EXPANSION DE LOS SISTEMAS DE TRANSMISIÓN EN MERCADOS COMPETITIVOS DE GENERACION. Expansión de la transmisión

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1 Pontificia Universidad Católica de Chile Escuela de Ingeniería EXPANSION DE LOS SISTEMAS DE TRANSMISIÓN EN MERCADOS COMPETITIVOS DE GENERACION Hugh Rudnick I Reunión Internacional G&T CIER 99 Optimización de los Procesos de Generación y Transmisión en Ambientes Competitivos Bogotá, Colombia, Noviembre 3-5, 1999 Expansión de la transmisión êmercados competitivos êcaracterísticas de la transmisión êregulación de la transmisión êexpansión êregulación comparada de la expansión êdesafíos en América Latina 1

2 Cronología de los Mercados Competitivos Chile Nueva- Zelandia Inglaterra Noruega, Australia Perú Suecia, Finlandia, Dinamarca Centro América Brasil Unión Europea Argentina Colombia, Bolivia Unión Europea (mercado común) EEUU (FERC) Canadá Sudamérica Oceanía Europa Países Nórdicos Norteamérica Introducción Sistema organización integración vertical Generación Sistema organización segmentada- unbundled Generación IPP Competencia Transmisión Broker Transmisión Distribución Broker Distribución Competencia Consumidor Consumidor Servicio- Cliente Cliente Oferta Cambio de paradigma - Segmentación del mercado 2

3 MERCADO ELÉCTRICO COMPETITIVO (W. HOGAN) GENERACIÓN DISTRIBUCIÓN TRANSMISIÓN Fuelco Fuelco Fuelco Fuelco Genco Genco Genco Genco Sellco Sellco Sellco Sellco Gridco Poolco Gridco Brokeco Brokeco Brokeco Brokeco Buyco Buyco Buyco Buyco Lineco Lineco Lineco Lineco Disco Disco Disco Disco Cons Cons Cons Cons Cons Cons REGULADOS TRANSMISIÓN POOLCO Despacha las plantas existentes y opera el mercado Spot además de los contratos de transmisión de largo plazo. No admite competencia, debe ser regulado para asegurar libre acceso. SYSTEMCO & MARKETCO GRIDCO Construye y expande la red de transmisión. Monopolio natural, fuertes barreras de entrada, debe ser regulado para que cubra sus costos totales y provea un servicio no discriminatorio. SELLCO Contactan compradores y vendedores para la firma de contratos de abastecimiento de largo plazo de energía y de derechos de transmisión. Muchos competidores. 3

4 Cambio de Paradigma Sector Integrado Verticalmente Desintegración Vertical: Generación, Transmisión, Distribución Procesos de Toma de Decisiones Centralizadas Toma de Decisiones por Múltiples Agentes del Mercado Areas de Concesión Cerradas Acceso Libre de Redes a Terceros Introducción REFORMAS MERCADOS ELECTRICOS * desregulación de mercados mayoristas *competencia en generación con despacho centralizado *esquema basado en tarificación marginalista *transmisión como base competencia 4

5 Expansión de la transmisión êmercados competitivos êcaracterísticas de la transmisión êregulación de la transmisión êexpansión êregulación comparada de la expansión êdesafíos en América Latina CARACTERISTICAS DE LA TRANSMISION economías de escala significativas grandes inversiones a remunerar Actividades: -operación -mantenimiento -expansión -inversión 5

6 CARACTERISTICAS DE LA TRANSMISION indivisibilidad -voltajes estandarizados economías de escala -en lineas, transformadores y equipos de compensación requirimientos de seguridad -redundancias (criterio n-1) Costos Unitarios de Transmisión Colombia kv Línea circuito sencillo Línea doble circuito Módulo terminal de línea US$/km US$/km US$ 500 kv Línea Bahía interruptor y medio US$/km US$ Valores en US$ de junio de 1996 ISA

