REPUBLICA DE COLOMBIA MINISTERIO DE MINAS Y ENERGIA
UNIDAD DE PLANEACION MINERO-ENERGETICACOSTOS INDICATIVOS DE
GENERACIN ELCTRICA EN COLOMBIA
TABLA DE CONTENIDO GENERALPgina 1. 2. 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3
2.1.4 2.2 2.2.1 2.2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 3. 3.1 3.1.1
3.1.2 3.2 3.2.1 3.2.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.4 INTRODUCCIN ENFOQUE
TCNICO, OBJETIVOS Y ALCANCE DEL ESTUDIO ENFOQUE TCNICO
Planteamiento metodolgico Recopilacin y procesamiento de informacin
Diseo e instalacin de un modelo aplicativo Inventario de contactos
OBJETIVOS Objetivo general Objetivos especficos ALCANCE DEL ESTUDIO
Recursos energticos Unidades de precios y costos Metodologas
Evaluacin de costos de generacin METODOLOGA REGIONALIZACIN
Consideraciones generales sobre regionalizacin Propuesta de
regionalizacin RECURSOS ENERGTICOS Y TECNOLOGAS Tecnologas para
fuentes convencionales Tecnologas para fuentes no convencionales
ESTRUCTURA DE COSTOS DE GENERACIN Esquema general de anlisis del
costo de generacin Componentes del costo de generacin REFERENCIAS
1.1 2.1 2.1 2.1 2.2 2.2 2.3 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.5 2.5 2.5 3.1 3.1
3.1 3.3 3.9 3.9 3.11 3.12 3.12 3.16 3.22
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4. 4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.6.1 4.7 4.7.1
4.7.2 4.8 5. 5.1 5.1.1 5.1.2 5.2 5.3 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.3.5
5.3.6 5.3.7 5.3.8 5.3.9 5.4 5.4.1 5.4.2
HIDROELECTRICIDAD DESCRIPCIN GENERAL Funcionamiento de una
Central Hidroelctrica Tipos de Centrales Hidroelctricas Principales
componentes de una Central Hidroelctrica CAMPO DE APLICACIN RECURSO
ENERGTICO EN EL PAS REGIONALIZACIN TECNOLOGAS DE GENERACIN ELCTRICA
PLANTAS TPICAS Parmetros de Diseo Considerados ESTRUCTURA GENERAL
DE COSTOS DE GENERACIN Costos Preoperativos Costos Operativos
REFERENCIAS GENERACIN ELCTRICA CON BASE EN CARBN DESCRIPCIN GENERAL
Generalidades sobre la Generacin Termoelctrica a Carbn Principales
Componentes de una Planta Carboelctrica CAMPO DE APLICACIN RECURSO
ENERGTICO EN EL PAS Zona de la Guajira Zona de El Cesar Zona de
Crdoba Zona de Norte de Santander Zona de Santander Zona de
Cundinamarca Zona de Boyac Zona de Antioquia Zona del valle del
Cauca y Cauca REGIONALIZACIN Criterios tcnicos Criterios
Econmicos
4.1 4.1 4.1 4.3 4.4 4.7 4.8 4.9 4.10 4.10 4.11 4.15 4.17 4.43
4.45 5.1 5.1 5.1 5.1 5.5 5.5 5.5 5.6 5.7 5.7 5.7 5.7 5.8 5.8 5.8
5.8 5.8 5.9
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5.4.3 5.4.4 5.5 5.5.1 5.5.2 5.5.3 5.6 5.7 5.7.1 5.7.2 5.8 6. 6.1
6.2 6.2.1 6.2.2 6.3 6.4 6.5 6.5.1 6.5.2 6.6 6.7 6.7.1 6.7.2 6.7.3
6.8 7. 7.1 7.1.1 7.1.2
Criterios Ambientales Zonificacin TECNOLOGAS DE GENERACIN
ELCTRICA Carbn Pulverizado Convencional Lecho Fluidizado Circulante
Atmosfrico (ACFBC) Gasificacion Integrada de Carbn (IGCC) PLANTAS
TPICAS ESTRUCTURA GENERAL DE COSTOS DE GENERACIN Costos
Preoperativos Costos Operativos BIBLIOGRAFIA GENERACIN ELCTRICA CON
BASE EN GAS NATURAL DESCRIPCIN GENERAL CENTRALES TERMOELCTRICAS A
GAS Principales Componentes de una Planta Termoelctrica Ciclo
Simple Principales Componentes de una Planta Termoelctrica Ciclo
Combinado CAMPO DE APLICACIN RECURSO ENERGTICO EN EL PAS
REGIONALIZACIN Criterios de evaluacin Zonificacin PLANTAS TPICAS
ESTRUCTURA GENERAL DE COSTOS DE GENERACIN Costos Preoperativos
Costos Operativos Casos mnimos y mximos BIBLIOGRAFIA GENERACIN CON
MOTORES ALTERNANTES DIESEL DESCRIPCIN GENERAL Principio de
funcionamiento Clasificacin de los MCIA
5.9 5.10 5.11 5.11 5.14 5.16 5.17 5.17 5.17 5.28 5.32 6.1 6.1
6.1 6.3 6.4 6.6 6.8 6.14 6.14 6.15 6.19 6.20 6.20 6.32 6.36 6.37
7.1 7.1 7.2 7.3
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7.1.3 7.1.4 7.2 7.3 7.3.1 7.3.2 7.4 7.5 7.6 7.7 7.7.1 7.7.2 7.8
8. 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.7.1 8.7.2 8.8 9. 9.1 9.1.1 9.1.2
9.1.3 9.1.4 9.1.5 9.1.6
Combustibles para la operacin de una planta diesel Principales
componentes de una planta diesel CAMPO DE APLICACIN RECURSO
ENERGTICO EN EL PAS Combustibles Fsiles Biodiesel REGIONALIZACIN
TECNOLOGAS DE GENERACIN ELCTRICA PLANTAS TPICAS ESTRUCTURA GENERAL
DE COSTOS DE GENERACIN Costos Preoperativos Costos Operativos
REFERENCIAS GENERACIN ELCTRICA ELICA DESCRIPCIN GENERAL CAMPO DE
APLICACIN RECURSO ENERGTICO EN EL PAS REGIONALIZACIN TECNOLOGAS DE
GENERACIN ELCTRICA PLANTAS TPICAS ESTRUCTURA GENERAL DE COSTOS DE
GENERACIN Costos Preoperativos Costos Operativos BIBLIOGRAFA
GENERACIN ELCTRICA SOLAR FOTOVOLTICA DESCRIPCIN GENERAL Tipos de
celdas fotovoltaicas Principio de funcionamiento de las celdas
fotovoltaicas Caracterizacin de las celdas fotovoltaicas Mdulos
solar fotovoltaico Sistemas solares fotovoltaicos (SFV) Diodos
7.7 7.14 7.15 7.16 7.16 7.17 7.18 7.18 7.18 7.19 7.19 7.26 7.35
8.1 8.1 8.10 8.11 8.14 8.15 8.17 8.18 8.18 8.22 8.25 9.1 9.1 9.1
9.3 9.4 9.6 9.7 9.10
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9.1.7 9.1.8 9.1.9 9.1.10 9.1.11 9.1.12 9.2 9.2.1 9.2.2 9.2.3
9.2.4 9.2.5 9.2.6 9.3 9.3.1 9.3.2 9.4 9.5 9.5.1 9.5.2 9.5.3 9.5.4
9.6 9.6.1 9.6.2 9.6.3 9.6.4 9.7 9.7.1 9.7.2 9.8
Reguladores de carga Bateras (Acumuladores) Inversores
(Acondicionadores de potencia) Otros elementos o Balance del
Sistema (BOS) Oferta de tecnologa en el mercado internacional y
nacional Aspectos ambientales CAMPO DE APLICACIN Sistemas aislados
Sistemas aislados centralizados Sistemas hbridos Sistemas
interconectados a la red Centrales solares fotovoltaicas SFV en
edificios interconectados a la Red RECURSO ENERGTICO EN EL PAS
Irradiacin solar y Radiacin solar Informacin primaria
REGIONALIZACIN TECNOLOGAS DE GENERACIN ELCTRICA Generacin a pequea
escala Generacin a mediana escala Generacin fotovoltaica a gran
escala Centrales de generacin fotovoltaica PLANTAS TPICAS Generacin
a pequea escala Generacin a mediana escala Generacin fotovoltaica a
gran escala Centrales de generacin fotovoltaica ESTRUCTURA GENERAL
DE COSTOS DE GENERACIN Costos Preoperativos Costos Operativos
REFERENCIAS
9.11 9.13 9.17 9.18 9.20 9.24 9.27 9.27 9.28 9.29 9.29 9.30 9.30
9.31 9.31 9.32 9.36 9.39 9.39 9.39 9.40 9.40 9.41 9.41 9.45 9.50
9.53 9.55 9.55 9.63 9.66
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10. 10.1 10.1.1 10.1.2 10.1.3 10.1.4 10.1.5 10.2 10.3 10.4 10.5
10.6 10.7 10.7.1 10.7.2 10.8 11. 11.1 11.2 11.3 11.3.1 11.3.2
11.3.3 11.4 11.5 11.5.1 11.5.2 11.6 11.6.1 11.6.2
GENERACIN ELCTRICA GEOTRMICA DESCRIPCIN GENERAL Sistemas de
Generacin Clasificacin de Plantas de Generacin Aspectos Ambientales
Evaluacin del Potencial Oferta Tecnolgica CAMPO DE APLICACIN
RECURSO ENERGTICO EN EL PAS REGIONALIZACIN TECNOLOGAS DE GENERACIN
ELCTRICA PLANTAS TPICAS ESTRUCTURA GENERAL DE COSTOS DE GENERACIN
Costos Preoperativos Costos Operativos BIBLIOGRAFA BIOMASA
DESCRIPCIN GENERAL CAMPO DE APLICACIN RECURSO ENERGTICO EN EL PAS
Desarrollo de sector forestal en Colombia Residuos agrcolas en
Colombia Experiencias mundiales RECURSO ENERGTICO EN EL PAS
OBTENCIN DE BIOMASA CON CULTIVOS DENDROENERGTICOS Produccin del
material vegetal, establecimiento y manejo de la plantacin. Cultivo
y transporte TECNOLOGA PARA LA GENERACIN DE POTENCIA CON BIOMASA Co
combustin Gasificacin
10.1 10.1 10.1 10.5 10.6 10.9 10.10 10.11 10.12 10.14 10.17
10.17 10.18 10.18 10.24 10.25 11.1 11.1 11.3 11.4 11.4 11.5 11.9
11.16 11.17 11.18 11.21 11.24 11.25 11.26
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11.7
LOS COSTOS DEL COMBUSTIBLE DERIVADO DE PLANTACIONES ENERGTICAS
11.7.1 Caso de estudio 11.7.2 Biomasa para generar 150 MW con lecho
fluidizado 11.8 REFERENCIAS 12. 12.1 12.2 12.3 12.3.1 12.3.2 12.4
12.4.1 12.4.2 12.4.3 12.4.4 12.5 MODELO APLICATIVO DESCRIPCIN
GENERAL ESTRUCTURA DE COSTOS DEL MODELO DESCRIPCIN DE LAS
INTERFACES DEL APLICATIVO Usuarios de Consulta Usuario
Administrador REPORTES Reporte por planta Grfico comparativo de
proyectos Reporte universal Reporte regional PROCEDIMIENTOS DE
CONSECUCIN Y ACTUALIZACIN DE INFORMACIN 12.5.1 Planeamiento 12.5.2
Consulta 12.5.3 Ingreso de informacin al aplicativo 12.6 ESTRUCTURA
DE LA BASE DE DATOS
11.27 11.28 11.35 11.37 12.1 12.1 12.2 12.5 12.6 12.13 12.24
12.24 12.25 12.27 12.28 12.28 12.28 12.29 12.30 12.30
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LISTA DE FIGURAS GENERALPgina Figura 3.1 Figura 3.2 Figura 3.3
Figura 4.1 Figura 4.2 Figura 4.3 Figura 4.4 Figura 4.5 Figura 4.6
Figura 4.7 Figura 4.8 Figura 4.9 Figura 5.1 Figura 5.2 Figura 5.3
Figura 5.4 Figura 6.1 Figura 6.2 Figura 6.3 Figura 6.4 Figura 6.5
Figura 6.6 Figura 6.7 Figura 6.8 Figura 7.1 Figura 7.2 Figura 7.3
Regionalizacin de las zonas no interconectadas [1] Regionalizacin
utilizada en el anlisis de los costos de generacin Esquema de
anlisis del costo de generacin Esquema de una Central Hidroelctrica
Esquema de una central de derivacin Esquema de una presa de
gravedad Esquema de una presa de arco Instalacin Pelton Turbina
Francis Costo ndice de Instalacin en funcin de la capacidad Ajuste
del costo de la presa para las PCHs Ajuste del costo de la casa de
mquinas para las PCHs Componentes de una central trmica a carbn
