Costos Nivelados de Generación

de Electricidad en Colombia

Medellín, Septiembre 22 de 2016

Grupo GIMEL y Microeconomía Aplicada

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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.

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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

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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

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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

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Modelo energético eólico

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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

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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

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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

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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

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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

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Software: Aplicativo

Publicado pagina web UPMEhttp://www.siel.gov.co –Generación – Costos Nivelados de Generación

Aplicación Web

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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

22

Algunos resultados (4)

• Para tecnologías no despachables y térmicas, se simulan incertidumbres que afectan el LCOE.

Análisis de sensibilidad probabilístico

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Agradecimientos

Grupo de Investigación en Manejo Eficiente de la Energía

24

Equipo UdeA

25