Matriz Energética y Fuentes Alternativas en el Sector Eléctrico

Transcripción

1 Sindicato de Ingenieros y Profesionales del ICE, RACSA, CNFL y Proyectos XXVII Seminario Anual Matriz Energética y Fuentes Alternativas en el Sector Eléctrico Javier Orozco Canossa 5 diciembre 2014

2 GENERACION ELECTRICA EN COSTA RICA Matriz energética: con qué hemos generado? Generación Histórica por Fuente 100% 80% 60% 40% 20% 0% Hidro Geot Eólic Biom Térm Biom 2% Solar 0.04% Capacidad Instalada 2013 Térm 20% 2689 MW Biom 1% Eólic 5% Solar 0% Generación 2013 Térm 12% GWh Eólic 5% Geot 7% Hidro 66% Geot 15% Hidro 67%

3 GENERACION ELECTRICA EN COSTA RICA Matriz energética: con qué hemos generado? Informe Estado de la Nación 2014 World Energy Trilemma 2014

4 GWh GWh PROYECCIONES DE DEMANDA Proyecciones econométricas El crecimiento futuro de la demanda se estima con proyecciones econométricas El corto plazo no determina el comportamiento a largo plazo Demanda de energía Alto Bajo Base Real Demanda por sectores Escenario Bajo: 3.2% Escenario Medio: 4.3% Escenario Alto: 5.2% Año Resid General Indust Alumb

5 POLITICA NACIONAL E INSTITUCIONAL CONSIDERACION AMBIENTAL Protección del ambiente y desarrollo sostenible Carbono neutralidad CONSIDERACION ENERGETICA COMO ATENDER EL FUTURO? Independencia del petróleo y de fuentes importadas Diversificación de fuentes Participación en Mercado Regional Costo de la energía

6 DERIVACION DE LA POLITICA El uso del carbón es el menos deseable La adición y operación de plantas térmicas, usando combustibles fósiles, debe ser evitada Privilegiar las fuentes renovables Diversificar las fuentes Desarrollar nuevas fuentes

7 CARACTERISTICAS DE LOS RECURSOS FOSILES AMBIENTALMENTE DAÑINOS Mayor contaminación, usan recursos fósiles que se agotan rápidamente DEBEN SER IMPORTADOS Dependencia de la seguridad energética nacional DISPONIBILIDAD Energía se almacena fácilmente y está disponible cuando se necesita BAJA INVERSION Aunque los costos operativos son altos, la inversión de capital es baja Necesarios para complementar a bajo costo las fuentes renovables

8 CARACTERISTICAS DE LOS RECURSOS RENOVABLES AMBIENTALMENTE AMIGABLES Menor contaminación y menor impacto en el largo plazo AUTOCTONOS Son recursos disponibles en el país VARIABILIDAD Sufren variaciones estacionales e intermitencia ALTA INVERSION Aunque los costos operativos son bajos o nulos, la inversión de capital es alta Requieren diversificación y complementos

9 Factor de planta Produce más energía en el verano SOLAR FOTOVOLTAICA Excelente combinación con fuentes hidro Producción solar promedio mensual 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic Sitio PT Garabito1 Sitio PT Garabito2 Sitio PT San Antonio Sitio Liberia Promedio

10 %Pot inst %Pot inst SOLAR FOTOVOLTAICA No tiene inercia. Sufre fluctuaciones instantáneas problema de control No es controlable o regulable. Producción depende exclusivamente de la radiación inflexible La potencia es cero durante la hora pico del sistema ocupa respaldo La intermitencia plantea retos para las redes problema eléctrico Todavía necesita subvenciones económicas Día con cielos limpios Día con cielos nublados 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% (2 abr 2013) hora 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% (6 abr 2013) hora

11 Factor de Planta EOLICA Hay más viento en el verano Excelente combinación con fuentes hidro 100% Producción eólica mensual 80% 60% 40% 20% 0% ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic

12 1-mar 8-mar 15-mar 22-mar 29-mar 5-abr 12-abr 19-abr 26-abr factor de planta EOLICA Sufre fluctuaciones impredecibles de corto plazo y es difícil pronosticar su aporte con 24 horas de anticipación incertidumbre No se puede regular o controlar la producción instantánea. Depende exclusivamente del viento inflexible Aun en los meses de más viento, se producen eventos de cero generación en TODAS las plantas eólicas del país cero potencia garantizada 100% 80% 60% 40% 20% 0% Variaciones de potencia abril día del mes 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Generación diaria mar-abr 2010 Movasa Pesa Aero Tejona Guanacaste diario

13 fp BIOMASA CON BAGAZO La producción depende de la calidad de la cosecha Produce en verano. Excelente combinación con fuentes hidro 100% Factor Planta Ingenios 80% 60% 40% 20% 0% ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic

