Energía Eléctrica en el Uruguay. Jornadas de Ingeniería Matemática 18 de Setiembre de 2014

Transcripción

1 Energía Eléctrica en el Uruguay Jornadas de Ingeniería Matemática 18 de Setiembre de 2014

2 Las fuerzas de cambio Para el 2030, la población del mundo necesitará 45% más energía que hoy. China + India Japón USA + Europa África y Latino América

3 Política Energética : Aprobación por el Poder Ejecutivo en Consejo de Ministros 2010: Comisión Multipartidaria de Energía, incluyendo todos los partidos políticos con representación parlamentaria TRABAJO EN EQUIPO MIEM - DNE MEF PRESIDENCIA OPP - ONSC URSEA ADME MVOTMA, MIDES, MINT, ANCAP, OSE, ANTEL, MEVIR, INC UTE Rol empresarial de ejecución de la Política Energética

4 MW instalados VECINOS PODEROSOS PERO CON SUS PROPIOS PROBLEMAS MW instalados HEMOS APRENDIDO QUE TENEMOS QUE VALERNOS POR NOSOTROS MISMOS ESTA REALIDAD NOS IMPONE RIESGOS PERO TAMBIÉN OPORTUNIDADES MW instalados

5 POTENCIA NOMINAL INSTALADA (MW) - Febrero Centrales Hidroeléctricas 593 Turbinas (Punta del Tigre + CTR) 512 Motores C. Batlle 80 APR + motores Aggreko + diesel autónomos (*) 354 Resto de Térmico UTE 275 Parque Eólico Caracoles UTE 20 Total UTE 1834 Salto Grande Uy 945 Productores Independientes (Biomasa) 64 Productores Independientes (Eólica) 23 Productor Independiente con GAS 3 UPM (**) 40 Total Uruguay 2909 (*) En 2012 se realizó arrendamiento temporario hasta el 2014 de 150 MW de Turbinas y Motores. En 2013 se agregó 200 MW de turbinas. (**) Potencia Instalada aproximada 160 MW, resultando los excedentes inyectados al SIN en general iguales o menores a 40 MW MW renovables 1224 MW térmicos

6 POTENCIA [MW] Potencia Instalada SOLAR EOLICA BIOMASA TERMICA HIDRAULICA

7 ENERGIA ANUAL [GWh] Vulnerabilidad al Clima DEMANDA 2015 DEMANDA % por AÑO GENERACION HIDRAULICA % 50% 100% PROBABILIDAD

8 Vulnerabilidad al Petróleo

9 USD/MWh Costos de Generación Esperado % PROBABILIDAD HIDRAULICA TERMICA % PROBABILIDAD MEDIO ESPERADO

10 CONVENTIONAL ALTERNATIVE Uruguay Options SOURCE LEVELIZED COST USD/MWh INTER MITTENT PEAKING DISPATCH LOAD FOLLO WING BASE LOAD PP(*) CV fd fc USD/ MWh USD/ MWh % % SOLAR PV BIOMASS ONSHORE WIND GAS PEAKING , DIESEL PEAKING , COAL GAS COMBINED CYCLE DIESEL COMBINED CYCLE LCoE = PP fd/fc + CV (*) PPs include integration cost Keys of Change: Economy, Strength, Sovereignty and Environmental Care Mayor Objective: MINIMUN GENERATION COST

11 Plan óptimo Optimización genética aplicada a la planificación de inversiones de generación eléctrica. EPIM' y 27 Nov.2010 Montevideo Msc. Ing. Ruben Chaer, Member IEEE Dr. Ing Gonzalo Casaravilla, Senior Member IEEE

12 Alternativas de Expansión en Generación Planificación de las inversiones de generación en Uruguay. Costo, Riesgo y Soberanía. Ing. Eliana Cornalino, Msc. Ing. Ruben Chaer y Dr. Ing. Gonzalo Casaravilla Valores esperados

13 Cambio de la Matriz de Abastecimiento Energía eólica (1300 MW a fines de 2016) Ciclo Combinado (530 MW, 2015 y 2016) Regasificadora de GNL (2015 y 2016) Interconexión con Brasil (500 MW, 2015) Sistema de Transmisión ( ) Subestaciones y redes Claves del cambio: Economía, fortaleza, soberanía y cuidado ambiental.

