FACTIBILIDAD DE PROYECTOS DE GENERACIÓN GEOTERMOELÉCTRICA EN CHILE

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1 FACTIBILIDAD DE PROYECTOS DE GENERACIÓN GEOTERMOELÉCTRICA EN CHILE Paulino Alonso Rivas Decano Facultad de Ingeniería Pontificia Universidad Católica de Valparaíso - Chile. Escuela de Ingeniería Eléctrica palonso@ucv.cl Sergio Espinoza Méndez Proyectista de Ingeniería Civil Eléctrica Pontificia Universidad Católica de Valparaíso - Chile. Escuela de Ingeniería Eléctrica sergioespinoza@universia.cl Patricio Robles Calderón Profesor titular Pontificia Universidad Católica de Valparaíso - Chile. Escuela de Ingeniería Eléctrica asteceie@ucv.cl Resumen: Ante la necesidad actual en un plano de desarrollo sustentable, donde se privilegia la diversidad de medios por los cuales se puede aprovechar los recursos energéticos, exponemos a la energía geotérmica como una de las alternativas tecnológicas para la generación de potencia a mediana escala, cuya fuente se encuentra disponible en nuestro territorio. Las investigaciones que se han realizado, muestran a la energía geotérmica como aquella que tiene más oportunidad de ser explotada en un mediano plazo respecto de otras fuentes renovables en cuanto a la generación de energía eléctrica. Palabras claves: Geotermia, Plantas de Poder, Producción de Electricidad. 1. Introducción Chile es un país ubicado, íntegramente, en lo que se conoce como "Cinturón de Fuego del Pacífico", región del planeta que se caracteriza por su intensa actividad sísmica y volcánica. Gran parte de las áreas con actividad geotermal en Chile, sino todas ellas, se ubican en, o son vecinas a zonas de reconocida actividad volcánica actual o pliopleistocena. De ello es posible inferir que la fuente de calor que genera la actividad geotermal se encuentre probablemente en este magmatismo reciente. El Servicio Nacional de Geología y Minería lleva un catastro de manifestaciones termales en Chile, sitios que se estima pueden poseer un potencial geotérmico aprovechable. En la actualidad, en el Sistema Interconectado Central de Chile, que cubre el consumo desde Taltal hasta Chiloé, posee un 60% de la matriz energética [1] que proviene del sector hídrico y un 40% que proviene del sector térmico, por lo que resulta evidente que no es soportable para la economía chilena ser dependiente de las condiciones climáticas que puedan afectar al recurso hídrico, ya que para evitar que la demanda pueda estar por encima de la oferta de electricidad, es necesario recurrir a todas las variables que involucren racionamiento. Por lo anterior es que resulta necesario reorientar la industria hacia el desarrollo más térmico hasta que se llegue a algún equilibrio que implique seguridad, fiabilidad y suficiencia del SIC. Para este proceso de reorientar a la industria hacia un desarrollo más térmico se requiere [2]: Aumentar la capacidad de las centrales térmicas ya instaladas, Igualando seguridad y eficiencia, desarrollar nuevos recursos energéticos y tecnológicos para centrales térmicas de generación eléctrica, este desarrollo debe instalarse en un plano sustentable, donde se privilegia la diversidad de medios por los cuales se puede aprovechar los recursos energéticos, impactando positivamente en el medio ambiente. Por lo tanto, en este trabajo se abordan los antecedentes tecnológicos de la generación eléctrica a través de la utilización de energía geotérmica, junto a su viabilidad de inversión y de su necesidad en Chile. 2. Posibilidades de utilización de recursos geotérmicos Para la utilización de energía geotérmica con fines prácticos se requiere la conjunción de una serie de factores: geológicos (o físicos), tecnológicos, económicos, sociales e incluso políticos, los cuales condicionan la posibilidad de explotar esta energía en una determinada zona de Chile. Entre los factores geológicos o físicos es necesario considerar la distribución de la temperatura en profundidad, la permeabilidad de las rocas, el estado físico (agua o vapor) de los fluidos, el factor de recuperación de los mismos y la profundidad a la cual las perforaciones podrían captarlos. Los factores tecnológicos conciernen a la perforación de pozos y extracción de los fluidos y, a su posterior transporte y utilización. Los factores económicos, sociales y políticos dicen relación con el valor económico y social de las distintas

