La planeación del Sistema Eléctrico Nacional y el futuro de la capacidad de generación en manos del Estado

Transcripción

1 La planeación del Sistema Eléctrico Nacional y el futuro de la capacidad de generación en manos del Estado Nelson Ricardo Delgado Contreras Director General Adjunto de Programas de Generación

2 Contenido Antecedentes de la planeación del Sistema Eléctrico Nacional Programa de Desarrollo del Sistema Programa Indicativo para la Instalación y Retiro de Centrales Eléctricas (PIIRCE) Estricta separación legal de la CFE 2

3 Antecedentes de la planeación del SEN Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica (LSPEE)* LSPEE Prestación del Servicio Público de Energía Eléctrica La prestación del servicio público de energía eléctrica comprendía La planeación del Sistema Eléctrico Nacional (SEN) La generación, conducción, transformación, distribución y venta de energía eléctrica. La realización de todas las obras, instalaciones y trabajos que requieran la planeación, ejecución, operación y mantenimiento del SEN. * Abrogada el 11 de agosto de

4 Ley de la Industria Eléctrica (LIE)* LIE Dirigir el proceso de planeación** y la elaboración del PRODESEN Programa de Desarrollo del Sistema Eléctrico Nacional: Documento expedido por la Secretaría de Energía que contiene la planeación del Sistema Eléctrico Nacional, y que reúne los elementos relevantes de los programas indicativos para la instalación y retiro de Centrales Eléctricas, así como los programas de ampliación y modernización de la Red Nacional de Transmisión y de las Redes Generales de Distribución; (art. 3 LIE) * DOF 11 de agosto de 2014 ** Art Corresponde exclusivamente a la Nación la planeación y el control del sistema eléctrico nacional; DOF 20 diciembre

5 Definiciones (art. 3 LIE) Sistema Eléctrico Nacional: El sistema integrado por: a. La Red Nacional de Transmisión; b. Las Redes Generales de Distribución; c. Las Centrales Eléctricas que entregan energía eléctrica a la Red Nacional de Transmisión o a las Redes Generales de Distribución; d. Los equipos e instalaciones del CENACE utilizados para llevar a cabo el Control Operativo del Sistema Eléctrico Nacional, y e. Los demás elementos que determine la Secretaría; Red Nacional de Transmisión: Sistema integrado por el conjunto de las Redes Eléctricas que se utilizan para transportar energía eléctrica a las Redes Generales de Distribución y al público en general, así como las interconexiones a los sistemas eléctricos extranjeros que determine la Secretaría. Redes Generales de Distribución: Redes Eléctricas que se utilizan para distribuir energía eléctrica al público en general. 5

6 Generación Transmisión Distribución Programa Indicativo para la Instalación y Retiro de Centrales Eléctricas (PIIRCE) Programas de Ampliación y Modernización de la Transmisión Programas de Ampliación y Modernización de la Distribución Programa Indicativo para la Instalación y Retiro de Centrales Eléctricas (PIIRCE) Establece de forma indicativa los requerimientos de capacidad de generación para satisfacer la demanda en el SEN y cumplir con los objetivos de energías limpias para los próximos 15 años (art. 13 de la LIE) No es requisito y no genera derecho para las centrales eléctricas que se instalen o pretendan instalarse en congruencia con dicho programa. Permite la orientación de la inversión productiva. Referencia para la planeación de la red de transmisión 6

7 Programas de Ampliación y Modernización de la Transmisión Garantizar la eficiencia, calidad, confiabilidad, continuidad y seguridad del Sistema Eléctrico Nacional. Integrar la nueva capacidad de generación de fuentes renovables y convencionales. Utilizar la capacidad ociosa y reducir el Margen de Reserva. Aumentar capacidad de enlaces internacionales. Robustecer el mallado de la RNT, desarrollando entre otras cosas corredores de energía eléctrica entre el sur y el norte del país. Programas de Ampliación y Modernización de la Distribución El programa de obras e inversiones de las Redes Generales de Distribución es el resultado de los estudios de ingeniería de distribución realizados para satisfacer la demanda incremental y la calidad en el suministro de energía eléctrica. Las inversiones para las redes de distribución generalmente se proponen para un horizonte de hasta 5 años ya que para plazos mayores disminuye el grado de certidumbre. Se establece como política alcanzar el grado de electrificación de 99.8% en 2024, para beneficiar a un millón de habitantes. 7

8 El PRODESEN es un instrumento para la toma de decisiones para el nuevo Mercado Eléctrico: Panorama actual del Sistema Eléctrico Nacional Tendencia de la demanda y consumo de electricidad Ubicación y tecnologías de nuevas centrales eléctricas Nuevos elementos de la red nacional Inversiones en generación, transmisión y distribución 8

