EVALUACIÓN DE INVERSIONES EN PLANTAS DE COGENERACIÓN EN EL SISTEMA ELÉCTRICO ESPAÑOL

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1 EVALUACIÓN DE INVERSIONES EN PLANTAS DE COGENERACIÓN EN EL SISTEMA ELÉCTRICO ESPAÑOL Autor: Alonso Pontes, Marta Director: Soler Soneira, David Entidad colaboradora: INVESYDE S.L. RESUMEN DEL PROYECTO La cogeneración se entiende como una técnica de gran eficiencia de producción simultánea de energía eléctrica y/o mecánica y de energía térmica útil (calor útil), mediante la utilización de un único proceso. El proceso de cogeneración debe estar basado en la demanda de calor útil y en el ahorro de energía primaria, incrementando la eficiencia energética y mejorando la seguridad del abastecimiento. Este proceso presenta diversas ventajas frente a las tecnologías convencionales de generación separada de calor y electricidad. Entre estas ventajas, la más importante es el ahorro de energía primaria, y es de esta ventaja de la que derivan la mayoría de las demás (como la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, la mejora de la eficiencia y una reducción de la dependencia energética). Como consecuencia de las ventajas aportadas por la cogeneración, ésta se encuentra dentro de las tecnologías incluidas en el régimen especial (tecnologías beneficiosas para el medio ambiente a las que se retribuye con incentivos). Puesto que su instalación requiere mayores inversiones que otras tecnologías, y para que puedan competir con ellas, es necesario que tanto las energías renovables como la cogeneración cuenten con incentivos que permitan su desarrollo y viabilidad económica en este sector. Actualmente en España la cogeneración representa el 6% de la potencia instalada, contando con un total de 5956 MW, repartidos en 985 instalaciones. En cuanto a los tipos de cogeneración, las tecnologías más empleadas son: motores alternativos, turbinas de gas, turbinas de vapor y ciclos combinados. Respecto a los combustibles empleados, el más utilizado es el gas natural.

2 El objetivo de este proyecto ha sido el desarrollo de una herramienta fácil y flexible de utilizar, en Excel, para la valoración de inversiones en distintas plantas de cogeneración en el sistema eléctrico español. En concreto, las plantas de cogeneración para las que ha sido diseñada son las instalaciones de turbinas de gas con potencia instalada entre 1MW y 100MW que emplean gas natural como combustible. Esta herramienta dispone de 7 módulos. En ellos se encuentra la información necesaria para evaluar la planta de cogeneración que se desee estudiar. Estos módulos son: Características de la planta, precios en MWh, ingresos y gastos, PyG, inversiones, financiación, DCF y TIR. En el primer módulo se incluyen las características técnicas de la planta (potencia instalada, rendimiento, rendimiento eléctrico y rendimiento eléctrico equivalente), los datos de la producción (producción eléctrica y térmica), el consumo de combustible y las emisiones y asignaciones de CO 2. En el segundo módulo se encuentran los valores de los distintos precios, siendo estos el precio de venta de electricidad a red (pool, tarifa, prima, complemento por eficiencia y complemento por reactiva), el coste de combustible, el precio del CO2, el precio de venta de la energía térmica, y el coste de la materia prima publicado por el BOE. En este módulo el usuario deberá elegir en primer lugar si la electricidad se venderá al precio marcado por el pool más la prima ó a una tarifa regulada. Podrá ir actualizando los precios con la inflación que desee emplear. En el tercer módulo se encuentran los ingresos y gastos de la planta. Como ingresos se han considerado los correspondientes a la venta de energía eléctrica y térmica. Como gastos se ha considerado el coste de combustible, el coste del personal, mantenimiento y seguros. También se han tenido en cuenta los ingresos/gastos correspondientes al CO 2. En el módulo de PyG se actualiza el flujo neto de la planta descontando al valor de ingresos menos gastos de la hoja anterior el valor correspondiente a la depreciación del inmovilizado, los intereses por el pago de la deuda, los impuestos y la amortización de la deuda. En el módulo de inversiones se introducen los datos de las inversiones que se llevarán a cabo en la planta con el fin de mejorar el inmovilizado. El usuario deberá elegir el número de inversiones que se realizarán a lo largo de la vida útil de la planta, la cantidad de las mismas, el año en que se realizarán y el año hasta el que se amortizarán. En el módulo correspondiente a financiación se introducen los datos correspondientes a la inversión que se realizará para comprar la planta, introduciendo el tanto por ciento de esa cantidad que será