2 aplicaciones de la energía geotérmica, la disponibilidad local de otras fuentes energéticas alternativas y el tipo de política energética nacional [1]. De acuerdo con los estudios realizados a la fecha, efectivamente existen en Chile recursos geotérmicos susceptibles de ser utilizados ya sea en la generación de electricidad o bien, para ser empleados en forma directa en diversos tipos de aplicaciones. Sin embargo, para lograr un desarrollo y aplicación de este recurso es necesario llevar a cabo programas de investigación tendientes a su localización, caracterización y evaluación. 3. Usos de la energía geotermal 3.1. Usos eléctricos Para la generación de electricidad la tecnología actualmente existente permite la utilización de fluidos de hasta 100 C mediante equipos de ciclo binario; fluidos sobre los 150 C pueden ser utilizados en las plantas Geotermoeléctricas convencionales con sistemas de flasheo (vaporización). También en la actualidad resultan competitivas las grandes centrales, como las pequeñas centrales Geotermoeléctricas, ya sea para aportar electricidad a sistemas interconectados, como para abastecer comunidades rurales aisladas respectivamente. Para este último caso existen mini centrales de 35 a kw de potencia 3.2. Usos no eléctricos Los sistemas geotermales con aguas a temperaturas inferiores a 100 C pueden ser desarrolladas con el objeto de darles diversos usos, entre los cuales es posible señalar los siguientes [1]: Calefacción urbana y balnearios, que con el desarrollo económico del país podrían ser instaladas en áreas accesibles y en rutas internacionales. Los usos medicinales y turísticos es la forma más antigua de aprovechamiento de esta energía. Invernaderos, para el cultivo de hortalizas y/o flores. Acuicultura, para la crianza de peces, por ejemplo truchas y salmones y, para crustáceos. Secado de productos agrícolas, ya sean granos, heno o frutas. Industria Química: La existencia de salares en el Altiplano Chileno, en los cuales se encuentran además áreas de fuentes termales, y que contienen concentraciones relativamente altas de metales alcalinos (Li, Cs, K), boro y otros elementos trazas podrían emplear agua termal en sus procesos de extracción y separación. Refinación de Azufre: Varias áreas termales presentan en sus cercanías volcanes con depósitos de azufre el que podría ser refinado en el lugar, contando el transporte de material estéril. Producción de agua potable: El agua potable en el Norte de Chile es ocasionalmente escasa, y gran parte de ella es transportada mediante tuberías desde la alta cordillera. Los fluidos geotermales tienen el calor suficiente para su desalinización, esto se ha comprobado en El Tatio con una planta desalinizadora piloto que funcionó de 1975 a 1976 y permitió demostrar que se podría obtener agua pura en una proporción de 10 1/seg por cada MW eléctrico que se instalase. Industria del papel: En la zona sur se podría emplear agua caliente o vapor en los procesos de elaboración de la celulosa. 4. Fuentes de energía geotérmica La energía geotérmica corresponde a la energía calórica contenida en el interior de la tierra, que se transmite por conducción térmica hacia la superficie, la cual es un recurso parcialmente renovable y de alta disponibilidad. El conjunto de técnicas utilizadas para la exploración, evaluación y explotación de la energía interna de la tierra se conoce como geotermia. En la actualidad los reservorios hidrotérmicos son los más aprovechados para fines energéticos, en particular en generación eléctrica. Los antecedentes aportados por las investigaciones geológicas, geofísicas y geoquímicas de una gran cantidad de sistemas geotérmicos permiten construir un modelo básico de la estructura de estos sistemas (Figura 1). Aún cuando cada sistema difiera en cierta medida de los otros, su ocurrencia está condicionada por los siguientes factores básicos [3]: Fuente de Calor: Corresponde generalmente a un cuerpo de magma a unos C emplazado a menos de 10 km de profundidad, desde el cual se trasmite el calor a las rocas circundantes. Recarga de agua: El agua meteórica o superficial debe tener la posibilidad de infiltrarse en el subsuelo, a través de fracturas o rocas permeables, hasta alcanzar la profundidad necesaria para ser calentada. Reservorio: Es el volumen de rocas permeables a una profundidad accesible mediante perforaciones, donde se almacena el agua caliente o el vapor, que son los medios para utilizar el calor.