9 Modelo de optimización donde: Minimizar C Inversión + C O&M + C ENS C Inversión : valor presente del costo de inversión. C O&M : valor presente del costo de operación y mantenimiento. C ENS : valor presente de la Energía No Suministrada. Variables de decisión: Número de unidades de la central (g) que se invierten en el año (y); Número de unidades de la central (g) que se retiran en el año (y); Datos de entrada Costo variable de operación de la central (g), costo fijo de operación de la central (g), costo de inversión de la central (overnight cost) (g), valor unitario de la Energía No Suministrada, potencia mínima del generador (g), potencia máxima del generador (g), disponibilidad de Energía Renovable para el generador (g) en el tiempo (t), usos propios del generador (g), costo de combustibles para el generador (g), tasa de descuento. 9

10 Modelo de optimización Sujeto a: Minimizar C Inversión + C O&M + C ENS Balance de Energía; Reserva de capacidad; Restricciones de los sistemas hidráulicos; Límite de potencial de generación para energías eólica y solar; Límites de capacidad de trasmisión; Restricciones técnicas; Cumplimiento de metas de energías limpias. 10

11 Variables Crecimiento Económico Demanda Máxima Consumo Bruto Precios de combustibles Metas de Energías Limpias Potencial de energías renovables Parámetros técnicos y costos Fuente de Información Criterios Generales de Política Económica SHCP Subsecretaría de Planeación y Transición Energética Centro Nacional de Control de Energía (CENACE) Centro Nacional de Control de Energía (CENACE) Centro Nacional de Control de Energía (CENACE) Comisión Federal de Electricidad (CFE) Ley de Transición Energética (Tercero Transitorio) Iniciativa para el desarrollo de las Energías Renovables en México 2012 (SENER) Estudio sobre cogeneración en el sector industrial (SENER-GIZ-COGENERA) El potencial eólico mexicano; AMDEE-PwC Prospectiva de Energías Renovables (SENER) Costos y Parámetros de Referencia para la Formulación de Proyectos de Inversión en el Sector Eléctrico (COPAR, 2015) Cost and Performance Data for Power Generation Technologies (NREL, 2012) Estudio de la Asociación Mexicana de Energía Solar Fotovoltaica (ASOLMEX) y PwC Catálogo de Unidades Generadoras de la Comisión Federal de Electricidad (CFE, 2015) Informes estadísticos trimestrales de operación eléctrica de permisionarios y de permisos administrados, de la Comisión Reguladora de Energía (CRE, 2015) Reportes mensuales de capacidad y generación (CENACE, 2015) 11

12 Centrales Eléctricas: clasificación y fechas de inicio de operación Características Clasificación Fecha de operación Criterios Proyectos: - Firmes: proyectos de generación reportados por CENACE que cumplieron con los criterios publicados el 01/09/15 para integrar proyectos al Programa de Ampliación y Modernización de la RNT, podrán tener permiso de generación otorgado por la CRE. - Optimización: proyectos de generación que no cumplieron con los criterios publicados el 01/09/15 para integrar proyectos al Programa de Ampliación y Modernización de la RNT, podrán tener permiso de generación otorgado por la CRE. - Genéricos: proyectos de generación candidatos ingresados al modelo, en función del potencial de recursos por región. Proyectos: - Firmes: en coordinación con CENACE. - Optimización y Genéricos: sujetas a la optimización de la planeación; el modelo asigna nuevas centrales eléctricas a partir del Fuente: Reporte de proyectos de centrales eléctricas con trámite de interconexión en CENACE (diciembre 2015). 12

13 Potencial renovable Tecnología Potencial disponible (MW) Fuente Bioenergia 1/ 1,500 Cogeneración Eficiente 2/ 7,045 Eólica 3/ 12,000 Geotérmica 4/ 1,932 Hidroeléctrica 5/ 8,763 Nucleoeléctrica 6/ 1,360 Solar Fotovoltaica 7/ 8,000 Iniciativa para el Desarrollo de las Energías Renovables en México: Biomasa (SENER, 2012). Estudio sobre Cogeneración en el Sector Industrial en México (SENER, 2009). Iniciativa para el Desarrollo de las Energías Renovables en México: Eólica (SENER, 2012). El potencial eólico mexicano: Oportunidades y retos en el nuevo sector eléctrico (Asociación Mexicana de Energía Eólica - AMDEE - y PWc; 2014). Prospectiva de Energías Renovables Prospectiva de Energías Renovables Estudio de planificación de expansión de generación del Sistema Eléctrico Nacional considerando la incorporación de capacidad de generación nucleoeléctrica. Gerencia de Análisis de Redes, Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE) Iniciativa para el Desarrollo de las Energías Renovables en México: Solar FV (SENER, 2012). Prospectiva de Energías Renovables / Referente al potencial económicamente competitivo. 2/ Referente al potencial nacional en un escenario medio. 3/ Referente conservador del pontencial nacional. 4/ De acuerdo a la expectativas de crecimiento de la geotermia. 5/ De acuerdo con el potencial probable y un factor de planta del 30%. 6/ Referente al potencial anual por reactor nuclear con fechas de inicio de operación a partir de / De acuerdo con el potencial técnicamente viable. 13