7 COSTO DE OPERACIÓN Y MANTENCIÓN (Sistema Interconectado Central, Chile) Voltaje Subestaciones Líneas 500 kv 2,6% 1,8% 220 kv 2,9% 2,0% 154 kv 3,2% 2,2% 110 kv 3,5% 2,4% 66 kv 3,9% 2,7% 13 kv 4,6% 3,3% TRANSMISION economías de escala Capacidad (MVA)

8 TRANSMISION economías de escala US$/MVA/km kv líneas de transmisión- SIC Chile Colombia 1997 LINEAS LINEAS STN STN A A kv kv km km A A kv kv km km TRANSFORMACION TRANSFORMACION STN STN ISA ISA km km km km ISA ISA MVA MVA MVA MVA SUBESTACIONES SUBESTACIONES STN STN ISA ISA kv kv kv kv

9 Argentina 1997 EL BRACHO RESISTENCIA RECREO ROMANG YACYRETA GRAN MENDOZA PLANICIE BANDERITA EL CHOCON PIEDRA DEL AGUILA PUELCHES MALVINAS STO TOME RIO GRANDE ALMAFUERTE EMBALSE HENDERSON CHOELE CHOEL ROSARIO BAHIA BLANCA OLAVARRIA SALTO GRANDE COLONIA ELIA RODRIGUEZ EZEIZA ABASTO 500 kv km 330 kv km 220 kv km 132 kv km ALICURA PTO MADRYN FUTALEUFU COLOMBIA ECUADOR Zorritos Malacas Talara Verdun Arenal Sullana Piura Oeste Paita CH. Carhuaquero Chiclayo Oeste Cajamarca Guadalupe Gallito Ciego Trujillo Norte M. Aguila Aguaytía C. Del Pato Tingo María Caraz Chimbote Carhuaz Huánuco Huaraz Ticapampa Paragsha II OCEANO PACIFICO BRASIL Yaupi Cahua Paramonga Carhuamayo Malpaso Matucana Callahuanca Oroya Zapallal Ventanilla Huampaní Huinco Pachachaca Quillabamba Chavarría Moyopampa Huayucachi Santa Rosa Pomacocha San Juan Mantaro Machupicchu Huancavelica Restitución Huanta Cuzco Independencia Combapata Ayacucho Ica Tintaya Marcona Azangaro San Nicolás Charc.IV Perú 1998 Juliaca Charc.V Charc.VI Puno Socabaya C.Verde Botiflaca Ref.Ilo Aricota 1 CT.Ilo Toquep. Aricota 2 Ilo Locum Tomasiri Tacna La Yarada CHILE BOLIVIA 9

10 Bolivia 1998 SIC Chile 1998 D. Almagro C. Pinto Cardones Guacolda Maitencillo P. Azúcar Ventanas Las Vegas San Pedro San Isidro San Isidro Miraflores Polpaico San Cristóbal C. Navia Almendros Arauco C. Navia E.Verde Constitución Renca Almendros Const. Chena Chena Alfalf San Javier P.Cortes Talca Itahue Teno Ranc. A.Jahuel Ochagavia Buin Florida S.Ignacio S. Fdo. Paine Sauzal Colbún Cipreses Sauzalito Ancoa Machicurá Isla Curillinque Pehuenche Parral Loma Alta Chillán Concepción Charrúa San Vicente Centrales del Laja Pangua Rucúe San Pedro L. Coloradas Laja Mapal Arauco Fopaco E.Verde Laja Temuco Arauco Coronei Quiñenco Pullinque Valdivia Bocamina P. Montt Pilmaiquén Capullo 10

11 SING Chile 1998 SIC Chile SIST. INTERC. INGLÉS 1700 km SIST. INTERC. ESPAÑOL 750 km 500 km 11

12 Expansión de la transmisión êmercados competitivos êcaracterísticas de la transmisión êregulación de la transmisión êexpansión êregulación comparada de la expansión êdesafíos en América Latina Principios de regulación de la transmisión Stanford Energy Modeling Forum Promover la operación diaria eficiente del mercado eléctrico. Compensar a los propietarios de los sistemas de transmisión existentes. Entregar señales a inversionistas en generación y demanda sobre la ubicación ventajosa de ellas. Entregar señales a inversiones en el sistema de transmisión. Ser simple y transparente. Ser políticamente implementable. 12