3 Cubierta impermeable: Impiden el escape de los fluidos hacia el exterior del sistema, usualmente corresponde a rocas arcillosas o a la precipitación de sales de las mismas fuentes termales. Figura 1. Estructura de sistema geotérmico [7]. 5. Ventajas y Desventajas de la Generación Geotermoeléctrica 5.1. Ventajas Las ventajas de la producción de electricidad por medio de las Centrales Geotermoeléctrica, son: Limpieza. Las plantas geotérmicas, como las eólicas o solares, no queman combustibles para producir vapor que haga girar las turbinas. Hay un aire sin humo alrededor de las plantas geotérmicas, de hecho algunas están construidas en medio de granjas de cereales o bosques, y comparten tierra con ganado y vida silvestre local. Facilidad en la tierra: El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas por megavatio es menor que otro tipo de plantas. Las instalaciones geotérmicas no necesitan intervenir ríos o talar bosques, y no hay instalaciones mineras, túneles, bocas abiertas, piscinas de desecho ni fugas de combustible. Fiable: Las plantas geotérmicas están diseñadas para funcionar las 24 horas del día durante todo el año. La central geotérmica es resistente a las interrupciones de generación de energía debidas al tiempo, desastres naturales o acontecimientos políticos que puedan interrumpir el transporte de combustibles. Flexible: Las plantes geotérmicas pueden tener diseños modulares, con unidades adicionales instaladas en incremento cuando sea necesario debido a un crecimiento en la demanda de la electricidad. Mantiene el dinero en casa: El dinero no debe ser exportado para poder importar combustible en el caso de las centrales geotérmicas. El "combustible" geotérmico - como el sol o el viento- está siempre donde está la central; los beneficios económicos se mantienen en la región y no hay colapsos por el precio del combustible. Ayuda al crecimiento de países en vías de desarrollo: Los proyectos geotérmicos pueden ofrecer todos los beneficios arriba mencionados para ayudar a crecer a países en vías de desarrollo sin contaminación. Además, instalaciones en sitios remotos pueden elevar el estándar de vida y calidad de vida, gracias a que proporcionan electricidad a la gente lejana de los centros de poblaciones electrificadas Desventajas La principales desventajas de la producción de electricidad por medio de las Centrales Geotermoeléctrica son: Las centrales deben instalarse sobre los yacimientos, lo que a veces implica lejanía de los centros de consumo. Las grandes inversiones iniciales, el bajo rendimiento y la restricción de uso a áreas cercanas a la fuente. A pesar de esto, existe una gran compatibilidad ambiental de este tipo de energía, siendo muy promisorio su futuro ya que los factores ambientales pesarán cada vez más [4]. 6. Tipos de Tecnologías Existen distintos tipos de tecnología para poder generar electricidad a partir de los fluidos geotérmicos, de las cuales se presentan a continuación cuatro de ellas que podrían ser implementadas en el territorio chileno. El tipo de conversión usado depende del estado del fluido (vapor o agua) y su temperatura: Plantas de vapor seco Plantas de ciclo binario

4 Plantas con tecnología Kalina Plantas de vaporización (Flash to steam) Por las características de el Yacimiento geotermal que se presenta más adelante (Manzanar), se estima que la tecnología más adecuada será la de tipo Flash to steam o vaporización. A continuación en la figura 2 se presenta un esquema general de este tipo de tecnologías. Estas Plantas Flash to steam usan agua a una temperatura superior a 150 C. Esta agua muy caliente es bombeada a alta presión hacia el equipo en la superficie, donde la presión se baja repentinamente permitiendo que parte del agua caliente "destelle" en vapor. El vapor se usa entonces para mover el generador. El agua caliente y vapor restantes son inyectados nuevamente al depósito. La energía geotérmica de alta temperatura existe en las zonas activas de la corteza terrestre. A partir de depósitos de agua cuya temperatura está comprendida entre 150 y 400ºC, se produce vapor en la superficie que, al ser enviado a las turbinas, genera electricidad Figura 2. Esquema general del tipo Flash to steam. 7. Aspectos Geológicos e Impacto Medioambiental El desarrollo de energía geotérmica ha tenido un gran impacto positivo en el medio ambiente en comparación al desarrollo de otras fuentes convencionales de energía tales como el carbón y le petróleo, incluso frente al gas natural. Una típica planta geotérmica que usa agua caliente y vapor para generar electricidad emite solamente alrededor del 1% de SO 2 y 5% del CO 2 emitido por una planta térmica a carbón de igual tamaño. Además, las plantas geotérmicas no emiten gases NO x.en el caso de los gases de SO 2, Estos se emiten en la forma de H 2 S (ácido sulfúrico) y por lo tanto no permiten la formación de lluvia ácida. El bajo % de CO 2 emitido a la atmósfera es uno de los grandes efectos beneficiosos para la humanidad, ya que evita aumentar el efecto invernadero en la Tierra [5]. 