14 MW GEOTERMICA La energía geotérmica aprovecha el calor del interior de la Tierra Su producción es constante y no depende del clima Generación Geotérmica abril mar 1-abr 6-abr 11-abr 16-abr 21-abr 26-abr 1-may 6-may

15 HIDRO CON REGULACION ESTACIONAL El hidro con regulación da la máxima flexibilidad para la operación del sistema Se necesitan hidros con grandes embalses que guarden agua del invierno y la usen en el verano Operación Histórica del Embalse Arenal Caudal turbinado, m3/s ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC

16 GWh HIDRO FILO DE AGUA El hidro sin regulación baja su producción en la época seca Hidraulicidad (todas las plantas simuladas como filo de agua, instalación dic 2012) Promedio Probabilidad de excedencia 95% ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic

17 MW MW HIDRO FILO DE AGUA El caudal de las siguientes 24 horas se puede predecir con suficiente precisión poca incertidumbre a corto plazo Un pequeño embalse permite disponer del agua diaria según las necesidades del sistema flexibilidad de operación Operación en una semana de verano con poca agua Cariblanco semana 2 abril abr 8-abr 10-abr 12-abr 14-abr 16-abr El embalse diario permite guardar agua de la noche y usarla en la punta Potencia despachada por el operador según las necesidades del sistema Potencia que entregaría la planta si no tuviera embalse Operación en una semana de invierno con abundante agua Cariblanco semana 1 octubre sep 1-oct 2-oct 3-oct 4-oct 5-oct 6-oct 7-oct 8-oct 9-oct Horario Diarios Horario Diario

18 INTEGRACION DE LAS FUENTES DE ENERGIA Patrón estacional Participación Estacional de las Fuentes Energéticas Complemento Térmico Demanda Excedentes Embalses Filo de agua Eólica Geotermia ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic

19 MW MW INTEGRACION DE LAS FUENTES DE ENERGIA Patrón diario Curva de carga de un día seco (martes 17 mayo 2011) Hora del día Curva de carga de un día lluvioso (lunes 3 de octubre 2011) Térmico ArCoSa Hidro Eól+Biom Geot Hora del día Térmico ArCoSa Hidro Eól+Biom Geot

20 NECESIDAD DE COMPLEMENTOS ESTACIONALES La variabilidad climática y la intermitencia de las fuentes renovables obliga a tener un complemento El complemento debe ser capaz de generar cuando el sistema lo requiere, independientemente de las condiciones climáticas La viabilidad de un sistema basado en renovables depende de estos complementos ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA Embalses hidroeléctricos (energía potencial) Combustibles fósiles (energía química)

21 EMBALSES Los desarrollos que tienen embalses son más costosos que las plantas a filo de agua No se pueden comparar con solo el costo por kwh producido Recurso muy escaso y controversial: Reventazón Pacuare Savegre Diquís Diquís es el recurso remanente más importante del país

22 OTRAS NECESIDADES NUEVAS Tradicionalmente se usan fuentes estables y de buen comportamiento (térmico, geotérmico e hidro) La incorporación significativa de fuentes no convencionales introduce nuevas necesidades Viento, solar y esquemas de generación distribuida demandan servicios de mitigación y control adicionales Ajustes en los tres sistemas: generación, transmisión y distribución ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA REDES INTELIGENTES (SMART GRID) Embalses Baterías Volantes Térmicas Medición Control Manejo Optimización

23 NECESIDADES NUEVAS SISTEMAS EN EL PASADO G G G Pocos generadores grandes controlados por el Operador, aportan inercia y servicios complementarios El sentido del flujo de energía siempre es hacia abajo en la cadena de suministro C C C C C C C C C C C C C C C C SISTEMAS EN EL FUTURO G G G G G G C C C C C C C G C C C C G C G Muchos generadores pequeños no controlados por el Operador. No aportan inercia ni todos los servicios complementarios Además de cargas hay pequeños generadores no controlados embebidos en las redes de distribución. El sentido del flujo de energía es en ambos sentidos

24 GAS NATURAL Se le ha llamado el combustible de transición entre el ocaso del petróleo y el amanecer de las fuentes renovables, porque: Es el más limpio de los combustibles fósiles Recientes avances en las técnicas de extracción aumentaron significativamente las reservas explotables y bajaron los precios en Estados Unidos La utilización del gas natural licuado (GNL) es una opción que se desarrollaría si no es posible aprovechar los recursos renovables del país

25 MATRIZ ENERGETICA EN EL FUTURO La composición óptima de la matriz energética depende del peso relativo que la sociedad asigne cada uno de los criterios que considere deseables Sustentabilidad Ambiente Seguridad energética Disponibilidad Resiliencia La composición de la matriz debe satisfacer todos los criterios a la vez Continuidad del servicio Calidad del servicio Costo Diversificación Requisitos técnicos Mercado Regional

26 GRACIAS POR SU ATENCION