Esquema de tecnologa de carbn Pulverizado Esquema de tecnologa de
Lecho Fluidizado Esquema de tecnologa IGCC Esquema de ciclo simple
y combinado Central en ciclo simple y combinado Consumo de gas por
sector (MBTU/da) Localizacin principales campos de explotacin de
gas Suministro de gas natural 1990 2003 (MBTU/da) Mapa de
infraestructura de transporte de gas Zonas potenciales para trmicas
a gas reas de influencia de los nodos Planta diesel con 3 unidades
de 600 kW. Fase de admisin en un motor 4 tiempos Fase de compresin
en un motor 4 tiempos 3.7 3.8 3.15 4.2 4.4 4.5 4.5 4.7 4.7 4.16
4.25 4.35 5.2 5.13 5.15 5.16 6.2 6.2 6.8 6.9 6.10 6.13 6.16 6.17
7.1 7.4 7.4
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Figura 7.4 Figura 7.5 Figura 7.6 Figura 7.7 Figura 7.8 Figura
7.9 Figura 7.10 Figura 8.1 Figura 8.2 Figura 8.3 Figura 8.4 Figura
8.5 Figura 8.6
Figura 8.7 Figura 8.8 Figura 8.9 Figura 8.10 Figura 8.11 Figura
8.12
Figura 9.1 Figura 9.2 Figura 9.3 Figura 9.4 Figura 9.5 Figura
9.6C-I-1759-00-01 Abril de 2005
Fase de combustin y expansin en un motor 4 tiempos Fase de
escape en un motor 4 tiempos Fase de admisin en un motor 2 tiempos
(1 etapa) Fase de admisin en un motor 2 tiempos (2 etapa) Fase de
transferencia y escape en un motor 2 tiempos Fase de compresin en
un motor 2 tiempos Fase de combustin y expansin en un motor 2
tiempos Aerogeneradores tipo Savonius Aerogenerador de eje vertical
tipo Darrieus Aerogenerador de eje horizontal Diagrama de conversin
de energa de un Aerogenerador Parques elicos marinos en Dinamarca
Energa elica bruta disponible en una regin segn la frecuencia de
vientos y la curva de potencia de un aerogenerador Evolucin de la
potencia por aerogenerador Capacidad Mundial de Energa Elica
instalada por ao Capacidad Mundial de Energa Elica instalada
acumulada Mapa de velocidad de vientos para Colombia [7] Mapa de
velocidad de vientos para Colombia Regionalizacin de potencial de
energa elica para Colombia. Velocidad mnima de viento aprovechable
4 m/s. Procesos ocurridos en una celda solar fotovoltaica Curva
caracterstica IV y PV de una celda solar fotovoltaica Diagrama de
un SFV Diodos de by-pass y bloqueo en un SFV (adaptado de [4])
Configuraciones para soportes de mdulos solares [7] Produccin
mundial de paneles FV (1971-2003) [8]
7.4 7.4 7.6 7.6 7.6 7.6 7.7 8.2 8.3 8.3 8.4 8.4 8.6
8.8 8.9 8.9 8.12 8.13 8.16
9.3 9.5 9.9 9.11 9.19 9.20
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Figura 9.7 Figura 9.8 Figura 9.9 Figura 9.10 Figura 9.11 Figura
9.12 Figura 9.13 Figura 9.14 Figura 10.1 Figura 10.2 Figura 10.3
Figura 10.4 Figura 10.5 Figura 10.6 Figura 11.1 Figura 11.2 Figura
11.3 Figura 12.1. Figura 12.2. Figura 12.3. Figura 12.4. Figura
12.5. Figura 12.6. Figura 12.7. Figura 12.8. Figura
12.9.C-I-1759-00-01 Abril de 2005
Mapa de radiacin global promedio multianual (kWh/m2) [16] Mapa
de brillo solar Promedio multianual (horas de brillo) [17] Mapa de
Radiacin promedio anual [kwh/m2.da] [18] Esquema de un SFV de
generacin a pequea escala (50 Wp) Esquema de un SFV de generacin a
pequea escala (300 Wp) Esquema de un SFV de generacin a mediana
escala (3 kWp) Esquema d un SFV de generacin a mediana escala (30
kWp) Esquema de un SFV a mediana escala (300 kWp) Sistema Flash
Simple Sistema Flash Dual Sistema Binario Mapa Geotrmico de
Colombia Zonas potenciales para generacin de energa elctrica con
recurso geotrmico en Colombia Esquema de una planta geotrmica de
ciclo binario Esquema de generacin basado en plantaciones de rpida
rotacin Vivero forestal Composicin de costos de montaje Estructura
jerrquica de costos Ejemplo de tipos de elemento Versin del
aplilcativo Men principal Seleccin de tecnologa y planta Seleccin
de la regin Seleccin o creacin de un proyecto Opcin crear nuevo
proyecto Consulta de estructura de costos y valores (antes de
ejecutar el aplicativo)
9.34 9.35 9.37 9.43 9.45 9.48 9.50 9.52 10.2 10.3 10.4 10.15
10.16 10.18 11.19 11.20 11.32 12.3 12.4 12.5 12.5 12.7 12.8 12.9
12.9 12.10
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Figura 12.10. Figura 12.11. Figura 12.12. Figura 12.13. Figura
12.14. Figura 12.15. Figura 12.16. Figura 12.17. Figura 12.18.
Figura 12.19. Figura 12.20. Figura 12.21. Figura 12.22. Figura
12.23. Figura 12.24. Figura 12.25. Figura 12.26. Figura 12.27.
Figura 12.28. Figura 12.29. Figura 12.30. Figura 12.31. Figura
12.32. Figura 12.33.
Consulta de Estructura de Costos y Valores (Despus de ejecutar
el aplicativo) Modificacin de valores de constantes Ingreso del
Usuario Administrador Opciones de Administrador Opcin Ingresar
Tecnologa Ingreso de una nueva tecnologa Opcin Ingresar Planta
Ingreso de una Nueva Planta Tipo Opciones para Ingresar Zona
Potencial Ingreso de una Nueva Zona Potencial Creacin/Modificacin
de Estructura de Costos Opciones en la estructura de costos
Importacin de Estructura Existente Ingreso de Elemento Nuevo
Modificacin de elemento Visualizar elemento Ingresar Constantes
(listado) Ingresar Constantes Ingresar informacin adicional
Seleccin de proyectos a comparar Seleccin de temes para la
comparacin de proyectos Resultados de la comparacin de proyectos
Resultados del Reporte Universal Diagrama Entidad-Relacin
12.12 12.13 12.14 12.14 12.15 12.15 12.16 12.16 12.17 12.17
12.18 12.20 12.20 12.21 12.21 12.22 12.22 12.23 12.24 12.25 12.26
12.26 12.27 12.31
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LISTA DE TABLAS GENERALPgina Tabla 3.1. Tabla 3.2. Tabla 3.3.
Tabla 4.1. Tabla 4.2. Tabla 4.3. Tabla 4.4. Tabla 4.5. Tabla 4.6.
Zonas no interconectadas establecidas en el estudio de la UPME [1]
Regionalizacin utilizada en el estudio de costos de generacin
Composicin del costo de equipos importados Dimensionamiento de
plantas tpicas Costos de estudios e investigaciones Anlisis de
costos unitarios de la va Tipo I Anlisis de costos unitarios de la
va Tipo II Costos de lneas de transmisin para diferentes potencias
Costos de lneas de transmisin definidos por la CREG en la Resolucin
CREG 026 de 1999para diferentes potencias Costos de lneas de
transmisin definidos por la CREG en la Anlisis del costo de la
presa para la Picocentral Anlisis del costo de la presa para la
Microcentral Anlisis del costo de la presa en la Minicentral de
cada media Anlisis del costo de la presa para la Minicentral de
baja cada Anlisis del costo de la presa para la PCH Anlisis del
costo de la presa para la Central de 200 MW Anlisis del costo de la
presa para la Central de 600 MW Anlisis del costo de la captacin
para la Central de 200 MW Anlisis del costo de la captacin para la
Central de 600 MW Anlisis del costo de desarenadores para PCHs o
menores 3.4 3.6 3.19 4.14 4.17 4.20 4.20 4.21 4.22
Tabla 4.7. Tabla 4.8. Tabla 4.9. Tabla 4.10. Tabla 4.11. Tabla
4.12. Tabla 4.13. Tabla 4.14. Tabla 4.15. Tabla 4.16. Tabla
4.17.
4.22 4.23 4.24 4.24 4.24 4.25 4.26 4.27 4.27 4.28 4.28
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Tabla 4.18. Tabla 4.19. Tabla 4.20. Tabla 4.21. Tabla 4.22.
Tabla 4.23. Tabla 4.24. Tabla 4.25. Tabla 4.26. Tabla 4.27. Tabla
4.28. Tabla 4.29. Tabla 4.30. Tabla 4.31. Tabla 4.32. Tabla 4.33.
Tabla 4.34. Tabla 4.35. Tabla 4.36. Tabla 4.37. Tabla 4.38. Tabla
4.39. Tabla 4.40. Tabla 5.1. Tabla 5.2. Tabla 5.3. Tabla 5.4. Tabla
5.5.C-I-1759-00-01 Abril de 2005
Anlisis del costo de conducciones para la Picocentral Anlisis
del costo de conducciones para la Microcentral Anlisis del costo
del canal cubierto para la Minicentral Anlisis del costo de
conducciones para la Minicentral Anlisis del costo del tnel de la
PCH Anlisis del costo de la tubera superficial de la PCH Anlisis
del tnel sin blindaje de la central de 200 MW Anlisis del tnel
blindado de la central de 200 MW Anlisis del tnel blindado de la
central de 600 MW Anlisis del tnel blindado de la central de 600 MW
Costo de la casa de mquinas de la Minicentral de baja cada Anlisis
de la casa de mquinas de la Central de 200 MW Anlisis de la casa de
mquinas de la Central de 600 MW Anlisis del costo de la descarga de
la Microcentral Costo de la descarga de la Minicentral de cada
media Costo de la descarga de la PCH Costo de subestaciones en
funcin de la capacidad Costo unitarios definidos por la CREG Costo
de equipos en funcin de la capacidad Costo de equipos diferenciados
en funcin de la capacidad Costos ambientales preoperativos y
operativos para las tecnologas convencionales Costos por Ingeniera
Factor de costos financieros Calidad de los carbones de la Guajira
Calidad de los carbones de El Cesar Precios del carbn en planta
para diferentes carboelctricas Regiones seleccionadas y zonas
equivalentes Valor de los predios
4.30 4.30 4.30 4.31 4.31 4.31 4.32 4.32 4.32 4.33 4.34 4.34 4.34
4.36 4.36 4.36 4.37 4.37 4.39 4.40 4.40 4.41 4.42 5.6 5.6 5.10 5.11
5.18
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GENERACIN ELCTRICA EN COLOMBIA
Tabla 5.6. Tabla 5.7. Tabla 5.8. Tabla 5.9. Tabla 5.10. Tabla
5.11. Tabla 5.12. Tabla 5.13. Tabla 5.14. Tabla 5.15. Tabla 5.16.
Tabla 5.17. Tabla 5.18. Tabla 5.19. Tabla 5.20. Tabla 5.21. Tabla
5.22. Tabla 5.23. Tabla 5.24. Tabla 6.1. Tabla 6.2. Tabla 6.3.
Tabla 6.4. Tabla 6.5. Tabla 6.6. Tabla 6.7. Tabla 6.8. Tabla 6.9.