8. Experiencia Mundial A partir de la década de los 60 se inicia, en diversas partes del mundo, una intensa actividad de investigación y exploración de los recursos geotérmicos, con el objeto de utilizarlos ya sea como energía calórica o bien para la generación de electricidad. Es así como en 1995 la capacidad instalada de plantas Geotermoeléctricas alcanzaba a MW, proyectándose para el año 2003 una capacidad de MW. En cuanto a usos directos de la energía geotérmica, ya sea para calefacción, procesos industriales o agropecuarios, alcanzaba a una magnitud equivalente a [MWh] La energía geotérmica proporciona más de megavatios (MW) de poder eléctrico a los residentes americanos, comparable a 60 millones de barriles de petróleo por año, bastantes para 3.5 millones de casas. Éste es sólo un fragmento pequeño del valor potencial de energía geotérmica en el EE.UU. La electricidad producida en centrales geotérmicas es limpia, ya que ningún combustible fósil se quema. Con esta producción se redujo en EE.UU. la emisión en 22 millones de dióxido de carbono en un año [7]. La electricidad geotérmica es fiable, las plantas proporcionan una disponibilidad promedio del sistema en un 95% o más alto, en comparación al 60-70% que permiten las centrales a carbón y centrales nucleares. 9. La necesidad de la Generación Geotermoeléctrica en Chile 9.1. Sector Eléctrico Nacional El sector eléctrico nacional atraviesa por un período de desafíos y oportunidades que permiten el aprovechamiento de los recursos energéticos renovables con un buen potencial. En efecto, se advierte un nivel bajo de inversión en generación en el Sistema Interconectado Central (SIC), el cual, junto con los posibles conflictos provenientes de la dependencia energética de gas natural con Argentina, abren las posibilidades para explorar nuevos recursos que

5 diversifiquen la matriz energética nacional, en particular el de las llamadas energías renovables no convencionales como lo es la geotérmica. Sin embargo, el marco legal en el cual se desenvuelven las energías renovables no convencionales es el mismo que se aplica a las energías tradicionales. Esto implica que el grado de explotación de estos recursos dependerá fuertemente de la competitividad, en términos de precio y calidad, así como del adecuado tratamiento a posibles barreras de entrada de estos recursos. Estas energías renovables no convencionales mantienen una participación marginal en la matriz energética nacional, situación que no variará una vez concluidas las iniciativas en marcha de promoción de su introducción en el sector rural. Más aún es probable que su participación global disminuya en el largo plazo, a medida que el país vaya aumentando su cobertura de redes de distribución de energía eléctrica, a menos que se establezcan mecanismos que promuevan la introducción de las estas energías en los mercados tradicionales de la energía Crecimiento de la demanda En Chile la demanda por energía eléctrica crece en estos últimos años a un ritmo elevado lo que se debe principalmente a 4 factores, los cuales son: I. Aumento de la población II. Aumento de PIB (producto interno bruto) III. Intensidad de energía eléctrica por unida de producto bruto IV. Crecimiento del porcentaje de electrificación Este crecimiento en los últimos 15 años en el sistema Interconectado central (SIC) [9] ha sido a un ritmo aproximado de 7.5%, y que aun cuando en los últimos años el país se ha visto enfrentados a una crisis económica, el crecimiento del sector no se ha interrumpido. Por lo que considerando este dato histórico, la Comisión Nacional de energía (CNE) estima que el SIC tendrá un aumento en los próximos años de aproximadamente un 8%, lo que se puede ver en la siguiente figura 2. Demanda anual de energia en el SIC (GWh) año Figura 2. Proyección de la demanda anual en el SIC entre los años Dadas estas estimaciones se puede proyectar que la demanda en el SIC en el año 2013, llegará a GWh, por lo que se requerirá una potencia instalada MW. Esta cifra representa un poco más del doble de la potencia instalada en SIC en la actualidad Oferta de energía y plan de obras En la actualidad la potencia instalada en los sistemas eléctricos chilenos SIC, SING, Magallanes y Aysen, llega a los De estas potencias instaladas, corresponden al SIC la potencia de 6.579, alcanzando a cubrir la demanda de MW para el año 2002 [1], con una holgura aproximada de 24%. Sin embargo esta holgura no se verá sustentada en el tiempo debido a las tasas de crecimiento de la demanda, explicada anteriormente, y al plan de obras de generación eléctrica proyectados para los próximos 10 años. Este plan de obras para generación eléctrica, consta con los futuros proyectos de centrales eléctricas que serán instaladas en el sistema Interconectado Central en los próximos 10 años. Este se encuentra publicado en el documento de Fijación de Precios de Nudos (Abril 2003) en el SIC, elaborado por la Comisión Nacional de Energía de Chile [1].

