División de Evaluación Social de Inversiones

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1 METODOLOGÍA DE FORMULACIÓN Y EVALUACIÓN DE PROYECTOS DE ELECTRIFICACIÓN RURAL División de Evaluación Social de Inversiones 2013

2 INDICE 1. Introducción Conceptualización de la Metodología Los ciclos de un proyecto y su importancia en la Metodología de Electrificación Rural Fundamento Teórico Identificación de Beneficios Beneficios Sociales Beneficios Privados Identificación de costos Costos sociales Costos privados Horizonte de Evaluación Definición de indicadores VAN IVAN BAUE Preparación del Proyecto Análisis de antecedentes Antecedentes político-administrativos y geográficos de la localidad Antecedentes de disponibilidad de recursos energéticos Antecedentes socio-culturales Antecedentes económico-financieros Antecedentes legales y reglamentarios Situación Sin Proyecto Residenciales Alumbrado público Sistemas productivos Servicios Públicos Otros Potencialidades de desarrollo Mejoramiento de las condiciones domésticas Desarrollo productivo y comercial Desarrollo comunitario y sociocultural Situación con Proyecto: Requerimientos de Electricidad Consumidores residenciales Alumbrado público Actividades productivas Servicios públicos Resumen Identificación de Alternativas Inventario de recursos energéticos Determinación de tecnologías adecuadas Definición de Alternativas Preselección de Alternativas Evaluación del Proyecto Estimación de beneficios Beneficios privados Beneficios sociales Estimación de costos Costos privados Costos sociales Cálculo de indicadores Beneficios y costos no medidos Análisis de sensibilidad

3 5. Conclusiones y recomendaciones Financiamiento VAN Social positivo y VAN Privado negativo VAN Social negativo y VAN Privado negativo VAN Social positivo y VAN Privado positivo VAN Social negativo y VAN Privado positivo Presentación del Documento ) Resumen Ejecutivo ) Introducción ) Justificación del proyecto ) Evaluación ) Sensibilidad ) Conclusiones y Recomendaciones ANEXO 1: CONSUMOS DE ENERGÍA RESIDENCIAL ANEXO 2: ELEMENTOS PARA LA ELECCIÓN DE TECNOLOGÍAS POSIBLES ANEXO 3: ELEMENTOS PARA EL CÁLCULO DE COSTOS DE EXTENSIÓN DE LA RED Glosario Conceptos Generales Electricidad Energía de la biomasa Energía eólica Energía hidroeléctrica - Energía hidráulica Energía solar Unidades

4 1. Introducción El suministro de energía depende, en general, de los recursos que se dispongan en la zona donde se pretende entregar el abastecimiento. Estos recursos se refieren tanto a los recursos energéticos (leña, viento, sol, etc.) de la zona en estudio, como la capacidad económica que ésta tenga para la adquisición de fuentes energéticas (velas, lámparas, combustibles, etc.). En el caso específico del abastecimiento de electricidad, éste se puede efectuar mediante la conexión a la red convencional de distribución eléctrica, sistemas de autogeneración con sistemas no convencionales (energía fotovoltaica, eólica o energía hidráulica), o bien grupos electrógenos. En la mayoría de los casos es necesario disponer de un sistema de transmisión-distribución que permita transportar la energía eléctrica desde el sistema de generación hasta los usuarios. Esto no es generalizable en casos que se utilice sistemas de autogeneración individuales, donde el proyecto consiste en abastecer de electricidad a una determinada zona geográfica, con soluciones individuales casa a casa. El presente documento presenta el desarrollo de una metodología de preparación y evaluación de proyectos de electrificación rural, la cual es aplicable a todos aquellos proyectos que contemplen el abastecimiento de energía eléctrica, tanto al sector residencial y público, como a sistemas productivos, y que además postulen a financiamiento a través del Sistema Nacional de Inversiones. Esta metodología se entrega como una herramienta de trabajo para consultores o funcionarios de los Gobiernos Regionales que deban preparar proyectos de electrificación rural. Esta versión actualizada en el año 2002, se basa en la versión que se utilizaba desde el año 1996, incorporando diversas mejoras como: curvas de demanda por servicio a lo largo del tiempo para algunas regiones del país, discriminación entre demanda productiva generada y demanda productiva transferible, ajustes de los horizontes de evaluación, cálculo de indicadores adicionales para comparación de proyectos, definiciones relacionadas con el ciclo de los proyectos y cambios en el tratamiento de las pérdidas de energía y potencia, entre otras. 1.1 Conceptualización de la Metodología Se denomina evaluación de un proyecto de abastecimiento eléctrico de zonas rurales, al proceso sistémico destinado a comparar los impactos relativos de distintas opciones tecnológicas orientadas a satisfacer un requerimiento energético dado. Dicha comparación considera los impactos de su diseño, fabricación, instalación y operación sobre un conjunto de objetivos definidos por la comunidad nacional o local, relacionados con las distintas dimensiones de su desarrollo: economía, medio ambiente, nivel tecnológico, preservación y desarrollo de su acervo cultural. Ello supone la existencia de criterios de evaluación destinados a juzgar la adecuación de las metas específicas del proyecto a los objetivos perseguidos por el país, la región, 4