Tabla 6.10. Tabla 6.11. Tabla 6.12. Tabla 6.13.C-I-1759-00-01 Abril
de 2005
Valor de las vas Lneas de conexin Costo de los equipos para cada
planta tpica Distribucin costo para los equipos en carboelctricas
Obras Civiles Equipos carbn pulverizado 50MW Equipos carbn
pulverizado 150MW Equipos carbn pulverizado 300MW Equipos lecho
fluidizado 150MW Inversiones ambientales Ingeniera Imprevistos
Financieros preoperativos Financieros preoperativos Costos AOM
Costos del combustible Operativos ambientales Seguros Cargos de ley
operativos Principales usos de gas natural por sector Suministro de
gas natural por zonas de explotacin (MBTU/da) Costos de combustible
para cada una de las zonas Costos de predios Costos de vas Lnea de
conexin Lnea de conexin Obras civiles ciclo simple Obras civiles
ciclo combinado Costos overnight Distribucin de costos Costo de
Equipos Ciclo Simple 50MW Costo de Equipos Ciclo Simple 150MW
5.19 5.19 5.20 5.21 5.22 5.22 5.23 5.24 5.25 5.26 5.26 5.27 5.27
5.28 5.29 5.30 5.30 5.31 5.31 6.6 6.10 6.19 6.21 6.22 6.22 6.23
6.24 6.24 6.25 6.25 6.26 6.26
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GENERACIN ELCTRICA EN COLOMBIA
Tabla 6.14. Tabla 6.15. Tabla 6.16. Tabla 6.17. Tabla 6.18.
Tabla 6.19. Tabla 6.20. Tabla 6.21. Tabla 6.22. Tabla 6.23. Tabla
6.24. Tabla 6.25. Tabla 6.26. Tabla 6.27. Tabla 6.28. Tabla 6.29.
Tabla 7.1. Tabla 7.2. Tabla 7.3. Tabla 7.4. Tabla 7.5. Tabla 7.6.
Tabla 7.7. Tabla 7.8. Tabla 7.9. Tabla 7.10. Tabla 7.11. Tabla
7.12. Tabla 7.13. Tabla 7.14. Tabla 7.15. Tabla 7.16.C-I-1759-00-01
Abril de 2005
Costo de Equipos Ciclo Simple 300MW Costo de Equipos Ciclo
Combinado 200MW Costo de Equipos Ciclo Combinado 450MW Costo de
Equipos Cierre de Ciclo para 450MW Costo de Inversiones ambientales
Ingeniera Ingeniera Costos financieros Costos financieros Costos
AOM fijos Costos financieros Eficiencia (Heat Rate) de las plantas
tipo Costos del combustible Costos ambientales Seguros Cargos de
ley operativos Requisitos para cubrir la demanda de una planta
diesel reas disponibles para plantaciones de palma africana [3]
Diferencia en Precios del Aceite Crudo de Palma y el ACPM Costo de
predios Costo de vas de acceso mnimo, medio y mximo Costos de lneas
de conexin Costo global de obras civiles Costo de los equipos
importados Costo de las inversiones ambientales Costo de las
inversiones en ingeniera Costo de los imprevistos Costos
financieros preoperativos Costos de ley preoperativos Costos AOM
componente fija Costo medio AOM componente variable Costo mnimo y
mximo AOM variable (USD/ao)
6.27 6.27 6.28 6.28 6.29 6.29 6.30 6.31 6.31 6.32 6.33 6.34 6.34
6.35 6.35 6.36 7.12 7.13 7.13 7.20 7.20 7.20 7.21 7.23 7.24 7.24
7.25 7.25 7.25 7.26 7.27 7.27
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UNIDAD DE PLANEACION MINERO-ENERGETICACOSTOS INDICATIVOS DE
GENERACIN ELCTRICA EN COLOMBIA
Tabla 7.17. Tabla 7.18. Tabla 7.19. Tabla 7.20. Tabla 7.21.
Tabla 7.22. Tabla 7.23. Tabla 7.24. Tabla 7.25. Tabla 7.26. Tabla
7.27. Tabla 7.28. Tabla 7.29. Tabla 8.1. Tabla 8.2. Tabla 8.3.
Tabla 8.4. Tabla 9.1. Tabla 9.2. Tabla 9.3. Tabla 9.4. Tabla 9.5.
Tabla 9.6. Tabla 9.7. Tabla 9.8. Tabla 9.9. Tabla 9.10.
Costo mantenimiento de lneas Costo mantenimiento de vas Costo
mantenimiento de vas mnimo, medio y mximo Costo del combustible
para una planta diesel Estructura de precio del biodiesel de aceite
de palma [8]. Costo del combustible para la planta DBIO, mezcla 30%
biodiesel 70% diesel Costo medio combustible Costo mnimo
combustible Costo mximo del combustible Costo del manejo ambiental
Costo de seguros Costo de cargos de ley operativos Costo de cargos
de ley operativos Escala de vientos de Beaufort [6] Aerogeneradores
representativos de gran potencia encontrados en el mercado Costos
unitarios de las fundaciones del aerogenerador Costo total de
fundaciones y plazoleta de maniobras Caractersticas de celdas de Si
(Condiciones STC) [2] Datos de placa de un mdulo de 50 Wp
(Condiciones STC) [3] Caractersticas principales de diferentes
tipos de bateras [4] Capacidades tpicas de bateras en aplicaciones
solares [5] Estimacin del estado de carga a 25C [6] Rgimen de
mantenimiento de bateras Produccin mundial de paneles FV por
regiones (MWp DC) [9] Principales fabricantes de paneles FV [10]
Mercado mundial de SFV por tecnologa 2003 (MW) [11] Materiales
txicos y peligrosos usados en la produccin de celdas fotovoltaicas
[14]
7.28 7.28 7.28 7.29 7.30 7.31 7.31 7.32 7.32 7.33 7.33 7.34 7.34
8.7 8.8 8.19 8.20 9.5 9.7 9.13 9.15 9.16 17 9.21 9.21 9.22 9.25
C-I-1759-00-01 Abril de 2005
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GENERACIN ELCTRICA EN COLOMBIA
Tabla 9.11. Tabla 9.12. Tabla 9.13. Tabla 9.14. Tabla 9.15.
Tabla 9.16. Tabla 9.17. Tabla 9.18. Tabla 9.19. Tabla 9.20. Tabla
9.21. Tabla 9.22. Tabla 9.23. Tabla 9.24. Tabla 9.25. Tabla 9.26.
Tabla 9.27. Tabla 9.28. Tabla 9.29. Tabla 10.1. Tabla 10.2. Tabla
10.3. Tabla 10.4. Tabla 10.5. Tabla 11.1. Tabla 11.2. Tabla 11.3.
Tabla 11.4. Tabla 11.5. Tabla 11.6.C-I-1759-00-01 Abril de 2005
Resumen de los principales impactos ambientales de los SFV [15]
Potencial de la energa solar en Colombia, por regiones Planta tipo
para generacin a pequea escala 50 Wp Energa generada de un SFV de
50 Wp Planta tipo para generacin a pequea escala 300 Wp Energa
generada de un SFV de 300 Wp Planta tipo para generacin a mediana
escala 3 kWp Energa generada de un SFV de 3 KWp Planta tipo para
generacin a mediana escala 30 kWp Energa generada de un SFV de 30
KWp Planta tipo para generacin a gran escala 300 kWp Energa
generada de un SFV de 300 KWp Planta tipo para generacin a gran
escala 3.000 kWp Energa generada de un SFV de 3.000 KWp Costos de
estudios e investigaciones por planta tipo Porcentajes costo de
obras civiles Costos de bateras Principales caractersticas y costos
de mdulos FV Clasificacin y costos de inversores DC/AC Equipos
requeridos para cada uno de los sistemas geotrmicos Clasificacin de
plantas geotrmicas Impacto potencial de proyectos geotrmicos
Capacidad instalada en el mundo (MWe) Localizacin y caractersticas
de las principales fuentes geotrmicas en Colombia Potencial
energtico de los residuos agroindustriales [2] Capacidad energtica
y anlisis qumico de la cascarilla de arroz [3] Capacidad energtica
y anlisis qumico Costos Preoperativos de Establecimiento CPE Costo
de equipos importados Costo de equipos nacionales
9.26 9.38 9.42 9.42 9.44 9.44 9.46 9.47 9.49 9.50 9.51 9.52 9.54
9.55 9.57 9.59 9.59 9.61 9.62 10.5 10.6 10.8 10.10 10.13 11.6 11.8
11.8 11.30 11.30 11.31
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GENERACIN ELCTRICA EN COLOMBIA
Tabla 11.7. Tabla 11.8. Tabla 11.9. Tabla 11.10. Tabla 11.11.
Tabla 11.12. Tabla 12.1
Costos de montaje Costos de mantenimiento previo a la explotacin
CMPE Costo total promedio de establecimiento y mantenimiento previo
a la explotacin (USD/ha) Costos operativos Resumen de costos y
productividad de los combustibles provenientes de plantaciones
energticas Requisitos y costo de biomasa Descripcin general de la
estructura de las tablas
11.31 11.33 11.33 11.34 11.35 11.36 12.30
C-I-1759-00-01 Abril de 2005
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TABLA DE CONTENIDOPgina 1. 2. 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.2
2.2.1 2.2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 3. 3.1 3.1.1 3.1.2 3.2
3.2.1 3.2.2 3.3 3.3.1 INTRODUCCIN ENFOQUE TCNICO, OBJETIVOS Y
ALCANCE DEL ESTUDIO ENFOQUE TCNICO Planteamiento metodolgico
Recopilacin y procesamiento de informacin Diseo e instalacin de un
modelo aplicativo Inventario de contactos OBJETIVOS Objetivo
general Objetivos especficos ALCANCE DEL ESTUDIO Recursos
energticos Unidades de precios y costos Metodologas Evaluacin de
costos de generacin METODOLOGA REGIONALIZACIN Consideraciones
generales sobre regionalizacin Propuesta de regionalizacin RECURSOS
ENERGTICOS Y TECNOLOGAS Tecnologas para fuentes convencionales
Tecnologas para fuentes no convencionales ESTRUCTURA DE COSTOS DE
GENERACIN Esquema general de anlisis del costo de generacin 1.1 2.1
2.1 2.1 2.2 2.2 2.3 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.5 2.5 2.5 3.1 3.1 3.1 3.3
3.9 3.9 3.11 3.12 3.12
C-I-1759-00-01 Abril de 2005
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3.3.2 3.4
Componentes del costo de generacin REFERENCIAS
3.16 3.22
C-I-1759-00-01 Abril de 2005
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LISTA DE TABLASPgina Tabla 3.1. Zonas no interconectadas
establecidas en el estudio de la UPME [1] Tabla 3.2. Regionalizacin
utilizada en el estudio de costos de generacin Tabla 3.3.