6 Por lo tanto, podemos ver que existe una relación entre la proyección de la potencia instalada según el plan de obras publicado por la Comisión Nacional de Energía, y la demanda proyectada. Esta relación se denomina holgura de satisfacción de la demanda, la cual representa la potencia sobrante del sistema. Esta se puede ver en la figura 3. Holgura de satisfacción de la demanda Demanda Estimada / Potencia Instalada (%) 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% años Figura 3. Proyección de la holgura de satisfacción de la demanda. Se proyecta que para el año 2004 habrán instalados unos MW en el SIC, frente a los MW demandados [1], lo que representaría una holgura del 30%. Sin embargo, de la figura 3 se puede apreciar que se presentaría una baja en el porcentaje de la holgura de satisfacción de la demanda. A continuación se muestra en la tabla 1 el aporte realizado por las distintas alternativas de generación eléctrica en la proyección realizada en el SIC, indicadas en el plan de obras. Tabla 1. Aportes de alternativas de generación eléctrica proyectadas entre años por el Plan de Obras Central ciclo combinado (Gas Natural) Central Hidráulica Centra leña, desechos forest. Interconex. SIC-SING Interconex. SIC-SADI Total aportes De esta tabla 1 se puede apreciar el gran aporte proyectado por la alternativa de generación eléctrica basada en el Gas Natural, para una mejor apreciación de esta situación se presenta una gráfica en la figura 4 con los distintos aportes realizados por las distintas alternativas de generación eléctrica en la proyección realizada en el SIC. Resumen con el aporte de las alternativas de genracion proyectadas 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Central ciclo comb Central Hidráulica Central Carbón SIC-SING SIC-SADI Figura 4. Aportes delas distintas alternativas de generación eléctrica en la proyección realizada en el SIC. Se puede percibir que el interés de las empresas por expandir su capacidad instalada no se hará efectivo sino hasta que se realice un cambio en el marco regulatorio. En consecuencia todas las centrales proyectadas para el futuro, son necesarias para asegurar el abastecimiento eléctrico, basándose principalmente en el gas natural, por ser una alternativa de bajo precio. Uno de los ejemplos concretos de integración, en el sector gasífero, lo constituye GasAtacama, Este tipo de inversiones presenta beneficios, especialmente al posibilitar un mayor desarrollo eléctrico en el país, con la incorporación de plantas de ciclo combinado. Los menores costos y tiempo de construcción de este tipo de centrales constituyen una alternativa, especialmente considerando el crecimiento previsto de la demanda eléctrica tanto en el SING (Sistema Interconectado del Norte Grande) como en el SIC (Sistema Interconectado Central). Sin embargo, cabe destacar la importancia de diversificar las fuentes de abastecimiento de gas natural de Chile, en lo cual Bolivia jugaría un importante rol; ello teniendo en cuenta que el actual escenario económico que enfrenta Argentina no hace rentable la exploración y desarrollo de reservas de gas natural en ese país, además de que la cuenca de Neuquén, que es el yacimiento argentino de gas natural que abastece las centrales de San Isidro, Nehuenco, Nueva Renca, Taltal y de las futuras centrales de ciclo combinado proyectadas por el plan de obra conectadas al SIC, presenta análisis de reservas que demuestran que en un plazo no superior a los 7 a 13 años las reservas prácticamente estarán agotadas [7] y [10].

7 Por el contrario, según los últimos datos, las reservas bolivianas alcanzarían para satisfacer la demanda, aunque se concretaran todos los megaproyectos en torno a este producto (como la exportación de gas natural licuado a México, Brasil y California) el 50% de las reservas aún no estaría colocado. El problema con Bolivia es que Brasil estaría dispuesto a pagar el doble de lo que paga Chile por el gas natural, elevando los precios de este, repercutiendo en un eventual aumento en los precios de nudos del SIC, sumándose a lo anterior el descontento de la ciudadanía con la venta del recurso a Chile. 10. Dependencia Energética Este tema no es puramente político ni estratégico militar, como se tiende a pensar muchas veces. Sino más bien de resguardos y balances económicos, tal como sucede con los inversionistas que diversifican sus portafolios de acciones. Ya que países con escasos recursos energéticos son sensibles al suministro de energía primaria. En ese sentido si dejamos que la solución energética del futuro sea la instalación de centrales de ciclo combinado a gas natural, tal como se indica en plan de obras anteriormente señalado, no estaremos diversificando nuestras fuentes energéticas y estaremos dependiendo de un recurso temporalmente barato como es el gas natural. Como así mismo estaríamos provocando un desbalance comercial, al comprar indirectamente gran parte de la electricidad a un solo país, como es el caso de Argentina. Debido a lo anteriormente señalado, estaríamos siendo vulnerables a situaciones tales como, un crudo invierno Argentino, una huelga, un cliente destinado a pagar más por el gas (se dice que Brasil estaría dispuesto a pagar a Bolivia el doble del precio que nosotros pagamos por el gas), etc. En definitiva estaríamos en un escenario donde el gas natural podría alcanzar precios mucho más altos que los actuales, esto en el mejor de los casos en que siguiéramos con suministro, pues un desperfecto en los gaseoductos podría tener grandes consecuencia para el abastecimiento eléctrico, más aun si se combina con un año cuya hidrología sea desfavorable. Todo lo anterior nos lleva a pensar que diversificar las fuentes energéticas sería conveniente. Y en ese escenario la posibilidad de centrales Geotermoeléctricas parece conveniente, más aun si se tiene en cuenta los bajos costos marginales que poseen. 11. Central Geotermoeléctrica como alternativa de suministro en el SIC Dentro del constante desarrollo industrial y tecnológico al cual se ve enfrentado el país, surgen mayores requerimientos de calidad y eficiencia de suministro de energía eléctrica que abastezcan en forma óptima nuevos consumos. Por ello, al momento de determinar alternativas factibles de proyectos eléctricos industriales, resulta de gran importancia evaluar los distintos escenarios posibles. Se presentarán posibles alternativas de suministro de energía eléctrica para una demanda de 50 [MVA] a factor de potencia 0,95, cuyos consumos están ubicados en la Subestación Temuco perteneciente al Sistema Interconectado Central de Chile. Estos consumos podrán ser abastecidos desde las siguientes centrales: i. Central Canutillar conectada a la Subestación Puerto Montt del SIC. ii. Central Geotermoeléctrica conectada a la Subestación Temuco del SIC. A continuación se muestra en la figura 5 el diagrama unilineal simplificado de esta situación 100 km 60 km 150 km 215 km 365 km Figura 5. Diagrama unilineal simplificado con la disposición de las centrales indicadas. Esta simulación tiene la finalidad de describir los requerimiento económicos que deben ser considerados para la evaluación de la viabilidad que pueda tener una central Geotermoeléctrica como suministro para consumos ubicados en el SIC.