5 provincia o comuna, y los impactos sobre dichos objetivos, medidos por medio de indicadores cuantitativos. En ella se distinguen dos fases principales: a) Selección de los tipos de proyectos que satisfacen los requerimientos energéticos de la localidad, b) Evaluación privada y social de las distintas opciones tecnológicas seleccionadas, determinando aquellas que presentan las mayores ventajas relativas Sin embargo, antes de abordar la metodología que se debe aplicar a los proyectos de electrificación rural para su apropiada evaluación, se considera necesario uniformar los criterios en cuanto a los ciclos de un proyecto independiente de su tipo. 1.2 Los ciclos de un proyecto y su importancia en la Metodología de Electrificación Rural. En el caso de proyectos de extensión de red cuyo ámbito de estudio sea electrificar pequeñas comunidades o localidades, en muchos casos sólo basta con ser evaluados al nivel de estudio de perfil, para que ellos sean autorizados a pasar a una etapa de ejecución del proyecto. Esto producto de que existe poca incertidumbre ante las estimaciones de costos de inversión, cantidad de energía y potencia suministrada, nivel y confiabilidad del servicio y por lo tanto de sus beneficios; y sus respectivos costos de operación, horizonte del proyecto, vida útil de las instalaciones, etc. No obstante, se deberá verificar mediante un análisis de sensibilidad de sus variables críticas que la incertidumbre asociada a este tipo de proyectos no afecta el resultado positivo del VAN social del mismo. En el caso de proyectos de electrificación por medio sistemas de autogeneración, dado que existe mayor incertidumbre en mucha de sus variables, se requiere un estudio de factibilidad que incluya ingeniería de detalle, de forma de disminuir la incertidumbre respecto a costos de inversión, energía suministrada, costos de operación y sustentabilidad del proyecto en el tiempo. El siguiente diagrama busca representar en forma gráfica las distintas etapas o ciclos de un proyecto: 5

6 Estudios de Pre - Inversión ESTUDIO PERFIL Micro-Evaluación Económica Diseño de Ideas y Generación de Alternativas ESTUDIO PRE- FACTIBILIDAD Evaluación Económica Estudio Ingeniería Básica ESTUDIO FACTIBILIDAD Evaluación Económica Estudio Ingeniería Detalle Ejecución Operación EJECUCIÓN PROYECTO Estudio Ingeniería Detalle en caso de ser necesario OPERACIÓN PROYECTO Evaluación Económica Ex Post Ministerio de Desarrollo Social / Metodología de Electrificación Rural CICLOS DE UN PROYECTO FLUJOS O CAMINOS POSIBLES DE EJECUCIÓN SI SI SI Evaluación Positiva? PROYECTO RECHAZADO O POSTERGADO Evaluación Positiva? NO NO Evaluación Positiva? NO ESTUDIO DISEÑO Estudio Ingeniería Detalle (1)+(2)+(3)+(5)+(6) (1)+(2)+(4)+(5)+(6) (1)+(3)+(5)+(6) (1)+(4)+(5)+(6) (1) (2) (3) (4) (5) (6) NO Diferencia Relevante $? 6

7 1.3 Flujo de un Proyecto de Electrificación Rural En un proyecto de electrificación rural existe participación de la comunidad, de instituciones de gobierno y privadas. El siguiente diagrama muestra cómo desde la génesis del proyecto interactúan cada una, señalando el flujo que sigue el proyecto y las instancias que toman decisiones sobre él. FLUJO DE POSTULACIÓN DE UN PROYECTO AL FNDR Necesidad Usuarios Financiamiento PRIVADO Empresas Eléctricas Empresas Ejecutoras Ejecución SUBSIDIO Municipalidad Unidad Técnica de Proyectos Regional Estudios de Pre -Inversión CNE ONG Inscripción en Banco Integrada de Proyectos BIP Empresas Consultoras Secretaria Regional de Planificación SERPLAC Recomendación Proyecto para Ejecución o Estudio NO Aprobación SI (RS) Cartera de Proyectos Intendente Regional Consejo Regional CORE NO Priorizado SI Contraloría Gobierno Regional GORE Subsecretaria de Desarrollo Regional Ministerio de Hacienda SI/NO Fondos? 7

8 2. Fundamento Teórico 2.1 Identificación de Beneficios Beneficios Sociales En general, los beneficios de este tipo de proyectos corresponden a la mayor cantidad de energía disponible y/o su menor costo de adquisición para las personas, las cuales ven incrementado su bienestar. Otro beneficio atribuible a estos proyectos, se refiere a la liberación de recursos usados por las personas. La ejecución de proyectos de electrificación rural permite a la población disminuir el consumo o uso de velas, parafina, pilas, gas y baterías, y al mismo tiempo reduce el tiempo asociado a su compra. Esto constituye un beneficio, toda vez que el país no necesita destinar recursos a su fabricación. En ambos casos se deben considerar beneficios que afecten a todos los sectores donde el proyecto tenga influencia, es decir, sector residencial, público, comercial, etc Beneficios Privados Para proyectos que correspondan a extensión de red eléctrica, los beneficios privados corresponden a los ingresos por ventas, los cuales se pueden descomponer en ingresos fijos y variables, ambos están regulados e incorporados en el sistema tarifario. La estructura tarifaría a usar corresponde a la descrita en los decretos tarifarios del Ministerio de Economía, Fomento y Reconstrucción, que se publican en el Diario Oficial. En general, se aplicará la tarifa BT1, la que esta compuesta por la suma de dos variables: precio nudo y valor agregado de distribución. El precio nudo se actualiza cada seis meses y el valor agregado de distribución cada cuatro años. En resumen, la tarifa BT1 de acuerdo a lo expuesto anteriormente, varía su valor cada seis meses. La Comisión Nacional de Energía es quien fija los nuevos valores que regirán el siguiente período. Para proyectos de electrificación rural soportados en tecnologías de autogeneración, el proyecto debe incluir dentro de su propuesta una estructura de administración y de intercambio de beneficios, que permita reflejar y beneficiar a la comunidad de las bondades que el proyecto entrega, incentivar a su vez la participación de privados en su administración, operación y mantención, garantizando también la sustentabilidad de la generación, distribución, y del adecuado nivel de suministro de energía en el tiempo. 8