Composicin del costo de equipos importados 3.4 3.6 3.19
LISTA DE FIGURASPgina Figura 3.1 Regionalizacin de las zonas no
interconectadas [1] Figura 3.2 Regionalizacin utilizada en el
anlisis de los costos de generacin Figura 3.3 Esquema de anlisis
del costo de generacin 3.7 3.8 3.15
C-I-1759-00-01 Abril de 2005
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GENERACIN ELCTRICA EN COLOMBIA
1.
INTRODUCCIN
El presente estudio tiene como objetivo general determinar los
costos ndices de inversin, operacin, mantenimiento, fijos y
variables y el costo medio de la energa de unidades de generacin
estndar a partir de los diferentes recursos energticos disponibles
en el pas y sus regiones, los cuales podrn ser actualizados
permanentemente por la Unidad de Planeacin Minero Energtica UPME.
En este sentido, se evaluaron diferentes alternativas de generacin
elctrica basadas en el aprovechamiento de los posibles recursos
energticos renovables y no renovables disponibles en el pas, para
lo cual se plantearon esquemas de aprovechamientos que van desde
soluciones individuales para viviendas de zonas no interconectadas
mediante energa solar fotovoltaica, hasta grandes centrales
hidroelctricas y trmicas operando en del sistema interconectado. El
presente informe contiene los objetivos, alcances, metodologas y
resultados del anlisis de costos indicativos de generacin elctrica,
organizado en cuatro secciones de la siguiente forma: Primera
Seccin: Enfoque, Objetivos, Alcances y Metodologa: Esta seccin
comprende los Captulos 2 y 3 as: El Captulo 2 contiene el enfoque
tcnico adoptado, los objetivos y los alcances del estudio,
atendiendo los requerimientos de la UPME expuestos en los trminos
de referencia del estudio. En el Captulo 3 contiene la metodologa
utilizada, la cual incluye los procedimientos y criterios de
Regionalizacin del pas para el anlisis de costos de generacin de
cada recurso energtico, los recursos energticos, las tecnologas y
plantas tpicas representativas de cada recurso y la estructura
general del costo de generacin. Segunda Seccin: Fuentes
Convencionales de Generacin: Esta seccin comprende los Captulos 4
al 7, cada uno de ellos dedicado a las tecnologas de generacin
hidroelctrica, trmica con base en carbn, trmica con base en gas
natural y motores alternantes con base en fuel oil, diesel o
biodiesel. Cada captulo desarrolla para su respectivo recurso
energtico los siguientes temas principales:C-I-1759-00-01 Abril de
2005 1.1
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GENERACIN ELCTRICA EN COLOMBIA
Descripcin General: Comprende la descripcin general de las
tecnologas de generacin elctrica y del esquema general de
aprovechamiento del recurso energtico, descripcin de los
principales componentes y procesos simplificados de transformacin
de energa, entre otros. Dicha descripcin es la base para la
identificacin de los principales temes de inversin para el anlisis
del costo de generacin. Campo de Aplicacin: Dentro del contexto del
presente informe se enmarcan las diferentes tecnologas y plantas
tpicas analizadas como parte de la expansin del sector
interconectado o como solucin aislada a zonas no interconectadas.
En esta ltima clasificacin se describen las posibles aplicaciones
energticas, tales como atencin de las demandas de iluminacin y fro
de viviendas individuales, centros de salud, etc. Recurso Energtico
en el Pas: En este numeral se presenta y describe globalmente el
potencial en el pas del recurso analizado (mapas de viento,
radiacin, recursos geotrmicos, etc.). As mismo, se enuncian algunos
criterios relacionados con el potencial que ms adelante se citen
para definir zonas potenciales, como por ejemplo, velocidades
mnimas de viento, radiacin y horas de sol mnimas, etc.
Regionalizacin: En este numeral se establecen las diferentes zonas
potenciales para el anlisis de los costos de generacin a partir de
cada recurso energtico. La regionalizacin del territorio nacional
se basa en dos criterios principales, la cobertura del sistema
interconectado y las divisiones polticas departamentales. La
interconexin permite diferenciar las zonas interconectadas de las
no interconectadas, aspecto muy importante para el planteamiento de
alternativas factibles en cada zona; las divisiones polticas a
nivel de departamentos permiten configurar zonas interconectadas
con cierta homogeneidad de recursos energticos e infraestructura.
Tecnologas de Generacin Elctrica: En este numeral se presenta una
breve descripcin de las tecnologas de generacin consideradas en el
estudio, la sustentacin tcnica econmica y ambiental (si aplica) de
dicha seleccin, los principales componentes, etc. Plantas Tpicas:
Con base en el anterior numeral, se concreta en este numeral la
descripcin detallada de las plantas tpicas en cada tecnologa,
especificando valores de capacidad y, si es el caso, de algunas
dimensiones tpicas. Esta descripcin debe ser la base para
laC-I-1759-00-01 Abril de 2005 1.2
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UNIDAD DE PLANEACION MINERO-ENERGETICACOSTOS INDICATIVOS DE
GENERACIN ELCTRICA EN COLOMBIA
elaboracin de los presupuestos de cada planta, con los cuales se
establezcan las inversiones y sus participaciones en los
respectivos costos de generacin elctrica. Estructura General de
Costos de Generacin: En este numeral se presentan los
procedimientos generales para el tratamiento de cada componente de
la estructura de costos. Existen procedimientos para la
determinacin de costos de obras de infraestructura aplicables a
casi todas las tecnologas y procedimientos particulares de cada
tecnologa. Tercera Seccin: Fuentes No Convencionales de Generacin:
Esta seccin comprende los Captulos 8 al 11, cada uno de ellos
dedicado a las tecnologas de generacin elica, solar fotovoltaica,
geotrmica y biomasa. Para estas fuentes se desarrollan los mismos
temas descritos en la seccin anterior para Fuentes Convencionales.
Cuarta Seccin: Aplicativo y Directorio de Contactos: Esta seccin
comprende el Captulo 12 en el cual se presenta una descripcin
detallada del Aplicativo, los respectivos manuales de instalacin y
usuario y la descripcin del directorio de contactos
C-I-1759-00-01 Abril de 2005
1.3
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UNIDAD DE PLANEACION MINERO-ENERGETICACOSTOS INDICATIVOS DE
GENERACIN ELCTRICA EN COLOMBIA
2.
ENFOQUE TCNICO, OBJETIVOS Y ALCANCE DEL ESTUDIO
2.1
ENFOQUE TCNICO
Los trabajos a desarrollar se enfocaron de manera general como
una labor de investigacin integral que incluir las siguientes
facetas: 2.1.1 Planteamiento metodolgico
Definicin de la metodologa, criterios y procedimientos
necesarios para la estimacin de los costos de generacin para cada
una de las diversas tecnologas y plantas tpicas definidas en cada
una de las regiones del pas, contemplando las necesidades de
actualizacin futura de dichos costos por parte de la UPME, para lo
cual se desarrolla un modelo aplicativo que cumple con todos los
requerimientos de flexibilidad en las evaluaciones de costos y
actualizacin de las bases de datos. La tipificacin de plantas de
generacin elctrica utilizada en la evaluacin de costos se basa en
la definicin de esquemas de aprovechamiento, la seleccin de
tecnologas maduras y probadas y la definicin de capacidades
instaladas dentro de rangos normales de aplicacin, entre otros. Es
de anotar que las anteriores caractersticas bsicas estn ntimamente
relacionadas con los costos de inversin, operacin y mantenimiento
de cada alternativa, en este sentido se definieron plantas de
generacin representativas de la expansin del sector para las zonas
interconectadas, y la atencin de la demanda de zonas no
interconectadas. En la evaluacin de cada alternativa de generacin
se utiliz la experiencia de los expertos involucrados en el
estudio, los resultados de otros estudios ejecutados en el medio,
en particular, todos aquellos con que cuenta la UPME respecto a
este tema, experiencias internacionales aplicables, as como
cualquier tipo de informacin sobre el estado del arte en cada
tecnologa de generacin. Como resultado final del estudio se
desarrollaron modelos de clculo del costo de generacin para cada
tecnologa, se establecieron los criterios a ser considerados en la
evaluacin, el nivel de detalle de desagregacin de la estructura del
costo de generacin, la informacin requerida, etc. As mismo, se
determinaron los procedimientos de consecucin y actualizacin de tal
informacin.C-I-1759-00-01 Abril de 2005 2.1
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2.1.2
Recopilacin y procesamiento de informacin
Esta faceta del estudio comprende la recopilacin, anlisis y
homologacin de la informacin utilizada en el estudio dentro de las
siguientes actividades: Definicin de zonas homogneas del pas para
el anlisis de la viabilidad tcnica de diferentes tecnologas de
generacin. Definicin de plantas tpicas de generacin para zonas
interconectadas y no interconectadas. Determinacin de los costos de
generacin de energa elctrica para cada tecnologa y segn la
localizacin, mediante la determinacin de los costos ndices de
inversin, operacin y mantenimiento, teniendo en cuenta todos los
aspectos involucrados de carcter tcnico, ambiental y legal, as como
la forma en que la localizacin puede afectar tales costos. En este
sentido, la investigacin est enfocada a factores tan diversos como
las especificidades tcnicas de instalacin y produccin de cada
tecnologa en particular (incluyendo las consideraciones ambientales
que sean del caso), los precios de mercado de las componentes de
costo involucradas (en obras, equipos, personal, etc.), la
legislacin y regulacin aduanera y tributaria nacional, los medios y
costos de transporte nacionales e internacionales, la
disponibilidad de combustibles e insumos y su costo
correspondiente, las particularidades de la geografa nacional (como
disponibilidad hdrica, rgimen de vientos, radiacin solar, reservas
minerales, etc.) y de su infraestructura (vas, lneas de transmisin
elctrica, etc.). 2.1.3 Diseo e instalacin de un modelo
aplicativo
El diseo del aplicativo para la determinacin de costos de
generacin elctrica se bas en las siguientes consideraciones de
funcionalidad: En primer lugar el modelo no puede ser caja negra,
debe ser transparente en los supuestos, algoritmos y funciones de
costo con el fin de permitir futuras actualizaciones por los
funcionarios de la UPME. El aplicativo se concibe de forma
paramtrica que garantice una amplia flexibilidad para la formulacin
de Escenarios y la realizacin de anlisis de sensibilidad. Dicha
caracterstica permite a la UPME el acceso a la informacin bsica
recopilada, la ejecucin de clculos y actualizacin de resultados, la
modificacin o actualizacin de datos, los anlisis de sensibilidad de
los resultados obtenidos a variaciones en parmetros
clave,C-I-1759-00-01 Abril de 2005 2.2
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adaptaciones del modelo a situaciones cambiantes futuras, como
podran ser cambios regulatorios, tributarios o aduaneros, por
ejemplo. De esta manera se pueden actualizar los resultados cada
vez que sea necesario, dados cambios en los datos bsicos cualquiera
sea la razn que genere estos cambios. Dada la incertidumbre
inherente en la informacin bsica, y sobretodo en las proyecciones
futuras de la misma, el modelo permite evaluar la incidencia de
variables inciertas o coyunturales en el costo de generacin, tal
como puede suceder con algunos temes o materiales de construccin y
suministro. Uno de los principales aspectos inciertos y de difcil
tipificacin en la evaluacin de los costos de inversin y generacin
est relacionado con la definicin de los costos de inversin y
operacin del plan de manejo ambiental, incluyendo las obras de
mitigacin y compensacin. No menos importante que el conocimiento y
la informacin del Modelo, es el diseo grfico y funcional del
aplicativo. En este sentido, las interfaces de entrada de datos,
consulta de bases de datos y obtencin de resultados proveen un
ambiente agradable de trabajo con el modelo. El cumplimiento de
este objetivo incide de manera significativa en la apropiacin del
Modelo por parte de los funcionarios de la UPME, garantiza el uso
frecuente del mismo y facilita la elaboracin de informes y
documentos peridicos sobre el tema. Si bien se desarroll un manual
de usuario para la instalacin y operacin del Aplicativo, en el
diseo de interfaces y aplicaciones se concibi de forma que sean
autoexplicativas, provistas de ayudas que minimicen la necesidad de
consultar frecuentemente el manual de usuario. Esta virtud del
Aplicativo nuevamente favorece la agilidad en el empleo del Modelo
durante futuras utilizaciones en la UPME. 2.1.4 Inventario de
contactos
Hace parte tambin del enfoque de los trabajos la elaboracin de
un inventario de contactos, empresas, instituciones nacionales e
internacionales, etc., que permiten la obtencin y actualizacin de
la informacin necesaria. As mismo, la implementacin de un
directorio que contenga nombres, direcciones, telfonos, correos
electrnicos, sitos WEB o cualquier otra informacin relevante para
acceder a tales contactos, as como la manera de mantener
permanentemente actualizada esta informacin.