14 PIIRCE Clases y propiedades del modelo 795 en operación 702 en proyectos 117 genéricos Total = 1,614 registros 14

15 PIIRCE Clases y propiedades del modelo 15

16 PIIRCE Clases y propiedades del modelo 16

17 PIIRCE Clases y propiedades del modelo 69 en operación 56 en proyectos 552 genéricos Total = 677 registros 17

18 PIIRCE Elementos de la Base de Datos Lectura de archivos 18

19 PIIRCE Archivos de datos 19

20 PIIRCE Archivos de datos 20

21 PIIRCE Definición del Problema de Programación Lineal Entera Mixta (MILP) 21

22 PIIRCE Solución del MILP 22

23 PIIRCE Solución PLEXOS Para encontrar la mejor solución al modelo de optimización, PLEXOS utiliza el algoritmo Branch and Bound para la solución del problema de programación Lineal-Entera. Proceso de Relajación Lineal: elimina condiciones de variables enteras Branching: genera un número exponencial de subproblemas Bounding: acota la búsqueda de soluciones óptimas GAP: el proceso se detiene cuando la diferencia [%] entre la solución factible entera y la solución lineal satisface un valor preestablecido. S x 1 =0 todas las x 1 =1 soluciones S 0 Z S 1 x 2 =0 x 2 =1 x 2 =0 x 2 =1 S 00 S 00 S 10 S 11 x 3 =0 x 3 =1 x 3 =0 x 3 =1 x 3 =0 x 3 =1 x 3 =0 x 3 =1 S 000 S 001 S S 001 S 100 S 101 S 110 S 111 S 0 0 x j =0 x j =1 S 0. 0 Z* S

24 Capacidad instalada 2015* Con la capacidad actualmente en operación, se tiene una participación del 20.3% en la generación de energía eléctrica a partir de fuentes de energía limpia. Eólica 4.1% Solar 0.1% Hidro 18.4% Geotérmica 1.4% Nuclear 2.2% Cogeneración Eficiente, Biocombustible 1.9% Ciclo Combinado 35.4% Térmicas 1/ 36.5% *Datos preliminares al cierre de Fuente: CFE y CRE 1/ Incluye: Carboeléctrica, Turbogás, Lecho fluidizado, Termoeléctrica convencional y Combustión Interna.

25 Capacidad instalada 2030* En los próximos 15 años se instalarán 57 GW, con la cual se pretende alcanzar una participación del 37.7% en la generación de energía eléctrica a partir de fuentes de energía limpia. Geotérmica 2% Hidroeléctrica 9% Nuclear 7% Cogeneración Eficiente 12% Térmicas 2% Solar 12% Eólica 21% Ciclo Combinado 35% *Información preliminar para PIIRCE

26 Instalación Total PRODESEN mil MW PRODESEN mil MW Limpias 32.5 mil MW 35.8 mil MW Retiro 15,854 MW 15,364 MW 12,000 10,000 8,000 Térmicas Ciclo Combinado Eólica Solar 1/ Hidroeléctrica Geotérmica Nuclear Cogeneración Eficiente 2/ 6,000 4,000 2, *Información preliminar para PIIRCE

27 En los próximos 5 años se instalarán 32 GW de capacidad adicional. Concepto Total Limpias 13,146 13,922 8,772 35,840 Bioenergía Cogeneración Eficiente 2,793 4, ,045 Eólica 6,928 3,082 1,991 12,000 Geotérmica Hidroeléctrica 985 3, ,049 Nucleoeléctrica ,081 4,191 Solar fotovoltaica 1,980 2,641 1,996 6,616 Termosolar Convencionales 19,041 1,044 1,351 21,436 Carboeléctrica Ciclo combinado 17,999 1,044 1,257 20,300 Combustión Interna Importación Termoeléctrica convencional Turbogás Total 32,187 14,966 10,123 57,276 *Información preliminar para PIIRCE

