Visiones y Temas Clave para la Matriz Elctrica al 2030

Annie Dufey Annie Dufey

Fundacin Chile

Comit Tcnico Escenarios Energticos 2030

1. Quines somos y qu hacemos?

Qu es Escenarios Energticos 2030?

Plataforma de dilogo sobre la matriz energtica iniciada en 2009

Impulsada por Fundacin Chile, AEE, AVINA, AVINA, FFLA y Chile Sustentable

Objetivo es contribuir a la construccin de una visin compartida de la matriz energtica-elctrica, impactos econmicos y

21-06-2013

de la matriz energtica-elctrica, impactos econmicos y ambientales; rol de energas renovables y eficiencia energtica

para Chile a partir del dilogo entre actores sobre una base tcnica slida y consensuada

Utiliza una metodologa comn e integral y un slido respaldo tcnico, que permite realizar una discusin amplia, inclusiva reduciendo asimetras de informacin.

Quines somos? - Comit Consultivo

Sector Pblico

Sector Privado

Coordinadores Sector Acadmicoy ONGs:

Qu hacemos? Eje I. Construccin y

evaluacin Escenarios En 2009 se evaluaron escenarios de

generacin elctrica al 2030 de 5 actores representantes de distintas

visiones de la sociedad chilena.

Escenarios evaluados a partir de una metodologa multidimensional

Eje II. Dilogo tcnico-poltico Talleres en temas especficos

considerados neurlgicos para avanzar

en desarrollo del sector

Encuesta y discusin sobre Trade-offs y preferencias sobre la matriz elctrica

Trabajo sobre regulacin de EE y ERNC con IFC

21-06-2013

metodologa multidimensional construida por los participantes(escenaristas y Comit Tcnico).

Resultados analizados con los

entonces candidatos presidenciales en seminario abierto

Publicacin de resultados

Nuevas simulaciones en 2012,

orientadas a evaluar intervenciones poltica pblica y otros

con IFC

Series de Foros- Debate:

Propuestas miembros CADE y CCTP

Diagnstico conflictos sociales y

ambientales; ordenamiento

territorial y; nuevo enfoque para la

transmisin

Energa Presidencial 2013: Foros-debate con candidatos a la

Presidencia

Simulaciones de Escenarios Matriz Elctrica al 2030

Segunda fase de simulaciones, con foco en analizar

impacto de intervenciones de poltica publica o temas relevantes

Proceso en 2 fases:

Mayo 2011-Julio 2012:

Identificacin de los Escenarios a simular por parte de los Identificacin de los Escenarios a simular por parte de los

Escenaristas

Discusin sobre modelo a utilizar, y de los parmetros tcnicos,

econmicos y ambientales que se utilizaran

Agosto 2012-Marzo 2013:

Simulacin de escenarios

Sensibilidades en torno a temas de poltica pblica

Publicacin con anlisis de resultados (en preparacin)

2. Aspectos Metodolgicos GeneralesGenerales

Escenarios y Visiones al 2030

Sistema Visin Mercado Visin ERNC

SIC

Desarrollado por la UAI.

Universo de centrales candidatas

identificadas siguiendo criterio

inversionista.

Desarrollado por Chile

Sustentable.

Universo de centrales candidatas

identificadas con visin de una

alta penetracin de ERNC, en inversionista.

No plantea un cambo radical en

la composicin de la matriz.

alta penetracin de ERNC, en

particular geotermia.

20% al 2030 y 30% al 2030

SING

Desarrollado por la UAI.

Universo de centrales

candidatas identificadas

siguiendo criterio inversionista.

No plantea un cambo radical en

la composicin de la matriz.

Desarrollado por un subgrupo

del Comit Consultivo.

Universo de centrales candidatas

identificadas con visin de alta

penetracin de energa solar.