8 Se realizará un análisis de alternativas económicas que resulten rentables para consumos ubicados en la Subestación Temuco, respecto a los precios cobrados por energía y potencia de punta. Luego, se determina cual es la alternativa más económica de suministro para el consumidor, considerando un horizonte de inversión de 20 años, con un interés del 10%. De resultar la alternativa más económica para el consumidor comprar la energía y la potencia en la Central Geotermoeléctrica, se realiza la evaluación económica de dicha central con la potencia que resulte más rentable generar según el resultado anterior Alternativa 1: Consumos abastecido por central Canutillar La Central Canutillar esta ubicadas a 60 [km] de la Subestación Puerto Montt con una potencia instalada de 140 [MVA], con un factor de potencia de 0,95. Con esto se aprecia que sobrepasa la potencia de influencia calculada para este nodo (20) [1], por lo que los precios de energía y potencia de punta en su subestación elevadora serán a lo mas los precios de energía y potencia de la Subestación Puerto Montt. Los precios de energía y potencia de punta en las barras que correspondan se calcularan y encontraran en el documento de FIJACIÓN DE PRECIOS DE NUDO PARA SUMINISTROS Abril 2003, publicado por la Comisión Nacional de Energía [1]. Para esta alternativa se determinaron los costos de suministro anuales que tendrá el consumidor. El Costo Base de la energía será de US$ anuales; El costo de potencia de punta será de US$ totalizando un Costo anual de US$ Por lo tanto, el Costo Actual Neto de esta alternativa de suministro a través de la Central Canutillar para consumos ubicados en la S/E Temuco, considerando un horizonte de inversión de 20 años, un interés del 10%, será de US$ Alternativa 2: Consumos abastecido por central Geotermoeléctrica La Central Geotermoeléctrica con la que se evaluará esta alternativa, se ubica 100 [km] de la Temuco en el yacimiento geotérmico Manzanar, el cual posee una capacidad de entre los 100 y 250, con una vida útil de 40 años aproximadamente, considerando un ritmo de extracción del fluido geotérmico de aproximadamente de [GWh] por año, con el 85% de reinyección (Fuente: Estudios realizados por ENAP). Para este ejercicio se considerará una potencia instalada de 50 [MVA] para la central, con un factor de potencia de 0,95 y factor de planta del 90% (típico para centrales térmicas). Con esto se aprecia que la potencia instalada sobrepasa la potencia de influencia calculada para este nodo, por lo que los precios de energía y potencia de punta en su subestación elevadora serán a lo mas los precios de energía y potencia de la Subestación Temuco. A continuación en la figura 6 se presenta un esquema virtual de las dimensiones de un central Geotermoeléctrica de 50 [MVA] de tecnología tipo Flash to steam. Figura 6. Esquema de una Central Geotermoeléctrica Por lo tanto, el costo anual que tendrá el consumidor al ser abastecido por la Central Geotermoeléctrica se calcula considerando que un año tiene 12 meses, que un mes tiene 730 horas de promedio y se consideran los precios del nudo Temuco. Para esta alternativa se determinaron los costos de suministro anuales que tendrá el consumidor. El Costo Base de la energía será de US$ anuales; El costo de potencia de punta será de US$ totalizando un Costo anual de US$ El Costo Actual Neto de esta alternativa de suministro a través de la Central Geotermoeléctrica para satisfacer una demanda de consumo eléctrico de 50 [MVA] ubicado en la S/E Temuco, considerando un horizonte de inversión de 20 años, un interés del 10%, será de US$ Por lo tanto, se puede concluir que desde la perspectiva del

9 consumidor, resulta como alternativa de suministro más económica, el comprar la energía y potencia de punta a la Central Geotermoeléctrica, debido a que se presenta el menor costo actual neto, es decir, la oferta de suministrar electricidad a consumos de 50 MVA en la región de Temuco a través de una central geotérmica sería la más preferida por la demanda del sector. Sin embargo, desde el punto de vista del inversionista en proyectos de generación eléctrica, resulta de gran importancia el análisis de las inversiones, costos e ingresos que este tipo de generación a partir de la geotermia representa. Por esto es que el siguiente paso es realizar la evaluación económica de esta Central Geotermoeléctrica ubicada en el yacimiento Manzanar, a 100 [km] de la S/E Temuco. 