Estudio de factibilidad técnico-económica para la inclusión de ERCN a la matriz eléctrica de División El Teniente-Codelco

Abstract

El presente estudio tiene como objetivo principal evaluar y analizar las distintas alternativas para aprovechar el potencial energético en las instalaciones de División El Teniente de CODELCO (DET), específicamente en el nivel teniente 4 (exterior) y camarines Colón Alto, para determinar la rentabilidad en la implementación y desarrollo de proyectos de generación de energía a partir de dos fuentes renovables no convencionales (ERNC) aportando a la disminución de costos del abastecimiento energético y aumentando aún más la confiabilidad del sistema eléctrico respaldando el área de extracción durante cortes de energía por parte del SIC principalmente. Para esto se analiza el potencial solar en el área camarines Colón Alto en el que se estudia instalar un sistema térmico - fotovoltaico (PV-T) para lograr por lo menos un 40% de mejoramiento en la eficiencia de el uso de agua caliente y gas natural. Por otro lado se analizará el potencial eólico en el área más alta de esta división con objeto de instalar aerogeneradores, cuya generación sería considerada como reserva para el sistema de emergencia y también serán evaluadas otras alternativas de utilización de ésta. Varias tecnologías han sido profundamente analizadas para generación y almacenamiento en ambos tipos de energías. Finalmente se selecciona el almacenamiento de energía mediante hidrógeno y para los camarines de Colón Alto se seleccionó la tecnología térmica fotovoltaica (PV-T) que es más eficiente ya que en 1 metro cuadrado se genera lo mismo que un colector solar de alta eficiencia más un panel fotovoltaico, dando más del doble de eficiencia que una de estas tecnologías por si solasi(genera calor y electricidad a la vez, y por separado) más la instalación de "aireadores" en las duchas. Para satisfacer la demanda total estimada en este estudio se deben instalar 18.450 paneles PV-T, pero para lograr el porcentaje objetivo de este proyecto sólo se deben instalar 1.845 paneles, esta cifra fue calculada en base a los caudales reales necesarios, luego la sumatoria del ahorro por concepto de gas y electricidad son los ingresos por esta parte del proyecto en un período de 20 años, lo mismo para la generación eólica, que considera como ingresos a la energía no comprada aunque también se deben considerar la extracción de cobre no detenida gracias al proyecto. El costo de generación de estas tecnologías es alto y las variables monto de la inversión y precio de la energía son de hecho las más críticas. Para que sea económicamente factible se debe tener especial cuidado con la inversión ya que no puede tener un aumento más allá de un 20% de lo proyectado para el proyecto camarines, y 5% para el proyecto mina. Por otro lado el precio de la energía debe mantenerse por sobre los 200 US $/MW para que sea viable seguir produciendo energía por ambos medios. A pesar de estas complicaciones, las alternativas de generación eléctrica son una de las formas más seguras de diversificar y dar autonomía sustentable a la matriz eléctrica de la División, lo que debe ser uno de los principales objetivos de la empresa. Se tomaron 3 posibles alternativas en las que se variaron las tasas de aumento en el precio de la energía. En el proyecto mina en el primer escenario el VAN fue de $967.389 USD, en el escenario 2 $ 3.435.996 USD y en el escenario 3 fue de $6.490.685 USD, con un horizonte de 20 años y una tasa de descuento del 11,7%, siendo más probable el escenario 1 ya que se tomó la tasa proyectada por el DOE (Department of Energy) para la región, aunque se debe estar preparado para un aumento más acelerado. Esto último por la posibilidad de que las generadoras necesiten invertir en nuevas tecnologías que en un principio aumentarán mucho el costo de producir energía. El proyecto camarines en su primer escenario presenta un VAN de $317.018 USD, en el escenario 2 $445.221 USD y en el escenario 3 fue de $574.368 USD con el mismo horizonte de evaluación y tasa de descuento. Finalmente, si se quiere invertir en este proyecto se deben cuidar los costos de inversión proyectados que, aunque preliminarmente no sean viables, que los flujos sean ligeramente negativos, que los márgenes de ganancias sean bajos, o que la inversión sea alta, lo más importante a tener en consideración a este respecto es que la energía más cara es la que no se tiene.

