Frontera de eficiencia: metodología para la determinación del valor agregado de distribución

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1 Frontera de eficiencia: metodología para la determinación del valor agregado de distribución Taller de Investigación Modelación de Mercados Eléctricos Pontificia Universidad Católica de Chile Octubre, 2002 Raúl Sanhueza H. Departamento de Ingeniería Eléctrica Pontificia Universidad Católica de Chile Contenido Introducción Empresa Eficiente Procedimiento Fijación VAD Diseño Empresa Eficiente; Consultores Comparación de Estudios; Empresas - CNE Medición de Eficiencia Hipótesis de Trabajo Objetivos Conclusiones 2

2 Empresa eficiente Introducción Ley General de Servicios Eléctricos, DFL de 982, del Ministerio de Minería Reglamento de la ley, DS 327 del Ministerio de Minería, de 998 Tarificar a costos medios de largo plazo 3 Sistema de Precios a Consumidores Sistema de generación y transporte Sistema de distribución CMag CMag Pnudo+VASTx Pnudo + VASTx + VAD Precio Spot Se calcula en forma horaria mediante el costo marginal instantáneo de potencia en horas punta. Precio de nudo Son fijados por la CNE semestralmente y se compone de un precio por energía y otro de potencia en punta. Contratos Libres Precios pactados entre clientes libres y empresas generadoras, son bilaterales y confidenciales. 4

3 Empresa Eficiente Debe considerar debidamente los niveles de calidad y de seguridad exigidos. Sus instalaciones deben estar adaptadas a la demanda. Debe ser eficiente en su política de inversiones y en su gestión. Debe operar dentro del país. 5 Procedimiento Fijación del VAD Elaboración de bases para estudios de costos de V.A.D Definición de áreas típicas de distribución Observaciones a las bases y definición de áreas típicas Bases definitivas Elaboración de estudios de costos (CNE y las empresas) Estudio dentro de bases? no Correcciones a estudios de empresas si Acuerdo? 6 si Revisión de estudios de empresa por parte de CNE no Ponderación de los VAD obtenidos por cada estudio y obtención de tarifas básicas preliminares por área y por empresas Chequeo de rentabilidad de la industria (CNE) Cálculo de los VAD corregidos por área típica (CNE) Elaboración de informe con los VAD definidos por parte de la CNE Tramitación decreto tarifario en contraloría y publicado en el diario oficial

4 Diseño Empresa Eficiente Costos de Inversiones Diseño de redes BT y AT, Transformadores Costos de Operación y Mantención Costos estándares industria Cálculo de Pérdidas Balance potencia y energía Diseño Organizacional Criterios cuentas vigentes SEC Costos de Remuneraciones Estudio de mercado de remuneraciones Homologación de cargos 7 Componentes del VAD Costos fijos por concepto de gastos de administración, facturación y atención del usuario, independiente del consumo, expresado en pesos al 3 de diciembre del último año del período en estudio. Pérdidas medias de distribución en potencia y energía, expresadas respectivamente como multiplicadores de la potencia y energía suministrada en el último año del período en estudio. Costos estándares de inversión, mantención y operación asociados a la distribución, por unidad de potencia suministrada, expresados en pesos al 3 de diciembre del último año del período en estudio. Los costos anuales de inversión se calculan considerando un Valor de Reemplazo, de instalaciones adaptadas a la demanda, su vida útil y una tasa de actualización igual a 0% real anual. 8

5 Componentes del VAD Costos fijos por gastos de administración, facturación y atención de usuarios CFE: Costo fijo medidor simple de energía [$/clientes/año] CFD: Costo fijo medidor de energía y demanda máxima [$/clientes/año] CFH: Costo fijo medidor de energía y demanda horaria [$/clientes/año] Factores de expansión de pérdidas medias de distribución en potencia y energía AT AT BT BT Potencia Energía Potencia Energía Factor de expansión de pérdidas PMPAD PMEA PMPBD PMEB Costos estándares de inversión, mantención y operación asociados a la distribución VADAT: Costos estándares de distribución en alta tensión [$/kw/año] VADBT: Costos estándares de distribución en baja tensión [$/kw/año] 9 Comparación Estudios Consultor de Empresas / Consultor de CNE en (%) Proceso 992 Item Area Area 2 Area 3 CFE CDAT CDBT Proceso 996 Item Area Area S Area 2 Area 3 Area 4 CFE CDAT CDBT Proceso 2000 Item Area Area 2 Area 3 Area 4 Area 5 Area 6 CFE CDAT CDBT CFE: Costo fijo por cliente CDAT: Valor agregado por costos de distribución AT CDBT: Valor agregado por costos de distribución BT [$/cliente/año] [$/KW/año] [$/KW/año] 0

