Energ a en chile para el siglo xxi
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Energía en Chile para el Siglo XXI. El caso de las Renovables Prof. Roberto Román L. Universidad de Chile. A modo de presentación.

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Presentation Transcript


Energ a en chile para el siglo xxi

Energía en Chile para el Siglo XXI

El caso de las Renovables

Prof. Roberto Román L.

Universidad de Chile


A modo de presentaci n

A modo de presentación

  • Roberto Román L.: Ingeniero Civil Mecánico; especialista en Termofluidos. Formación post grado en energía solar. Profesor Asociado de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la Universidad de Chile. Actualmente Vicepresident of MembershipAffairs de la International Solar EnergySociety (ISES). Esta es la Organización científica más extensa y más antigua en energía solar en el mundo.

  • Investigador y Consultor en energías renovables tanto a nivel nacional como Internacional.

  • Formador de EcoMaipo: una organización dedicada a educación, formación y llevar las energías renovables a sectores menos favorecidos.


Temario

Temario:

  • Crecimiento eléctrico en el SIC

  • Evolución de las tecnologías (costos nivelados de energía, calculados por Bloomberg)

  • Alternativas al 2011, 2020 y 2030

  • Curva actual de demanda e impacto de ERNC

  • El caso de la energía solar

  • Conclusiones


Demanda hist rica chile 1993 2010

Demanda Histórica Chile 1993-2010

6,7%

5,4%

22%


Demanda hist rica chile 2000 2010

Demanda Histórica Chile 2000-2010

4,1%

3,9%

5%


Pib y demanda energ a el ctrica 2003 2010

PIB y Demanda Energía Eléctrica 2003-2010


Realidad de nuestro sistema el ctrico

Realidad de nuestro sistema eléctrico

Realidad: Para el SIC y el SING, el aumento de demanda estará en torno al 3,5 a 4,5% al año. Es consecuencia de mayor eficiencia y cambios tecnológicos que están ocurriendo en el mundo y Chile. Como también de mayor costo de los combustibles “tradicionales”

Esto implica que para duplicar demanda deben pasar al menos 15 a 17 años…


Como ha crecido el sic

Como ha crecido el SIC

En la última década la inversión ha sido sobre todo térmica. Se ha privilegiado poca inversión.…


Como ha crecido el sic1

Como ha crecido el SIC

Demasiado diesel y gas, lo que lleva a muy altos costos marginales.…


Energ a en chile para el siglo xxi

  • Las ERNC son demasiado caras…

Para analizar esta afirmación, NRDC contrató el expertise

de Bloomberg New Energy Finance (BNEF) y de Valgesta Energía.

Realizaron un estudio sobre el costo nivelado de la energía (LCOE)


Qu es el costo nivelado de energ a lcoe

¿Qué es el costo nivelado de energía?(LCOE)


Descripci n del modelo de costo nivelado de energ a

DESCRIPCIÓN DEL MODELO DE COSTONIVELADO DE ENERGÍA

Análisis de la construcción

Al indicar el precio que permite a una tecnología vender electricidad de manera rentable, la técnica permite que el LCOE sea representativo en un proceso competitivo de licitación para contratos de energía reales.

Costo de desarrollo

Análisis del flujo de efectivo

TasaInterna

De Retorno

(10%)

Flujos de efectivo después de impuestos

Costo del equipo principal

Inversión en acciones

Costo de construcción

Precio

(LCOE)

Análisis anual de operaciones

Ingresos

Especulación sobre el precio de la energía

Factor de capacidad

Costo variable de O&M

Análisis fiscal

Costo fijo de O&M

Depreciación

Fuente: Bloomberg New Energy Finance.


Conclusiones principales del an lisis del costo nivelado de energ a

Conclusiones principales delanálisis del costo nivelado de energía

  • En general, las ERNC se harán cada vez más competitivas con las fuentes convencionales de energía.

  • Las nuevas fuentes de biogás, pequeñas hidroeléctricas, biomasa, energía eólica terrestre y energía geotérmica ya compiten con los costos de las principales tecnologías de Chile de grandes hidroeléctricas y termoeléctricas de gas natural. Muy pronto, la energía solar también podrá competir.

  • La volatilidad de los precios de combustible fósil aumenta la competitividad de la ERNC.

  • Aunque el análisis no los considera, determinados factores externos como la huella de carbono, la contaminación del aire y del agua y los efectos en el ecosistema, aumentan la competitividad de la ERNC.


Perspectiva de cada a o

Perspectiva de cada año

  • En 2011, el biogás, las pequeñas hidroeléctricas, la biomasa, la energía geotérmica y la energía eólica terrestre son ya fuentes de energía competitivas.