Condiciones de base: Ao 2012 es ao baseObras en construccin Plan de Obras Abril 2012

Total:13.247 MW

Total:3.686 MW

Tecnologas: costos y factores de planta

25 tecnologas de generacin

Costos inversin: segn cifras nacionales referenciables. Tendencia al 2030 ajustada a promedio referencias

internacionales

Costos combustibles: promedio escenarios de referencia de Costos combustibles: promedio escenarios de referencia de referencias internacionales y CNE

Factores de planta: segn cifras nacionales e internacionales referenciables, recogiendo segn relevancia particularidades

de tecnologas segn la ubicacin geogrfica (ej hidro).

Fuente Tecnologa Costo Inv. 2012

(USD/kW)

Costo Inv.

2030

(USD/kW)

Factor de

planta

Biomasa Biomasa TV 3,610 3,350 0.85

Biomasa Biomasa IGCC 2,373 2,125 0.85

Biomasa Biomasa Co-combustin

con carbn

1,300 1,300 0.85

Biomasa Biomasa CHP 2,299 2,038 0.60

Carbn Carbn Base(TV SC) 2,078 1,875 0.85

Carbn Carbn CP (Combustible

pulverizado)

2,175 1,950 0.85

pulverizado)

Carbn Carbn CP con CCS 3,355 2,950 0.85

Carbn Carbn ClF (Lecho fluido

circulante)

2,078 1,875 0.85

Carbn Carbn CCGI

(Gasificacin integrada)

2,373 2,125 0.85

Carbn Carbn CCIG con CCS 3,163 2,825 0.85

Diesel Petroleo Diesel 500 500 0.85

Elica Elica Martima 3,250 2,350 0.40

Elica Elica Terrestre 1,945 1,492 0.30

Gas Natural &

(GNL)

Gas Turbina de gas de

ciclo abierto

568 568 0.90

Fuente Tecnologa Costo Inv. 2012

(USD/kW)

Costo Inv.

2030

(USD/kW)

Factor de

plantaGas Natural &

(GNL)

Gas CCGT (Ciclo

combinado)

893 825 0.90

Gas Natural &

(GNL)

Gas CCGT con CCS 1,433 1,275 0.90

Geotrmica Geotmica 3,896 3,413 0.85

Hidrulica Hidro Embalse 2,000 2,000 0.80

Hidrulica Hidro Pasada 2,000 2,000 0.53Hidrulica Hidro Pasada 2,000 2,000 0.53

Hidrulica Hidro ERNC 3,000 3,000 0.43-0.73

Mareomotriz Mareomotriz (Tidal

current)

3,911 3,113 0.27

Undimotriz Undimotriz (Wave) 9,533 3,747 0.27

Nuclear Nuclear III+ 3,966 3,465 0.85

Nuclear Nuclear IV 3,966 3,465 0.85

Solar Concentracin Solar 5,684 3,691 0.60

Solar Fotovoltaica 2,110 1,085 0.24

Aspectos Ambientales: Emisiones CO2, SO2, NOx y uso de suelo directo

Impacto IndicadorC

a

r

b

o

n

P

e

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M

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N

u

c

l

e

a

r

Uso suelo directo Ha/GW 0,30 0,01 0,01 0,11 5,49 0.9 0,60 1,40 2.7 0,75 0,08

GEI KgCOe/MWh 1001 779 524 24 7 4 13 48 13 9 14

SO2 kg/GWh 610 20 10 80 0 0 0 0 0 0 0

NOx kg/GWh 610 300 200 1100 0 0 0 0 0 0 0

MP kg/GWh 90 50 20 170 0 0 0 0 0 0 0

Otros supuestos y condicionantes relevantes:

Incorporacin ERNC:

Ley actual (10% generacin al 2024).

SING: max 25% de energas intermitentes al 2030

Demanda:

Informe PNudo Abril 2012 para el SIC y SING,

Resultados evaluacin de los escenarios fuertemente condicionados por las visiones, pool de centrales

candidatas, supuestos y condicionantes!!! SING ajustada a demanda informe Cochilco.