9 2.2 Identificación de costos Toda evaluación de proyectos de electrificación rural deberá identificar los costos involucrados, ya sean éstos privados o sociales Costos sociales Los recursos económicos utilizados por el proyecto, valorados a precios sociales 1, constituyen los costos sociales del proyecto. En general, los costos directos se determinan a partir de los recursos usados en la determinación de los costos privados Los costos indirectos sólo se considerarán si los mercados están distorsionados. Con relación a los costos intangibles generados por el proyecto, se deberán señalar mediante un listado Costos privados Los costos privados se refieren a los desembolsos que deben efectuar las empresas o cooperativas que proporcionarán el suministro eléctrico. En general, estos costos pueden separarse en inversión, operación, mantención y administración. Los costos de inversión están asociados con la adquisición e instalación de sistemas de generación, líneas de transmisión, distribución, transformadores, aisladores y, en general, todo lo que involucra la habilitación del sistema de suministro eléctrico. Los costos de operación y mantención son los que se producen al operar cada sistema. Entre ellos se pueden mencionar los costos de compra de energía y potencia -los valores unitarios de éstos se determinan según precios de nudos, mientras que la cantidad a comprar incluye la demanda de las localidades más las pérdidas por energía y potencia-, en el caso de la extensión de la red convencional. Se consideran además otros costos de operación y mantención. En el caso de sistemas de autogeneración que utilicen grupos electrógenos o similares, se consideran costos de combustibles y costos de mantención. Los costos administrativos en que incurre la empresa al operar cada sistema son lectura de consumos, facturación, boleteo y cobro. 1 Los precios sociales corresponden a la valorización que tienen los distintos actores económicos de una sociedad en su conjunto, respecto a un bien o un servicio determinado. En caso de encontrarse en un mercado perfectamente competitivo y sin distorsiones para un determinado bien, los precios sociales convergerán a los precios privados del mismo. 9

10 2.3 Horizonte de Evaluación La vida económica de un proyecto define el horizonte de evaluación. Para el caso de proyectos de electrificación se sugiere utilizar un horizonte de evaluación igual a treinta (30) años, para la extensión de la red convencional y para proyectos de autogeneración basado en micro centrales hidroeléctricas, esto dado el grado de madurez tecnológica de este último, y de la confiabilidad y sustentabilidad en el tiempo. Se sugiere utilizar un horizonte de 10 años para el resto de tecnologías de autogeneración. Dentro de los proyectos de Auto-Generación se contemplan: Generación mediante Paneles Solares Generación mediante Generadores Diesel Generación mediante Turbinas Eólicas (Viento) Generación Híbrida, mediante una combinación de las anteriores. En el caso que se desee comparar proyectos formulados con distintas alternativas tecnológicas que involucren horizontes de evaluación distintos, se deberá proceder según se indica en el punto En este caso, la evaluación deberá considerar en sus flujos de caja un valor residual distinto de cero para aquellos sistemas o ítems del proyecto cuya vida útil sea superior a dicha cifra. Esto se aplica principalmente a proyectos de extensión de la red o micro y mini centrales hidroeléctricas. En estos casos, el valor residual se calculará como el valor actualizado de los flujos que obtenga el proyecto desde el año 31 en adelante. El compromiso de operación y mantención de estos sistemas, por parte de las empresas, debe ser por un período de treinta (30) años para proyectos de extensión de red y para Micro Centrales Hidroeléctricas y diez (10) años para el resto de las tecnologías de autogeneración, es decir, iguales al horizonte de tiempo que se consideró para su evaluación. 2.4 Definición de indicadores VAN Los proyectos de electrificación se evaluarán utilizando como criterio de evaluación el Valor Actual Neto (VAN) de los beneficios y costos del proyecto. Este criterio considera los flujos de beneficios y costos durante todo el horizonte de evaluación del proyecto, actualizados a la tasa de descuento pertinente para la empresa o para el país, según el tipo de evaluación que se realice (privada o social). El valor de la tasa social de descuento se encuentra en el instructivo Normas y Procedimientos para la Inversión Pública, del Ministerio de Desarrollo Social. 10

11 El VAN privado muestra el incremento en la riqueza del inversionista, atribuible al proyecto, comparado con la mejor alternativa de uso de estos recursos. Desde el punto de vista social, el VAN indica el incremento de bienestar que el proyecto aporta a la mejor alternativa de la comunidad IVAN En los proyectos de electrificación rural, en los gobiernos regionales, al reunirse el Consejo Regional con el objeto de priorizar los proyectos de electrificación rural, la jerarquía que obtenga un proyecto puede ser determinado por decisiones políticas o técnicas. El criterio usado es relevante, ya que indica cuál es la forma en que una comunidad asigna sus recursos económicos: Algunos ejemplos para ordenar o jerarquizar la ejecución de proyectos que son parte de una cartera de proyectos de inversión pueden ser: Por número de beneficiados Por las características culturales o socio - económicas del grupo objetivo beneficiado. Por el indicador VAN Por el Costo de Electrificación por vivienda. Por el monto de la Inversión requerida para su ejecución. Etc. Sin embargo, ninguno de estos criterios maximiza el beneficio total de la comunidad que sólo cuenta con un monto de financiamiento restringido, y que por tanto no puede ejecutar toda la cartera de proyectos económicamente rentables que dispone (VAN Social positivo). Un criterio técnico - económico conocido que resuelve este problema, cuando existe restricción de financiamiento a una cartera de proyectos, corresponde a la jerarquización de la cartera por medio de un indicador llamado IVAN. Éste corresponde al valor actual neto de los flujos de caja de un proyecto dividido por el valor de su inversión BAUE En caso que se desee comparar proyectos formulados con distintas alternativas tecnológicas, que involucren horizontes de evaluación distintos, se deberá utilizar el indicador Beneficio Anual Uniforme Equivalente (BAUE), sólo en caso que se trate de proyectos repetibles. 11

