Energías Renovables No Convencionales

Transcripción

1 Energías Renovables No Convencionales Hugh Rudnick Departamento de Ingeniería Eléctrica Pontificia Universidad Católica de Chile Mas allá de la malla Pastoral UC Santiago, 17 Mayo 2012

2 Contenidos Ventajas de las ERNC Tecnologías ERNC Mecanismos de estímulo Desafíos de su integración Barreras a la entrada Investigación en la PUC 2

3 Motivación desarrollo renovables Característica de renovable - sustentable. Diversificar la matriz energética para aumentar la seguridad de suministro. Reducción de emisiones locales y de gases de efecto invernadero (creciente preocupación por el medio ambiente). Independizarse de suministros externos de combustibles, a través de energéticos locales. Protegerse de alzas sostenidas de precios de combustibles fósiles. 3

4 Reducen exposición al riesgo hidrológico Fuente: Systep, CNE 4

5 Reducen emisiones de CO2 Nueva exigencia mercados? 5

6 Aportan a sustentabilidad ambiental 25,0% 20,0% 21,0% 23,2% 19,9% 19,3% 15,0% 13,6% 10,0% 10,7% 10,4% 5,0% 0,0% 5,5% 2,8% 4,6% 5,1% 4,3% 4,5% 2,8% 2,0% 2,1% 2,6% 1,8% 1,5% 1,5% 1,2% 0,9% 0,6% 0,2% 0,1% 0,02% 0,5% 0,2% 0,1% 0,01% Fuente: IEA, CO2 Emissions From Fuel Combustion,

7 Emiten menos CO2 Combustibles Fósiles Nuclear The IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation, Junio

8 Las ERNC reducen dependencia externa Fuente: M.Tokman, SIEE-OLADE año

9 Reducen variabilidad de costos Fuente: M.Tokman, CNE 9

10 Reducen exposición al alza esperado de costos US$ x Barril (reales precios 2010) Fuente: M.Tokman, International Energy Agency (IEA) 2011 World Energy Outlook 10

11 Pueden ayudar en mercado de precios crecientes Costo marginal [US$/MWh] en Sistema Interconectado Central (SIC) Combustibles Fósiles Nuclear ERNC Fuente: Singapore IEW Conference Key Takeaways, November 2009 Fuente: R. Fischer 11

12 Proyectos ERNC se están volviendo mas competitivos Combustibles Fósiles Nuclear ERNC Fuente: Singapore IEW Conference Key Takeaways, November 2009 Fuente: M.Tokman 12

13 Proyectos ERNC se están volviendo mas competitivos Combustibles Fósiles Nuclear ERNC Fuente: Singapore IEW Conference Key Takeaways, November 2009 Fuente: M.Tokman 13

14 Proyectos compiten con tecnologías convencionales Fuente: Bloomberg New Energy Finance

15 Contenidos Ventajas de las ERNC Tecnologías ERNC Mecanismos de estímulo Desafíos de su integración Barreras a la entrada Investigación en la PUC 15

16 Energías Renovables No Convencionales (ERNC) Biomasa Geotérmica Eólica Hidráulica ( 20 MW) Solar Mareomotriz Cogeneración ( 20 MW) u otro medio renovable determinado por la autoridad. 16

17 Importante potencial renovable en la región - eólico Mexico (potencial 40 GW) Promedio contratos US$ 65 MWh Centro América (potencial 100 GW) Colombia (potencial 20 GW) Peru (potencial 10 GW) Promedio contratos US$ 69 MWh Brazil (potencial 140 GW) Promedio contratos US$ 62 MWh Chile (potencial 6 GW) Uruguay Promedio contratos US$ 62 MWh Argentina (potencial 10 GW) Fuente: Olade, M. Tokman 17

18 Importante potencial renovable en la región - solar Fuente: Geni 18

19 Chile tiene un potencial significativo Fuente: M. Tokman, Elaborado Christian Santana a partir de información CNE y GTZ 19

20 Chile tiene un potencial significativo Fuente: M. Tokman, MINENERGIA y GIZ,

21 Contenidos Ventajas de las ERNC Tecnologías ERNC Mecanismos de estímulo Desafíos de su integración Barreras a la entrada Investigación en la PUC 21

22 Esquemas de Estímulo ERNC Subsidios explícitos (feed-in-tariffs) España: altos costos (subsidios a renovables 17% del costo total del sistema en 2009) y alta penetración Licitaciones separadas para abastecer distribuidoras Cuotas mínimas exigidas Fuente: Revista IEEE Power & Energy, septiembre/octubre