Eficiencia Energtica:

Meta de 12% al 2020 (Plan Nacional Eficiencia Energtica),

15% al 2030 (PRIEN).

Modelo de simulacin: PET (Power Electricity Timeteable) de

Ignacio Alarcn, versin mejorada con trasmisin en forma

endgena e inclusin de otros parmetros ambientales

Simulaciones corridas por Centro de Energa, U de Chile

candidatas, supuestos y condicionantes!!!

3. Resultados de la Evaluacin de los Escenarioslos Escenarios

Escenario SIC-Mercado: Plan de Obras

10.000

12.000

14.000

SIC Mercado Plan de Obras al 2030

Biomasa

Geotermia

Solar - PV

-

2.000

4.000

6.000

8.000

2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 2027 2029

M

W

Solar - PV

MiniHidro

Carbon

Eolica

Diesel

GNL

Hidro

Escenario SIC-Mercado:Capacidad Instalada 2030

Total:24.334 MW

Escenario SIC- Mercado: Generacin al 2030

80.000

100.000

120.000

Biomasa

Eolica

Geotermia

Solar - PV

-

20.000

40.000

60.000

G

W

h Solar - PV

MiniHidro

Carbon

Diesel

GNL

Hidro

Escenario SIC-Mercado Elementos crticos

Desarrollo de las grandes centrales hidrulicas de la zona de

Aysn cuyo desarrollo cuyo futuro est sujeto a debate

Desarrollo de un gran nmero de centrales en base a GNL.

combustible que enfrenta un nuevo paradigma pero su costo

futuro est sujeto a alta incertidumbrefuturo est sujeto a alta incertidumbre

Escenario SIC-ERNC: Plan de Obras al 2030

10.000

12.000

SIC-ERNC : Plan de Obras al 2030

Solar - PV

Biomasa

-

2.000

4.000

6.000

8.000

2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 2027 2029

M

W

Biomasa

MiniHidro

GNL

Carbon

Eolica

Diesel

Geotermia

Hidro

Escenario SIC-ERNC: Capacidad Instalada 2030

Total 23.338 MW

Escenario SIC-ERNC: Generacin al 2030

Escenario SIC-ERNC:Elementos crticos

Desarrollo de una gran cantidad de centrales en base a

geotermia, fuente energtica que enfrenta importantes

desafos para su desarrollo a gran escala

Alto nmero de centrales en base a energa elica y solar (en

el norte del SIC), cuyo desarrollo depende fuertemente del el norte del SIC), cuyo desarrollo depende fuertemente del

comportamiento futuro de los costos

Penetracin de ERNC al menos 20% de la generacin al 2020 y

de un 30% al 2030.