12 3. Preparación del Proyecto 3.1 Análisis de antecedentes En esta sección se deberá presentar los antecedentes necesarios para dar un marco de referencia general al proyecto. El principal antecedente requerido en el estudio de proyectos de electrificación rural se refiere a la existencia o no de concesión eléctrica en el área de influencia del proyecto. Al respecto, la metodología para la fijación de precios de la energía y la potencia eléctrica, se encuentra definida por la legislación eléctrica vigente establecida en el DFL-1 del Ministerio de Minería del año 1982 y posteriores modificaciones; ésta estipula que si una empresa o cooperativa de distribución de energía eléctrica tiene concesión sobre el área que se realiza el proyecto, tiene la obligación de dar servicio aún en el caso de que el proyecto presente rentabilidad privada negativa. No obstante, la empresa puede exigir a los usuarios aportes de financiamiento reembolsables, para la ampliación de capacidad del sistema. Los consumos que se abastecen de sistemas eléctricos cuyo tamaño es superior a 1,5 MW en capacidad instalada de generación, cuya potencia instalada sea inferior o igual a los 2 MW, tienen tarifa regulada. Es decir, los clientes finales tienen una tarifa total igual a la suma de los precios de nudo de energía y potencia, y del valor agregado de distribución. En sistemas eléctricos aislados con capacidad instalada de generación inferior o igual a 1,5 MW se definen tarifas finales las que deberán ser acordadas entre el Municipio y la empresa que va a entregar el servicio. En este acuerdo se deberá estipular el precio del suministro, cláusulas de reajustabilidad del mismo, calidad del servicio, número de horas diarias de funcionamiento y toda otra condición que sea pertinente. Los acuerdos tendrán una duración mínima de cuatro años (de acuerdo a DFL-1 del Ministerio de Minería del año 1982). En este análisis también debe incluirse una descripción geográfica de la localidad, área de influencia del proyecto y área de influencia de localidades más cercanas que poseen energía eléctrica. Otro aspecto importante a considerar se refiere a los niveles de ingreso de la población y tipo de actividad o actividades que se desarrollan actualmente. La principal fuente de información para este tipo de antecedentes generales, referidos al área de influencia del proyecto, es la Municipalidad donde se ubica la localidad y las empresas o cooperativas eléctricas que abastecen la zona. A continuación se especifica la información mínima a presentar. Sin embargo, debe incluirse toda información adicional que se considere relevante. 12

13 3.1.1 Antecedentes político-administrativos y geográficos de la localidad Indicar: Nombre de la localidad. Situación administrativa (comuna, provincia, región). Ubicación geográfica (UTM, latitud, longitud, altura sobre el nivel del mar, distancia a ciudades principales). Área de la localidad, en [km 2 ]. Número de habitantes y de viviendas. Fuentes de Información: Municipalidad de la localidad, cartas geográficas y mapas digitalizados del Instituto Geográfico Militar, Censo de Población y Vivienda del INE Antecedentes de disponibilidad de recursos energéticos El objetivo de este punto será entregar antecedentes para determinar mediante un análisis preliminar, la viabilidad de utilizar las distintas opciones energéticas para el abastecimiento de electricidad (extensión de la red eléctrica, recursos hidráulicos, energía eólica o solar y grupos electrógenos). Es decir, mediante este análisis, se descartarán rápidamente las fuentes de energía no existentes o no aprovechables en la localidad (por ejemplo, recursos hidráulicos en zonas desérticas sin cursos de agua o energía solar en el extremo sur del país). Indicar, justificando mediante estudios técnicos adecuados: Distancia del centro geográfico de la localidad a las líneas de distribución y subtransmisión de electricidad hasta 23 [kv], en [km]. Estimación del caudal en época estival o de mínima disponibilidad [m 3 /s] y altura de caída de los recursos hidráulicos [m]. Radiación solar media, en [kwh/(m 2 /día)], del período de menor radiación. Estimación de la velocidad media del viento, en m/s. Fuentes de Información: Empresas eléctricas que tienen el área de concesión en la zona o la más cercana disponible; Comisión Nacional de Energía (CNE); Superintendencia de Electricidad y Combustibles; Departamento de Geografía de la Universidad de Chile; Dirección Meteorológica de Chile; Servicio Meteorológico de la Armada; Dirección General de Aguas; Instituto de Investigaciones Agropecuarias; Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Federico Santa María; Universidad de Playa Ancha (Valparaíso); Departamento de Física de la Universidad del Norte; Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Chile; Instituto de la Patagonia (Punta Arenas); Universidad de Magallanes; CODELCO-CHILE División Chuquicamata y Universidad de Concepción; consultas a los miembros de la comunidad y a quienes hayan hecho estudios y/o proyectos en la zona. 13

14 En términos generales, las aplicaciones fotovoltaicas son especialmente apropiadas entre las regiones I y IV, y en menor medida hasta la VIII Región; las micro y mini hidráulicas, en general, de la VIII a la XI región; por su parte, los recursos eólicos están muy determinados por las condiciones locales, por lo que no es posible dar una indicación general. Sin embargo, en todos los casos, la evaluación preliminar del recurso deberá verificarse en la localidad beneficiaria del proyecto Antecedentes socio-culturales Deberá describirse brevemente las instituciones activas de la localidad. Ello permitirá determinar la viabilidad de que la operación y mantención del proyecto sean realizadas por una empresa, pública y/o privada, una cooperativa u otra organización de la misma comunidad, especialmente en el caso que el proyecto no sea de extensión de la red. Asimismo, deberá señalarse la existencia de escuelas (indicando el número de alumnos y el subsidio escolar recibido), postas, retenes, centros comunitarios, instituciones de carácter religioso, alumbrado público, etc. Fuentes de Información: Municipalidad y entrevistas a organizaciones locales, SEC, empresas eléctricas, líderes de la localidad y ONG con presencia en la zona Antecedentes económico-financieros Describir brevemente los antecedentes relevantes de: Actividades económicas principales (agricultura, pesca, comercio, artesanado, etc.). Actividades económicas con problemas de productividad vinculados a la energía. Apreciación justificada de la capacidad de financiamiento y pago de la población (Ficha de Protección Social sirve como instrumento válido). Asimismo, deberán entregarse antecedentes justificados relativos a la existencia de capacidad local para fabricar, operar y/o mantener los equipos que se utilizarán en el proyecto, especialmente en el caso que no se trate de extensión de la red. Las actividades a considerar en este análisis deben ser aquellas que ya tienen presencia en la zona y sus posibles proyecciones. Actividades potenciales que no existen en la zona en la situación sin proyecto no deben considerarse, ya que los factores que influirían en su realización no dependen exclusivamente de la ejecución del proyecto de electrificación. Fuentes de información: Municipalidad y entrevistas a organizaciones locales, Departamento de Patentes Comerciales, Departamento Legal, SEC, empresas eléctrica, líderes de la localidad y ONG con presencia en la zona. 14