23 Esquemas de Estímulo ERNC- Chile aplica cuotas Ley N ( Ley ERNC ) obliga a que un porcentaje de la energía contratada provenga de fuentes ERNC 10% 9% 8% 7% 6% 5% 4% % anual fijo 0,5% anual adicional En discusión modificar la Ley: Programa 20/20: aspirar a que al año 2020 más del 20% de la matriz eléctrica chilena provenga de las ERNC 23

24 Esquemas de Estímulo ERNC desarrollo mundial Proyección mundial de máx. 18% renovables al 2035 millones de GWh Proyección al % 20% 21% 2% 15% 19% 20% 1% 17% 17% 21% 1% 18% 17% 21% 1% % 45% 44% 44% Bajo Crecimiento Económico Escenario Medio Alto Crecimiento Económico Carbón Diesel Gas Natural Nuclear ERNC Generación eléctrica por tipo de combustible Lógica de elevar cuota a 20% al 2020? Fuente: Annual Energy Outlook 2010, EIA 24

25 Resultados en Chile (Abril 2012) Proyectos SING Tipo MW Con aprobación ambiental (EIA/DIA) En evaluación ambiental (EIA/DIA) Solar 678 Geotermia 50 Eólica 857 Total Solar Total Total Renovables SING Fuente: Systep 25

26 Resultados en Chile (Abril 2012) SIC Tipo MW Con aprobación ambiental Biogas 28 (EIA/DIA) Biomasa 253,6 Hidro 480,3 Eólica 1.812,5 Total 2.574,4 En evaluación ambiental (EIA/DIA) Hidro 118,3 Solar 58,5 Eólica 758,5 Total 935,3 Total Renovables SIC 3.509,7 Fuente: Systep 26

27 Resultados en Chile Generación de energía en el SIC Fuente: Systep 27

28 Resultados en Chile cumplimiento de la cuota GWh/mes Jan 11 Feb 11 Mar 11 Apr 11 May 11 Jun 11 Jul 11 Aug 11 Sep 11 Oct 11 Nov 11 Dec 11 Jan 12 Feb 12 Obligation NCRE supply Fuente: Systep 28

29 Otros desarrollos en Chile licitación Collahuasi Volumen de energía licitado: MWh/año en base a ERNC. Durante el proceso de licitación fue ampliado a MWh/año Tecnologías que pueden participar de la licitación: solar térmica, fotovoltaica, eólica, geotérmica, mareomotriz y biomasa. Plazos: Inicio licitación: junio 2011 Adjudicación licitación: mayo 2012 Plazo del contrato: 20 años Ofertas recibidas: solares fotovoltaicas y parques eólicos Ofertas estarían en valores inferiores a los 120 US$/MWh 29

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31 Bajos factores de planta Relación entre la energía generada en un periodo y la máxima energía generable en dicho periodo Capacity Factor [%] 50% 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 17,2% 34,7% 36,0% 28,6% 31,8% 30,5% 44,8% 19,4% 15,0% F. planta Energia Cap. Inst Factor de planta para localidades Chile Costa Fuente: D. Watts 31

32 Gran variabilidad temporal (intermitencia) Escalas de tiempo de los ciclos naturales de las energías renovables 32

33 Desafíos técnicos de integración Dependen de tecnologías y su intermitencia Geotermia Mini hidráulica de impacto similar a energías tradicionales Biomasa Eólico de mayor impacto técnico por variabilidad Solar impacto en despacho por disponibilidad Regulación de tensión, balances de reactivos, respuesta a contingencias, estabilidad, confiabilidad 33

34 Desafíos técnicos de integración eólica Generación eólica (2400 MW) y demanda en el sector oeste de Dinamarca entre el 3 y 23 de enero, 2005 (tormenta producida el 8 de enero se aprecia entre las horas 128 a 139). 34

35 Desafíos técnicos de integración eólica Problemas de seguridad en la operación del sistema eléctrico Incertidumbre en su disponibilidad en cualquier momento el recurso puede disminuir o aumentar violentamente, provocando la salida intempestiva de la generación. Necesidad aumentar la reserva en giro para preservar la seguridad del sistema, resultando en mayores costos. En todo sistema existe un límite natural para la penetración de este tipo de tecnología. En el SING, el límite de penetración eólica definido por el CDEC SING alcanza los 150 MW. 35

36 Alternativas técnicas para integración de ERNC Alternativas para enfrentar intermitencia sorpresiva Reserva en giro (generadores convencionales, embalses, CC GNL, diesel) Capacidad de inyección de reactivos (generadores) Desprendimientos automáticos de carga Respuesta de la demanda (DSR: Demand Side Response) Interconexión con otros sistemas eléctricos Almacenamiento de energía. 36