C-I-1759-00-01 Abril de 2005
2.3
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2.2 2.2.1
OBJETIVOS Objetivo general
Determinar los costos ndices de inversin, operacin,
mantenimiento, fijos y variables y el costo de energa medio de
unidades de generacin estndar a partir de los diferentes recursos
energticos disponibles en el pas y sus regiones, estableciendo
adems dichos costos para unidades capaces de operar con
combustibles sustitutos, y los cuales puedan ser actualizados
permanentemente por la UPME. 2.2.2 Objetivos especficos
Establecer los procedimientos y metodologa necesarios que le
permitan a la UPME estimar y actualizar los costos de generacin de
energa elctrica a partir de las diferentes tecnologas, considerando
que las unidades de generacin sern instaladas en sitios adecuados
para su operacin normal. Determinar el costo medio de generacin de
energa (US$/kWh), a partir de los costos ndices de inversin,
operacin y mantenimiento, fijos y variables, costos ambientales
originados por la instalacin de unidades de generacin de energa
elctrica, de acuerdo con su tecnologa, ciclo, tipo1, localizacin,
factor de utilizacin y forma de utilizacin en el sistema
interconectado nacional, entre otros, incluyendo el caso de
unidades capaces de operar con combustibles sustitutos. Implementar
la metodologa de estimacin y actualizacin de costos de generacin
mediante el desarrollo de un aplicativo en base de datos.
Desarrollar e implementar un directorio de contactos y la
metodologa para su actualizacin permanente, que contenga los
nombres, direcciones, correo electrnico, pgina WEB y telfonos de
las compaas, empresas, instituciones nacionales e internacionales,
facilite la actualizacin. 2.3 ALCANCE DEL ESTUDIO
El Alcance de los Estudios se basa fundamentalmente en los
Trminos de Referencia de la UPME, los cuales constituyen la
principal gua para el cumplimiento de los objetivos anteriormente
citados. 2.3.1 Recursos energticos
Los recursos energticos considerados en el estudio son: hdrico,
gas natural, carbn, diesel, fuel oil, biomasa, elico, geotermia y
solar. En tal sentido, seC-I-1759-00-01 Abril de 2005 2.4
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GENERACIN ELCTRICA EN COLOMBIA
consideran los estudios desarrollados por la UPME sobre
potenciales energticos y en general los estudios relativos al tema.
2.3.2 Unidades de precios y costos
Siempre que se hace referencia a precios o costos se utiliza
como unidad el Dlar Americano (USD) constantes a diciembre de 2004.
2.3.3 Metodologas
Las Metodologas para la estimacin de costos de las diferentes
alternativas tecnolgicas y definicin de plantas tpicas y sitios
potenciales en cada tecnologa fueron acordadas con la UPME. 2.3.4
Evaluacin de costos de generacin
La determinacin de los costos medios de generacin se hace a
partir de los costos ndices de inversin, operacin y mantenimiento,
tanto fijos como variables, costos ambientales originados por la
instalacin de plantas o unidades de generacin de energa elctrica,
de acuerdo con su tecnologa, ciclo, tipo, localizacin y factor de
utilizacin, entre otros, que puedan operar con diferentes recursos
energticos disponibles en el pas, involucrando costos ambientales.
Como criterios bsicos para la estimacin de los costos de generacin
se tomaron: El costo FOB de la planta desagregado en sus
principales unidades constructivas, transporte y seguros
internacionales. El costo en puerto colombiano de la planta de
generacin desagregado en sus principales unidades constructivas,
costos e impuestos de nacionalizacin. El costo de transporte en
funcin de la distancia hasta el sitio de operacin de la planta.
Otros costos, tales como costo de los equipos asociados requeridos
para la operacin de las unidades de generacin, costos de repuestos,
depreciacin en funcin de la vida til estimada y dems aspectos
determinantes del costo de generacin. Este alcance tambin aplica
para unidades que operen con combustibles sustitutos (por ejemplo:
unidades de gas a carbn, gas a fuel oil, carbn a gas, carbn a fuel
oil, fuel oil a gas, entre otras).C-I-1759-00-01 Abril de 2005
2.5
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GENERACIN ELCTRICA EN COLOMBIA
Se definen los procedimientos para la estimacin de costos
asociados con las obras civiles, de tal forma que se considera una
variedad representativa de diferentes alternativas de construccin,
que para el caso de costos de plantas hidrulicas, por ejemplo,
contempla diferentes tipos de presa, cada de agua, embalse, tneles,
etc. Adicionalmente, para las plantas trmicas, se plantean
alternativas para modelar los costos de generacin que no estn
siendo considerados en el modelo de planeamiento y modelo de
despacho, entre otros: nmero de arranques, rampas de toma de carga,
deterioro de las unidades por arranques y paradas, eficiencia de
las plantas, y dems aspectos determinantes de su costo de operacin.
Dentro de la estructura del costo de generacin se incluyen aspectos
relacionados con la legislacin vigente y aplicable en materia de
importacin, convenios aduaneros, tratados comerciales, tributacin,
seguros, transporte nacional y en cualquier otro aspecto
determinante en la definicin de dicho costo. La base de datos
contiene la informacin reportada de las diferentes fuentes del
directorio. Se desarrollaron los procedimientos y metodologa que
facilitan la solicitud de informacin a las diferentes fuentes de
informacin para la actualizacin permanente de los diferentes
componentes de los costos ndices, dems informacin relacionada y su
ingreso a la base de datos. La metodologa desarrollada para el
clculo de los costos es lo suficientemente flexible para permitirle
a la UPME realizar anlisis de sensibilidad a los resultados ante
variaciones en los criterios de seleccin de la tecnologa, tales
como consumo energtico, tiempo de operacin, indisponibilidad tpica
de cada tecnologa (mantenimiento programado).
C-I-1759-00-01 Abril de 2005
2.6
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UNIDAD DE PLANEACION MINERO-ENERGETICACOSTOS INDICATIVOS DE
GENERACIN ELCTRICA EN COLOMBIA
3.3.1 3.1.1 REGIONALIZACIN
METODOLOGA
Consideraciones generales sobre regionalizacin
Se establecen a continuacin los criterios generales considerados
en la definicin de regiones para el anlisis de costos de generacin:
Regiones mutuamente excluyentes y exhaustivas: En primer lugar, y
como condicin necesaria, los criterios de discretizacin del pas
empleados deben generar regiones mutuamente excluyentes y
conjuntamente exhaustivas, es decir, un sitio no debe pertenecer a
ms de una regin y todo el territorio debe estar incluido en los
conjuntos de regiones. En este sentido, los criterios empleados
deben ser los suficientemente claros y definidos para evitar zonas
difusas en las fronteras de dos regiones adyacentes. Algunos
criterios sumamente especializados en alguna disciplina, de difcil
identificacin y medicin, pueden generar confusiones en la
regionalizacin y obviamente no tienen un carcter suficientemente
general para su aplicacin a las dems disciplinas. Criterios de
subdivisin claros y aceptados: Como complemento al anterior
criterio, los aspectos y caractersticas considerados en la
regionalizacin deben ser de fcil e inequvoca identificacin por los
usuarios potenciales de la herramienta, en lo posible se emplean
criterios de subdivisin existentes y de amplia aceptacin. De
acuerdo con lo anterior, se decidi utilizar criterios adoptados
actualmente por la UPME y otras instituciones del sector, como el
Institutito de Planificacin y Promocin de Soluciones Energticas
(IPSE). Enfoque de planeamiento: Los objetivos y alcances del
presente estudio estn orientados hacia el soporte de actividades y
decisiones de planeamiento general del sector elctrico, no se
pretende que los costos encontrados para las diferentes tecnologas
y plantas tpicas en las diferentes regiones planteadas soporten
decisiones particulares sobre proyectos especficos. Por esta razn
la regionalizacin y la evaluacin final de costos de generacin se
concentran en la identificacin de casos representativos, con cierta
homogeneidad dentro de cada regin. La consideracin de condiciones
especiales y particulares, bien sea excepcionalmente favorables o
desfavorables, adems de no cumplirC-I-1759-00-01 Abril de 2005
3.1
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GENERACIN ELCTRICA EN COLOMBIA
satisfactoriamente con criterios de generalidad, pueden enviar
seales no reales sobre la expansin o solucin energtica en una
regin. Condiciones ambientales representativas: La segunda parte
del criterio anterior resulta particularmente importante en el
anlisis de las condiciones ambientales que intervienen en las
inversiones y costos operativos de los proyectos de generacin. Bajo
esta consideracin, se establecen los impactos y costos de medidas
de compensacin y mitigacin tpicas de cada tecnologa en cada regin
para condiciones promedias, no se considera apropiado la
consideracin de condiciones extremadamente desfavorables por la
baja representatividad a adems se espera que bajo tal situacin el
proyecto analizado no se implemente. Flexibilidad para generar y
analizar casos particulares: El modelo, adems de presentar el
anlisis de casos de referencia relacionados con condiciones tpicas
o representativas de cada tecnologa en cada regin, permite al
usuario normal generar sus propios anlisis particulares en los que
puede redefinir prcticamente todas las condiciones supuestas, sin
tener que modificar los casos de referencia establecidos en el
presente estudio. Esta facilidad admite la realizacin de anlisis de
sensibilidad para atender requerimientos por fuera de las
condiciones representativas. Homogeneidad en los costos de
generacin: Las regiones finalmente definidas reflejan cierta
homogeneidad en los costos de generacin. Sin embargo, debido a la
existencia de los innumerables aspectos que inciden en dichos
costos, tales como la disponibilidad de obras de infraestructura
vial y elctrica entre otros, el anlisis de proyectos especficos
deber realizarse con base en las caractersticas propias de los
mismos. Objetivos centrales de la generacin: No se debe perder de
vista los objetivos centrales de la generacin elctrica en cada
regin, determinados en gran medida por la interconexin elctrica al
sistema nacional. En este sentido, necesariamente se diferenciaron
