INSTITUTO COSTARRICENSE DE ELECTRICIDAD

SITUACION DEL SECTOR ELECTRICO

COSTARRICENSE

Marzo 2017

SITUACION ACTUAL

SITUACION DEL SERVICIO ELECTRICO

La situacin del sistema elctrico se describe analizando sus diferentes dimensiones

Sostenibilidad ambiental Cobertura Calidad Garanta de suministro Precio

La electricidad contribuye a la competitividad, al desarrollo econmico y al bienestar de la poblacin cuando satisface las expectativas de la sociedad en todas esas dimensiones

SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL

Hidro67%

Geot6%

Elic9%

Biom1%

Solar0.03%

Trm17%

Capacidad Instalada 2016

3 467 MW

Hidro74%

Geot12%

Elic11%

Biom1%

Solar0% Trm

2%

Generacin 2016

10 782 GWh

0%

20%

40%

60%

80%

100%

198

2

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3

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5

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6

Generacin Histrica por Fuente1982 - 2016

Hidro Geot Elic Biom Trm

El sistema elctrico ha sido reconocido internacionalmente por tener una de las matrices energticas ms limpias y sostenibles del mundo

RECONOCIMIENTO INTERNACIONAL

COBERTURA

El pas logr altas tasas de electrificacin desde hace ms de 25 aos El sistema elctrico cubre a ms del 99.3% de la poblacin Se basa en los principios de solidaridad y universalidad del servicio

Costa Rica

Ms de cinco millones de centroamericanos sin acceso al

servicio elctrico

CALIDAD

El ICE y la gestin de la calidad: Sistemas de gestin de calidad en el sector elctrico ISO9001 e ISO14001 Todas las plantas de generacin del ICE estn certificadas Centro de Control de Energa es el nico en Centroamrica certificado y con centro

alterno

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

HIDROELCTRICA 95.43% 98.48% 99.04% 99.14% 98.30% 99.74% 99.83%

TRMICA 64.21% 78.53% 82.66% 93.28% 91.36% 90.40% 83.40%

GEOTRMICA 95.66% 99.35% 99.26% 99.15% 98.48% 81.32% 98.56%

ELICO 99.52% 98.73% 87.91% 93.76% 96.88% 92.93% 90.63%

SOLAR 0.00% 0.00% 0.00% 99.46% 98.06% 98.66% 99.54%

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

HORAS 15.35 15.23 14.85 14.71 13.00 11.62 10.43 11.59 10.26 10.13

HO

RA

S

TRANSMISION:Indisponibilidad 42min

DISTRIBUCIONDPIR: 10 hr

GENERACION:Confiabilidad >90%

SISTEMA:Prdidas totales 11.9%

SISTEMAS DE CALIDAD

Datos del ICE, excepto las prdidas totales del sistema

CALIDAD EN TRANSMISION

El ICE se ubica en el segundo lugar del referenciamiento de la CIER en los ndices de energa no servida y disponibilidad de la red

En un proceso de mejora continua, en la ltima dcada se redujo cuatro veces la energa no servida

CALIDAD EN DISTRIBUCION

El ndice DPIR (duracin promedio de las interrupciones en la red) mide la calidad del servicio que percibe el cliente

0

10

20

30

40

50

ICE Dist3ES

Dist2ES

Dist2NI

Dist1NI

Dist6ES

Dist4ES

Dist1GU

Dist1ES

Dist5ES

Ho

ras

Duracin Promedio de Interrupcin de la Red

CNEE,Guatemala. www.cnee.gob.gt/xhtml/Calidad/Dist_ServTecnico.htmlSIGET, El Salvador. www.siget.gob.sv/INE, Nicaragua. www.ine.gob.ni/

Fuentes:

CALIDAD EN GENERACION

Los ndices de disponibilidad y confiabilidad miden el desempeo de las unidades generadoras

Las plantas del ICE exhiben mejores ndices que las plantas norteamericanas

80%

85%

90%

95%

100%

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Disponibilidad de plantas

ICE NERC

80%

85%

90%

95%

100%

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Confiabilidad de plantas

ICE NERCFuente. NERC http://www.nerc.com/pa/RAPA/Pages/GeneralAvailabilityReview.aspx

PERDIDAS ELECTRICAS

El ndice de prdidas totales, tanto tcnicas como comerciales, es un indicador global de la capacidad y organizacin del sector elctrico