13 REGULACION DE LA TRANSMISION economías de sistemas interconectados base de la competencia Elementos regulatorios obligación de interconexión libre acceso entrada al negocio remuneración distribución de pagos organización y propiedad expansión Acceso al sistema de transmisión Libre acceso equitativo y no discriminatorio a las redes de transmisión (siempre que exista capacidad disponible). Se busca incentivar la competencia en los sectores de generación y comercialización. Procedimientos de conexión definidos, para no afectar la seguridad y confiabilidad del sistema. 13

14 Entrada al negocio de transmisión Los mecanismos de entrada al negocio de la transmisión consideran Licencias o permisos de concesión que constituyen las únicas barreras de entrada a dicho negocio. En aquellos países en que se opera a través de un operador independiente del sistema, el mecanismo de entrada consiste en firmar un contrato entre el interesado y el operador correspondiente. Remuneración del sistema de transmisión Costos que los propietarios de la red tienen derecho a recuperar: -Costos de inversión, típicamente caracterizados por sus Valores Nuevos de Reemplazo (a veces, valores contables) -Gastos de operación y mantenimiento. -Indemnizaciones para cubrir perjuicios adicionales a los costos de inversión, operación y mantenimiento. Importancia de la recuperación de costos para hacer sustentable el negocio de la transmisión El mecanismo de retribución de costos puede entregar incentivos para la expansión de la red estimular mayor eficiencia en la gestión de la red. 14

15 Distribución de pagos de transmisión- peajes Diversos esquemas tarifarios definen: Forma en la que se recuperarán los costos - Quiénes deben pagar por la transmisión Forma en que se distribuyen los pagos entre los agentes - Criterios que determinan cuánto debe pagar cada agente Quién calcula y aprueba las tarifas La elección del esquema de tarificación es fundamental, ya que un mecanismo bien diseñado puede otorgar a los usuarios de la red Incentivos, tanto de corto plazo como largo plazo, para un uso eficiente de los recursos del sistema; Señales tarifarias para una readecuación de los consumos hasta la localización de nuevas instalaciones de generación en zonas cercanas al consumo. Organización y propiedad del sistema de transmisión La segmentación de actividades en el sector eléctrico no significa necesariamente,que cada actividad deba ser desarrollada por una entidad independiente. Existen sinergías y costos de transacción que favorecen mantener actividades integradas bajo una misma entidad. También existen de conflictos de intereses en la realización de actividades conjuntas, en la medida que una de ellas pueda dar ventajas a un competidor frente a otro. Modelos organizacipnales alternativos empresa única, regulación de tarifas varias empresas, empresa principal, negociación tarifas vinculación entre operador independiente y transmisor diversos niveles de integración vertical 15

16 Expansión de la transmisión êmercados competitivos êcaracterísticas de la transmisión êregulación de la transmisión êexpansión êregulación comparada de la expansión êdesafíos en América Latina Expansión del sistema de transmisión Las regulaciones buscan crear incentivos de eficiencia económica y técnica, de modo que: 1.-El sistema de transmisión se desarrolle a mínimo costo 2.-Se logren niveles adecuados de calidad de servicio y confiabilidad 3.-Se adapte a los requerimientos de generadores y consumidores 4.-Se remunere a sus propietarios de modo que esos objetivos se cumplan. Más fácil decirlo que lograrlo, particularmente el punto 3. 16

17 Expansión del sistema de transmisión Se buscan mecanismos para incentivar la adecuada expansión de los sistemas de transmisión esencialmente a través de dos caminos: Orientando las ampliaciones a través de la acción planificadora del regulador Con mecanismos que estimulen la interacción de los agentes acordando su futuro desarrollo. Este tipo de incentivos a la actividad de la transmisión es un elemento central de los mercados competitivos. Expansión de la transmisión êmercados competitivos êcaracterísticas de la transmisión êregulación de la transmisión êexpansión êregulación comparada de la expansión êdesafíos en América Latina 17