Escenario SING-Mercado:Plan de Obras 2030

5.000

6.000

7.000

SING-Mercado: Plan de Obras al 2030

Solar - CSP

Biomasa

Diesel

-

1.000

2.000

3.000

4.000

2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 2027 2029

M

W

Eolica

Geotermia

Solar - PV

MiniHidro

Carbon

GNL

Hidro

Escenario SING-Mercado: Capacidad Instalada al 2030

Total:10.180 MW

Escenario SING Mercado: Generacin al 2030

25.000

30.000

35.000

40.000

SING-Mercado: Generacin al 2030

Solar - CSP

Biomasa

Eolica

-

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 2027 2029

G

W

h

Solar - PV

MiniHidro

Geotermia

Carbon

Diesel

GNL

Hidro

Escenario SING-Mercado:Elementos crticos

Gran capacidad instalada en centrales termoelctricas

convencionales (carbn, diesel y GNL), donde el costo futuro

por ejemplo del GNL est sujeto a alta incertidumbre y tiene

una relevancia de primer orden en la definicin de la matriz

elctrica futuraelctrica futura

Un nmero importante de centrales elicas y solares

Escenario SING-ERNC:Plan de Obras

5.000

6.000

7.000

SING-ERNC: Plan de Obras al 2030

Hidro

Biomasa

Diesel

-

1.000

2.000

3.000

4.000

2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 2027 2029

M

W

Diesel

Geotermia

Eolica

Solar - CSP

Solar - PV

GNL

Carbon

SING-ERNC: Capacidad Instalada al 2030

Total:10.154 MW

Escenario SING ERNC:Generacin al 2030

25.000

30.000

35.000

40.000

SING-ERNC: Generacin al 2030

Solar - CSP

Solar - PV

Hidro

-

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 2027 2029

G

W

h

Hidro

Biomasa

Diesel

Geotermia

Eolica

Carbon

GNL

Escenario SING-ERNC:Elementos crticos

Desarrollo de un gran nmero de centrales en base a energa

solar PV y CSP lo cual depende fuertemente del

comportamiento futuro de los costos

Desarrollo importante de centrales trmicas en base a GNL

donde el costo futuro de este combustible est sujeto a alta donde el costo futuro de este combustible est sujeto a alta

incertidumbre

4. Algunas comparaciones entre escenariosescenarios

Costos Marginales Escenarios SIC

80

100

120

140

U

S

D

/

M

W

h

Costos Marginales SIC-Mercado vs SIC-ERNC

0

20

40

60

80

2

0

1

2

/

0

4

2

0

1

3

/

0

1

2

0

1

3

/

1

0

2

0

1

4

/

0

7

2

0

1

5

/

0

4

2

0

1

6

/

0

1

2

0

1

6

/

1

0

2

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1

7

/

0

7

2

0

1

8

/

0

4

2

0

1

9

/

0

1

2

0

1

9

/

1

0

2

0

2

0

/

0

7

2

0

2

1

/

0

4

2

0

2

2

/

0

1

2

0

2

2

/

1

0

2

0

2

3

/

0

7

2

0

2

4

/

0

4

2

0

2

5

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0

1

2

0

2

5

/

1

0

2

0

2

6

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0

7

2

0

2

7

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0

4

2

0

2

8

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0

1

2

0

2

8

/

1

0

2

0

2

9

/

0

7

2

0

3

0

/

0

4

U

S

D

/

M

W

h

Inv-SIC ERNC-SIC

Costos Marginales Escenarios SING

80

100

120

Costos Marginales Escenarios SING Mercado vs SING ERNC

0

20

40

60

80

U

S

D

/

M

W

h

Inv-SING ERNC-SING

Emisiones CO2 Escenarios SIC

12.000

14.000

16.000

18.000

20.000

T

o

n

C

O

2

e

Emisiones CO2 SIC Mercado vs ERNC

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030

T

o

n

C

O

2

e

Inv-SIC ERNC-SIC

12.000

14.000

16.000

18.000

20.000

Emisiones CO2: SING Mercado vs SING ERNC

Emisiones CO2 Escenarios SING

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030

T

o

n

C

O

2

e

Inv-SING ERNC-SING

Uso suelo directo escenarios SIC

40.000

50.000

60.000

Uso de Suelo SIC-Mercado vs SIC-ERNC

0

10.000

20.000

30.000

2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030

H

a

Inv-SIC ERNC-SIC

Uso suelo directo escenarios SING

5.000

6.000

7.000

8.000

Uso de Suelo SING-Mercado vs SING-ERNC

0

1.000

2.000

3.000

4.000

2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030

H

a

Inv-SING ERNC-SING

Resumen Indicadores Escenarios SICSIC-Mercado SIC-ERNC

Costo total 15,105 14,834 [MMUS$]

Costo operacin total 7,727 5,716 [MM US$]

Costo inversin incremental Gx 7,133 8,995 [MM US$]

Costo inversin incremental Tx 245 123 [MM US$]

Costo medio inversin Gx 0.488 0.615 [MM US$/MW]

Costo medio unitario 65.3 64.7 [US$/MWh]Costo medio unitario 65.3 64.7 [US$/MWh]

Costo Marginal 79.5 70.8 [US$/MWh]

Precio monmico 96.6 88.0 88.0 17.5 [US$/MWh]