ICE

Costa Rica

GARANTIA DE SUMINISTRO

El sistema tiene una dcada ininterrumpida sin racionamientos y sin salidas completas

Hay suficiente capacidad instalada de generacin

El sistema de transmisin es robusto

La operacin se hace bajo estrictos criterios de seguridad operativa

PROBLEMAS DE SUMINISTRO EN LA

REGION

Honduras

Solo Costa Rica no ha sufrido constantes apagones en la ltima dcada

PROBLEMAS FINANCIEROS E

INSEGURIDAD

Importancia de la seguridad jurdica y cumplimiento de los contratos En el sistema elctrico de Costa Rica siempre se han honrado los compromisos

contractuales Aun teniendo la capacidad instalada, es posible tener apagones financieros

por falta de pago o de confianza entre los agentes

Nicaragua 2005-2007Generadores dejan de vender por falta de pago de la distribuidora

El Salvador 2017Generadores de Guatemala suspenden exportaciones porque distribuidoras dejan de pagar por atraso de susbsidiosdel gobierno

PRECIO

El ICE ha cumplido su compromiso de procurar tarifas estables y que no superen el valor de julio 2014

Por un error metodolgico de la ARESEP, las tarifas en el 2017 bajaron a niveles insostenibles

En el 2017 ser necesario reajustar las tarifas para restablecer el equilibrio financiero, siempre sin superar el valor de julio 2014

PRECIO Y LA ADICION DE NUEVA CAPACIDAD

La tarifa solicitada del Sistema de Generacin del 2017 contiene el costo de la nueva capacidad adicionada durante el 2016

El precio medio resultante es CRC54.75/kWh

Reventazn5% Nuevas compras

energa6%

Compras energa contratos previos

20%

Recup perod anterior

5%

Otros Costos9%O&M

10%

Depreciacin12%

Alquileres operativos

12%

Deuda y expansin sistema

21%

Distribucin por costos del precio unitario promedio del sistema de generacin

305 MW hidro con capacidad de regulacin

50 MW filo de agua+

100 MW elicoTotal 150 MWSin regulacin

Reventazn: 5%

Contratos nuevos: 6%

195,14

104,9 126,8

143,6 149,1 152,2

170,2 160,67 137,9

17.2

206,5

230,2 230,7

191,10

224,7

179,1

221,0 227,6

244,6 244,2

230,2

196,48

136,2 152,38

188,7

200,8

204,10

209,3

173,1 170,3

188,8 188,2

198,50

175,47

0

50

100

150

200

250

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

US

D /

MW

h

Pases Grupo SICA Precio medio electricidad Mercado Regulado

2008 - 2015

Belice Costa Rica El Salvador Guatemala

Honduras Nicaragua Panam Rep.Dom.

ElaboradoporProcesoEstrategiasdeInversin-PDE-ICE/FuenteCEPAL

PRECIOS EN CENTROAMERICA

Los precios de Costa Rica son competitivos con los de Centroamrica Luego de un perodo de rebajas se prev una tendencia en la regin a volver a

subir

Costa Rica

Honduras

Mxico

TARIFAS AL ALZA

Honduras

SUBSIDIOS EN CENTROAMERICA

Solo Costa Rica no recibe subsidios del gobierno central La comparacin de precios es difcil por esta distorsin

http://blog-dialogoafondo.org/?p=4047

Fuente:

Estimaciones del Fondo Monetario Internacionalsitan el monto de los subsidios en el orden deun punto porcentual del PIB en El Salvador, Honduras y Nicaragua

MAGNITUD DE LOS SUBSIDIOS EN

CENTROAMERICA

1% del PIB

http://www.elabs5.com/functions/message_view.html?mid=1986004&mlid=186855&siteid=32425425&uid=957a7fd5d8

Indice de Competitividad Global (ICG) del Foro Econmico Mundial calculado para 148 pases. Citado por Informe Estado de la Nacin en:

Fuente:

La calidad de la energa es un factor que contribuye a la competitividad del pas

Hay otros factores que son los causantes principales de la prdida de competitividad