18 Expansión del sistema de transmisión Norteamérica CALIFORNIA La planificación de la expansión la realizan entre todos los agentes y la coordina el Operador Independiente de Sistema (ISO). Las decisiones de inversión en nuevas instalaciones las toma el ISO en coordinación con los dueños de la transmisión, y los reguladores federal FERC y estatal CPUC. PJM La planificación de la expansión es efectuada por el ISO con consultas a los interesados. El ISO toma las decisiones de inversión. ALBERTA La planificación de la expansión la acuerdan entre el Transmission Administrator y los dueños de las instalaciones. No están permitidas nuevas inversiones de transmisión, con ello se pretende alentar la ubicación de nueva generación cerca de las cargas. Expansión del sistema de transmisión Países Nórdicos FINLANDIA La planificación de la expansión la realiza la transmisora Fingrid. NORUEGA La planificación del sistema de transmisión es efectuada por cada empresa en sus instalaciones. El regulador Norwegian Water Resources and Energy Administration supervisa el proceso y decide en caso de dos o más compañías que presentan un mismo proyecto. SUECIA La planificación de la expansión la realiza la transmisora SVK. Los proyectos de expansión deben ser aprobados por la autoridad reguladora Agencia Nacional de Energía (STEM). 18

19 Expansión del sistema de transmisión Europa ALEMANIA La planificación de la expansión es responsabilidad de las empresas. ESPAÑA La planificación de la expansión la realiza la transmisora Red Eléctrica España, interactúa con agentes y regulador Comisión Nacional del Sistema Eléctrico y la somete al Ministerio de Industria y Energía, quien aprueba decisiones de inversión. INGLATERRA La planificación de la expansión la realiza la transmisora National Grid Company y la somete a la aprobación del Ministerio. Expansión del sistema de transmisión Oceanía AUSTRALIA La planificación de la red la efectúan los proveedores del servicio de red de acuerdo a lo establecido en código de redes. Las decisiones de inversión y los fondos necesarios para la inversión están sujetas a la revisión por parte del regulador. NUEVA ZELANDA La planificación del sistema de transmisión la realiza la transmisora Trans Power. Las decisiones de inversión las toman los beneficiarios de las instalaciones, en base a si coalicionados obtienen un mejor beneficio que sin proyecto de expansión. La ejecución de la expansión la realiza Trans Power. 19

20 Expansión del sistema de transmisión Sud América ARGENTINA La planificación de la expansión es propuesta por los interesados, discutida en audiencia pública y aprobada por el regulador Ente Nacional Regulador de la Electricidad. Proceso regulado de expansión: se regulan tres modalidades de expansión. BOLIVIA La planificación de la expansión es propuesta por la empresa propietaria y aprobada por el operador Comité Nacional de Despacho de Carga y la Superintendencia de Electricidad, quien determina el sistema económicamente adaptado de transmisión (SEAT). BRASIL El Operador Nacional del Sistema Eléctrico propone al regualdor Agencia Nacional de Energía Eléctrica. La planificación de la expansión es estudiada por el Grupo de Coordinación de la Planificación de Sistemas Eléctricos bajo la coordinación de Eletrobrás, y es aprobada por el Ministerio de Minas y Energía. Expansión del sistema de transmisión Sud América CHILE La planificación y expansión del sistema de transmisión corresponde a los agentes del mercado, en base a las señales de precios que entrega el sistema tarifario vigente. Planificación indicativa por el regulador Comisión Nacional de Energía. COLOMBIA La planificación de la expansión es propuesta por cualquier agente y aprobada por la Unidad de Planeamiento Minero Energética. El Ministerio de Minas y Energía elabora los pliegos de condiciones de los planes de expansión y abre una convocatoria pública para los proyectos de expansión del Sistema de Transmisión Nacional. PERU La Comisión de Tarifas de Energía determina el sistema económicamente adaptado de transmisión. Las obras de transmisión son construidas por iniciativa de los interesados, privados o Estado. 20