  • Para 2020, se incorporarán a estas tecnologías la energía termosolar y la fotovoltaica.

  • Para 2030, todas las tecnologías renovables serán más económicas o competitivas que las fuentes de energía convencional.


Costo nivelado de energ a en chile 2011

COSTO NIVELADO DE ENERGÍA EN CHILE,2011

Tecnología

Precios SIC 2010

Precios SING 2010

Zona competitiva en el mercado de contratos

Escenario central

Fuente: Bloomberg New Energy Finance, ValgestaEnergía . Fuente precios de energía : CNE,elaboración de Bloomberg New EnergyFinance

Nota: “Grandes hidroeléctricas” excluye proyectos en Aysén; “Pequeñas hidroeléctricas” son plantas que producen menos de 20MW. Todos los precios se expresan en dólares estadounidenses, al año 2010.


Costo nivelado de energ a al 2020

COSTO NIVELADO DE ENERGÍA AL 2020

Tecnología

Zona competitiva en el mercado de contratos

Escenario central

Fuente: Bloomberg New Energy Finance, ValgestaEnergíaFuente precios de energía : Programa de Estudios e Investigaciones en Energía del Instituto de Asuntos Públicos, Universidad de Chile ,elaboración de Bloomberg New EnergyFinance

Nota: “Grandes hidroeléctricas” excluye proyectos en Aysén; “Pequeñas hidroeléctricas” son plantas que producen menos de 20MW. Todos los precios se expresan en dólares estadounidenses, al año 2010.


Costo nivelado de energ a al 2030

COSTO NIVELADO DE ENERGÍA AL 2030

Tecnología

Zona competitiva en el mercado de contratos

Escenario central

Fuente: Bloomberg New Energy Finance, ValgestaEnergía . Fuente precios de energía : Programa de Estudios e Investigaciones en Energía del Instituto de Asuntos Públicos, Universidad de Chile ,elaboración de Bloomberg New EnergyFinance

Nota: “Grandes hidroeléctricas” excluye proyectos en Aysén; “Pequeñas hidroeléctricas” son plantas que producen menos de 20MW. Todos los precios se expresan en dólares estadounidenses, al año 2010.


Costo nivelado con transmisi n 2011

COSTO NIVELADO CON TRANSMISIÓN (2011)

Tecnología

Escenario central

El costo de transmisión de larga distancia afecta el costo total del proyecto.

USD/MWh

ERNCLCOE

Costo de transmisión

Nota: Se seleccionó una variedad de emplazamientos para el proyecto para cada tecnología y se agregó el costo de transmisión punto a punto al costo del proyecto.

Fuente: Bloomberg New Energy Finance, ValgestaEnergía

Nota: “Grandes hidroeléctricas” excluye proyectos en Aysén; “Pequeñas hidroeléctricas” son plantas que producen menos de 20MW. Todos los precios se expresan en dólares estadounidenses, al año 2010.

Precio de energía eléctrica en el SIC

Precio de energía eléctrica en el SING

Bloomberg proyecta costo de US$100/MWh


Impacto de la curva de aprendizaje en las estimaciones de capex

IMPACTO DE LA CURVA DE APRENDIZAJE EN LAS ESTIMACIONES DE CAPEX

USD/W

De 2010 a 2030 la energía eólica disminuirá un 48 %, la fotovoltaica un 60 %, y la termosolar un 60 %. No se prevén reducciones de costo para el carbón ni para el gas ni para las grandes represas.

Fuente: Bloomberg New Energy Finance.


Energ a en chile para el siglo xxi

  • Costosreales de las ERNC:

  • La Realidad:

    • En 2011, el biogás, las pequeñas hidroeléctricas, la biomasa, la energía geotérmica y la energía eólica terrestre son ya fuentes de energía competitivas.

    • Para 2020, se incorporarán a estas tecnologías la energía termosolar y la fotovoltaica.

    • Para 2030, todas las tecnologías renovables serán más económicas o competitivas que las fuentes de energía convencional.


Integraci n segura de la ernc e hidroel ctrica

Integración segura de la ERNC:e hidroeléctrica

  • Las energías eólica e hidroeléctrica se han utilizado de manera conjunta en todo el mundo.

  • Cuando la energía eólica o solar desplaza a la hidroeléctrica, se conserva el agua en las represas.

  • Cuando la energía eólica o solar desplaza a la energía térmica, se evita el costo de combustible.

  • Las fuentes de energía hidroeléctrica flexibles y la enorme potencial de Chile en ERNC implican que el costo adicional generado por la variabilidad (denominado “costo de integración”) es muy bajo.