COMPETITIVIDAD Y SISTEMA ELECTRICO

EL RUMBO DEL PLAN DE EXPANSION

Escenario Bajo: 2.0%

Escenario Medio: 2.8%

Escenario Alto: 4.2%

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

20

05

20

07

20

09

20

11

20

13

20

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29

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20

33

20

35

20

37

20

39

GW

h

Proyecciones de demanda de energa

Medio Bajo Alto Histrico

Proyeccin crecimiento 2016-2035:

CRECIMIENTO DEL SISTEMA

El plan de expansin cumple con las polticas energticas y ambientales

Posiciona al pas para que pueda aprovechar el vasto potencial de fuentes renovables variables

Cubre las necesidades previstas de crecimiento del sistema

Las proyecciones de demanda se

recalculan todos los aos y los programas

de expansin se ajustan para garantizar

una instalacin adecuada

En el perodo 2014-2019 se adicionan

870 MW renovables y se retiran 20 MW

trmicos

El sistema tiene suficiente instalacin

para satisfacer los criterios de

confiabilidad

El 28% de la nueva capacidad es de

plantas elicas

El sector privado aport el 40% de la

nueva instalacin

EXPANSION DE CORTO PLAZO

Ao Proyecto Fuente Potencia Acum

MW MW

2014 Balsa Inferior Hidro 38 38

Chiripa Elic 50 88

2015 Cach (ampliacin) Hidro 53 141

Ro Macho (ampliacin) Hidro 24 165

Oros Elic 50 215

Tilawind Elic 20 235

Torito Hidro 50 285

Vientos del Este Elic 20 305

2016 Reventazn Hidro 305 610

Mon (retiro) Trm -20 590

Ampl El Angel Hidro 5 595

Bijagua Hidro 18 613

Chucs Hidro 50 663

Mogote Elic 20 683

Altamira Elic 20 703

Campos Azules Elic 20 723

2017 Vientos de Miramar Elic 20 743

Vientos de la Perla Elic 20 763

2018 Valle Escondido Solar 5 768

Los Negros2 Hidro 28 796

2019 Pailas 2 Geot 55 851

OBRAS DE EXPANSION DE LA GENERACION

Borinquen 1, de 52 MW es el siguiente

proyecto a desarrollar.

Diqus es interesante en su fecha ms

temprana, 2026

Se requiere un refuerzo de capacidad

temporal entre el 2023-2025

PLAN DE LARGO PLAZO

Per

od

o d

e d

ecis

ion

esPe

ro

do

de

refe

ren

cia

El perodo de referencia se satisface con

plantas geotrmicas, elicas y solares

2020 3,414

2021 3,414

2022 3,414

Borinquen 1 Geot 52 3,466

Capacidad temporal contratada Trm 60 3,526

2024 Capacidad temporal contratada Trm 65 3,591

2025 3,591

Diqus Hidro 623 4,214

Diqus Minicentral Hidro 27 4,241

Capacidad temporal contratada Trm -60 4,181

Capacidad temporal contratada Trm -65 4,116

2027 4,116

2028 4,116

2029 4,116

2030 Borinquen 2 Geot 55 4,171

Elico Proy D1 Elic 50 4,221

Elico Proy D2 Elic 50 4,271

Elico Proy D3 Elic 50 4,321

Hidro Proy D1 Hidro 50 4,371

Elico Proy G1 Elic 50 4,421

Solar-1_20 Solar 20 4,441

Geotrm Proy 1 Geot 55 4,496

Solar-5_50 Solar 50 4,546

Elico Proy 1 Elic 50 4,596

Elico Proy 5 Elic 20 4,616

Elico Proy 8 Elic 20 4,636

Elico Proy G2 Elic 20 4,656

Elico Proy G3 Elic 20 4,676

Elico Proy G4 Elic 20 4,696

Elico Proy G5 Elic 20 4,716

Solar-2_20 Solar 20 4,736

2035 Geotrm Proy 2 Geot 55 4,791

2031

2033

2032

2034

2023

2026

Proyecto

PLAN DE EXPANSION DE LA GENERACION 2016-2035

Ao FuentePotencia

MW

Cap Instalada

MW

DIQUIS Y EL PLAN DE EXPANSION

Diqus es el proyecto central de la estrategia de desarrollo elctrico de los aos futuros