28 En los próximos 5 años se requiere una inversión de $39,025 mdd en proyectos de todo tipo de tecnologías. Tecnología Inversión (mdd) Limpia 21,882 Bioenergía 0.7 Cogeneración Eficiente 2,402 Eólica 12,985 Geotérmica 168 Hidroeléctrica 534 Solar fotovoltaica 5,757 Termosolar 35 Convencional 17,143 Ciclo combinado 16,421 Combustión Interna 391 Termoeléctrica convencional 147 Turbogás 185 Total 39,025 *Información preliminar para PIIRCE

29 Programa indicativo de retiro En los próximos 5 años, se espera el retiro del 64% de lo programado. El programa indicativo de retiro contiene las unidades menos eficientes. El 69% de la capacidad a retirar corresponde a centrales termoeléctricas convencionales. 4,295 3,367 1,710 1,377 1,222 1,

30 Estricta separación legal de la CFE Ley de la Industria Eléctrica (LIE) [DOF 11 agosto 2014] Artículo 8.- La generación, transmisión, distribución, comercialización y la proveeduría de insumos primarios para la industria eléctrica se realizarán de manera independiente entre ellas y bajo condiciones de estricta separación legal; de la misma manera, se separarán el Suministro de Servicios Básicos y las otras modalidades de comercialización. Ley de la Comisión Federal de Electricidad [DOF 11 agosto 2014] Artículo 5.- La Comisión Federal de Electricidad tiene por objeto prestar, en términos de la legislación aplicable, el servicio público de transmisión y distribución de energía eléctrica, por cuenta y orden del Estado Mexicano. Asimismo, dentro de su objeto público, la Comisión Federal de Electricidad podrá llevar a cabo las actividades siguientes: I. La generación dividida en unidades y comercialización de energía eléctrica y productos asociados, incluyendo la importación y exportación de éstos, de acuerdo con la Ley de la Industria Eléctrica, y en términos de la estricta separación legal que establezca la Secretaría de Energía; 30

31 Estricta separación legal de la CFE Términos para la estricta separación legal de la Comisión Federal de Electricidad (SENER) [DOF 11 enero 2016] Separación vertical entre las actividades independientes por cada línea de negocio (generación, transmisión, distribución, suministro Básico, otras modalidades de comercialización y proveeduría de insumos primarios). En la actividad de generación se plantea una separación horizontal que elimine el poder de mercado, considerando Subsidiarias, Filiales y Unidades de Negocio. Se conforman Gobiernos Corporativos para fomentar la independencia y competencia entre empresas. Se determinan murallas chinas entre empresas para fomentar la operación independiente y eficiente. 31

32 Estricta separación legal de la CFE Términos para la estricta separación legal de la Comisión Federal de Electricidad (SENER) [DOF 11 enero 2016] CFE deberá actuar a través de subsidiarias y filiales u otros modelos de asociación permitidos por la Ley de la CFE. Las nuevas centrales de generación que no sean asignadas a subsidiarias por parte de la SENER, serán parte de empresas filiales o de empresas en las que la CFE participe de manera minoritaria. Estas nuevas empresas únicamente podrán representar en el Mercado Eléctrico Mayorista (MEM) a las centrales eléctricas que tengan a su cargo y no podrán coordinarse entre estas para definir estrategias. De la misma manera, salvo ciertos casos, no podrán compartir información relacionada con la planeación, operación, mantenimiento y estrategia comercial con otros generadores o comercializadores. Para fomentar la operación eficiente del sector eléctrico, la CFE deberá crear el número de empresas de generación que defina la SENER en los acuerdos de asignación de activos correspondientes, las cuales serán: 32

33 Estricta separación legal de la CFE Separación de generación CFE [DOF 29 marzo 2016] 6 empresas de Generación: 4 empresas Subsidiarias o Filiales de Generación; 1 empresa Subsidiaria o Filial para Centrales Externas Legadas; 1 empresa Filial para Contratos de Interconexión Legados. 1 empresa Subsidiaria de Transmisión; 1 empresa Subsidiaria de Distribución (dividida en 16 Unidades de Negocio); 1 empresa Subsidiaria de Suministro para Usuarios Básicos; 1 empresa Filial de Suministro para Usuarios Calificados; 1 Empresa Filial de Proveeduría de Insumos Primarios. Adicionalmente, la CFE podrá establecer otras empresas que considere necesarias. 33

34 Estricta separación legal de la CFE Se estima que el parque de generación propiedad de CFE se reparta con el siguiente procedimiento: ~75% de la generación se estima minimizando el HHI (ponderado por energía consumida) de 300 mercados identificados; ~25% de la generación, provista por las plantas con menor generación, se deja adscritas a las gerencias que las operan actualmente, y que serán la base de las nuevas empresas Revisar que esta asignación no genere nuevos mercados con un HHI >2500 y, en su caso, reasignar. 34

35 Gracias por su atención 35