15 3.1.5 Antecedentes legales y reglamentarios Indicar el marco regulatorio de acceso a los recursos energéticos válidos para la zona del proyecto, tales como: Derechos de agua. Servidumbre de Paso. Zonas de Concesión. Otras. Fuentes de información: Municipalidad, Dirección General de Aguas, entrevistas a organizaciones locales, departamento de patentes comerciales, departamento legal, SEC, empresas eléctricas, líderes de la localidad y ONG con presencia en la zona. 3.2 Situación Sin Proyecto En este punto se deberá incluir un diagnóstico acabado de la situación actual o sin proyecto, describiendo el problema o la necesidad insatisfecha que se desea solucionar. En la mayoría de los casos, el problema es la deficiente calidad de vida de los habitantes de la localidad dada la ausencia de energía eléctrica y/o los altos gastos por concepto de adquisición de sustitutos de energía como velas, linternas, lámparas (a gas o kerosene), baterías, pilas u otros. Para cada uno de los siguientes tipos de usuarios existentes en la localidad, se describirá su situación sin proyecto, de acuerdo a lo que se señala en los puntos siguientes. Esta información será utilizada en las etapas posteriores de la metodología para el cálculo de beneficios sociales Residenciales Se deberá calcular el consumo (Q sp ) de la situación sin proyecto, y gasto actual en energía (G), de las viviendas en aquellos usos que serán abastecidos por el proyecto. Dichas cifras se convertirán en sus equivalentes en kwh/mes y en $/mes respectivamente. Para ello, se utilizará la siguiente tabla: 15

16 Tabla 1 Determinación de Q sp y G en Viviendas Rurales No Electrificadas Fuente de Energía Nº Velas 0,0031 Nº Cargas Baterías 0,576 Nº Pilas 0,003 Litros Kerosene 0,16 Kilos de Gas 1,333 Otros "G" Gasto en $ "Qsp" Consumo en kwh Factores Consumo Mensual Promedio por de grupo de consumidor residencial Conversion [Fuente/Mes/F] a kwh 2 Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4 0,00 0,00 0,00 0,00 Precio Unitario [$/fuente] Grupo 1: Puntaje Ficha Protección Social menor a puntos Grupo 2: Puntaje Ficha Protección Social entre y puntos Grupo 3: Puntaje Ficha Protección Social entre y Grupo 4: Puntaje Ficha Protección Social mayor a Para calcular G, que corresponde al gasto en energía, se debe multiplicar el Precio Unitario (última columna) por la cantidad de energéticos utilizados mensualmente por cada familia según estrato socioeconómico. La información sobre consumo a ingresar en la tabla, deberá corresponder a aquella que mejor represente cada estrato socioeconómico. Para calcular Q sp, que corresponde al consumo equivalente en KWh/mes, se debe multiplicar los Factores de Conversión (segunda columna) por la cantidad de energéticos utilizados mensualmente por cada familia según estrato socioeconómico. El precio medio de la energía en la situación sin proyecto (P sp ), deberá ser calculado de acuerdo a la siguiente fórmula: Ecuación Nº 1 Precio Medio de la Energía (Situación sin Proyecto) P sp G($/mes) Q (kwh /mes) sp Fuentes de información: la información sobre los consumos se obtendrá mediante encuestas a las viviendas de la localidad. Se deberá encuestar como mínimo a un 20% de ellas, salvo que la localidad tenga más de 100 viviendas, en cuyo caso se podrá reducir la muestra a un 10%. Si justificadamente no se pueden realizar encuestas, o no se tiene información de localidades similares cercanas, se podrán utilizar los valores mostrados en el Anexo Nº 1. Sin embargo, se debe realizar un muestreo en la localidad 2 Metodología de preparación y evaluación de proyectos de electrificación rural, Mideplan, 1996 y Estimación de la demanda eléctrica rural en las regiones IX y X, Héctor Avilés,

17 para determinar si ellos son o no aplicables. Los precios a utilizar deberán ser los vigentes en la localidad. En el caso que la localidad esté siendo abastecida con un sistema alternativo (por ejemplo un grupo electrógeno), entonces el consumo y precio a considerar serán los correspondientes a este sistema. Si los usuarios no cancelan una tarifa específica, se estimará a través de los costos de operación y mantención del equipo electrógeno. En la siguiente tabla se resumen los datos requeridos para la evaluación de esta situación, según entidad consumidora. Tabla 2 Datos requeridos para la situación sin proyecto con abastecimiento por grupo electrógeno Entidad consumidora Residencial A. Público Actividades Productivas Servicios Públicos Otros Horas de utilización del equipo [horas/año] Potencia Instalada [W] Inversión de reemplazo equipo electrógeno [$/equipo] Costo de operación y mantención [$/equipo/año] Valor residual equipo electrógeno $(equipo) Cuando existe un grupo electrógeno que abastece a varias entidades los valores antes mencionados pueden calcularse como una distribución en los distintos ítems a partir del consumo individual respecto del consumo total Alumbrado público En este punto se deberá indicar si existe o no alumbrado público en la localidad. Si no existe, se deberá continuar con el punto Si existe alumbrado público y éste es alimentado por un grupo electrógeno, se deberá averiguar la siguiente información: h ap : horas anuales en que están encendidas las luminarias, en [horas/año]. p ap : potencia total de las luminarias, en [W]. I : inversión de reemplazo del grupo electrógeno, en [$/equipo]. COM ap : costo anual de operación y mantenimiento del equipo electrógeno, en [$/equipo/año]. VR ap : valor residual del equipo electrógeno a precio de mercado, en [$/equipo]. 17

