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Estudios económicos para la implementación de energías renovables.
21 junio, 2013 V Congreso Anual Conjunto de Asociaciones del Sector Energético 1
Temas
• Necesidades de un consumidor industrial y forma de analizar un proyecto renovable.
• Caso de un proyecto eólico.
• Costo de energía para tecnologías renovables.
• Conclusiones y retos.
21 junio, 2013 V Congreso Anual Conjunto de Asociaciones del Sector Energético 2
Necesidades de energía eléctrica. 2012 - 2,400 GWh; 2015 – 3,800 GWh; 2020 – 4,600 GWh.
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Importancia de tener un costo competitivo.
Costo promedio de energía en plantas de zinc: 5 – 6 US ct/kWh
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4 objetivos para el suministro de electricidad:
• Costo unitario de electricidad competitivo, a largo plazo.
• Garantía suministro de combustible y certidumbre de precio.
• Energía en firme en horario punta (perfil x horario).
• Baja emisión CO2, SO2, NOx y mitigar riesgo de sobrecosto x emisiones.
Con estas variables se elige la canasta de fuentes de energía.
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Ejemplo de valuación cualitativa y cuantitativa
Ejercicio hipotético de valuación de tecnologías de generación
FuenteCosto US ct/kWh
Seguridad combustible
Emisión CO2 kg/kWh
Potencia en firme
Riesgo normativo
% canasta teórica
CFE 10.0 100%, precio volátil prom.
Media 0.6 100% Nulo 20%
Termo Carbón 7.0 Contrato LP, precio fijo
Alta 1.0 90% Medio 0%
Termo CCGN 6.5 - 7.5 Contrato LP Precio volátil
Media 0.5 92% Medio 30%
Eólico 6.5 - 7.5 90% medición precio fijo.
Nula 0.0 40% / 0% Alto 25%
Solar FV 10 - 11 90% medición precio fijo.
Nula 0.0 20% / 0% Alto 5%
Hidro controlada 8.0 90% Nula 0.0 100% Bajo 20%
Hidro sin control 8.5 30% Nula 0.0 30% Bajo 0%
** Nota importante: Las cifras son inventadas para ilustrar el ejemplo.
21 junio, 2013 V Congreso Anual Conjunto de Asociaciones del Sector Energético 6
Variables que más afectan el costo unitario de energía
• Inversión en la central.
• Aerogeneradores.
• Balance de planta.
• Costo de interconexión.
• Factor de capacidad o factor de planta.
• Costo del capital y financiamiento.
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Ejemplo de valuación cuantitativa
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$0
$500
$1,000
$1,500
$2,000
$2,500
$3,000
$3,500
$4,000
$4,500
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06
Inst
alle
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(2
00
6$
/kW
)
Individual Project Cost (191 online projects totaling 8,825 MW) Average Annual Project Cost Polynomial Trend Line
Source: Berkeley Lab database (some data points suppressed to protect confidentiality)
$ 2,200 en 2008
En 2005 la media de inversión bajo a $ 1,400 / kW de potencia. Para 2008 subió a $2,200 por la alta demanda y precios de metales. Actualmente se estima entre $1,800-$2,000 por kW de potencia.
$ 1,750 en 2010
16/05/2013 Coahuila, potencial de energía limpia
Ejemplo de valuación cuantitativa Inversión en la central (proyectos eólicos en EUA).
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Ejemplo de valuación cuantitativa
Ejemplo en el norte de México
10/2010: Viento prom. 7.53 m/s a 80 m 11/2011: Viento prom. 7.9 m/s a 80 m
1. Se realizó un proceso de optimización del sitio (micrositing). 2. Con vientos clases II y III se obtienen FC’s semejantes a los de Oaxaca. 3. El incremento de FC fue por mejor viento y parte por nuevo modelo de turbina.
Factor neto de capacidad o factor de planta.
• Análisis estocástico del costo unitario.
• Costo nivelado con TIR 16% al capital.
• Precios de gas de proyecciones PIRA 2012.
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Ejemplo de valuación cualitativa y cuantitativa
Cálculo del costo unitario por componentes
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Ejemplo de valuación cuantitativa
Comparación de opciones para generación de electricidad por fuente de combustible
Tecnología Precio base del combustible
Componentes de costo TIR al 10.7% sin apalancamiento
Precio energía
total US¢/kWh Inversión O&M Comb. Porteo
Ciclo Combinado Gas Natural
Escenario Optimista US$4.5216/MMBtu 2.43 0.81 3.69 1.20 8.13
Ciclo Combinado Gas Natural
Escenario Base US$6.5716/MMBtu 2.49 0.81 5.20 1.20 9.70
Eólico en Oaxaca N/A 7.23 0.27 0.00 0.25 7.75
Valor de sustitución de la energía generada.