12. Viabilidad de inversión en Central Geotermoeléctrica en el SIC Las inversiones que son consideradas se aproximan a valores reales, ya que fueron buscados y analizados acuciosamente en medios bibliográficos, proyectos semejantes en el mundo, empresas del sector y cotizaciones informales. Con esto se definen los siguientes puntos para realizar el análisis de inversiones: Subproyectos, Exploración, Pozos y Vaporductos, Planta Eléctrica y Transmisión Ingresos por concepto de ventas de energía en el mercado spot La energía anual generada por esta central, según antecedentes recopilados, se puede estimar en [kwh] por cada 50 de potencia instalada suponiendo un factor de planta de 0.9. Para el caso geotérmico no se consideran efectos estacionales y/o horarios, lo que permite estimar el valor de la energía ponderando la energía anual esperada con el costo marginal promedio estimado para cada año. Por lo que se considerará el precio de la energí a en la Subestación Temuco como de 17,431 [$/kwh], esto es según el último precio de nudo calculado por la CNE en Abril 2003 para el nodo Temuco Ingresos por concepto de ventas de potencia La potencia firme es una fuente de ingresos para todas las centrales que tienen potencia disponible en un sistema, por lo que la estimación de su valor constituye un punto importante para la evaluación económica de cualquier proyecto de generación eléctrica. Esta potencia firme entregada por las centrales de este yacimiento se estima en 74% por cada 50 [MVA] de capacidad instalada. Por lo tanto, la valorización se estima según el último precio de nudo calculado por la CNE en Abril 2003 para el nodo Temuco el cual corresponde a aproximadamente 4.041,26 [$/kw/mes]. 13. Resultados de Evaluación Económica Los resultados que se obtienen luego de una simulación son los indicadores de desempeño económico VAN, que determina el valor actual neto del proyecto para el escenario definido en Flujo Puro, TIR, que estima la tasa interna de retorno del proyecto a partir de los flujos que se obtienen en el escenario definido en el Flujo Puro y el Período de recuperación de capital a partir de los flujos que se obtienen del Flujo Puro. Se denomina Caso Base, a considerar los precios de energía y potencia de punta presentes en la S/E Temuco, y a que una misma empresa realice las inversiones. Este caso Base tiene el siguiente resumen de inversiones, que se muestra en la tabla 2. Tabla 2. Resumen de Inversiones US$ Transmisión Planta Geotermoeléctrica Exploraciones Extracción del Vapor Subproyectos Total Inversiones Luego, el proyecto de Generación Geotermoeléctrica del yacimiento Manzanar posee los siguientes resultados que se muestran en la tabla 3. Tabla 3. Resultados de Evaluación Económica Precio Energía Horizontes Inversión VAN TIR Período Recuperación Capital (años) [mills/kwh] 20 años ( ) 8,9% No hay para 20 años años ( ) 9,8% No hay para 25 años 25

10 Se concluye de la tabla 3 que para las consideraciones del Caso Base, el proyecto se presenta como poco atractivo desde el punto de vista de la inversión privada, debido a que para horizontes de inversión de 20 y 25 años no existe una recuperación de la inversión presentando un VAN negativo y un TIR muy bajo. Sin embargo, si habría una recuperación de la inversión al considerar un horizonte de inversión sobre los 25 años. Esto se respaldaría en que la vida útil promedio del pozo de producción bordea los 40 años extrayendo aproximadamente 400 [GWh/año]. Sin embargo, conviene enfatizar que las tecnologías involucradas en la explotación de recursos geotérmicos se encuentran en desarrollo en la actualidad. Posiblemente este tipo de generación es la que está experimentando los cambios más rápidamente, por lo que se prevé un descenso en sus costos de inversión en el mediano plazo (antes de 5 años). Por ello, las evaluaciones económicas presentadas en este informe, que sólo se refieren a la situación actual, podrían variar en el futuro cercano. Del estudio económico puede observarse que a partir del VAN el proyecto no resulta atractivo para el inversionista en estas condiciones. Aún la TIR aparece poco atractiva alcanzando un 8.9% para un horizonte de inversión de 20 años, y 9,8% para un horizonte de inversión de 25 años. Por otra parte, el Período de Recuperación del Capital se hace poco atractiva la ejecución del proyecto puesto que la vida útil del yacimiento no garantiza sobrepasar los 40 años de operación. En este contexto, el indicador relativamente favorable es el Precio de la Energía, dado que el escenario futuro de precios del SIC puede alcanzar estos valores (25 mills o mayores). El estudio de sensibilización; que considera variaciones en costos, precios y horizontes de análisis; revela una variación de la TIR entre un 6,1 % y un 12,6 %, por lo que el proyecto presenta ventajas económicas respecto del caso base