18 3.2.3 Sistemas productivos En este ítem deben ser considerados los sistemas productivos de carácter local, tales como pequeña agricultura, caletas pesqueras, artesanía y otras relevantes en la localidad. De manera de abordar la estimación de la demanda de usos productivos, ésta será descompuesta en dos clasificaciones: Demanda Productiva Generada Demanda Productiva Transferida Demanda Productiva Generada La demanda productiva generada corresponde a una situación sin proyecto en la que no existen usos productivos de la energía. Estos usos entonces, sólo se asocian a la situación con proyecto Demanda Productiva Transferible La demanda productiva transferible corresponde a una situación sin proyecto en la que sí existen usos productivos abastecidos por fuentes alternativas de energía. Estos se descomponen en demanda productiva transferible en el corto, mediano y largo plazo. b) Demanda productiva transferible en el corto plazo Existen equipos de usos productivos diseñados de forma tal que resultan fácilmente transferibles desde la fuente alternativa a la red. En la mayoría de los casos físicamente la fuente de energía se encuentra separada del equipo, por ejemplo, un congelador conectado a un generador diesel o gas. En estos casos la demanda sin proyecto debe ser medida en unidades de kwh/mes y el costo de la fuente de energía. En estos casos, el cambio desde las fuentes alternativas a la red es inmediato, debido a que existe un ahorro de costos, el que deberá ser estimado. c) Demanda productiva transferible en el mediano y largo plazo Existen equipos de usos productivos, diseñados exclusivamente para fuentes alternativas, donde la fuente de energía se encuentra integrada al equipo. Por ejemplo, motobombas para extracción de aguas en pozos. En estos casos, el cambio desde las fuentes alternativas a la red no es inmediato, debido a que existe un costo de invertir en nuevos equipos. 18

19 3.2.4 Servicios Públicos Como servicios públicos se consideran las escuelas, retenes, centros comunitarios y postas. Para estos servicios se considerarán dos escenarios en la situación sin proyecto: con o sin disposición de energía eléctrica Otros Si existieran otros tipos de usuarios, deberá manejarse del mismo modo que las actividades productivas. 3.3 Potencialidades de desarrollo La introducción de electricidad o el aumento del suministro, permitirá mejorar las condiciones de vida y productivas en la localidad. Dichas mejoras pueden identificarse a partir de las limitaciones que produce la carencia de electricidad, su abastecimiento deficiente, o bien las deficiencias relacionadas con energéticos y equipos que proveen servicios alternativos a la electricidad (por ejemplo, velas para iluminación, bombas a petróleo para irrigación, etc.). Por otra parte, además de permitir la superación de limitaciones y deficiencias, la electricidad posibilita la realización de nuevas actividades, cuya carencia no ha sido identificada como problema o limitación por parte de la comunidad. Para efectos de esta evaluación, sólo deberán considerarse aquellas actividades y productos factibles de realizarse por artesanos o servicios públicos ya establecidos en la localidad. Del análisis cuantitativo de las potencialidades de desarrollo, se derivarán los requerimientos de electricidad, los cuales serán especificados en la sección correspondiente. Las potencialidades de desarrollo se presentarán según la siguiente clasificación, describiendo brevemente cada potencialidad Mejoramiento de las condiciones domésticas Como ejemplos de mejoras posibles, pueden citarse: Condiciones de iluminación. Refrigeración de perecibles. Uso de televisor y radio. Uso de electrodomésticos. Etc. 19

20 3.3.2 Desarrollo productivo y comercial Como ejemplos de mejoras posibles, pueden citarse: Reducción de pérdidas por refrigeración de pescados. Aumento de las cosechas por mayor riego. Aumento de la productividad de los artesanos por utilización de herramientas eléctricas. Mejoras en la comercialización de productos perecibles (lácteos, carnes, etc.) en los establecimientos comerciales. Etc Desarrollo comunitario y sociocultural Como ejemplos de mejoras posibles, pueden citarse: Mejoramiento de las condiciones de seguridad debido al alumbrado público. Mejoramiento del funcionamiento de los servicios públicos. Etc. 3.4 Situación con Proyecto: Requerimientos de Electricidad El requerimiento de electricidad es la cantidad de dicho energético necesaria para satisfacer las necesidades de una localidad. Dicha cantidad se obtiene a partir de la proyección de la situación actual y de las potencialidades de desarrollo, las cuales se traducen en requerimientos de electricidad que las hagan posibles. En principio, podrán estimarse los requerimientos de electricidad en base a los consumos correspondientes en localidades rurales con electricidad, en las cuales éstos ya estén estabilizados (es decir, que la comunidad dispone de electricidad, sin racionamiento, desde por lo menos cinco años). Pueden usarse los valores que se indican en el Anexo Nº 1, los que tienen un fin meramente referencial, o simplemente la capacidad limitada del sistema dada por la potencia nominal de placa de los equipos recomendados para cada tecnología. Sin embargo, ellos deben contrastarse con la situación de la localidad específica. La demanda máxima por potencia, puede obtenerse a partir de la potencia instalada ponderada por los respectivos factores de demanda o de coincidencia presentes en punta, considerando todas las pérdidas por transmisión y distribución. 20

21 3.4.1 Consumidores residenciales La demanda residencial de un proyecto corresponderá a la suma de los consumos individuales de la totalidad de las viviendas de la localidad, el que deberá considerar una tasa de crecimiento del consumo en sí, además de la tasa de crecimiento vegetativo. Se entenderá como consumo individual a aquel de una vivienda de localidades rurales con electricidad, en las cuales éste ya se encuentre estabilizado. Para las regiones VII, VIII, IX y X se deberán utilizar la curva de consumo indicadas en el Anexo Nº1. Para las otras regiones, se deberán estimar curvas análogas a las del Anexo Nº1, a partir de información de encuestas para tal efecto, o se podrá utilizar el método de comparar con una localidad similar con energía. En síntesis, el requerimiento mensual de electricidad, tanto de energía como de potencia, del sector residencial será: Ecuación Nº 2 Requerimiento Mensual de Electricidad Re q.re s rx v donde: Req. Res n : requerimiento mensual de electricidad del sector residencial, en [kw] y [kwh/mes]. r :requerimiento estabilizado de una vivienda, en [kw] y [kwh/mes] v : número de viviendas habitadas existentes en la localidad. La Ecuación Nº 2 se calculará en forma separada para los requerimientos de energía y de potencia. Para los períodos siguientes es necesario incrementar dicho valor con la tasa de crecimiento considerada. Fuentes de información: Municipalidad, otras localidades rurales con electricidad desde hace por lo menos 5 años, empresas eléctricas, Instituto Nacional de Estadísticas (INE). n Alumbrado público La cantidad y tipo de luminarias se determinará en base al proyecto hecho por un especialista, el cual deberá considerar la Norma Chilena para el Diseño de Alumbrado Público y las recomendaciones del Programa País de Eficiencia Energética, coordinado por el Ministerio de Economía. 21