14 POTENCIA [MW] Potencia Instalada al SOLAR EOLICA BIOMASA TERMICA HIDRAULICA

15 01/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /2015 MW equiv. Dos años de camiones en las rutas % MW eq. Inst. MW eq. % EOL/DEM 25% 20% % % 200 5% 0 0%

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17 Cambios de la Matriz de Generación AÑO MEDIO 90% RENOVABLES 45 % HIDRO 30% EOLICA 15% BIOMASA

18 ENERGIA ANUAL [MWh] ENERGIA ANUAL [MWh] ENERGIA ANUAL [MWh] BIO + SOL EOL FUEL + GOIL GNL HID IMP EXP FALLA DEM BIO + SOL EOL FUEL + GOIL GNL HID IMP EXP FALLA DEM Escenario Medio EXPORTACION Escenario Húmedo EXPORTACION IMPORTACION HIDRAULICA GAS NATURAL HIDRAULICA GAS NATURAL 4000 EOLICA 4000 EOLICA FUEL + G OIL BIOMASA FUEL + G OIL BIOMASA BIO + SOL EOL FUEL + GOIL GNL HID IMP EXP FALLA DEM Escenario Seco Medio, FALLA IMPORTACION GAS NATURAL Húmedo y 6000 HIDRAULICA EOLICA FUEL + G OIL BIOMASA Seco

19 Red Prevista 2023 T1 GENERACIÓN EXISTENTE, CONTRATADA, ADJUDICADA PV 5 POTENCIAS AUTORIZADAS EN MW TOMÁS GOMENSORO ALUR 5 ARTIGAS PV 5 Generación Distribuida, Redes e Interconexiones 70 MW GEN RENOVABLES PRIVADOS BIOMASA NETA (264 MW) BIOMASA FUTURA (40 MW) EÓLICA (93 MW) GEN EÓLICA K39607 Y EXT. EÓLICA 1ª. ETAPA (150 MW) EÓLICA 2ª. ETAPA (192 MW) COLONIA J.P. TERRA 67,2 PV 5 LIVRAMENTO PV 50 SALTO GRANDE ARGENTINA ARAPEY PALOMAS SALTO GRANDE URUGUAY PV 10 COLONIA RUBIO RENTNG 65 ARERUNGUÁ 80 5 CONVERSORA DE FRECUENCIA RIVERA PONLAR 7 BIOENER 11,5 500 MW GEN EÓLICA UTE EÓLICA EXISTENTE (20 MW) CONCORDIA PV 0,48 TACUAREMBÓ 150 MANUEL DÍAZ UTE (137 MW) 2000 MW PV 66 PV 40 PAYSANDÚ SALTO PV 10 SALTO 50 LIDERDAT 4,85 SAN JAVIER 0 PV 10 PAMPA 140 STEL TACUAREMBÓ BIOENERGY 40 FENIROL 10 WEYERHAEUSER 5 AGUA LEGUAS_100 PALMATIR 50 CONV. MELO 100 MELO H H CONVERSORA MELO TACUARÍ I 9.2 TACUARÍ II 6.6 UTE EN S.A. (390 MW) UTE - ELETROBRÁS (199 MW) UTE EXPANSIÓN (500 MW) CASABLANCA CONCEPCIÓN SAN JAVIER YOUNG PV 30 CUCHILLA PERALTA ARBOLITO 50 Ladaner_50 ESTRELLADA Estrellada_ 50 RÍO BRANCO GEN PRIVADA CON GAS NATURAL COLONIA ELÍA PV FRAY BENTOS MERCEDES NUEVA PALMIRA CONCHILLAS UPM 40 UPM - UTE PV 10 DOLORES MONTES DEL PLATA 80 CARDONA PALMAR COLINIA ARIAS 70 Cadonal_50 Vientos de Pastorale_49,2 NUEVA ROSENDO MENDOZA 65,1 HELVECIA COLONIA PV 5 COLONIA JUAN LACAZE COLONIA ROSARIO MC MEEKAN 64 ANDRESITO 50 KENTILUX 17,2 BAYGORRIA ASTIDEY TRINIDAD RODRÍGUEZ LIBERTAD Cobra ing. Uy_48,6 Astidey_50 PUNTA DEL TIGRE TOGLEY 7,75 EFICE TERRA DURAZNO PASO SEVERINO H 5 CARDAL 500 S.VÁZQUEZ L.LANAS BLENGIO 0,9 A.CORRIENTES CANELONES LAS PIEDRAS C LUZ DE LOMA 20 PINTADO FLORIDA SUÁREZ VALENTINES 70 Polesine_50 PANDO LUZ DE MAR 18 LUZ DE RÍO 50 VALENTINES CUCP PANDO 50 BIFURCACIÓN CENTRAL GEN. LIBERTADOR I 15 LA FLORESTA MINAS PV 0,48 GALOFER 12,5 TREINTA Y TRES JOSÉ P.VARELA GEN. EOLICA MINAS 42 LAS ROSAS 1 SAN CARLOS LAS TOSCAS B A I NEPTUNIA SOLYMAR PAN DE AZÚCAR MALDONADO JOSÉ IGNACIO R_Del_Sur_50 PUNTA DEL ESTE MONTEVIDEO Molino de Rosas_ 50 CENTRAL BATLLE 5ta., 6ta., Sala B, Motores PV 5 LAS PIEDRAS 0 ENGRAW 1,8 ZENDA 3,2 CTR La Tablada ARATIRÍ MINERA 170 MW Darinel_50 CENTRAL GEN. LIBERTADOR I 50 Central Gen. Libertador II_50 CARACOLES 20 FINGANO 50 AGROLAND 0,25 LUMIGANOR 9,9 LASCANO ROCHA 116 CONTRATOS FUTUROS BIOMASA 40 F Vengano_40 SAN CARLOS 150 VERGARA CEBOLLATÍ SAN LUIS CHUY CASTILLOS NUEVO MANANTIAL 11,8 ARATIRÍ PUERTO 20 MW ARROZAL 33 RINCÓN DE RAMÍREZ ENRIQUE MARTÍNEZ ZENDA (3,2 MW) Eólica 2 y 1/2 (437 MW) 2ª ETAPA: Eólica 2 y ½ (150 MW) PV - Solar Fotovoltaica (257 MW) Proyectos con dificultades de implementación H MINI HIDRÁULICAS (21 MW)