en algunos escenarios. Los estudios revelaron que los parámetros más significativos en la sensibilización son los escenarios de precios futuros del sistema (trenes de precio) y los costos de inversión de la Central. Una situación particular presenta el escenario en el cual el costo de inversión de la Central Geotermoeléctrica se estima en un 20% menor al del caso base. Los indicadores económicos exhibidos son los que se muestran en la tabla 4: Tabla 4. Reducción del Factor de la Central Geotermoeléctrica en un 80%. Reducción ( 80%) Horizonte VAN TIR Período Recup. Precio Energía Inversión Capital (años) mills/kwh 20 años ,4 % años ,2 % años ,6 % Aunque el VAN todavía se presenta bajo, la TIR alcanza el 10,4% y el valor del Precio de la energía corresponde a un escenario posible en el mediano plazo. Además, el Período de Recuperación del Capital de 18 años permite pensar en una posible ejecución del proyecto puesto que la vida útil del yacimiento puede alcanzar, aproximadamente, hasta 40 años de operación. Por lo que el pensar en aumentar el horizonte de inversión en base a la vida útil del yacimiento, resulta ser más atractivo este tipo de proyecto. 14. Conclusión Desde el punto de vista técnico no se identifican problemas significativos para la incorporación de energía geotérmica en el Sistema Interconectado Central. La operación de esta central es similar a las térmicas convencionales y las restricciones operacionales serían similares. Así, habría un mínimo técnico para comenzar a operar, el control del flujo de calor y vapor las hace lentas en la regulación de frecuencia y toma rápida de carga, comparadas con las centrales hidráulicas. Dado que estas centrales se ubican en la zona precordillerana, requieren de líneas de transmisión para llegar a los puntos de entrega del Sistema Interconectado Central. Estas distancias pueden llegar a 100 kilómetros o más, dependiendo del yacimiento geotérmico. La seguridad de estas centrales depende por lo tanto de la seguridad que proporcionan las líneas de transmisión. Esto no debe representar mayores dificultades ya que en la actualidad la mayoría de las centrales hidráulicas en operación se encuentran también alejadas de las principales subestaciones (puntos de interconexión) del SIC. En el desarrollo inicial de los proyectos Geotérmicos el riesgo asociado a la fase de exploración se presenta como una barrera de entrada al desarrollo de esta tecnología. Si bien los montos de inversión son comparativamente bajos respecto del total, pueden llegar a constituir en términos absolutos una cantidad importante. Esta barrera debiera disminuir en forma importante en la medida que existan proyectos geotérmicos exitosos en el país. En este contexto, en el caso estudiado de la manifestación geotermal Manzanar existen estudios previos sobre el potencial del yacimiento y en consecuencia, el riesgo asociado a la fase exploración se reduce. Este proyecto analizado ha correspondido al desarrollo de una investigación en medios bibliográficos, proyectos semejantes en el mundo, empresas del sector y cotizaciones informales.

11 15. Referencias [1]Gobierno de Chile, Comisión Nacional de Energía [2] Jorge Rodríguez Grossi Biministro de Economía y Energía. Entrevista publicada en Revista Electricidad Interamericana (Agosto 2001) [3] Geothermal Power Plants and Electricity Production [4] Gobierno de México, Comisión Federal de Electricidad de México [5] Leonidas Osses Sagredo Revista Electricidad Interamericana Cap. Nº 27 / Enero / Febrero /1997/ [6] Fundamentos de Termodinámica VAN WYLEN [7] Alfredo Lahsen Azar La energía geotérmica: posibilidades de desarrollo en Chile Departamento de geología facultad de ciencias físicas y matemáticas - Universidad de Chile. [8] Seminario de Energía Geotérmica Facultad de Ingeniería Pontificia Universidad Católica de Valparaíso [9] Comisión de Despacho Económico del Sistema Interconectado Central [10] Secretaria de Energía -República de Argentina FEASIBILITY OF GEOTHERMAL POWER PLANTS IN CHILE Abstract: The permanent increase of the energy demand in countries like Chile requires a strong research activity for finding new energy resources at low cost. This implies a deep and systematic investigation that has as purpose, to obtain an energetic matrix so wide as possible. This investigation should consider like an important condition to be under the contexto of sustainable development. Considering this aspects we present some preliminary results of analysis of viability related with the alternative of electric geothermal plants of power to the south of Chile. Keywords: Geothermal, Power Plants, Electricity Production.