Curva demanda diaria sic

Curvademandadiaria SIC

Fuente: CDEC-SIC Marzo y Junio2011, Elaboración propia


Curva demanda diaria sic1

Curvademandadiaria SIC

Mayor demanda es en horas del día. Es sencillo desplazar térmico o embalses. El sistema ahorra dinero

Fuente: CDEC-SIC Marzo y Junio2011, Elaboración propia


Nuevas tecnolog as solares

Nuevas tecnologías solares

  • Hoy están cambiando a ritmo vertiginoso.

  • Se prevé más de 3.000 MW de solar térmica en Europa en no más de 5 años.

  • Solo en Alemania lo que ya se genera por solar FV supera largamente nuestra generación del SING y ya alcanza el 4% del total de su demanda de energía. Aquí, la misma capacidad generaría el doble.

  • Grandes avances con plantas capaces de generar 24 hrs/día con factor de planta anual de sobre 70%.

  • Con las condiciones de radiación solar de Chile el factor de planta podría superar el 80% y la potencia aumentar en 30% c/r a la experiencia en Europa.

  • Costos hoy están en torno a los US$3.500/kWy bajando para termosolar con acumulación y US$2.500/kW para FV.


Energ a en chile para el siglo xxi

Centrales Andasol

Centrales Andasol 3x50 MWe con acumulación


Energ a en chile para el siglo xxi

Centrales Andasol

Acumuladores de calor Andasol: nitratos fundidos. 2 estanques, el de alta temperatura a 350°C y el de baja a 220°C


Energ a en chile para el siglo xxi

Centrales Andasol

Centrales Andasol 3x50 MWe con acumulación


Energ a en chile para el siglo xxi

Centrales Andasol

La misma central en Chile produciría al menos 30% más energía


Energ a en chile para el siglo xxi

Sistemas de Torre Central

Ventajas

  • Cada vez más desarrollada.

  • Múltiples modos de funcionamiento. Transmisión óptica de energía.

  • Altas razones de concentración, lo que implica mayores temperaturas y mayor eficiencia

  • Posibilidad de trabajar con ciclo Rankine y ciclo Brayton (que es el mismo de las turbinas a gas)

  • Se adapta muy bien a la acumulación.

Desventajas

  • Mayores riesgos de inversión

  • Faltan datos sobre confiabilidad de largo plazo.

  • En desarrollo materiales que soporten las altas temperaturas alcanzadas en el receptor. Temperatura de operación limitada por resistencia de los materiales existentes.


Gemasolar en prueba

Gemasolar en Prueba

Se observa torre y caústica


Gemasolar

Gemasolar

Se observa el bloque de potencia y los acumuladores en construcción.

Estanque caliente a 800°C, estanque frío a 250°C. Con menor volumen se genera más energía.

Transmisión óptica elimina problema de bombeo de grandes distancias.

Ideal para Chile


Gemasolar1

Gemasolar

Vista aérea de Gemasolar. Ocupa unas 120 Ha y genera 20 MW a firme. En Chile generaría unos 25 MW


Cuanta superficie de verdad se requiere con energ a solar en chile

¿Cuanta superficie de verdad se requiere con energía solar en Chile?:

En el norte, transparencia está entre 0,68 y 0,75. Veamos lugar cerca de El Salvador y diversas tecnologías para generar 18.000 GWh/año:

H = insolación sobre colectores

FP = Factor de Planta

Elaboración propia usando Solar AdvisorModelde NREL


Ocupa mucho terreno la energ a e lica

¿Ocupa mucho terreno laenergía eólica?:

Con toda honestidad, no tengo los antecedentes para realizar el cálculo de manera exacta.

Pero desafío a alguien plantar trigo en un embalse


Conclusiones 1

Conclusiones (1)

  • En Chile el gran motor del aumento de la demanda eléctrica es la minería. Gran parte de la misma está junto a excelente recurso solar.

  • Las ERNC se pueden integrar fácilmente al sistema actual desplazando generación con fósiles y posibilitando mejor manejo del agua.

  • Existen abundantes recursos de ERNC para cubrir el aumento de demanda previsible a costos competitivos con cualquier otra alternativa.

  • Sí es necesario realizar significativas inversiones en sistemas de transmisión.


Conclusiones 2

Conclusiones (2)

  • Algo que es muy simple y acarrea todo tipo de beneficios es promulgar la Ley de Net Metering.

  • La inversión la hacen los usuarios finales (personas, PYMES y empresas) y se desplaza diesel y gas que tienen costos muy superiores.

  • Debe tratarse de lograr la meta del 20/20.

  • El integrar ERNC hace bajar los costos de generación y además hace al sistema más robusto y seguro.


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