22 3.4.3 Actividades productivas En el caso de la energía productiva generada, este consumo adicional de energía deberá ser estimado. El requerimiento de estos usuarios puede obtenerse de los consumos correspondientes en localidades electrificadas sin racionamiento y donde el consumo esté estabilizado, o bien, de existir, de los proyectos específicos diseñados para estos consumidores en la localidad. Esta cantidad, se expresará como un porcentaje adicional al consumo de energía residencial. En el caso de la energía productiva transferible, los consumos ya han sido medidos como parte del análisis de la situación sin proyecto. En el caso del comercio y de las actividades artesanales, se considerarán sólo los artesanos y negocios existentes en la localidad y sus requerimientos de equipamiento eléctrico. La evolución del consumo de los sistemas de producción de frío en caletas pesqueras dependerá del volumen de captura Servicios públicos El requerimiento de estos usuarios puede obtenerse en base a equivalencias con los consumos residenciales del Grupo 4 (para definición de grupos, ver página 16). Alternativamente, el requerimiento de estos usuarios puede obtenerse en base a los consumos correspondientes en localidades con suministro de electricidad sin restricciones, donde el consumo esté estabilizado. Fuentes de información: Municipalidad, escuelas, postas, retenes y centros comunitarios de la localidad y de localidades electrificadas, SEREMI de Educación y Salud y Dirección General de Carabineros de Chile Resumen Los requerimientos de electricidad se presentarán según el formato de la Tabla Nº 3 siguiente. En ella se deben incluir sólo a los usuarios relevantes en la localidad (es decir, si por ejemplo no existe una caleta pesquera, se debe omitir este ítem). 22

23 Tabla 3 Requerimientos de Electricidad de la localidad Notas Usuario Energía neta unitaria 1 [kwh/mes] (a) Potencia neta unitaria1 [kw] (b) Número de unidades consumidoras (c) Factor de coincidencia en punta Residencial 0,5 Al. Público 1,0 Actividades Productivas Riego 1,0 Comercio 1,0 Pesca 1,0 Act. 0,5 artesanales Servicios Públicos Escuelas 0,6 Postas 0,8 Retenes 1,0 Municipalidad 1,0 Otros 1,0 TOTAL (d) Requerimiento neto de energía [kwh/mes] (a)*(c) Requerimiento neto de potencia [kw] (b)*(c)*(d) 1: Son los requerimientos de una unidad consumidora (vivienda, luminaria de alumbrado público, cámara de frío, etc.). Estos valores no incluyen las pérdidas propias del sistema que proveerá la electricidad. Debe destacarse que los requerimientos anteriores no incluyen las pérdidas propias del sistema de abastecimiento de electricidad (por ejemplo: si el proyecto es fotovoltaico, no se contabilizan las pérdidas de inversores y baterías). Estas pérdidas deberán ser agregadas al diseñar el proyecto específico de abastecimiento. Para dar cuenta del crecimiento de la demanda hasta el horizonte de evaluación (30 años para extensión de redes), los requerimientos de energía y potencia se aumentarán según la tasa de crecimiento del número de viviendas y la tasa de crecimiento del consumo en la localidad; esta última se refleja en la curva de crecimiento de la demanda del Anexo Nº1. Para estimar una tasa de crecimiento del número de viviendas, si no se dispone de datos específicos para alguna de ellas, se debe utilizar la tasa de crecimiento del número de viviendas correspondiente a las zonas rurales de la comuna o bien de la provincia. Dicha información puede obtenerse de los censos de población y vivienda que realiza el INE y de la Municipalidad respectiva. En el caso de regiones para los que no se ha determinado curva de crecimiento de la demanda, el consumo y la tasa de crecimiento del consumo de las localidades de esa región, se podrán calcular a partir de la correspondiente a la localidad (actualmente con energía) más similar. 23

24 3.5 Identificación de Alternativas En el caso de proyectos de extensión de la red eléctrica convencional, para trasladar la energía eléctrica desde la fuente de abastecimiento hasta el usuario, se requiere de un sistema de distribución, el cual está formado por líneas o tendidos eléctricos, transformadores de tensión, interruptores, aisladores, postes, etc. El trazado eléctrico debe considerar las avenidas, calles, caminos y sendas, utilizando el criterio de mínima distancia. También se utiliza como criterio en el diseño de la red, la relación de pérdidas de energía en el sistema. Éstas deberán minimizarse dependiendo de la tensión en que se abastezca a la localidad, generalmente en media tensión (7.6, 13.2 o 23 kv.). Es importante mencionar que estos niveles de tensión son utilizados para el transporte y/o distribución de la energía, pero para el caso de distribución local (suministro a usuarios finales) la tensión corresponde a 380 Volt entre fases y 230 Volt fase - neutro. En el caso de las líneas, es posible generar alternativas distintas a partir de distintas combinaciones de los siguientes ítems: Tabla 4 Variables en Línea Eléctrica ITEM 1 Tensión (KV) 2 Aislación 3 Longitud Línea (Km) 4 Nº Conductores 5 Tipo Conductor 6 Valor Unitario Conductor 7 Valor Conductor ((3)*(4)*(6)) 8 Tipo de Postes 9 Nº de Postes 10 Postes por Km (9)/(3) 11 Valor Unitario Postes 12 Valor Postes ((9)*(11) 13 Otros Costos 14 Costo Total (7)+(12)+(13) A.T. B.T. B.T. Común 24

