zones, primary road corridors, and hydrographic basins. The resulting suitability map classified the territory into five levels. Guayas, Los Ríos, and Esmeraldas were identified as provinces combining both resource availability and logistical accessibility. Additionally, a levelized cost of electricity (LCOE) of USD 0.097/kWh was estimated for a 25 MW biomass plant. The methodology is applicable to geographic prospecting and energy potential assessment of other non-conventional renewable energy sources.Este estudio evalúa el potencial energético y territorial de los residuos agrícolas en Ecuador para la generación eléctrica descentralizada a partir de biomasa. A partir de datos de producción nacional, se cuantificaron los residuos disponibles de caña de azúcar, arroz, palma aceitera y maíz duro seco, estimando un potencial eléctrico efectivo de 2407.68 GWh/año. Se aplicó un análisis espacial multicriterio en un sistema de información geográfica (SIG), integrando variables como proximidad a carreteras y subestaciones, pendiente del terreno, riesgo de inundaciones y distancia a zonas pobladas. Se excluyeron áreas con restricciones como zonas de amenaza volcánica, vías principales y cuencas hidrográficas. El análisis produjo un mapa nacional de idoneidad, clasificando el territorio en cinco niveles. Las provincias de Guayas, Los Ríos y Esmeraldas concentran condiciones favorables tanto en disponibilidad de biomasa como en accesibilidad logística. Además, se estimó un costo nivelado de electricidad (LCOE) de 0.097 USD/kWh para una planta de 25 MW. La metodología propuesta es aplicable a estudios orientados a la prospección territorial y a la evaluación del potencial energético de otras fuentes renovables no convencionales.