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38 Desafíos regulatorios (CADE) Mientras exista potencial importante de proyectos competitivos, deben evitarse políticas y regulaciones que signifiquen apoyar proyectos ineficientes. A pesar del encarecimiento de las fuentes convencionales, de la caída en los costos de ERNC y la gran riqueza de recursos naturales del país, habrían varios proyectos, que siendo competitivos frente a las alternativas convencionales, no han podido desarrollarse. Se propone serie de medidas focalizadas en la eliminación de barreras que afectan a proyectos competitivos. Propuestas evitan la introducción de alteraciones significativas al funcionamiento del mercado eléctrico. La idea es que una vez que se vayan eliminando las barreras, estas fuentes ingresen por su conveniencia y competitividad sin necesidad de contar con un marco regulatorio diferenciado. Bienvenidas las ERNC, que florezcan las tecnologías competitivas!!!. 38

39 Recomendaciones CADE Mejorar acceso al financiamiento mediante reforzamiento de líneas de crédito preferencial y creación de fondo de garantía CORFO. Incorporar mecanismos que reduzcan el riesgo percibido por financistas de proyectos de ERNC 1. Crear un fondo de garantía 2. Promover desarrollo de seguros financieros. Si no se desarrolla adecuadamente el mercado de seguros, implementar mecanismo de precio estabilizado. 3. Seguro contingente para mitigar riesgo de exploración geotérmica Facilitar asociatividad en la construcción de líneas de transmisión Seguir mejorando estudios de recursos Seguir apoyando tecnologías no competitivas a través de CORFO y Conicyt Se propone modificar porcentajes de la ley para llegar a. 15% el

40 Otros desafíos conflictos con comunidades No a Chiloé (eólica, 112 MW), Julio 2011 No al Tatio (geotérmica, 40 MW), Julio 2010 No a Pichidegua (biomasa, 35 MW), Octubre

41 NIMBY Fuente: M. Tokman

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43 Contenidos Ventajas de las ERNC Tecnologías ERNC Mecanismos de estímulo Desafíos de su integración Barreras a la entrada Investigación en la PUC 43

44 Energía marina: Rodrigo Cienfuegos (Hidraúlica) Proyecto FONDEF Evaluación de potencial de energía de las corrientes de marea en el Canal del Chacao Fuente: R. Cienfuegos 44

45 Energía marina: Rodrigo Cienfuegos (Hidraúlica) Oleaje Wave Dragon Pelamis Ocean Water Column PowerBuoy Corrientes de Marea SeaGen Lunar Energy OpenHydro Verdant Power Fuente: D. Watts En la actualidad, no existen tecnologías maduras para la conversión de energía 45

46 Energía eólica: David Watts (Eléctrica) Generación de un parque, un grupo de parques y total nacional Power (MW) Wind Farm Region Days One Week Fuente: D. Watts Hours Factor de planta para el país cercano a un 30% (entre un 27% y un 29%). Total 46

47 Energía eólica: David Watts (Eléctrica) Factores de planta por proyecto (considerando solo proyectos con un f.p igual o mayor a 20%) Project Energy [MWh] Capacity [MW] Capacity Factor [%] Average Power [MW] Quillagua 91, % Minera Gaby 31, % 3.54 Calama 534, % Valle de los vientos 270, % Altos de Hualpén 53, % 6.09 Señora Rosario 95, % Totoral 93, % Canela 35, % 4.06 Monte Redondo 109, % Canela II 158, % Punta Colorada 23, % 2.72 Talinay 709, % Hacienda Quijote 56, % 6.44 Las palmeras 329, % El pacífico 190, % La gorgonia 149, % La Cachina 105, % El Arrayan 167, % Laguna Verde 90, % Punta Curaumilla 37, % 4.30 Las Dichas 22, % 2.57 Lebu 25, % 2.27 Chome 33, % 3.87 Arauco 301, % Lebu Sur 304, % Wind park Group Total Capacity factor % 26.1% 27.6% 29.2% Fuente: D. Watts 47

48 Energía solar: Rodrigo Escobar (Mecánica) Determinación del recurso solar de Chile Fuente: R. Escobar 48

49 Energía solar: Rodrigo Escobar (Mecánica) Evaluación de Recursos Selección de sitios Esquema, diseño y dimensionamiento de plantas termosolares Simulación avanzada Evaluación económica y ambiental Fuente: R. Escobar 49

50 Hugh Rudnick Van De Departamento de Ingeniería Eléctrica Pontificia Universidad Católica de Chile