Emisiones CO2/MWh 0.21 0.16 [ton CO2/MWh]

Emisiones CO2 total 253.93 190.60 [mill ton CO2]

Emisiones NOX total 293.28 251.05 [miles ton NOx]

Emisiones SO2 total 200.94 153.88 [miles ton SO2]

Emisiones MP total 42.70 37.56 [miles ton MP]

rea intervenida al 2030 51,724 38,675 [Has]

SING-

Mercado

SING- ERNC

Costo total 11,081 11,325 [MM US$]

Costo de operacin total 8,228 8,730 [MM US$]

Costo inversin incremental Gx 2,842 2,579 [MM US$]

Costo inversin incremental Tx 11 16 [MM US$]

Costo medio de inversin en Gx 0.600 0.544 [MMUS$/MW]

Costo medio unitario 91.7 93.2 [US$/MWh]

Resumen Indicadores Escenarios SING

Costo medio unitario 91.7 93.2 [US$/MWh]

Costo Marginal 77.3 85.4 [US$/MWh]

Precio monmico 91.4 0.0 99.4 0.0 [US$/MWh]

Emisiones CO2/MWh 0.72 0.63 [ton CO2/MWh]

Emisiones CO2/ao 17.35 15.03 [mill ton CO2/ao]

Emisiones CO2 total 312.24 270.47 [mill ton CO2]

Emisiones NOX total 323.42 302.35 [miles ton NOx]

Emisiones SO2 total 295.01 265.68 [miles ton SO2]

Emisiones MP total 38.08 33.75 [miles ton MP]

rea intervenida al 2030 6,945 6,309 [Has]

4. Dnde se dan los grandes cambios o los temas clave en la definicin de la matriz elctrica definicin de la matriz elctrica futura?