21 Expansión del sistema de transmisión -proceso regulado con o sin intervención del regulador -Bolivia y Perú - SEAT por regulador -Colombia, Brazil, Norteamérica, Europa, Oceanía, Países Nórdicos - empresa transmisora propone y/o regulador define -Argentina - mecanismos definidos de expansión en base a señales -proceso no regulado -Chile - libre interacción entre agentes en base a señales ESQUEMAS REGULADOS DE EXPANSION PERU Sistema Económicamente Adaptado: es aquel sistema eléctrico en el que existe una correspondencia de equilibrio entre la oferta y la demanda de energía, procurando el menor costo y manteniendo la calidad del servicio El regulador no sólo es responsable de determinar el sistema adaptado, sino que también restringe los ingresos al transmisor en base a dicho sistema adaptado BOLIVIA Sistema Económicamente Adaptado: es el Sistema Eléctrico dimensionado de forma tal, que permite el equilibrio entre la oferta y la demanda de electricidad, procurando el costo mínimo y manteniendo la calidad del suministro Comité Nacional de Despacho de Carga considera Sistema Económicamente Adaptado para cálculo de tarifas. El precio máximo de transmisión pagado por los Generadores conectados al Sistema Troncal de Interconexión, deberá cubrir el costo total de Transmisión, que comprende la anualidad de la inversión y los costos de operación, mantenimiento y administración de un Sistema Económicamente Adaptado de Transmisión 21

22 ESQUEMAS DE EXPANSION EN BASE A SEÑALES Diseño del mercado intenta entregar señales de precios que promuevan decisiones privadas ARGENTINA y CHILE -señales de precio espaciales -señales marginalistas espaciales (geográficas) -peajes como complemento basados en uso del sistema -congestión condiciona precios -interés de agentes por acceder al mercado y a mejores precios ESQUEMA REGULADO DE EXPANSION EN BASE A SEÑALES Diseño del mercado intenta entregar señales de precios que promuevan decisiones privadas ARGENTINA La planificación de la expansión es propuesta por los interesados, discutida en audiencia pública y aprobada por el Ente Nacional Regulador de Energía Eléctrica. Se regulan tres modalidades de expansión: 1.- Concurso público (no exista una oposición que supere el 30% de los beneficiarios. Se realiza a través de licitación pública) 2.- Contrato entre partes. 3.- Líneas de dedicación exclusiva 22

23 PLANICIE BANDERITA PUELCHES HENDERSON EZEIZA OLAVARRIA ABASTO Transmisión Comahue- Buenos Aires 1997 CHOCON BAHIA BLANCA ALICURA P. DEL AGUILA CHOELE CHOEL Secretaría de Energía y Puertos, 1997 PRECIOS LOCALES EN REGION COMAHUE, ARGENTINA (1995) $/MWh JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC PRECIO LOCAL PRECIO MERCADO Ruy Varela & Luis Sbertoli,

24 % TIEMPO Porcentaje del tiempo con precios locales en la región del Comahue (1995) % Ruy Varela & Luis Sbertoli, 1996 IMPACTO EN PRECIOS ENERGIA L [$/MWh] L PIEDRA DEL AGUILA BAHIA BLANCA OLAVARRIA EZEIZA Ruy Varela & Luis Sbertoli,

25 ESQUEMA NO REGULADO DE EXPANSION EN BASE A SEÑALES Diseño del mercado intenta entregar señales de precios que promuevan decisiones privadas CHILE La planificación y expansión de la red de transmisión corresponde a los agentes del mercado, en base a las señales de precios que entrega el sistema tarifario vigente. Es así como, en cada uno de los segmentos del sistema de transmisión, es posible identificar incentivos para la expansión futura de los mismos. La CNE tiene la responsabilidad de preparar un plan de obras de generación y transmisión que sólo tiene carácter indicativo, y se utiliza para el cálculo de precios regulados semestrales. Programa de Obras en el SIC-Chile DEMANDA (MW) CORTADERAL SAN ISIDRO LOMA ALTA RUCUE SES PEUCHEN PANGUE PETROPOWER MAMPIL NEHUENCO RALCO TERM. 332,4 2 X TERM. 332,4 TERM. 332, AÑO DEMANDA OFERTA Ref: CNE 25