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Ejemplo de valuación cuantitativa
Valor de sustitución de la energía generada.
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Ejemplo de valuación cuantitativa
ProyectoPotencia
nominal MWPotencia
efectiva MWInversión
US$ MTIR
Eólico Norte 1 201 82 $355 13.5%
Eólico Oaxaca 198 92 $ 360 a $ 370 12.5% a 13.2%
Hidro norte 30 14 $52 14.4%
Eólico norte 2 30 9 $55 7.4%
Hidro noroeste 36 18 $100 7.3%
Hidro en punta 316 93 $790 a $948 7.0% a 5.1%
Fuerza Eólica del Istmo
• El Espinal, Oaxaca.
• 80 MW potencia instalada.
• 32 generadores, 2.5 MW
• Primer parque conectado en SE Ixtepec Potencia.
• Apartir de jul-2012 operan los 32 aerogeneradores.
CASO DE UN PROYECTO EÓLICO
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• Arranque y producción: Bien. Muy cercano a lo proyectado. • Costo unitario: Muy competitivo y buen margen.
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CASO DE UN PROYECTO EÓLICO
Beneficios: • Costo competitivo vs otras tecnologías de generación.
• Minimiza riesgo de variación futura de precio de
combustible
• Reduce reporte emisiones CO2 (Sustentabilidad).
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CASO DE UN PROYECTO EÓLICO
Prospecto: Eólico +/- 180 MW, en el norte de México
• Nuevos modelos de turbinas permiten factores de capacidad neta superiores a 44%, con vientos Clase 2 y 3.
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PERSPECTIVAS
Referencia: CFE 2011.
Costo de energía para renovables
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Actualmente se pueden obtener costos de energía competitivos tanto de eólica como de solar.
Costo de energía para renovables
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1. Eólica: En México ya es competitiva en costo. Hay 1,400 MW en operación y 700 MW en construcción. Se están abriendo proyectos en otras regiones de México como SLP, Nuevo León, Coahuila, Chihuahua, Tamaulipas.
2. SOLAR: La sorprendente reducción de costos permite obtener energía de hasta 10/11 US ct/kWh, con granjas > 25 MW.
CONCLUSIONES
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Líneas de transmisión: Se saturarán las líneas de transmisión por el potencial en grandes corredores de generación en el norte del país, como ocurrió en Oaxaca. La SHCP tiene criterios de retorno rápido, y será necesario convencer al gobiernos federal de adelantar inversiones en transmisión.
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RETOS
Metodología de evaluación CFE-SHCP: Tasa de descuento. Descontar flujos al 12% para determinar precio nivelado de largo plazo no corresponde a la realidad financiera actual.
Esto perjudica las tecnologías con mayor inversión inicial (nuclear y renovables) y bajo costo de combustible, favoreciendo las que tienen menos inversión pero un alto gasto de combustible a futuro.
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RETOS
Metas de emisiones: Se requiere una flota de generadoras con bajas emisiones (renovables, nuclear y gas natural. Cero carbón y combustóleo).
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CONCLUSIONES
Los mapas de radiación solar muestran un potencial medio alto para zonas desérticas de Coahuila. Lecturas directas en Torreón y Gómez Palacio muestran que la insolación es 30% mayor.
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• Coahuila tiene un gran potencial para solar foto voltaica.
Solar. El potencial de Torreón es de 6.86 kWh/m2 de promedio anual.
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• Coahuila tiene un gran potencial para solar foto voltaica.
En Coahuila hay al menos 3 corredores solares propicios.
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3. Coahuila; potencial de energía limpia. En este corredor caben +30,000 MW de potencia solar FV.
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Cambios recientes en tecnología. EÓLICA ; Situación 2008-2010
Viento útlil de 4 a 25 m/s
9 -15 rpm
Prom anual 10.5 m/s en Oax.
Altura 60-80 m
Diámetro 44 - 93 m
Viento Clase I especial Factor de Capacidad 42% a 46% Viento Clase II y III (7 a 9 m/s) Factor de capacidad 28% - 32%
16/05/2013 Coahuila, potencial de energía limpia
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En un sitio del Istmo de Tehuantepec el viento sopla a 11 m/s promedio con un máximo de 25 m/s (90 km/h).
Horas/año
Velocidad 16/05/2013 Coahuila, potencial de energía limpia
Cambios recientes en tecnológía EÓLICO; distribución de horas con viento en Oaxaca
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