CONGRESO LATINO IBERO CONGRESO LATINO IBERO AMERICANO DE AMERICANO DE

INVESTIGACIÓN DE INVESTIGACIÓN DE OPERACIONESOPERACIONES

CLAIO 2008CLAIO 2008

M. en I. José Luis Luna AlanísM. en I. José Luis Luna AlanísComisión Federal de ElectricidadComisión Federal de Electricidad

MéxicoMéxico

EVALUACIÓN ECONÓMICA DE PROYECTOS HIDROELÉCTRICOS, MEDIANTE LA METODOLOGÍA

DEL COSTO DEL kWh NIVELADO Y SU APLICACIÓN EN EL P.H. LA YESCA

IntroducciónIntroducción

A través de la metodología del costo del kWh nivelado nos permite determinar el costo de producción de un proyecto hidroeléctrico y saber que tan rentable puede ser.

El costo del kWh nivelado sintetiza la información técnica y económica disponible acerca del proyecto.

El Costo del kWh nivelado es un parámetro que indica el costo de producción de 1 kWh generado en la C.H. considerando todas las erogaciones necesarias (Inversión, O&M, Uso del agua e indirectos) para una tasa de descuento determinada.

Se llevó además la determinación del costo del kWh nivelado del P.H. La Yesca localizado en México, mediante el uso de la aplicación de la hoja de cálculo de Excel.

El P.H. La Yesca contará con una capacidad instalada de 750 MW y generará anualmente 1 210 GWh

Cabe mencionar que el P.H. La Yesca estará localizado en el estado de Nayarit perteneciente a la República Mexicana, tendrá una cortina de enrocamiento con cara de concreto con una altura de 210 m y será una de las más altas a nivel mundial en su tipo.

EL CAJÓN

N

ESTADO

N

ESTADO

SIMBOLOGÍA

P.H. la YescaLa Yesca

El costo del kWh nivelado total está compuesto por los costos de inversión, la operación y mantenimiento así como por el cargo por uso del agua.

Los costos de inversión, a su vez están formados por los montos de: La Obra Civil, del Equipo Electromecánico, las Afectaciones, los cargos indirectos, las obras asociadas entre otros.

Los costos de operación y mantenimiento del kWh consideran dos componentes, uno fijo y otro variable.

Los costos fijos son independientes de la capacidad de las unidades de la central y por lo tanto no están directamente relacionados con la energía generada; este renglón incluye, entre otros, los siguientes conceptos:

Salarios Prestaciones Seguro social Servicios de terceros Gastos generales Materiales

Los costos variables son los que guardan una relación directa con la generación de energía eléctrica. En este concepto sólo son considerados los de los materiales del área de operación de la central.

En las centrales hidroeléctricas, el costo de los combustibles es el cargo causado por el uso del agua para generar la energía eléctrica; este costo por el uso del agua está establecido en la Ley Federal de Derechos (0.31093 USD / 1000 m³).

En términos de erogaciones de efectivo, una central de generación de energía eléctrica inicia su vida con el estudio de factibilidad técnica, económica, social y ambiental, y termina cuando deja de ser conveniente su operación y por lo tanto es retirada.

Durante este período son generados gastos e ingresos asociados a las diferentes etapas, las cuales con frecuencia son denominadas: estudios, construcción y operación.

Las etapas de estudios y construcción forman la etapa conocida como período de construcción. A la duración de la etapa de operación, se le conoce como vida útil.

Donde:

AIC: Año de inicio de construcción GMA: Generación media anual [millones de kWh]

ATC: Año de terminación de construcción n: Vida útil del proyecto [años]

AIO: Año de inicio de operación i: Tasa de interés anual [%]

I1, I2, I3,...Ik: Flujo de inversiones [millones de USD] VPI: Valor presente de inversiones [millones de USD]

VPG: Valor presente de generación [millones de kWh]

a) Obtener el valor presente de inversión (VPI), referido al año cero, es decir:

b) Calcular el factor de recuperación de capital (FRC), mediante la siguiente expresión:

c) Determinar el valor presente de generación (VPG), también referido al año cero, mediante:

24.66001204.0

)12.1(12101204.0

)12.01(1210)1(

)71.3()171.4()(

AICAIO

FRCiGMA

VPG

1.- Costo del kWh nivelado por concepto de inversión

1204.01)12.01()12.01(12.0

1)1()1(

50

50

n

niii

FRC

493.600)12.1(782.108)12.1(3.234)12.1(564.217)12.1(254.142)12.1(886.133)1( 71.44321)1(

1

jAICATC

jj iIVPI

d) Obtener el costo del kWh nivelado por inversión (CNI), en USD/kWh, aplicando la siguiente expresión:

0907.024.6600

493.600 VPGVPI

CNI

2.-Cargo por operación y mantenimiento (CO&M) para el cálculo del costo del kWh nivelado

Costo fijo de operación CFO:

Costo fijo de mantenimiento CFM:

0035.02101

2750

)2(0643.00643.05877.05877.0

GMA

NuP

NuCFM

Costo variable CV:

0000209.0

2750

000044482.0000044482.01271.01271.0

NuP

CV

00063.02101

)2(3812.03812.0 GMA

NuCFO

CFT = CFO + CFM = 0.0041+0.0000209 = 0.0041

COyM = CF + CV = 0.0041+0.0000209 =0.00412

Donde:

CFO: Costo fijo de operación

P: Potencia total instalable del proyecto (MW)

CFM: Costo fijo de mantenimiento

Nu: Número de unidades turbogeneradoras

CFT: Costo fijo total (USD/kWh)

GMA: Generación media anual (GWh)

CV: Costo variable (USD/kWh)

COyM: Costo total de operación y mantenimiento (USD/kWh)

3.-Cargo por uso del agua (CA) para el cálculo del costo del kWh

Donde:

CA: Cuota por el uso del agua (obtenida de la Ley Federal de Derechos) [USD/kWh]

CEA: Consumo específico del proyecto hidroeléctrico [m³/kWh]

00073.0)36.2(00031093.000031093.0 CEACA

4.-Costo del kWh nivelado total (CT kWh)

Está compuesto por la suma de los costos del kWh por inversión, operación, mantenimiento y uso del agua [USD/kWh]:

0955.000073.000412.00907.0& CAMCOCNIkWhC

kWhUSDkWhC /¢55.9

EJEMPLO DE APLICACIÓN

Aplicando la metodología del costo del kWh nivelado al P.H. La Yesca para una inversión requerida de 836.79 millones de USD (con financiamiento), una capacidad de 750 MW y una generación media anual de 1 210 GWh, se tendrá lo siguiente:

P.H. La YescaAlternativa:750 MW

COSTO DEL kWh NIVELADO

DATOS GENERALES:AÑO DE INICIO DE CONSTRUCCIÓN 1AÑO DE TERMINACIÓN DE CONSTRUCCIÓN 4.71AÑO DE INICIO DE OPERACIÓN 4.71VIDA ÚTIL DEL PROYECTO (años) 50CONSUMO ESPECÍFICO DEL AGUA (m³/kWh) 2.36

INVERSIÓNAÑO % (Millones de USD)

1 16 133.8862 17 142.2543 26 217.5644 28 234.300

4.16 13 108.7825 0.0006 0.000

INVERSIÓN TOTAL 100 836.786

Generación media anual total (GWh) 1210.0Número de unidades turbogeneradoras 2Potencia total instalable (MW) 750

RESULTADOS :Costo del kW instalable ( $ ) 1 115.71

COSTO DEL kWh NIVELADO ( $/kWh )

Tasa anual del: 8% 9% 10% 11% 12%Inversión 0.0598 0.0672 0.0748 0.0827 0.0907Operación y mantenimiento 0.0041 0.0041 0.0041 0.0041 0.0041Por uso del agua 0.0007 0.0007 0.0007 0.0007 0.0007TOTAL 0.0646 0.0720 0.0797 0.0875 0.0955

¢USD/kWh 6.46 7.20 7.97 8.75 9.55

Precios medios del 2007

Costo del kWh nivelado

0.10

2.10

4.10

6.10

8.10

10.10

12.10

8% 9% 10% 11% 12%Tasa de descuento

$/kWh

El costo del kWh nivelado del P.H. La Yesca resultó ser de 9.55 ¢USD/kWh para una tasa de descuento del 12%, valor que se toma como base para los análisis económicos de CFE, el cual comparado con otros medios alternativos de generación resulta ser más económico, a excepción de la fuente térmica convencional, como se muestra en la tabla siguiente.

Tabla I

MEDIO ALTERNATIVO DE GENERACIÓN COSTO DEL kWh NIVELADO (¢USD/kWh)

Térmica convencional (2 x 160 MW) 8.80

Turbogas (1 x 43.4 MW) 15.67

Turbogas (1 x 85 MW) 15.63

Diesel (41.3 MW) 19.09

CONCLUSIONES

Al aplicar esta metodología, permitirá saber si con el costo de generación y sumándole los costos de transmisión y comercialización en un mercado SPOT, un proyecto hidroeléctrico en un momento dado pudiera por sí solo el pagarse durante su vida útil y cubrir los créditos que se consiguieron para su financiamiento.

¡GRACIAS!