El caso de las Renovables Prof. Roberto Román L. Universidad de Chile

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Víctor Manuel Carrasco
hace 5 años
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1 El caso de las Renovables Prof. Roberto Román L. Universidad de Chile

2 Crecimiento eléctrico en el SIC Evolución de las tecnologías (costos nivelados de energía, calculados por Bloomberg) Alternativas al 2011, 2020 y 2030 Curva actual de demanda e impacto de ERNC El caso de la energía solar

3 [GWH/año] ,7% 5,4% % SING SIC Total

4 4,1% 3,9% 5%

5 Realidad: Para el SIC y el SING, el aumento de demanda estará en torno al 4,0%. Es consecuencia de mayor eficiencia y cambios tecnológicos que están ocurriendo en el mundo y Chile. Como también de mayor costo de los combustibles tradicionales Esto implica que para duplicar demanda deben pasar al menos 15 a 17 años

6 Las ERNC son demasiado caras Para analizar esta afirmación, NRDC contrató el expertise de Bloomberg New Energy Finance (BNEF) y de Valgesta Energía. Realizaron un estudio sobre el costo nivelado de la energía (LCOE) 6

7 7

Análisis de la construcción Costo de desarrollo Costo del equipo principal Costo de construcción Factor de capacidad Inversión en acciones Análisis anual de operaciones Análisis del flujo de efectivo

8 Análisis de la construcción Costo de desarrollo Costo del equipo principal Costo de construcción Factor de capacidad Inversión en acciones Análisis anual de operaciones Análisis del flujo de efectivo Ingresos Costo variable de O&M Costo fijo de O&M Depreciación Flujos de efectivo después de impuestos Análisis fiscal Tasa Interna De Retorno (10%) Precio (LCOE) Especulación sobre el precio de la energía Al indicar el precio que permite a una tecnología vender electricidad de manera rentable, la técnica permite que el LCOE sea representativo en un proceso competitivo de licitación para contratos de energía reales. Fuente: Bloomberg New Energy Finance.

9 En general, las ERNC se harán cada vez más competitivas con las fuentes convencionales de energía. Las nuevas fuentes de biogás, pequeñas hidroeléctricas, biomasa, energía eólica terrestre y energía geotérmica ya compiten con los costos de las principales tecnologías de Chile de grandes hidroeléctricas y termoeléctricas de gas natural. Muy pronto, la energía solar también podrá competir. La volatilidad de los precios de combustible fósil aumenta la competitividad de la ERNC. Aunque el análisis no los considera, determinados factores externos como la huella de carbono, la contaminación del aire y del agua y los efectos en el ecosistema, aumentan la competitividad de la ERNC. 9

10 En 2011, el biogás, las pequeñas hidroeléctricas, la biomasa, la energía geotérmica y la energía eólica terrestre son ya fuentes de energía competitivas. Para 2020, se incorporarán a estas tecnologías la energía termosolar y la fotovoltaica. Para 2030, todas las tecnologías renovables serán más económicas o competitivas que las fuentes de energía convencional. 10

11 Tecnología Zona competitiva en el mercado de contratos Nota: Grandes hidroeléctricas excluye proyectos en Aysén; Pequeñas hidroeléctricas son plantas que producen menos de 20MW. Todos los precios se expresan en dólares estadounidenses, al año Escenario central Fuente: Bloomberg New Energy Finance, Valgesta Energía. Fuente precios de energía : CNE,elaboración de Bloomberg New Energy Finance

12 Tecnología Zona competitiva en el mercado de contratos Nota: Grandes hidroeléctricas excluye proyectos en Aysén; Pequeñas hidroeléctricas son plantas que producen menos de 20MW. Todos los precios se expresan en dólares estadounidenses, al año Escenario central Fuente: Bloomberg New Energy Finance, Valgesta Energía Fuente precios de energía : Programa de Estudios e Investigaciones en Energía del Instituto de Asuntos Públicos, Universidad de Chile,elaboración de Bloomberg New Energy Finance

13 Tecnología Zona competitiva en el mercado de contratos Nota: Grandes hidroeléctricas excluye proyectos en Aysén; Pequeñas hidroeléctricas son plantas que producen menos de 20MW. Todos los precios se expresan en dólares estadounidenses, al año Escenario central Fuente: Bloomberg New Energy Finance, Valgesta Energía. Fuente precios de energía : Programa de Estudios e Investigaciones en Energía del Instituto de Asuntos Públicos, Universidad de Chile,elaboración de Bloomberg New Energy Finance