las zonas interconectadas de las no interconectadas, debido, entre
otras a las siguientes razones: Proyectos en Zonas No
Interconectadas: Los proyectos en las zonas no interconectadas, al
operar de manera aislada, estn condicionados por el comportamiento
de la demanda propia y laC-I-1759-00-01 Abril de 2005 3.2
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necesidad de firmeza y regulacin de carga. En este caso las
capacidades de los proyectos son muy limitadas (a lo sumo algunos
megavatios) y la viabilidad de los mismos debe centrarse sobre el
anlisis de las oportunidades de generacin particulares de la zona a
atender, lo cual implica altos costos de generacin, con relacin a
los costos marginales de expansin del pas. Proyectos en Zonas
Interconectadas: Los proyectos a implementar en la zona
interconectada, al no atender una demanda propia y gozar del
respaldo del sistema nacional, son muy flexibles en la definicin de
su capacidad. En este caso es factible pensar en proyectos de
varios cientos de megavatios, cuya viabilidad debe medirse con base
en costos marginales de expansin. 3.1.2 Propuesta de
regionalizacin
Adems de las anteriores consideraciones generales para la
regionalizacin del pas y atendiendo la solicitud de la UPME en el
sentido de utilizar el Sistema de Informacin SIPR para la definicin
de regiones potenciales especficas para cada energtico, se plantea
a continuacin el procedimiento general de regionalizacin para
definir las referencias geogrficas de los costos de generacin de
cada tecnologa y planta tpica. Bajo esta metodologa de
regionalizacin, el principal criterio lo constituye la cobertura
del sistema interconectado, la cual genera dos tipos de regiones al
diferenciar las zonas no interconectadas de las interconectadas,
dicho criterio permite integrar al anlisis los principales
objetivos de la generacin, como lo son la expansin del sistema
interconectado y la atencin de zonas no interconectadas, e incluir
el efecto geogrfico en la definicin de algunas componentes del
costo de generacin. En este sentido se plantean dos sistemas de
referenciacin de las zonas potenciales definidas para cada recurso
energtico: A continuacin se presenta el sistema de referencia
geogrfica propuesto para cada una de estas zonas: 3.1.2.1 Zonas no
interconectadas
Para estas zonas se propone la subdivisin en doce zonas
identificadas en el estudio de la UPME (Establecimiento de un Plan
Estructural, Institucional y Financiero, que Permita el
Abastecimiento Energtico de las Zonas No Interconectadas, con
Participacin de las Comunidades y el Sector Privado, realizado por
AENE y HAGLER BAILLY en 2000 [1]). Dicho estudio
identificC-I-1759-00-01 Abril de 2005 3.3
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doce zonas mediante la consideracin de numerosos aspectos
relacionados con la demanda, el potencial de diferentes recursos
energticos y la infraestructura de acceso disponible. La
consideracin de diferentes criterios tcnicos y econmicos para la
definicin de las doce zonas no interconectadas del estudio de la
UPME [1] y la adopcin de dicha zonificacin por parte del Instituto
de Planificacin y Promocin de Soluciones Energticas (IPSE)
garantiza el cumplimiento de varios de los objetivos planteados
para la regionalizacin de los costos de generacin, al menos en las
zonas no interconectadas. En la Tabla 3.1 y la Figura 3.1 se
presenta e ilustra la subdivisin de las zonas no interconectadas
definidas en el citado estudio de la UPME. Ntese que la zona 12 al
estar dispersa por el territorio nacional admite una mayor
discretizacin con el fin de considerar homogeneidad regional. Tabla
3.1. Zonas no interconectadas establecidas en el estudio de la UPME
[1]Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Choc / Atrato Litoral Pacfico /
Choc Litoral Pacfico Nario / Cauca Ro Meta/ Casanare, Meta /
Casanare, / Arauca / Vichada Rio Guaviare, Meta / Guaviare /
Vichada / Guaina Ros Caquet y Caguan Ro Putumayo, Putumayo /
Amazonas Amazonas Vaups Guaina Vichada Localidades y Municipios
Aislados Zona
C-I-1759-00-01 Abril de 2005
3.4
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3.1.2.2
Zonas interconectadas
Una vez definida la regionalizacin de las zonas no
interconectadas, para el resto del pas se propone una
regionalizacin a partir de los lmites polticos a nivel
departamental, agregando algunas regiones geogrficas por similitud
en condiciones fsicas e infraestructura. 3.1.2.3 Regionalizacin
apara el anlisis de costos de generacin
Con base en lo anterior, en la Tabla 3.2 y Figura 3.2 se
presenta la regionalizacin utilizada para el anlisis del costo de
generacin, esta divisin comprende nueve zonas interconectadas y
diecinueve zonas no interconectadas, producto de once zonas simples
y la zona 12 subdividida en ocho sub zonas.
C-I-1759-00-01 Abril de 2005
3.5
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Tabla 3.2.Cdigo Int01 Int02 Int03 Int04 Int05 Int06 Int07 Int08
Int09 Zni01 Zni02 Zni03 Zni04 Zni05 Zni06 Zni07 Zni08 Zni09 Zni10
Zni11 Zni12-01 Zni12-02 Zni12-03 Zni12-04 Zni12-05 Zni12-06
Zni12-07 Zni12-08
Regionalizacin utilizada en el estudio de costos de
generacin
Nombre Guajira, Cesar, Sur de Bolivar Costa Atlntica Norte de
Santander Antioquia Santander,Boyac Eje cafetero, Valle del Cauca
Tolima, Huila Cundinamarca, piedemonte (Meta) Nario,Cauca (Andino)
Choc/Atrato Litoral Pacfico Choc Litoral Pacfico Nario/Cauca Ro
Meta /Casanare, Meta/Casanare/Arauca/ Vichada Ro Guaviare
Meta/Guaviare/Vichada/Guaina Ros Caquet y Cagun Ro Putumayo,
Putumayo/Amazonas Amazonas Vaups Guaina Vichada Localidades y
municipios aislados(Alta Guajira) Localidades y municipios
aislados(La mojana y Bajo Magdalena) Localidades y municipios
aislados (Sur del Cesar) Localidades y municipios aislados(Norte de
Arauca) Localidades y municipios aislados (El Calvario, Meta)
Localidades y municipios aislados(B/ventura y Bocas del San juan)
Localidades y municipios aislados (Piedemonte llanero, Yar, Alto
Vaups) Localidades y municipios aislados(Piedemonte amaznico)
C-I-1759-00-01 Abril de 2005
3.6
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Fi`gura 3.1 Regionalizacin de las zonas no interconectadas
[1]C-I-1759-00-01 Abril de 2005 3.7
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Figura 3.2C-I-1759-00-01 Abril de 2005
Regionalizacin utilizada en el anlisis de los costos de
generacin3.8
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3.2
RECURSOS ENERGTICOS Y TECNOLOGAS
En este numeral se presenta una breve descripcin de los recursos
energticos y las tecnologas consideradas en el anlisis de costos
unitarios de generacin. Adicionalmente, en los captulos dedicados
especficamente a cada recurso se ampla la presente descripcin y se
establecen las plantas tpicas consideradas. 3.2.1 Tecnologas para
fuentes convencionales 3.2.1.1 Hidroelectricidad
Se trata de una tecnologa ampliamente conocida y aplicada en el
pas para un rango muy amplio de capacidades instaladas, desde
algunos kW hasta ms de 1000 MW. Aun cuando existen innumerables
posibles variaciones de configuracin o esquema de los proyectos,
para el presente estudio se adopt la clasificacin que sugiere la
Organizacin Latinoamericana de Energa (OLADE) para este tipo de
aprovechamientos. Picocentrantrales: Capacidad instalada entre 0,5
y 5 kW, operacin a filo de agua, aplicable a zonas no
interconectadas o casos aislados de zonas interconectadas. La
planta tpica para el anlisis corresponde en este caso a una central
de 5 kW de capacidad. Microcentrales: Capacidad instalada entre 5 y
50 kW, operacin a filo de agua, aplicable a zonas no
interconectadas o casos aislados de zonas interconectadas. La
planta tpica para el anlisis corresponde en este caso a una central
de 50 kW. Minicentrales: Capacidad instalada entre 50 y 500 kW,
operacin a filo de agua, aplicable a zonas no interconectadas o
casos aislados de zonas interconectadas. La planta tpica para el
anlisis corresponde en este caso a una central de 500 kW. En este
caso se evaluaron dos centrales una para saltos del orden de los 60
m y otra de baja cada para saltos del orden de los 4 m. Pequeas
Centrales Hidroelctricas (PCH): Capacidad instalada entre 500 y
10000 kW, operacin a filo de agua, aplicable a zonas no
interconectadas y zonas Interconectadas (sin posibilidad de
participar en el despacho elctrico). La planta tpica para el
anlisis corresponde en este caso a una central de 10000 kW (1
MW)C-I-1759-00-01 Abril de 2005 3.9
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Centrales Hidroelctricas (CH): Capacidad instalada mayor a 20
MW, aplicable a Zonas Interconectadas, con participacin obligada en
el despacho elctrico. Las plantas tpicas para el anlisis
corresponden en este caso a centrales de 200 MW y 600 MW. 3.2.1.2
Centrales trmicas a gas
Para este recurso se definieron las siguientes plantas tpicas:
Ciclo Simple: aplicables a zonas interconectadas, con capacidades
instaladas tpicas de: 50 MW en una unidad, 150 MW en una unidad y
300 MW en dos unidades de 150 MW cada una. Ciclo Combinado:
aplicables a zonas interconectadas, con capacidad instalada tpica
de: 450 MW, obtenidos mediante dos unidades a gas de 150 MW cada
una y una unidad a vapor de 150 MW. Cierre de Ciclo: aplicable a
zonas Interconectadas, se considera como proyecto tpico la
instalacin de una unidad de vapor de 150 MW para cerrar el ciclo de
una central de 300 MW conformada por dos unidades a gas de 150 MW
cada una. 3.2.1.3 Centrales trmicas a carbn.
En el aprovechamiento de este recurso minero energtico se
plantearon las siguientes plantas tpicas: Tecnologa de Carbn
Pulverizado: Capacidad instalada de 50 MW, 150 MW y 300 MW en una
unidad, todas con tecnologa de enfriamiento en ciclo semi-humedo.
Dada las capacidades instaladas estas centrales se consideran
exclusivamente para zonas interconectadas. Tecnologa de Lecho
Fluidizado: Capacidad instalada de 150 MW en una unidad, con
tecnologa de enfriamiento en ciclo semi-humedo. Igualmente
aplicable a zonas interconectadas. As mismo se considera una planta
de 150 MW de capacidad operando con mezcla de carbn y biomasa
(dendroenerga) No se considera ciclo abierto de enfriamiento ya que
el volumen de agua que sta tecnologa requiere y los impactos
ambientales que conlleva, la haran no factible en casi la totalidad
del pas.