6 Metodología Propuesta Fronteras de eficiencia Desarrollar un modelo funcional de producción. Establecer una referencia representativa de eficiencia para todos los segmentos o áreas de distribucón típica. Farrell (957) Propone una medición de eficiencia en base a una medida de distancia Eficiencia económica Eficiencia técnica Eficiencia en la asignación Medición de Eficiencia x 2 /y S P x x 2 y ET = OQ OP A R Q Q EA= OR OQ EE = OQ OR = OR OP OQ OP S 0 A x /y 2

7 Medición de Eficiencia Paramétrico Estadística, (COLS) Frontera Estocástica, (FPE) No Paramétrico Análisis Envolvente de Datos Data Envelopment Analysis, (DEA) 3 Estadística, (COLS) n n n ln u = a + ln α x + γ ln x ln x + ε 2 i i ij i j i= i= j= n n n ln u = a + µ + ln x α + γ ln x ln x + ε µ 2 i i ij i j i= i= j= x2/y µ x/y 4

8 Frontera Estocástica, (FPE) ( ) : φ ( ) exp{ ε} L u x u x n n n ln u = a + ln α x + γ ln x ln x ε ε i i ij i j i= i= j= 2 2 N 0,, N 0, ε 2 ε ε σ ε σ 2 n n n i i 2 ij i j i= i= j= ω = ε + ε = ln u a + α ln x + γ ln x ln x a, α i y γ ij son parámetros determinados por máximo likelihood 5 Data Envelopment Analysis, (DEA) Charnes, Cooper y Rodes (978): CCR EF = u y + u y + L + u y vx+ v x + L + v x y: salidas x: entradas v 0 u 0 s m s m DEA: DMU: Data Envelopment Analysis Decision Making Unit 6

9 Data Envelopment Analysis, (DEA) CCR : max u, v sujeto a : u y + u y + L + u y θ o = vx + v x + L + v x 2 o 2 2o o 2 2o uyo + u2y2o + L + usy vx o + v2x2o + L + vmx u, u2, L us 0 v, v, L v 0 s so mo s m so mo, j = L n CCR D : minθ, z sujeto a : θ o n θ o xio z j xij j = 0, i =,, m n yro + z jyrj j = 0, r =,, s z j 0, j =,, n 7 Procesos Regulatorios Internacionales Autores País de Estudio Tamaño de la Muestra Años London Economic (994) Nueva Gales del Sur, Estados Unidos y Reino Unido London Economic (997) Queensland, Estados Unidos y Reino Unido London Economic (999) Australia, Inglaterra y Gales, Estados Unidos, Nueva Zelanda Weyman-Jones (992) Inglaterra y Gales Pollitt (995) Estados Unidos, Inglaterra y Gales Variable London Economic (994) London Economic (997) London Economic (999) Weyman-Jones (992) Pollitt (995) GWh vendidos Salida Salida - VMA - Número de clientes Salida Salida Salida Salida Salida GWh vendidos a clientes Salida - - Salida Salida domiciliarios GWh vendidos a clientes no Salida Salida domiciliarios GWh vendidos a clientes Salida - Comerciales GWh vendidos a clientes Salida - Industriales Demanda de punta (MW) - Salida Salida Salida, VMA Salida Energía total desarrollada - - Salida - - (GWh) Número de empleados - Entrada - Entrada Entrada Salarios Entrada Otros, operación y Entrada Entrada Entrada - - mantención Reserva de Capital - Entrada Kilómetros de línea Entrada - Entrada Entrada, VMA Entrada Capacidad de Entrada - Entrada Entrada, VMA Entrada transformadores (MVA) Densidad de Población VMA - Proporción del mercado VMA - Industrial 8