25 Para el caso de sistemas de autogeneración esta situación es similar, encontrándose sistemas de transmisión-distribución que se podrían asimilar a micro o mini redes de distribución. Sin embargo, también se pueden encontrar sistemas de autogeneración individuales, es decir, uno por cada solución o beneficiario, principalmente en sistemas fotovoltaicos y eólicos. En estos casos, resulta relevante la información que a continuación se detalla. No obstante, estos proyectos requieren la recomendación técnica de la Comisión Nacional de Energía Inventario de recursos energéticos Del estudio de las condiciones locales, se obtuvo un subconjunto de recursos energéticos que podrían abastecer al proyecto. En esta sección, se deberán entregar antecedentes relativos al real potencial de dicho subconjunto. En general, la evaluación de los recursos no convencionales es compleja, por lo que deberá ser hecha por personal calificado. Para cada recurso identificado como posible fuente de abastecimiento para el proyecto, se deberá entregar la información que aparece en la Tabla Nº 5. En ella, los datos de disponibilidad del recurso deben provenir de mediciones confiables, y la energía media generable será un cálculo aproximado hecho por el consultor o evaluador del proyecto. Tabla 5 Inventario de Recursos Energéticos No Convencionales y Energía Media Generable Recurso Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Pro med io Solar - insolación [MJ/m 2 ] - energía media generable [Wh/día] Eólico - velocidad media del viento [m/s] - energía media generable [Wh/día] Microhidráulico - caudal [m 3 /s] - altura de caída 1 [m] - energía media generable [Wh/día] Nota: 1 kwh/m 2 = 3,6 MJ/m 2 1: Poner sólo en la columna Promedio Para el caso de la extensión de la red eléctrica, se supondrá que no hay limitación en el consumo. De no ser así, deberá especificarse dicha limitación. Se debe cuidar en todo 25

26 momento que la Calidad de Servicio entregado a los usuarios finales, cumpla con los reglamentos y las normas vigentes Determinación de tecnologías adecuadas Tecnologías adecuadas Detectados el tipo y volumen de requerimientos, se efectuará una selección preliminar de las tecnologías disponibles, de acuerdo con la existencia de recursos energéticos, la identificación de las tecnologías más aptas para cada requerimiento, sus costos de inversión, operación y mantenimiento, su madurez tecnológica y otros factores. En el Anexo Nº 2, a modo de referencia, se presentan estos elementos para cada tecnología, lo que permitirá descartar, en forma rápida, las tecnologías que no se prestan para el uso considerado, no han alcanzado el nivel de desarrollo necesario o sus costos esperables serían excesivos. Debe recalcarse que las cifras de inversión mostradas son sólo referenciales, por lo que deberán usarse aquellas cotizadas por los proveedores, y que guarden relación con el tipo y tamaño del proyecto a considerar Capacitación y difusión de las tecnologías Para los proyectos distintos a la extensión de la red eléctrica es indispensable evaluar la capacidad de las instituciones responsables, para difundir el uso de las tecnologías. El desarrollo de los proyectos diseñados, construidos, operados y/o mantenidos por empresas, cooperativas o la comunidad, dependerá en parte importante de la existencia de instituciones que administren ágilmente programas de demostración técnica, de capacitación y de difusión masiva hacia la colectividad. Basándose en las consideraciones anteriores, se deberá realizar un análisis crítico relativo a la sustentabilidad de la tecnología (es decir, las posibilidades de mantenerse operando en el largo plazo) en la localidad beneficiaria del proyecto Definición de Alternativas Como resultado de las etapas anteriores, se obtendrá un conjunto de tecnologías adecuadas a la localidad, que dan origen a proyectos específicos potencialmente factibles. Deberán evaluarse proyectos diseñados para entregar un suministro de 24 horas el día. En caso de que este nivel de servicio no sea factible técnica o económicamente, se deberá justificar y argumentar el estándar de servicio utilizado. En esta etapa se deberá presentar un estudio técnico preliminar de todos los proyectos factibles técnicamente, que luego serán evaluados económicamente. El estudio técnico deberá cubrir al menos los puntos siguientes (los detalles deben presentarse en anexos). 26

27 Tamaño del proyecto Del estudio de requerimientos de electricidad, incluidas las pérdidas y factores de coincidencia en punta, se obtendrá la potencia máxima a abastecer hasta el horizonte de evaluación. Se deberán considerar asimismo, los requerimientos de continuidad del servicio (en especial cuando el proyecto no sea extensión de la red, en cuyo caso se necesitan sistemas de respaldo o de almacenamiento de energía). Si no se prevé abastecer la totalidad de los requerimientos, se deberá justificar la elección de consumidores que serán abastecidos. El proyecto deberá diseñarse para satisfacer la demanda correspondiente al final del horizonte de evaluación. Deberán justificarse los factores de seguridad utilizados. En el caso de proyectos modulares (como por ejemplo los fotovoltaicos), deberán especificarse los años en que se agrega nueva capacidad de generación Caracterización del proyecto Se deberá caracterizar al proyecto en lo relativo a fuente de energía a utilizar, equipos, costos, instalaciones, insumos, mano de obra, etc. Se deberán distinguir los equipos e insumos nacionales e importados, como asimismo el grado de calificación de la mano de obra que requerirá el proyecto (calificada, semi-calificada, no calificada), junto al salario de mercado de cada uno Localización del proyecto Se deberá presentar croquis de ubicación georeferenciados al 1: en base a cartas IGM. Se deberá presentar planos de detalles para ubicación de líneas, casas y obras, georeferenciados como máximo a escala 1: En particular, se requiere la georeferenciación del punto de conexión del proyecto a la red existente (punto de arranque) en el caso de extensión de redes, el punto de ubicación de la casa de máquinas para centrales hidroeléctricas, el punto de mayor concentración de componentes (baterías, inversores, turbinas, etc.) para energía eólica y, por último, la ubicación de los paneles fotovoltaicos, ya sean individuales o centralizados en el caso de energía solar Obras físicas Ellas se refieren a la construcción de edificios, oficinas administrativas, talleres, depósitos, accesos camineros y toda otra obra complementaria que se necesite para la operación del proyecto. Se deberá realizar una descripción de dichas obras, incluyendo un análisis de costos. En él, se presentará un detalle de los principales insumos que se utilizarán en la ejecución de las obras, indicando cantidad, origen (nacional o importado) y precio unitario. Análogamente, se realizará dicho análisis para los equipos, maquinarias y herramientas requeridos para la ejecución de las obras. 27