Generacin 3000 GWh

Potencia 650 MW

Regulacin 1240 GWh

(o su equivalente) 1900 horas

IMPORTANCIA DE DIQUIS

Consideraciones energticas Proporciona generacin adicional Gran potencia respaldada por un gran embalse

permite regular las variaciones del sistema Hace viable la penetracin masiva de viento y solar

en el futuroConsideraciones extra-energticas

Proyecto con fuertes encadenamientos econmicos Estmulo de desarrollo en una zona con elevados

ndices de pobreza

Tradicionalmente se usaban fuentes estables y de buen comportamiento (trmico e hidro)

La incorporacin significativa de fuentes no convencionales introduce nuevas necesidades

Viento, solar y esquemas de generacin distribuida demandan servicios de mitigacin y control adicionales

ALMACENAMIENTO DE ENERGA

Embalses Bateras Volantes Trmicas

REDES INTELIGENTES(SMART GRID)

Medicin Control Manejo Optimizacin

FUENTES NO CONVENCIONALES

CAMBIO EN LA ESTRUCTURA DE LOS SISTEMAS

GGG

C C C C C C C C C C C C C C C C

G

G C C C C C C C G C C C C G C G

GGG G

Pocos generadores grandes controlados por el Operador, aportan inercia y servicios complementarios

El sentido del flujo de energa siempre es hacia abajo en la cadena de suministro

Muchos generadores pequeos no controlados por el Operador. No aportan inercia ni todos los servicios complementarios

Adems de cargas hay pequeos generadores no controlados embebidos en las redes de distribucin. El sentido del flujo de energa es en ambos sentidos

SISTEMAS EN EL PASADO

SISTEMAS EN EL FUTURO

LA IMPORTANCIA DEL ALMACENAMIENTO

Flexibilidad indispensable para compensar variaciones en la carga o la generacin

Normalmente los sistemas usan la generacin trmica como elemento regulador

En todo el mundo se estn buscando soluciones de almacenamiento por la aparicin de las fuentes variables (viento, solar)

El sistema elctrico costarricense es nico por su altsima penetracin de fuentes renovables

En Costa Rica el almacenamiento es vital porque: No hay regulacin con plantas trmicas Existe una base de plantas a filo de agua importante Se desea aprovechar los excelentes recursos energticos del viento y del

sol

0%

20%

40%

60%

80%

100%

1-en

e.

1-fe

b.

1-m

ar.

1-ab

r.

1-m

ay.

1-ju

n.

1-ju

l.

1-ag

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p.

1-oc

t.

1-no

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1-di

c.

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dem

anda

dia

ria

GENERACION TERMICA DIARIA 2016(como porcentaje de la generacin total)

La mayor parte del tiempo la plantas trmicas estn apagadas y no dan regulacin

0

500

1 000

1 500

2 000

0 6 12 18 24

MW

hora

Curva diaria de demanda

LA REGULACION DE LA CARGA

Es la regulacin bsica que requieren todos los sistemas, debida a las variaciones de la demanda

Curva de carga del 6 abril 2016

ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic

Geotrmico

Elico + Solar + Biomasa

Hidro filo de agua

Embalses

Complemento Trmico Excedentes

ESQUEMA ESTACIONAL DE GENERACION

Demanda

LA REGULACION DEL HIDRO

Con una proporcin importante de hidro a filo de agua, el primer problema de regulacin es aportar energa en el verano

0

50

100

150

200

250

1-abr. 11-abr. 21-abr. 1-may.11-may.21-may.31-may.10-jun. 20-jun. 30-jun.

MW

Potencia horaria 2do. trimestre 2016

0

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100

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200

250

1-e

ne.

1-f

eb

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1-m

ar.

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ay.

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ic.

MW

pro

me

dio

Potencia promedio mensual 2016

12 das 16 das

Generacin total del parque elico del pas

LA REGULACION DEL VIENTO

El viento sopla con mayor fuerza en la poca seca

Los promedios mensuales no permiten ver las variaciones de corto plazo

En escala horaria, las variaciones de potencia son importantes

En escala diaria, se encuentran perodos sin viento de ms de una semana

LA REGULACION DEL FOTOVOLTAICO

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic

GW

h

Generacion mensual solar 2013 Durante la poca seca, los cielos despejados

producen mayor energa Los promedios mensuales no permiten ver las

variaciones de corto plazo

En escala de minutos, las variaciones de potencia son importantes y provocan efectos locales en la red