El presente estudio tiene como objetivo principal evaluar y analizar las distintas alternativas para aprovechar el potencial energético en las instalaciones de División El Teniente de CODELCO (DET), específicamente en el nivel teniente 4 (exterior) y camarines Colón Alto, para determinar la rentabilidad en la implementación y desarrollo de proyectos de generación de energía a partir de dos fuentes renovables no convencionales (ERNC) aportando a la disminución de costos del abastecimiento energético y aumentando aún más la confiabilidad del sistema eléctrico respaldando el área de extracción durante cortes de energía por parte del SIC principalmente. Para esto se analiza el potencial solar en el área camarines Colón Alto en el que se estudia instalar un sistema térmico - fotovoltaico (PV-T) para lograr por lo menos un 40% de mejoramiento en la eficiencia de el uso de agua caliente y gas natural. Por otro lado se analizará el potencial eólico en el área más alta de esta división con objeto de instalar aerogeneradores, cuya generación sería considerada como reserva para el sistema de emergencia y también serán evaluadas otras alternativas de utilización de ésta. Varias tecnologías han sido profundamente analizadas para generación y almacenamiento en ambos tipos de energías. Finalmente se selecciona el almacenamiento de energía mediante hidrógeno y para los camarines de Colón Alto se seleccionó la tecnología térmica fotovoltaica (PV-T) que es más eficiente ya que en 1 metro cuadrado se genera lo mismo que un colector solar de alta eficiencia más un panel fotovoltaico, dando más del doble de eficiencia que una de estas tecnologías por si solasi(genera calor y electricidad a la vez, y por separado) más la instalación de "aireadores" en las duchas. Para satisfacer la demanda total estimada en este estudio se deben instalar 18.450 paneles PV-T, pero para lograr el porcentaje objetivo de este proyecto sólo se deben instalar 1.845 paneles, esta cifra fue calculada en base a los caudales reales necesarios, luego la sumatoria del ahorro por concepto de gas y electricidad son los ingresos por esta parte del proyecto en un período de 20 años, lo mismo para la generación eólica, que considera como ingresos a la energía no comprada aunque también se deben considerar la extracción de cobre no detenida gracias al proyecto. El costo de generación de estas tecnologías es alto y las variables monto de la inversión y precio de la energía son de hecho las más críticas. Para que sea económicamente factible se debe tener especial cuidado con la inversión ya que no puede tener un aumento más allá de un 20% de lo proyectado para el proyecto camarines, y 5% para el proyecto mina. Por otro lado el precio de la energía debe mantenerse por sobre los 200 US $/MW para que sea viable seguir produciendo energía por ambos medios. A pesar de estas complicaciones, las alternativas de generación eléctrica son una de las formas más seguras de diversificar y dar autonomía sustentable a la matriz eléctrica de la División, lo que debe ser uno de los principales objetivos de la empresa. Se tomaron 3 posibles alternativas en las que se variaron las tasas de aumento en el precio de la energía. En el proyecto mina en el primer escenario el VAN fue de $967.389 USD, en el escenario 2 $ 3.435.996 USD y en el escenario 3 fue de $6.490.685 USD, con un horizonte de 20 años y una tasa de descuento del 11,7%, siendo más probable el escenario 1 ya que se tomó la tasa proyectada por el DOE (Department of Energy) para la región, aunque se debe estar preparado para un aumento más acelerado. Esto último por la posibilidad de que las generadoras necesiten invertir en nuevas tecnologías que en un principio aumentarán mucho el costo de producir energía. El proyecto camarines en su primer escenario presenta un VAN de $317.018 USD, en el escenario 2 $445.221 USD y en el escenario 3 fue de $574.368 USD con el mismo horizonte de evaluación y tasa de descuento. Finalmente, si se quiere invertir en este proyecto se deben cuidar los costos de inversión proyectados que, aunque preliminarmente no sean viables, que los flujos sean ligeramente negativos, que los márgenes de ganancias sean bajos, o que la inversión sea alta, lo más importante a tener en consideración a este respecto es que la energía más cara es la que no se tiene.