3 financiado con deuda y el tanto por ciento que será financiado con recursos propios. Para la parte financiada con deuda, el usuario deberá introducir el número de cuotas en que se devolverá y el interés de dicha deuda. Por último, en el módulo de DCF y TIR se procede a la evaluación de la planta. La evaluación se realiza para tres casos: mantener la planta de cogeneración hasta el año 2020, hasta el 2025 y hasta el Para los tres casos la planta se evalúa mediante el método de flujo de caja descontado (para el cual el usuario podrá introducir la tasa de descuento que querrá utilizar para la evaluación de la planta) y mediante la tasa interna de retorno. Para el desarrollo de la herramienta se ha tomado como ejemplo una planta de cogeneración del sistema eléctrico español de 49 MW instalados. Se ha evaluado una inversión de , 30% financiado con deuda y 70% con recursos propios, y se ha considerado una inversión en 2016 de para mejora del inmovilizado. Considerando el caso más favorable (mantener la planta tipo hasta el año 2030 y vendiendo la electricidad al precio de la tarifa regulada), se ha obtenido una tasa interna de retorno del 20,12%.

4 EVALUATION OF INVESTMENTS IN COGENERATION PLANTS IN THE SPANISH ELECTRIC SYSTEM Author: Alonso Pontes, Marta Project manager: Soler Soneira, David Collaborating institution: INVESYDE S.L. SUMMARY Cogeneration (combined heat and power) is a technology that consists on the production of heat and electrical power from the same fuel. If integrated correctly cogeneration plants can yield high thermal efficiencies. For high efficiency and consequent primary energy savings, the cogeneration process should be based on the heat demand. Cogeneration presents several advantages compared with the conventional technologies of separate generation of heat and electricity, with the most important being the saving of primary energy. Lower fuel consumption will in turn give other advantages as reduction of greenhouse gas emissions, improvement of thermal efficiency and a reduction of energy dependency. Given the significant advantages of cogeneration, it is considered as one of the technologies known as régimen especial, technologies beneficial for the environment, and which receive a number of incentives for realization. Due to higher costs associated with these technologies it is necessary for both the renewable energy technologies and cogeneration to rely on incentives that aids the development and ensures the economic viability of these technologies. Today in Spain cogeneration represents 6 % of the total power installed, corresponding to a total of 5956 MW distributed among 985 plants. The most common cogeneration plants are based on: alternative engines, gas turbines, steam turbines or combined cycles. The fuel most commonly used is natural gas. The aim of this project has been the development of an easy and flexible Excel tool, for the valuation of investments in different plants of cogeneration in the Spanish electrical grid. The tool has been specifically developed for cogeneration plants in the region of 1-100MW based on natural gas fired gas turbines.

5 The tool is composed of 7 modules, where the necessary information for evaluating the cogeneration plant is stored. The modules are: Plant characteristics, prices in MWh, incomes and outcomes, PyG, investments, financing, DCF and TIR. The first module contains the technical characteristics of the plan (power installed, efficiency, electrical efficiency, equivalent electrical efficiency), production data (electrical and thermal production), fuel consumption and emissions and allowances of CO 2. The second module contains the information about the different prices involved. These are: electricity price (pool, regular rate, premium, efficiency premium, reactive premium), fuel cost, CO 2 cost, thermal price and the raw material price published by the BOE. In this module the user will have firstly to introduce the way of selling the electricity (pool plus a premium or at a regular rate). The prices can be updated by using the inflation desired by the user. The third module contains the information about the revenues and expenses of the plant. As revenues it has been considered the ones related to the electricity and thermal sales. As expensed it has been considered the fuel consumption, the personal cost, the maintenance and the insurances. It has also been considered the revenues/expenses related to the CO 2. In the module PyG the cash flow related to the revenues and expenses mentioned is updated by subtracting the values corresponding to the depreciation of fixed assets, the interests of the debt, the taxes and the payment of the debt. In the next module the data concerning the investments that will be done for improving the machinery are introduced. The user has to introduce the number of investments that will be made, the quantity, the year and until when they will be amortized. In the next module the user must introduce the data corresponding to the quantity being paid for financing the plant, introducing the percentage being paid with debt and the one being paid by the shareholders. For the amount financed with debt, the user must introduce in how many years it will be paid and with what interest. Finally, the DCF and TIR module proceeds to the evaluation of the plant. The evaluation is made for three scenarios: maintaining the plant until 2020, 2025 and For the three scenarios the plant is evaluated by using the discount flow method (the user must introduce the discount rate desired) and the internal rate of return. For the development of the tool a plant of 49MW of the Spanish electric system has been used. It s been evaluated an investment of , 30% financed with debt and 70% by shareholders, and it has been considered an investment of in 2016 for improving the machinery. Considering the most favorable scenario

6 (maintaining the plant until 2030 and selling the electricity at a regular rate), an internal rate of return of 20,12% has been obtained.