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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.


Necesidades de energía eléctrica. 2012 - 2,400 GWh; 2015 – 3,800 GWh; 2020 – 4,600 GWh.


Importancia de tener un costo competitivo.

Costo promedio de energía en plantas de zinc: 5 – 6 US ct/kWh


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.


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.


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.


Ejemplo de valuación cuantitativa

8

$0

$500

$1,000

$1,500

$2,000

$2,500

$3,000

$3,500

$4,000

$4,500

19

82

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20

00

20

01

20

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20

06

Inst

alle

d P

roje

ct C

ost

(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).



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.


Ejemplo de valuación cualitativa y cuantitativa

Cálculo del costo unitario por componentes



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.



Valor de sustitución de la energía generada.



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


• Arranque y producción: Bien. Muy cercano a lo proyectado. • Costo unitario: Muy competitivo y buen margen.



Beneficios: • Costo competitivo vs otras tecnologías de generación.

• Minimiza riesgo de variación futura de precio de

combustible

• Reduce reporte emisiones CO2 (Sustentabilidad).



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.


PERSPECTIVAS

Referencia: CFE 2011.

Costo de energía para renovables


Actualmente se pueden obtener costos de energía competitivos tanto de eólica como de solar.

Costo de energía para renovables


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


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.


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.


RETOS

Metas de emisiones: Se requiere una flota de generadoras con bajas emisiones (renovables, nuclear y gas natural. Cero carbón y combustóleo).


CONCLUSIONES

17/08/11 Comité de Energía 24

GRACIAS

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.


• Coahuila tiene un gran potencial para solar foto voltaica.

Solar. El potencial de Torreón es de 6.86 kWh/m2 de promedio anual.


• Coahuila tiene un gran potencial para solar foto voltaica.

En Coahuila hay al menos 3 corredores solares propicios.


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%


30

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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Cambios recientes en tecnología EÓLICO; Situación 2012

Viento útlil de 3 a 23 m/s

8 -13 rpm

Prom anual 8.3 m/s en Coah.

Altura 80-100 m

Diámetro 100 - 112 m

Viento Clase II y III (7 a 9 m/s) Factor de capacidad 47 % a ¿52 %?


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