10 (Continuación..) Pollitt (995) Huettner y Landon (977) Fillippini (2000) C Costo de distribución en 000s de Costo total de distribución por Costo promedio por kwh dólares por millones de kwh kwh β Ventas totales a clientes en Capacidad total en MW kwh transportado por la red de medio voltaje millones de kwh β2 Razón de demanda máxima a la promedio Demanda promedio como una razón de la capacidad máxima Capital β3 Número de clientes Número de transformadores por Salario clientes β4 Proporción de ventas residenciales a las ventas totales (%) Ventas a clientes residenciales (MWh) Variable muda, separa las empresas de distribución que operan en la red de alto voltaje β5 Kilómetros de circuito de distribución aéreos totales por cliente β6 Kilómetros de circuito de distribución subterráneos totales por cliente β7 Capacidad de transformadores (MVA) por clientes β8 Area de servicio en kilómetros cuadrados β9 Costo salarios en 000s de dólares por empleados β0 Variable muda de propiedad, ( = Ventas a clientes comerciales (MWh) Ventas a clientes industriales (MWh) Costo salarial de la compañía ($/hora) Geográfica, variable muda Propiedad, variable muda Pública, 0 = Privada) - β País, variable muda ( = UK, 0 = US) - β2 - - β3 - - Porción de electricidad que se reparte en la red de bajo voltaje Consumo promedio de los clientes en bajo voltaje Factor de carga Densidad del cliente medida en clientes por hectárea Porción de tierra agrícola Porción de tierra boscosa Porción de tierra improductiva con respecto al tamaño total del área de servicio Variable que controla otras salidas incluidas en los datos contables de las empresas Variable de tiempo que captura el cambio en tecnología, representa el cambio en la eficiencia técnica. 9 Evidencia de una Frontera de Eficiencia en la Determinación del VAD NOMBRE EMPRESA VNR fijado m$ POTENCIA GW LONGITUD km línea CHILECTRA , ,4 RIO MAIPO , ,3 CGE , ,2 EMELAT ,9.39,2 PUENTE ALTO ,7 234,5 ELECDA ,3.208,5 CONAFE , ,3 ELIQSA ,7 8,6 EMELARI ,9 664,8 CHILQUINTA , ,5 COOP. CURICO ,0 472,3 COLINA ,6,9 EDELMAG ,4 66,4 LUZANDES ,7 8,7 PIRQUE ,9 43,6 TILTIL ,9 00,3 EMEC , , EDECSA ,5 367,2 EMELECTRIC , ,0 SAESA , ,2 EDELAYSEN ,0 376,5 ELECOOP ,2 707,3 FRONTEL , ,2 EMELCA ,0 97,5 LUZLINARES ,6.345,8 COOPELAN ,0.060,2 LUZPARRAL ,8.53, SOCOEPA 3.9,467 3,5 780, CREO ,5 373,5 COOPREL ,4 604,5 CODINER ,4.662,9 COPELEC , ,3 EMETAL ,4.954,4 COELCHA ,6.04,0 20

11 Frontera de Eficiencia para el VNR 7 x [GW/m$] [km /m $] x Frontera de Eficiencia para el VNR 3 x 08 miles de $ al 3 de diciembre de VNR real VNR modelo DEA VNR cons ultores CNE Em pre s as 22

12 Hipotesis Es, precisamente, la falta de unicidad en cuanto a criterios metodológicos en la caracterización de la empresa modelo y determinación del valor agregado de distribución lo que alienta el desarrollo de esta investigación. La hipótesis de trabajo, sobre la cual se sustenta el desarrollo de esta investigación, es que se pueden formular ciertas metodologías y modelos matemáticos robustos para procesos regulatorios de distribución, basados en estudios benchmarking, donde resulta necesario la comparación y determinación de eficiencia del grupo de empresas en estudio. Estas metodologías pueden investigarse, desarrollarse y evaluarse, para su aplicación en la regulación chilena, como en otras de Latinoamérica de características similares a la chilena. 23 Objetivos Análisis crítico de la formulación y aplicación del esquema regulatorio de distribución por empresa modelo, en cuanto a metodologías, procedimientos, resultados y rigurosidad teórica empleados. Evaluación de las teorías metodológicas matemáticas empleadas en los procedimientos regulatorios basados en benchmarking, con el fin de adaptarlas para el desarrollo y especificación de empresas modelos eficientes operando en el país. Desarrollo de un procedimiento metodológico matemático generalizado y sistemático de determinación del valor agregado de distribución. Proposiciones a los procedimientos de fijación de tarifas de distribución, orientadas a mejorar la calidad de los estudios de valor agregado de distribución, con una rigurosidad teórica mínima que permita disminuir las ambigüedades metodológicas de la ley vigente. 24

13 Conclusiones 25