20 Trasmisión Distribución EXTENSION DE LA RED DE TRASMISION (en km de Líneas y Cables) DISTRIBUCION - EXTENSION DE LA RED (km DE LÍNEAS Y CABLES) De 60 Y 30 kv De 15 Y 6 kv Circuitos de 60kV Circuitos de 110 kv Circuitos de 150 kv Circuitos de 230 kv Circuitos de 500 kv Total de km de líneas V, 230 V, 400 V TRANSMISION - POTENCIA INSTALADA EN TRANSFORMADORES - MVA DISTRIBUCION - POTENCIA INSTALADA EN TRANSFORMADORES (MVA) De 150 kv (**) De 500 kv (**) ** Incluye transformadores elevadores de unidades de generación Estaciones MT/MT Subestaciones MT/BT

21 Millones de USD Inversiones quinquenales de UTE Precios constantes 2012

22 Inversiones en el Sector Eléctrico UTE : USD millones (Gen, Dist, Tras, etc.)* Regasificadora de GNL : USD 450 millones UTE ELETROBRAS en Eólica : USD 110 millones* UTE Fideicomiso y S.A. : USD 550 millones* Privados Eólica : USD millones Privados Solar Fotovoltaica: USD 400 millones Priv. Biomasa (incluye M. del Plata): USD 550 millones USD millones en 8 años 1.6% del PBI promedio SÓLO en el sector ELÉCTRICO 50% de la inversión en Energías Renovables 45% UTE*