C-I-1759-00-01 Abril de 2005
3.10
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3.2.1.4
Centrales trmicas a diesel o fuel oil
En este caso se considera la tecnologa de motores alternantes
con capacidad instalada de 2 MW, aplicable exclusivamente a centros
poblados de las zonas no interconectadas. Las alternativas en esta
tecnologa dependen del combustible utilizado, en este sentido se
estudiaron: Motores alternantes de 2 MW operando con Fuel oil
Motores alternantes de 2 MW operando con diesel Motores alternantes
de 2 MW operando con biodies. 3.2.2 Tecnologas para fuentes no
convencionales 3.2.2.1 Energa Elica Se definieron equipos de baja
potencia para zonas no interconectas con generador sincrnico y
almacenamiento en bateras. Estas plantas son la elica micro y elica
pequea: EMCO: Elica Micro con potencia nominal 1.5 kW EP: Elica
Pequea con potencia nominal 15 Kw Para operar dentro del sistema
interconectado se definieron tres plantas tpicas con aerogenerador
de eje horizontal tripala a barlovento de regulacin por prdida y/o
cambio de paso. EMDA: Elica Mediana con potencia nominal 225 kW
EGS: Elica a Gran Escala con potencia nominal 1.3 MW PE: Parque
Elico con potencia nominal 19.5 MW Proyectos que consideren las dos
ltimas plantas tpicas debern ser desarrollados en zonas de alto
potencial elico donde exista interconexin al sistema. 3.2.2.2
Energa Solar Generacin a pequea escala: Son sistemas individuales y
domsticos, en aplicaciones rurales aisladas, instalados sobre
tejados, azoteas de casas. SFV 50 Wp de DC: Suple las necesidades
de un grupo familiar pequeoC-I-1759-00-01 Abril de 2005 3.11
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SFV 300 Wp de DC/AC para ZNI: Suple las necesidades de una
vivienda de mayor demanda elctrica Generacin a mediana escala: Son
sistemas centralizados, que pueden brindar soluciones energticas a
pequeas comunidades. SFV 3 kWp de AC para ZNI: Esta planta puede
atender 10 usuarios (viviendas) con los servicios bsicos de
iluminacin, un ventilador, radio grabadora, TV a color de 14 y
equipo de sonido compacto. SFV 30 kWp de AC para SIN: Sistemas
centralizados en edificios, normalmente integrados en la
arquitectura de los mismos o comunidades de vecinos. Generacin
fotovoltaica a gran escala: Son generalmente instalaciones
conectadas a red, de superficies extensas. SFV 300 kWp de AC para
SIN: Centrales de generacin fotovoltaica SFV 3.000 kWp de AC para
SIN: 3.2.2.3 Energa Geotrmica La planta tpica seleccionada para la
generacin de energa elctrica con recursos geotrmicos en Colombia,
es la de ciclo binario con capacidad de 5 MW (pequea central) GT 5.
3.3 ESTRUCTURA DE COSTOS DE GENERACIN
3.3.1 Esquema general de anlisis del costo de generacin En la
Figura 3.3 se presenta el esquema metodolgico seguido en la
determinacin del costo de generacin, en el cual se pueden
distinguir dos grandes grupos de costos dependiendo de los perodos
en que son causados, los costos preoperativos y los costos
operativos. Los primeros corresponden bsicamente a inversiones
realizadas una sola vez antes de entrar en operacin el proyecto, y
los segundos corresponden a costos peridicos, fijos o variables,
que garantizan la operacin de la central. Dentro de los costos
operativos se distinguen los siguientes componentes generales a la
mayora de plantas tpicas:C-I-1759-00-01 Abril de 2005 3.12
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Estudios e investigaciones Predios Obras de infraestructura
Obras civiles Equipos* Inversiones ambientales Ingeniera
Imprevistos en obras y equipos Costos financieros Costos de ley De
otro lado, las principales componentes de los costos operativos
son: Administracin, operacin y mantenimiento (AOM) Componente fija
Administracin, operacin y mantenimiento (AOM) Componente variable.
Combustible Seguros Manejo ambiental Cargos de ley operativos La
determinacin de los costos operativos y preoperativos se realiza
con base en los siguientes tres grupos de variables: Variables
geogrficas: Este tipo de variables comprenden bsicamente la
infraestructura disponible, en vas de acceso, lneas de conexin
elctrica y gasoductos. Dicha infraestructura disponible incide
directamente en los costos preoperativos asociados a las
respectivas obras de infraestructura requeridas por las centrales.
Planta tpica: Corresponde al conjunto de variables que definen el
sistema de generacin considerado. Este tipo de variables tiene una
incidencia directa en los diferentes componentes de los costos
preoperativos, en los costos operativos y obviamente en la
generacin media de la alternativa.C-I-1759-00-01 Abril de 2005
3.13
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GENERACIN ELCTRICA EN COLOMBIA
Regulacin y Leyes: Variables que inciden bsicamente en los
costos de ley operativos y preoperativos en el proceso de
nacionalizacin y adquisicin de temes importados. Con el total de
los costos preoperativos y el empleo de variables econmicas como la
tasa de descuento y la vida til de la central evaluada se calcula
el costo preoperativo anual. Este costo se suma al costo operativo
anual para obtener el costo total anual. La relacin entre el costo
total anual y la energa generada constituye el costo unitario de
generacin, objetivo central del presente anlisis. La energa media
anual se determina mediante las caractersticas propias de la
central, tales como capacidad instalada y factor de planta. En
varios casos, como en la generacin trmica e hidroelctrica, se deben
suponer los factores de planta tpicos de este tipo de
aprovechamientos; en otros casos, como la generacin solar
fotovoltaica y elica, el factor de planta depender de las
condiciones del potencial respectivo en las diferentes regiones
consideradas.
C-I-1759-00-01 Abril de 2005
3.14
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GENERACIN ELCTRICA EN COLOMBIAREGIONALIZACIN Potencial
Infraestructura Disponible Distancia a vas Distancia a lneas
Distancia gasoductos COSTOS PREOPERATIVOS Predios Infraestructura
Obras Civiles Equipos Inversiones ambientales Ingeniera Imprevistos
PLANTA TPICA Caracterizacin Ley Preoperativos Capacidad Factor de
Planta Vida til Eficiencia COSTOS OPERATIVOS AOM Componente Fija
Mantenimiento Y Overhaul REGULACIN Y LEYES Combustible Seguros
Cargos de Ley Operativos ENERGA MEDIA ANUAL TOTAL OPERATIVO COSTO
TOTAL EQUIVALENTE ANUAL COSTO UNITARIO DE GENERACIN Financieros
COSTO PREOPERATIVO ANUAL TOTAL PREOPERATIVO VARIABLES ECONMICAS
Figura 3.3C-I-1759-00-01 Abril de 2005
Esquema de anlisis del costo de generacin3.15
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3.3.2 Componentes del costo de generacin A continuacin se
presentan algunas consideraciones generales y preliminares sobre
las diferentes componentes del costo de generacin consideradas.
3.3.2.1 Costos Preoperativos
Estudios e investigaciones: En este rubro se incluyen estudios
bsicos, tales como geologa e hidrologa, orientados hacia la
determinacin del potencial del recurso. Para su determinacin se
tuvieron en cuenta las siguientes c2onsideraciones: En tecnologas
que dependen de combustibles suministrados por terceros, como la
generacin trmica a carbn, gas natural u otro combustible, no se
considera este tem ya que en varios casos se cuentan con la
informacin requerida, como en el caso de la caracterizacin de carbn
y en todos los casos las investigaciones requeridas se consideran
incluidas en el costo del combustible. En aprovechamientos
hidroelctricos generalmente se calcula como un porcentaje del costo
de inversin, el cual depende de cada planta y tecnologa. En la
mayora de las fuentes renovables no convencionales se calculan los
costos de estudios e investigaciones a partir del anlisis de costos
unitarios de mediciones y personal requerido. Predios: Incluye el
costo del terreno de la planta o de las servidumbres requeridas
para conducciones, instalaciones y lneas de transmisin. Para el
clculo de este tem se determinan las reas requeridas para cada
tecnologa y planta tipo y se aplica un costo unitario por hectrea.
Infraestructura: Comprende las obras de accesos, conexin y dems
infraestructura requerida para la construccin y operacin de las
plantas, considera los siguientes temes: Vas de acceso: Incluye la
construccin de vas para las etapas de construccin y operacin del
proyecto. Para su determinacin se definen las especificaciones de
las vas requeridas dependiendo de cada tecnologa, planta tipo y
regin, y se calculan los costos unitarios (USD/km) asociados a cada
especificacin. Para la longitud de la nuevaC-I-1759-00-01 Abril de
2005 3.16
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GENERACIN ELCTRICA EN COLOMBIA
va para las diferentes plantas tpicas y zonas potenciales, se
establece con base en las siguientes consideraciones generales: En
algunos aprovechamientos de pequea escala o soluciones individuales
para viviendas o pequeas comunidades se considera que no se
requieren vas de acceso, dado el poco peso y volumen de los equipos
a instalar, las amplias posibilidades de transporte y la
disponibilidad supuesta de algn medio. En este caso el supuesto
utilizado se refuerza en las tecnologas no convencionales
directamente ubicadas en los sitios de demanda en donde la seleccin
del sitio no depende de la localizacin especfica de la fuentes
(regiones) determinadas. Para esto es importante definir una
distancia mxima del recurso, caso contrario al aprovechamiento de
recursos hidrulicos. o Ampliando la segunda parte de la
consideracin anterior, el aprovechamiento a mayor escala de energa
solar, elica y trmica es relativamente flexible en su localizacin,
por lo tanto la ubicacin del proyecto debe contemplar la
infraestructura disponible en la zona. No obstante, en plantas
mayores se establecen longitudes de vas que incluyan pequeos
accesos y circulacin interna. Particularmente los aprovechamientos
hidroelctricos carecen de la flexibilidad en su localizacin al
depender de sitios especficos de ubicacin del potencial y ocupar
espacios ms amplios en su desarrollo. Esta situacin es mucho ms
evidente a medida que se pretende una mayor instalacin. Otro
aspecto considerado tiene que ver con la incidencia de las
inversiones en infraestructura sobre la viabilidad del proyecto,
PCHs o menores no admiten longitudes importantes de accesos y
conexin. Centrales de tipo micro, mini o pico, dada la relativa
distribucin de fuentes hdricas pequeas, proporcionan cierta
flexibilidad para su localizacin y medio de transporte, sin la
necesidad de recurrir a costosas obras de acceso. De acuerdo con lo
anterior, se establecen longitudes promedias de vas para proyectos
hidroelctricos importantes considerando la red vial de cada regin
analizada, en centrales tipo PCH o menor se establecen longitudes
tpicas (que pueden ser cero) de acuerdo con la magnitud de los
aprovechamientos. Lnea de conexin: Incluye la construccin de lneas
de conexin, no incluye la subestacin. Su determinacin es similar a
la del costo de lasC-I-1759-00-01 Abril de 2005 3.17
o
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vas de acceso: se determinan las especificaciones de la lnea
requerida, se calculan unos costos unitarios, se determina la
longitud de las nuevas lneas y se calcula un costo final. En este
caso las especificaciones de la lnea dependen exclusivamente de la
potencia a instalar y estn limitadas por las longitudes mximas de
transmisin. Para las lneas de transmisin son aplicables todas las
consideraciones expuestas en el tratamiento de longitudes de vas de
acceso sobre la flexibilidad de localizacin de los proyectos
Campamentos y oficinas: Incluye la infraestructura necesaria para
alojamiento de los trabajadores, y para la administracin durante la
etapa de construccin y operacin. Se calcula como un porcentaje de
los costos de inversin, el cual depende de la tecnologa y planta
tipo considerada. Se debe anotar que en la mayora de
aprovechamientos menores (menos de 20 MW) los requerimientos de
campamentos y oficinas son mnimos, ya que los mayores flujos de
personal durante construccin se pueden manejar con infraestructura
local existente (hoteles, residencias o alquiles de viviendas)
Obras civiles: Considera los costos de la infraestructura fsica
requerida para el aprovechamiento del recurso. Se separan por el
origen del tem de costo dependiendo de la tecnologa y capacidad
consideradas. El aprovechamiento hidroelctrico constituye el
desarrollo de mayores obras civiles, en este caso se presenta en el
captulo 4 el anlisis de cada tipo de obra en cada planta tpica a
partir de cantidades de obra y precios unitarios. En los dems
aprovechamientos las obras civiles muchas de las obras civiles se
incluyen en los costos de instalacin y montaje de los equipos
requeridos, como es el caso de calderas y turbinas a gas o carbn.
