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Costos Nivelados de Generación
de Electricidad en Colombia
Medellín, Septiembre 22 de 2016
Grupo GIMEL y Microeconomía Aplicada
2
Motivación UPME
Establecer mediante I+D+I soluciones a problemáticas nacionales del sector energético y específicamente en generación de energía
Fomentar la participación de los grupos de investigación en el proceso de planeamiento energético.
Fortalecer la capacidad de I+D+I en las entidades y grupos de investigación del país en las temáticas de implementación de metodologías para la valoración de los costos nivelados de generación de manera regionalizada en todo el territorio colombiano.,
Promover la conformación de alianzas entre grupos de investigación nacionales e internacionales que puedan brindar propuestas regulatorias o recomendaciones de política para el desarrollo de los proyectos convencionales y no convencionales.
3
Objetivo general
• Mejorar el modelo de costo nivelado degeneración de electricidad de acuerdo a lascondiciones específicas de Colombia considerandocostos de inversión, operación y mantenimiento(fijos y variables), desmantelamiento, entre otros,a partir de los diferentes recursos energéticos yeléctricos disponibles en el país y sus regiones,incluyendo costos para unidades capaces deoperar con combustibles sustitutos.
Objetivo
4
Qué es el costo nivelado?
𝐿𝐶𝑂𝐸 = 𝐿𝐶𝑂𝐸𝐼𝑁𝑉 + 𝐿𝐶𝑂𝐸𝑂𝑀𝐹 + 𝐿𝐶𝑂𝐸𝑂𝑀𝑉 + 𝐿𝐶𝑂𝐸𝐶𝑜𝑚𝑏 + 𝐿𝐶𝑂𝐸𝐸𝑥𝑡
Componente inversión
Componente operación
Componentes externos
• Es el precio uniforme sobre la vida útil de la planta en$/MWh requerido para cubrir todos los gastosoperativos, pago de la deuda e intereses, impuestos, yel pago de un retorno a los inversionistas [Reichelstein& Yorston, 2013].
Definición LCOE
5
Nuestra versión de Costos
Nivelados (LCOE)
p = precio constante de venta de la energía = LCOE
(1-
)p E
2
(1-
)p E
3
(1-
)p E
4
(1-
)p E
5
(1-
)p E
1
(1-
)p E
6
(1-
)p E
T0
(1-
)p E
T
(1-
)OM
2
(1-
)OM
3
(1-
)OM
T
(1-
)OM
T-1
D
1
D
2
D
3
D
4
(1-
)p E
T-1
D
5
D
6
D
T0
…
…
…
…
(1-
)OM
T0
I0
(1-
)OM
1
(1-
)s(1
-)D
esm
(1-
)Ree
mp
i I0
6Clasificación de costos adoptada de EIA
• Obras civiles (estructuras e instalación)
• Equipo mecánico (suministro e instalación)
• Equipo eléctrico (suministro e instalación)
• Costos indirectos.
• Costos del propietario: Predios, Inversiones ambientales, Interconexiones a red, Seguros, Financieros, Ley pre-operativos
Costo Inversión
• Fijos: preventivo, salarios, líneas y S/E, vías, conducciones, conexión, manejo ambiental, cargos de ley, seguros, reemplazo y desmantelamiento
• Variables: principal, combustible y transferencias
Costos Operativos
Componentes del LCOE (1)
7
Componentes del LCOE (2)
• DFI: 50% por 5 años.
• Exención IVA.
• Exención de aranceles.
• Depreciación 20%.
Incentivos FNCE
• Impuesto a las emisiones CO2.
• Posibilidad de incluir impuesto a otras emisiones ( NOx, SO2)
Externalidades (Plantas a gas, carbón)
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Modelo matemático
Costos de inversión
Costos O&M variables
Costos O&M fijos
Costos de combustible
Costos de externalidades
Adaptado de Reichelstein & Yorston, 2013 (The prospects for cost competitive solar PV power)
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Modelo energético fotovoltaico
Ghm: Atlas radiación Solar de la UPME
Ghm: Irradiación media sobre el plano del generadorCap: Capacidad del proyectoPR: Eficiencia (performance ratio)GCEM: Factor de conversión de unidades
10
Modelo energético eólico
11
Modelo energético eólico
T: Periodo a evaluar (mes)P(V): curva de potencia
f(V) : pdf de Weibullna , fper: relacionados con eficiencia de equipos y parque eólico.