23 Cómo se logó una inversión no estatal de 2300 MMUSD en eólica en tres años? Confianza en el país y en la UTE Instrumentos legales, regulatorios y comerciales Ley de Promoción de Inversiones Ley de Arrendamientos Rurales Adecuaciones del Marco Regulatorio Eléctrico Adecuación de las reglamentaciones Ambientales Procedimientos competitivos de compra (PPA) Predecibles y Transparentes Bancarizables con manejo equilibrado de los riesgos Condiciones de mercado (dinero y tecnólogos) Academia, ANP, ADUANA, MTOP, CIU, AUDEE Participación de UTE como desarrollador

24 Inversión no pública en Eólica 18 PPA con 100% privados (880 MW) 1 PPA en proyecto UTE/ELETROBRAS (65 MW) 3 PPA con proy. promovidos por UTE (280 MW) Contratos a 20 años Anualidad de 305 millones de USD 1225 MW / 2450 millones de USD de inversión Por qué no invirtió UTE directamente? UTE : 1648 millones de USD 305: a 11% y 20 años da un valor actual de 2450:

25 Evolution of the Purchase Price of Wind Energy Competitive Procedure P37637 K39123 K39607 K41938 K43037 Date 2/2009 7/2009 7/2010 8/2011 2/2012 USD/MWh 90,25 90,25 85,35 63,5 63,5 MW of de PPA % PPI and 40% current INCLUDES NETWORK INTEGRATION COSTS Other PPA s assigned with same o less reference costs: UTE-ELETROBRAS (65 MW) at 63.5 USD/MWh Extensions of successful PPA s (100 MW) at 61.46/60.53 USD/MWh UTE: Trust y SA (280 MW) at 63.5 USD/MWh

26 Asociarse con UTE y participar en el Parque Eólico PAMPA 140 MW USD 273 millones Tacuarembó Cambio Parque Eólico ARIAS 70 MW- USD 142 millones Flores Parque Eólico VALENTINES 70 MW- USD 158 millones Florida y Treinta y Tres

27 USD/MWh Costos de Generación Esperado % PROBABILIDAD % PROBABILIDAD MEDIO ESPERADO

28 USD/MWh Costos de Generación Esperado % PROBABILIDAD 10% PROBABILIDAD 800 a 300: MEDIO ESPERADO Si no se hubiese cambiado radicalmente la matriz de generación, en el año 2016 la generación costaría un 40% más

29 MUSD Reducción de la Vulnerabilidad SOBRECOSTO ABSOLUTO POR ENCIMA DEL MEDIO ESPERADO % PROBABILIDAD 900 a a % PROBABILIDAD

30 Desafíos Técnicos Filtrado de variabilidades Programación de las siguientes 72hrs. Despacho Optimo

31 Operación de sistemas con ALMACENES Problema de optimización complejo por el vínculo temporal. El problema es que además decidir qué y cuánto hay que decidir cuándo.

32 Regasificadora Energía embalsable equivalente al 70% de Bonete. Agenda Cargos de GNL anual. Cargos de GNL Spot.

33 El Despacho Óptimo min FC u X, hoy u El resultado de resolver este problema es la obtención de la política óptima.

34 Programación Dinámica Estocástica. r k x k x k 1 '' CE '' CF x, k 1 ' CE CF x ', k 1 t u k

35 Valor de la Optimización Si en lugar de realizar la operación óptima del embalse de Rincón de Bonete, se optara por una política simplificada que tuviera por objetivo extraer la máxima energía de los aportes, se incurriría en un costo que en valor esperado es de 100 MUSD/año

36 Plataforma SimSEE : Proyecto PDT 47/12 BID-CONICYT. Creación de la Plataforma : Proyecto ANII-FSE-19. Implantación de OddFace y Modelado de Red Eléctrica : Proyecto ANII-FSE Modelado de Renovables. Creación de la versión 10- minutal, modelo estocástico de radiación solar, etc Proyecto ANII-FSE OptimizacionAgendas de GNL

37 Valor de los pronósticos MAS INFORMADO vs. MENOS INFORMADO

38 Proyección del costo marginal MAS INFORMADO vs. MENOS INFORMADO

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41 Desvío Hidráulica acumulada AÑOS