Equipos Nacionales: Equipos de fabricacin o adquisicin nacional. Se
considera el costo del equipo instalado y si se trata de equipos de
origen internacional comprados a proveedores en Colombia obviamente
no se tienen en cuenta los trmites y los costos de la importacin.
Equipos importados: Es importante diferenciar este componente
dentro de los costos preoperativos, debido a las particularidades
en el rgimen tributario y arancelario. Para el anlisis de costo de
los equipos importados se consideraron los siguientes componentes:
Costo FOB: Costo en el puerto del pas de origen del
equipo.C-I-1759-00-01 Abril de 2005 3.18
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Transporte martimo y seguro: Se aplica como un porcentaje al
costo FOB del equipo. Arancel: Se aplica de acuerdo con la posicin
arancelaria y el arancel para cada uno de los equipos. Este arancel
se aplica al costo FOB ms el costo de transporte y seguro martimo.
Se define un porcentaje de dependiendo de la tecnologa y el tipo de
planta. Impuesto al Valor Agregado IVA: Porcentaje aplicado al
costo FOB ms el costo de transporte y seguro martimo. Se consideran
excenciones establecidas en la legislacin nacional. Nacionalizacin,
bodegaje, carta de crdito: Se expresa como porcentaje del costo FOB
ms transporte, arancel e impuesto IVA. Transporte y seguros
internos: Porcentaje sobre el costo FOB, transporte martimo,
seguros, arancel, IVA y nacionalizacin. Costo de instalacin:
Comprende los materiales y la mano de obra requeridos para llevar
la instalacin del equipo, depende de cada planta y tecnologa. En la
Tabla 3.3 Se presenta la composicin del costo de equipos
importados. Tabla 3.3.tem FOB Transporte martimo y seguros (TMS)
Arancel (A) Nacionalizacin, Bodegaje, Carta de crdito (NBC)
Composicin del costo de equipos importadosProcedimiento de
Clculo FOB TMS = % FOB %(OB+TMS) Etapa de la Importacin FOB Zona
libre CIF Puerto Equipo nacionalizado Costo parcial en la Etapa de
Importacin USD/Kw instalado FOB + TMS FOB + TMS + A
% del CIF)
FOB + TMS + A + NBC
Transporte y seguros % (Equipo nac.) internos (TSI) Costo de
instalacin (CI)C-I-1759-00-01 Abril de 2005
Equipo en el sitio FOB + TMS + A + NBC +TSI Equipo instalado FOB
+ TMS + A + NBC +TSI +CI
Materiales y mano de obra
3.19
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GENERACIN ELCTRICA EN COLOMBIA
Inversiones ambientales: En este rubro se incluyen los estudios
previos e inversiones iniciales en el rea ambiental, no se incluyen
los planes de manejo. En las Tecnologas Convencionales se utilizan
los resultados obtenidos en el estudio de la UPME Construccin y
aplicacin de un sistema de indicadores de costos de gestin
ambiental para el desarrollo sostenible del sector elctrico
colombiano, realizado por TRACTEBEL en el 2001 [2]. En plantas no
convencionales se consideran los principales impactos ambientales y
se estiman los costos de las mediadas de mitigacin y compensacin.
Ingeniera: Considera los costos de diseo, interventora y
administracin tcnica y ambiental durante la construccin del
proyecto. Se calcula como un porcentaje de la suma de los costos
nacionales, importados y ambientales, dependiendo de las diferentes
plantas y tecnologas Imprevistos: Se distinguen dos tipos de
imprevistos Imprevistos de construccin: Se estiman como un
porcentaje del costo total de las obras civiles y de las obras de
infraestructura, este porcentaje depende del tipo de tecnologa.
Imprevistos equipos: Estos imprevistos se estiman como un
porcentaje del costo total de los equipos, este porcentaje depende
del tipo de tecnologa. Financieros preoperativos: Es el sobrecosto
dado por la escalacin de los costos durante el perodo de
construccin, cuya duracin depende de la tecnologa y el tamao o
capacidad de las unidades, as como los intereses preoperativos,
normalmente incluidos dentro de los costos de instalacin. Se
determina como un porcentaje de la suma de los costos de inversin,
de ingeniera e imprevistos. Ley preoperativos: Se incluyen todos
los cargos de ley que puedan aplicar durante el periodo de
construccin segn las diferentes tecnologas, plantas tipo y
regiones; por ejemplo: fondos especiales municipales, impuesto
predial, etc.
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3.20
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3.3.2.2
Costos Operativos
Administracin, operacin y mantenimiento (AOM) Componente fija:
Corresponde a los costos de funcionamiento de la empresa de
generacin, expresados en forma global (US$/ ao). Se calcula tomando
como referencia el costo unitario histrico de empresas de generacin
colombianas, en US$/kW-ao, confrontando dichos valores con los
costos unitarios de referencia que publica peridicamente la UPME,
discriminados por tecnologa. Administracin, operacin y
mantenimiento (AOM) Componente variable: Corresponde a un
componente producto de la operacin de la empresa de generacin,
expresados en forma global (US$/ ao). Combustible: El combustible
es uno de los componentes ms importantes de los costos variables de
operacin, en particular en la generacin trmica, en la generacin a
partir de motores alternantes y de biomasa. Manejo ambiental: En
este punto se consideran los costos de los planes de manejo
ambiental y de las medidas necesarias para cubrir contingencias en
esa rea. Al igual que los costos preoperativos ambientales se
establecen como un porcentaje de las inversiones requeridas.
Seguros: Corresponde a los gastos por pago de seguros que el
proyecto deber asumir anualmente, para la normal cobertura de
riesgos considerados en los diferentes proyectos. Este rubro, que
puede ser estimado como un porcentaje de los costos directos de
inversin, se expresa en US$ y se aplica anualmente durante la vida
til del proyecto. Cargos de ley operativos: Incluye todos los
cargos de ley aplicables durante la operacin del proyecto,
dependiendo de cada tecnologa, planta tipo y regin. Por ejemplo:
Impuesto de industria y Comercio, Impuesto predial, fondos
especiales municipales, tasa de uso del agua, etc.
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3.21
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3.4 [1]
REFERENCIAS UPME. 2000 Establecimiento de un Plan Estructural,
Institucional y Financiero, que Permita el Abastecimiento Energtico
de las Zonas No Interconectadas, con Participacin de las
Comunidades y el Sector Privado. Estudio realizado por AENE y
HAGLER BAILLY para la UPME. UPME. 2001. Construccin y aplicacin de
un sistema de indicadores de costos de gestin ambiental para el
desarrollo sostenible del sector elctrico colombiano. Estudio
realizado por TRACTEBEL.
[2]
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3.22
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TABLA DE CONTENIDOPgina 4. 4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.2 4.3 4.4 4.5
4.6 4.6.1 4.7 4.7.1 4.7.2 4.8 HIDROELECTRICIDAD DESCRIPCIN GENERAL
Funcionamiento de una Central Hidroelctrica Tipos de Centrales
Hidroelctricas Principales componentes de una Central Hidroelctrica
CAMPO DE APLICACIN RECURSO ENERGTICO EN EL PAS REGIONALIZACIN
TECNOLOGAS DE GENERACIN ELCTRICA PLANTAS TPICAS Parmetros de Diseo
Considerados ESTRUCTURA GENERAL DE COSTOS DE GENERACIN Costos
Preoperativos Costos Operativos REFERENCIAS 4.1 4.1 4.1 4.3 4.4 4.7
4.8 4.9 4.10 4.10 4.11 4.15 4.17 4.43 4.45
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LISTA DE TABLASPgina Tabla 4.1. Tabla 4.2. Tabla 4.3. Tabla 4.4.
Tabla 4.5. Tabla 4.6. Dimensionamiento de plantas tpicas Costos de
estudios e investigaciones Anlisis de costos unitarios de la va
Tipo I Anlisis de costos unitarios de la va Tipo II Costos de lneas
de transmisin para diferentes potencias Costos de lneas de
transmisin definidos por la CREG en la Resolucin CREG 026 de
1999para diferentes potencias Costos de lneas de transmisin
definidos por la CREG en la 4.22 Anlisis del costo de la presa para
la Picocentral Anlisis del costo de la presa para la Microcentral
Anlisis del costo de la presa en la Minicentral de cada media
Anlisis del costo de la presa para la Minicentral de baja cada
Anlisis del costo de la presa para la PCH Anlisis del costo de la
presa para la Central de 200 MW Anlisis del costo de la presa para
la Central de 600 MW Anlisis del costo de la captacin para la
Central de 200 MW 4.27 Anlisis del costo de la captacin para la
Central de 600 MW 4.28 Anlisis del costo de desarenadores para PCHs
o menores Anlisis del costo de conducciones para la Picocentral
Anlisis del costo de conducciones para la Microcentral Anlisis del
costo del canal cubierto para la Minicentral Anlisis del costo de
conducciones para la Minicentral Anlisis del costo del tnel de la
PCH 4.14 4.17 4.20 4.20 4.21
4.22
Tabla 4.7. Tabla 4.8. Tabla 4.9. Tabla 4.10. Tabla 4.11. Tabla
4.12. Tabla 4.13. Tabla 4.14. Tabla 4.15. Tabla 4.16. Tabla 4.17.
Tabla 4.18. Tabla 4.19. Tabla 4.20. Tabla 4.21. Tabla
4.22.C-I-1759-00-01 Abril de 2005
4.23 4.24 4.24 4.24 4.25 4.26 4.27
4.28 4.30 4.30 4.30 4.31 4.31
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Tabla 4.23. Tabla 4.24. Tabla 4.25. Tabla 4.26. Tabla 4.27.
Tabla 4.28. Tabla 4.29. Tabla 4.30. Tabla 4.31. Tabla 4.32. Tabla
4.33. Tabla 4.34. Tabla 4.35. Tabla 4.36. Tabla 4.37. Tabla 4.38.
Tabla 4.39. Tabla 4.40.
Anlisis del costo de la tubera superficial de la PCH Anlisis del
tnel sin blindaje de la central de 200 MW Anlisis del tnel blindado
de la central de 200 MW Anlisis del tnel blindado de la central de
600 MW Anlisis del tnel blindado de la central de 600 MW Costo de
la casa de mquinas de la Minicentral de baja cada Anlisis de la
casa de mquinas de la Central de 200 MW 4.34 Anlisis de la casa de
mquinas de la Central de 600 MW 4.34 Anlisis del costo de la
descarga de la Microcentral Costo de la descarga de la Minicentral
de cada media Costo de la descarga de la PCH Costo de subestaciones
en funcin de la capacidad Costo unitarios definidos por la CREG
Costo de equipos en funcin de la capacidad Costo de equipos
diferenciados en funcin de la capacidad Costos ambientales
preoperativos y operativos para las tecnologas convencionales
Costos por Ingeniera Factor de costos financieros
4.31 4.32 4.32 4.32 4.33 4.34
4.36 4.36 4.36 4.37 4.37 4.39 4.40 4.40 4.41 4.42
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LISTA DE FIGURASPgina Figura 4.1 Figura 4.2 Figura 4.3 Figura
4.4 Figura 4.5 Figura 4.6 Figura 4.7 Figura 4.8 Figura 4.9 Esquema
de una Central Hidroelctrica Esquema de una central de derivacin
Esquema de una presa de gravedad Esquema de una presa