26 ESQUEMAS DE EXPANSION EN BASE A SEÑALES Diseño del mercado intenta entregar señales de precios que promuevan decisiones privadas ARGENTINA CHILE VENTAJAS mercado y señales mercado y señales definen expansión definen expansión obliga interacción agentes mercado desafiable DESVENTAJAS proceso engorroso y lento riesgos sobreinversión incertidumbre transmisor 26

27 Expansión de la transmisión êmercados competitivos êcaracterísticas de la transmisión êregulación de la transmisión êexpansión êregulación comparada de la expansión êdesafíos en América Latina Mercado Energético de América ESTADOS UNIDOS Endesa 1999 Mercado de MW Crecimiento: 1-2% anual = MW anuales Características: Mercado Regulado (cambiando) Aumento competencia Brokers Mercados a futuro LATINOAMÉRICA Mercado de MW Crecimiento: 5% anual = MW anuales Características: Marco Regulatorio competitivo Alto crecimiento Oportunidades de inversión 27

28 Colombia Venezuela M. Pereira, 1999 Ecuador Perú-SICN Brasil-N Brasil-NE Perú-SISUR Bolivia Brasil-SE Chile-SING Argentina Mercado Paraguay Brasil-Sur Chile-SIC Uruguay Argentina Comahue Crecientes interconexiones eléctricas Crecientes interconexiones gasíferas (futura red de gasoductos) Revista CIER, año V, Nº17, setiembre

29 Lima PERU BOLIVIA Santa Cruz BRASIL Excedentes Hidráulicos Mejillones PARAGUAY NOA Asunción Sao Paulo Rio de Janeiro CHILE Santiago Concepción URUGUAY ARGENTINA Buenos Aires Neuquén Consumo Importante Cuenca Gas Natural Figura 2 Generación Hidráulica Ubicación de los centros de consumo y de los recursos energéticos (cuencas de gas y generación hidráulica). Interconexión Chile-Argentina: gas versus electricidad Reserva de gas Gasoducto Baja Inversión unitaria Flujo unidireccional de energía Electroducto Flujo bidireccional de energía Equilibra diferenciales de precios è Sequía è Sobreoferta Ambas tecnologías pueden coexistir, dependiendo de las condiciones de los mercados que interconectan 29

30 Asunción Asunción Santa Cruz PARAGUAY Rio de Janeiro Expansión de la transmisión ligada al gas Lima Electroducto Argentina Chile Gasoducto Atacama Interconexión SING-SIC Gasoducto Gasandes Generación Hidro Sur Austral PERU Mejillones Carrera Pinto San Isidro Santiago Concepción BOLIVIA NOA Neuquén Buenos Aires Asunción URUGUAY BRASIL Excedentes Hidráulicos Sao Paulo Asunción Interconexión Argentina Brasil Electroductos Tucumán - Carrera Pinto Mendoza - San Isidro Electroducto Alicurá - Osorno Gasoducto del Pacífico Integración entre mercados -equilibrio de precios entre distintos mercados -gas natural adquiere importancia - empresas de gas se integran al mercado eléctrico -cambia el tamaño óptimo de las empresas - expansión a otros mercados y nuevas economías de escala -decisiones ligadas de expansión del transporte de electricidad y gas 30

31 Cambio tecnológico ciclos combinados -cambia despacho centrales, con nuevas inversiones desplazando a centrales existentes (sobreoferta) -ciclo combinado define el costo marginal en el largo plazo, resultando en precio de desarrollo del sistema sustancialmente más bajo que el histórico -ciclo combinado compitiendo con la transmisión eléctrica y desplazando inversiones Restructuración mercado eléctrico mundial -llegada a Latinoamérica de grandes empresas del sector energético mundial (eléctrico y gas natural) que buscan portfolios regionales -aumenta nivel de competencia e integración en el sector energético -efecto a la baja de los precios de la electricidad por sobreoferta -expansión regional de la transmisión 31

32 Hugh Rudnick Profesor Titular Departamento de Ingeniería Eléctrica Pontificia Universidad Católica de Chile Santiago, Chile Socio Director SYSTEP Ingeniería y Diseños Santiago, Chile systep@entelchile.net 32