42 Desvío Eólica acumulada MESES

43 Desvío Solar acumulada MESES

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45 Automatic Generation Control (AGC) on all the Hidro Generators and Gas Turbines Uruguay has plenty of spinning reserve for the next 20 years

46 Perfil diario Valor Esperado VERANO MAL BIEN BIEN

47 Perfil diario Valor Esperado INVIERNO MEJOR BIEN BIEEN/POBRE

48 expected energy / expected anual average Monthly correlation of sources 1,4 1,2 GOOD 1 0,8 0,6 0,4 0,2 GOOD BAD WIND and DEMAND: GOOD SOLAR and HID in SUMER: GOOD SOLAR and DEMAND in WINTER: BAD Wind Hydro Sun Demand month

49 Bombeo y Acumulación 2030? 2020?

50 Cuándo entre el Bombeo y Acumulación?

51 Flota de autos Eléctricos de UTE Julio de 2014: primeras 30 La mayor flota en Sud América 2020: BSS con baterías hasta su fin de vida ú

52 Gestión de Carga - Transporte Eléctrico Proyecto: Hacia un transporte automotor racional y eficiente: Autos Híbridos y Eléctricos

53 Windy spring days Optimum Matrix assume SMALL PRICE of the EXPORTS and all the WIND is going to be DISPATCHED and PAYED

54 September 2014: 384 MW working Wind Generation Percentage of the demand UTE: We are friends of wind, water and sun.

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56 RENOVABLES, INTERC. y GNL UTE - Redes Inteligentes UTE = Suministro de Energía Eléctrica con sostenibilidad ECONOMICA, SOCIAL y AMBIENTAL RESPALDO TERMICO FLEX. MATRIZ DE ABASTECIMIENTO FILTRADO DE VOLATILIDADES GESTION OPTIMA DESPACHO OPTIMO OPTIMIZACION DE LA GENERACION OPTIMIZACION DE LAS REDES OPTIMIZACION DE LA OPERACION GESTION DE LA DEMANDA CONOCIMIENTO DEL CLIENTE TECNOLOGIAS ESPECIFICAS

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58 Algoritmos genéticos Genotipo, cruzamiento y mutación Cruzamiento Mutación EPIM' y 27 Nov Montevideo 58

59 Genotipo = PI Parques Eólicos de 20 MW De 2008 a 2026 Centrales térmicas 180 MW De 2008 a 2026 Decodificador Fenotipo Aptitud = - CAD SimSEE EPIM' y 27 Nov Montevideo 59

60 MW Optimum Instaled Power SOLAR WIND BIOMASS THERMAL HIDRAULIC PEAK SOLAR at 94 USD/MWh USD/MWh SOLAR at WIND at 69 USD/MWh CC TG GWh/year GWh/year

61 Biomasa Energética Agrícolas y otros hás 41% Priodidad forestal sin forestar hás 12% PF 18% Ganaderas hás 41% Ya forestadas hás 6%

62 GWh/año Hás - biomasa embalsable Biomasa Energética Has Forestadas BioBase BIOEmbalse BIO_AutoDesp Solar EOL Hid Hás_BioEmb BioEmb+BioBase en 2050: has 3% Uru, 30% de las de PF aun no forestadas

63 MW Biomasa Energética - MW BioBase BIOEmbalse BIO_AutoDesp DemMedia EOL Solar Hid MW al 2050: 3900 EOL, 2800 BIO, 660 SOL y 1500 HID BIO: 200 AutoDesp, 1200 Embalse y 1400 Base

64 Desafíos y plan de acción Desarrollar y maximizar retorno de inversiones en infraestructura - Compra, venta de GNL y regasificación en el exterior, - Compra/venta de energía eléctrica en la región, - Gestión de la demanda (redes inteligente), - Desarrollo de transporte eléctrico, - Centrales de bombeo y acumulación, - Innovación en la comercialización de paquetes energéticos. La integración vertical de los modelos de negocios es una fortaleza y una oportunidad para optimizar generación variable y demanda gestionable. Desarrollo de capacidades de análisis, planificación y operación óptima Gestión, Gestión y más Gestión.

65 N kw YEAR 2000

66 Parque Juan Pablo Terra - Artigas