14 Tecnología Diesel utilty-scale PV csi commercial cpv two-axis tracking utilty-scale PV csi utilty-scale STEG tower + heliostat utilty-scale STEG trough utilty-scale Geothermal binary utilty-scale Coal utilty-scale CCGT utilty-scale Geothermal flash utilty-scale Wind onshore utilty-scale Biomass all feedstocks utilty-scale Large Hydro Large Hydro Aysen Small Hydro Biogas/Landfill utilty-scale Nota: Se seleccionó una variedad de emplazamientos para el proyecto para cada tecnología y se agregó el costo de NCRE LCOE Conventional ERNC LCOE LCOE Transmission Cost Central Scenario Precio de energía SIC Energy Price Precio de energía SING Energy Price transmisión punto a punto al costo del proyecto. Fuente: Bloomberg New Energy Finance, Valgesta Energía Escenario central eléctrica en el SIC Costo de transmisión eléctrica en el SING 570 El costo de transmisión de larga distancia afecta el costo total del proyecto. Nota: Grandes hidroeléctricas excluye proyectos en Aysén; Pequeñas hidroeléctricas son plantas que producen menos de 20MW. Todos los precios se expresan en dólares estadounidenses, al año USD/MWh

15 Tech USD/W % 2020 % 2030 Coal % 0% CCGT % 0% PV csi residential roof % -64% PV csi commercial/bipv % -63% PV csi utilty-scale % -61% Wind onshore utilty-scale % -48% Solar Thermal % -59% Fuente: Bloomberg New Energy Finance. De 2010 a 2030 la energía eólica disminuirá un 48 %, la fotovoltaica un 60 %, y la termosolar un 60 %. No se prevén reducciones de costo para el carbón ni para el gas ni para las grandes represas.

16 Costos reales de las ERNC: La Realidad: En 2011, el biogás, las pequeñas hidroeléctricas, la biomasa, la energía geotérmica y la energía eólica terrestre son ya fuentes de energía competitivas. Para 2020, se incorporarán a estas tecnologías la energía termosolar y la fotovoltaica. Para 2030, todas las tecnologías renovables serán más económicas o competitivas que las fuentes de energía convencional. 16

17 ERNC Diesel Gas Carbón Hidro Fuente: CDEC-SIC Abril 2011, Elaboración propia 17

Las energías eólica e hidroeléctrica se han utilizado de manera conjunta en todo el mundo. Cuando la energía eólica desplaza a la hidroeléctrica, se conserva el agua en las represas.

18 Las energías eólica e hidroeléctrica se han utilizado de manera conjunta en todo el mundo. Cuando la energía eólica desplaza a la hidroeléctrica, se conserva el agua en las represas. Cuando la energía eólica desplaza a la energía térmica, se evita el costo de combustible. Las fuentes de energía hidroeléctrica flexibles y la enorme potencial de Chile en ERNC implican que el costo adicional generado por la variabilidad (denominado costo de integración ) es muy bajo. 18

19 Hoy está cambiando a ritmo vertiginoso. Se prevé más de MW de solar térmica en no más de 5 años. Grandes avances con plantas capaces de generar 24 hrs/día con factor de planta anual de sobre 70%. Con las condiciones de radiación solar de Chile el factor de planta podría superar el 80% y la potencia aumentar en 30% c/r a la experiencia en Europa. Costos hoy están en torno a los US$4.000/kW y bajando.

20 Sistemas Cilindro Parabólicos País Colector Cilindro Parabólico Plantas en Plantas en Plantas en operación construcción estudio [MW] [MW] [MW] Estados Unidos 433, España Grecia Egipto Marruecos Algeria Italia China Israel Jordan UAE Irán India México Fuente: Publicación CSP Today. 20

21 Centrales Andasol Centrales Andasol 3x50 MWe con acumulación

22 Centrales Andasol Acumuladores de calor Andasol: nitratos fundidos. 2 estanques, el de alta temperatura a 350 C y el de baja a 220 C

23 Centrales Andasol Centrales Andasol 3x50 MWe con acumulación

24 Centrales Andasol La misma central en Chile produciría al menos 30% más energía

25 Sistemas de Torre Central 25

26 Sistemas de Torre Central Ventajas - Cada vez más desarrollada. - Múltiples modos de funcionamiento. Transmisión óptica de energía. -Altas razones de concentración, lo que implica mayores temperaturas y mayor eficiencia - Posibilidad de trabajar con ciclo Rankine y ciclo Brayton (que es el mismo de las turbinas a gas) -Se adapta muy bien a la acumulación. Desventajas - Mayores riesgos de inversión - Faltan datos sobre confiabilidad de largo plazo. -En desarrollo materiales que soporten las altas temperaturas alcanzadas en el receptor. Temperatura de operación limitada por resistencia de los materiales existentes. 26

27 Se observa torre y caústica

28 Se observa el bloque de potencia y los acumuladores en construcción. Estanque caliente a 800 C, estanque frío a 250 C. Con menor volumen se genera más energía. Transmisión óptica elimina problema de bombeo de grandes distancias. Ideal para Chile

29 Vista aérea de Gemasolar. Ocupa unas 80 Ha y genera 20 MW a firme. En Chile generaría unos 25 MW

30 En Chile el gran motor del aumento de la demanda eléctrica es la minería. Gran parte de la misma está junto a excelente recurso solar. Las ERNC se pueden integrar fácilmente al sistema actual desplazando generación con fósiles y posibilitando mejor manejo del agua. Existen abundantes recursos de ERNC para cubrir el aumento de demanda previsible a costos competitivos con cualquier otra alternativa.

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