De atlas de velocidad de viento de la UPME
12
Modelo energético PCHs
La energía generada depende del área bajo la curva de duración de caudales, la caída, y la eficiencia de equipos
Atlas de Potencial HidroenergéticoUPME-PUJ
13
Geospacialización (1)
• Determina costo de transporte infraestructura mecánica y eléctrica entre un puerto y un punto arbitrario en el país.
Costos de transporte terrestre
• A partir de información del ministerio del trabajo y DANE se regionalizan los costos laborales (fijos OM)
Costos laborales
• Diferenciado entre tecnologías convencionales y renovables. Calculado con información de bases de datos internacionales.
• Regionalizado a partir de un riesgo regional (departamental) determinado por ponderación de indicadores de población, secuestros, combates, corrupción, y homicidios.
WACC
14
Geospacialización (2)
• Se estiman los costos a partir de datos tomados del Sistema de Información de Costos Eficientes para el Transporte Automotor de Carga, y del Sistema Único de Información de Servicios Públicos.
Costos de transporte de carbón, gas, y fuel oil
15
Software: usuarios—análisis
-Poca información-Evaluación preliminar
-No interés en geoespacialidad-Cualquier tecnología
-Usuario experto-Evaluación detallada
-Interés en variación geoespaciales-Análisis por tecnología
LCOE
MÓDULO FLEXIBLE
MÓDULO PARAMETRIZADOTe
cno
logí
a 1
Tecn
olo
gía
2
Tecn
olo
gía
3
Tecn
olo
gía
N
…
16
Software: Variables
Tipos de variables
Manipuladas por los usuarios, en algunos casos operandentro de un conjunto de restricciones.
Definidas como "temporalmente invariables“ en losfenómenos y procesos que dependen de parámetrosque son resultado de la investigación.
Están representados por un conjunto de mapas quemuestran el comportamiento de algunos aspectos delfenómeno en términos de su relación geoespacial.
De entrada
Predefinidas
Geoespaciales
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Software: arquitectura
Alphanumeric DB
ORACLE
Map server
ArcGIS Server
DB Connection
.NET
Processing Scripts + View Rendering
Jscript + HTML + AngularJS+ other java scripts
Map
Rendering
LeafLet
Front-End
Back-End
18
Software: Aplicativo
Publicado pagina web UPMEhttp://www.siel.gov.co –Generación – Costos Nivelados de Generación
Aplicación Web
19
Algunos resultados (1)
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
8.000
9.000
10.000
GE
O B
C 2
0
CSP
-PT
50
GEO
SF
50
PV 2
0
PV
15
0
Win
d 1
00
Hyd
ro 8
20
Win
d 4
00
BIO
20
SM 9
,9
FBPC
161
Hyd
ro 2
40
0
BIO
40
CPC
70
FBPC
164
CT
89
NG
CC
39
0
USD
/kW
Owner costs
Indirect costs
Electrical equipment
Mechanical equipment
Civil engineering
0
20
40
60
80
100
GEO SF 50 -Caldas
GEO BC 20 -Caldas
BIO 20 -Risaralda
BIO 40 -Valle del
Cauca
Hydro 2400- Antioquia
Hydro - 820Santander
SM 9,9 -Huila
FBPC 164 -Córdoba
CT 89 -Magdalena
NGCC 390 -Magdalena
Opt.Scenario
CSP-PT-50…
CPC 70 -Córdoba
Con.Scenario
CSP-PT-50…
Wind 100 -Guajira
Wind 400 -Guajira
PV 150 -Guajira
PV 20 -Guajira
Costos de inversión Factor de planta
20
Algunos resultados (2)
Costos Nivelados
0
50
100
150
200
250
LCO
E (U
SD/M
Wh
)
Externalities LCOE
Fuel LCOE
O&M Variable LCOE
O&M Fixed LCOE
Overnight LCOE
21
Algunos resultados (3)
• Para tecnologías no intermitentes, se tiene variación del LCOE en función de variación de parámetros principales.
Análisis de sensibilidad determinístico
0
20
40
60
80
100
120
-100% -50% 0% 50% 100%
cUSD
/kW
h
Costos de Inversión
Costos de Operación
Tasa de Descuento
ITC
Factor de Planta
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Algunos resultados (4)
• Para tecnologías no despachables y térmicas, se simulan incertidumbres que afectan el LCOE.
Análisis de sensibilidad probabilístico
23
Agradecimientos
Grupo de Investigación en Manejo Eficiente de la Energía
24
Equipo UdeA
25
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