Temas clave en definicin de la matrizal 2030

1. Costos y nivel desarrollo tecnolgico de algunas tecnologas

2. Atraso de proyectos elctricos tanto en la generacin como

en la transmisin

3. La relevancia de los proyectos hidroelctricos del sur3. La relevancia de los proyectos hidroelctricos del sur

4. Metas ERNC

5. Internalizacin de externalidades

6. Desarrollo de la geotermia

1.Incertidumbre sobre evolucin de los costos y desarrollo tecnolgico

Los costos actuales y a futuro de las distintas tecnologas

tienen una incidencia fundamental en la definicin de la

matriz futura

1.A Costos GNL shale gas

1.B Costos energa solar

1.A Caso Costo GNL Optimista:SING Mercado

30.000

35.000

40.000

SING-Mercado: Generacin Caso Base

Solar - CSP

Biomasa

Eolica

-

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 2027 2029

G

W

h

Eolica

Solar - PV

MiniHidro

Geotermia

Carbon

Diesel

GNL

Hidro

1.A Caso Costo GNL Optimista:SING Mercado

25.000

30.000

35.000

40.000

SING Mercado: Generacin Costo GNL Optimista

Solar - CSP

Biomasa

Eolica

Solar - PV

-

5.000

10.000

15.000

20.000

2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 2027 2029

G

W

h

Solar - PV

MiniHidro

Geotermia

Carbon

Diesel

GNL

Hidro

1.B Costos Tecnologa Solar Optimista:Capacidad instalada al 2030

2. Atrasos proyectos elctricos:Costos Marginales

80

100

120

140

M

W

h

SIC-Mercado: CMg caso Base vs Atraso sin Reemplazo

0

20

40

60

80

U

S

D

/

M

W

h

Inv-SIC Inv-SIC_RetGxFijo

15.000

20.000

25.000

T

o

n

C

O

2

CO2 SIC-Mercado: Emisiones CO2 caso base vsatraso sin reemplazo

2. Atraso Proyectos Elctricos: Emisiones CO2

0

5.000

10.000

15.000

2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030

T

o

n

C

O

2

Inv-SIC Inv-SIC_RetGxFijo

3. Relevancia Hidroelectricidaddel sur: Generacin al 2030

100

120

140

M

W

h

Costos Marginales SIC Mercado : Escenario base y sin HidroSur

3. Relevancia de hidroelectricidaddel sur: Costos Marginales

0

20

40

60

80

U

S

$

/

M

W

h

Inv-SIC Inv-SIC_SinEmb

15.000

20.000

25.000

T

o

n

C

0

2

SIC-Mercado Emisiones CO2: caso base vs sin HidroSur

3. Relevancia de hidroelectricidaddel sur: Emisiones CO2

0

5.000

10.000

T

o

n

C

0

2

Inv-SIC Inv-SIC_SinEmb

4.Cumplimiento Meta ERNC 20/20 y 30/30: Generacin al 2030

100

120

140

M

W

h

SIC-Mercado Costo Marginal: Caso Base vs Meta ERNC 20/20 y 30/30

4. Cumplimiento Meta ERNC 20/20 y 30/30: Costo Marginal

0

20

40

60

80

U

S

$

/

M

W

h

Inv-SIC Inv-SIC_30-30

12.000

14.000

16.000

18.000

20.000

T

o

n

C

O

2

e

SIC Mercado: Emisiones CO2 Caso Base y Meta ERNC 20/20 y 30/30

4. Cumplimiento Meta ERNC 20/20 y 30/30: Emisiones CO2

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030

T

o

n

C

O

2

e

Inv-SIC Inv-SIC_30-30

5. Externalidades - impuesto a Emisiones de CO2: Generacin al 2030

80

100

120

U

S

D

/

M

W

h

SING-Mercado Costos Marginales: caso base vs Impuesto al CO2

5. Externalidades - impuesto emisiones de CO2: Costos Marginales

0

20

40

60

2

0

1

2

/

0

4

2

0

1

3

/

0

1

2

0

1

3

/

1

0

2

0

1

4

/

0

7

2

0

1

5

/

0

4

2

0

1

6

/

0

1

2

0

1

6

/

1

0

2

0

1

7

/

0

7

2

0

1

8

/

0

4

2

0

1

9

/

0

1

2

0

1

9

/

1

0

2

0

2

0

/

0

7

2

0

2

1

/

0

4

2

0

2

2

/

0

1

2

0

2

2

/

1

0

2

0

2

3

/

0

7

2

0

2

4

/

0

4

2

0

2

5

/

0

1

2

0

2

5

/

1

0

2

0

2

6

/

0

7

2

0

2

7

/

0

4

2

0

2

8

/

0

1

2

0

2

8

/

1

0

2

0

2

9

/

0

7

2

0

3

0

/

0

4

U

S

D

/

M

W

h

Inv-SING Inv-SING_ImpCO2

14.000

16.000

18.000

20.000

SING Mercado Emisiones C02: Caso base vs Impuesto a Emisiones

5. Externalidades - impuesto emisiones de CO2: Emisiones de CO2

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030

T

o

n

C

O

2

e

Inv-SING Inv-SING_ImpCO2

6. Desarrollo de la Geotermia

Geotermia considerada con rol relevante en al menos 2

escenarios:

SIC ERNC ( 21% capacidad instalada y 37% generacin al 2030)

SING-Mercado (10% capacidad instalada y 21% generacin al

2030)2030)

Geotermia pese a un potencial importante en el pas, enfrenta

importantes desafos para su desarrollo a gran escala:

Riesgo de exploracin

Acceso a la transmisin

Luego necesidad de intervencin de polticas pblicas

importantes para abordar esos desafos y sustentar esas

visiones (ej subsidio a exploracin geotrmica)

No existe una matriz soada nica, perfecta ni ideal

Distintas opciones implican distintos beneficios y costos

Ellos requieren ser identificados y discutidos como sociedad para

saber por cuales optaremos y qu trade-offs aceptaremos.

Y qu condiciones y polticas hay que implementar para avanzar en

esa direccin.

Muchas gracias!Annie.Dufey@fch.cl