En escala diaria, ms del 50% del tiempo no hay se potencia

Generacin de la planta Miravalles Solar de 1 MW

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0 3 6 9 12 15 18 21 24

MW

hora

Potencia planta solar MiravallesDa soleado

(15 abril 2013)Da nublado

(16 abril 2013)

DIQUIS Y LAS FUENTES VARIABLES

Diqus provee los servicios de regulacin que demanda un sistema basado en fuentes renovables, y con una creciente penetracin del viento y el solar

El embalse de Diqus puede compensar variaciones de corto plazo, aportar energa durante la noche cuando el solar no opera, cubrir los perodos de varias semanas sin viento y contribuir con generacin en la poca seca

ALTERNATIVAS A DIQUIS

La alternativa a Diqus es un desarrollo trmico

Para reducir la contaminacin y el costo, el trmico sera alimentado con gas natural licuado (GNL)

El GNL es barato pero demanda elevados costos fijos. Esta consideracin econmica fomentar su utilizacin en la base, con un alto factor de utilizacin

Sin almacenamiento no es posible integrar econmicamente grandes cantidades viento y solar al sistema de generacin

Ver costo de integracin en: Estudio de red Costa Rica. Anlisis de opciones para manejar una mayor incorporacin de energas renovables variables. Energynautics 2016

SON LAS BATERIAS UNA ALTERNATIVA?

El rpido desarrollo de las bateras y de las tecnologas de generacin con viento y solar plantea la siguiente pregunta:

Es factible una combinacin de bateras+viento+solarcomo alternativa a Diqus+viento+solar?

Para contestar esa pregunta es necesario contrastar las caractersticas de las bateras con las necesidades del sistema

APLICACIONES DE LAS BATERIAS EN LA RED

Respaldo de frecuencia Perfiles de voltaje Variaciones rpidas de generacin y carga Recorte de picos (peak-shaving) Respuesta inmediata mientras se

enciende una trmica

Se usan cuando se ocupa respuesta rpida, con mucha potencia pero poca energa

Ya se aplican en mercados elctricos para recorte de picos, respaldo de frecuencia y calidad de la energa

Se usan como complemento a la regulacin con trmico En todos los casos es para necesidades de corta duracin (perodos

de segundos a horas) Algunos clientes las usan para manejo de carga cuando hay tarifas

horarias pronunciadas

CARACTERISTICAS DE LAS BATERIAS

Mayor planta instalada: Escondido, California, AES, 30 MW

Capacidad de almacenamiento: tpicamente 4 horas a plena carga

por potencia: USD2000/kW

por capacidad almacenada: USD500/MWh

Costo de los sistemas de bateras

Referencia de costo: Computerworld, The world's largest battery storage substation is now live, 26 enero 2017

COSTO DE SUSTITUCION DE DIQUIS CON

BATERIAS

El sistema requiere tanto potencia como energa

Diqus, aparte de la generacin de 3 000 GWh/ao, aporta una potencia de 650 MW y un almacenamiento de regulacin de 1 240 GWh

Si se quisiera sustituir la funcin de regulacin de Diqus con bateras, el resultado sera antieconmico

Ejemplo del costo

Igualar la potenciaLa potencia de Diqus se puede sustituir con 650 MW de bateras, a un costo de USD1300millones

Igualar la energaPara sustituir los 1 240 GWh de energa almacenada, se requiere instalar 310 000 MW de bateras, a un costo de USD620 mil millones!!!

EL FUTURO DE LAS BATERIAS

Las bateras seguirn bajando de precio y mejorando su rendimiento

Algunas aplicaciones de almacenamiento, donde se requiera respuesta instantnea, gran potencia pero poca energa, son viables o se espera que lo sean en el futuro cercano

Para aplicaciones que por el contrario requieran entregar cantidades importantes de energa, los embalses hidroelctricos son claramente la mejor opcin previsible

EL SISTEMA DE LA COSTA RICA DEL FUTURO

Costa Rica ha logrado tener un sistema elctrico sobresaliente, que contribuye a la competitividad del pas

Para mantener esta ventaja, el sistema tiene que adecuarse para permitir la integracin de nuevas fuentes de generacin y las nuevas tecnologas de informacin

El proyecto hidroelctrico Diqus es el elemento central de la estrategia de desarrollo de largo plazo del sector elctrico

Su potencia y capacidad de regulacin permitir integrar, en forma econmica, los excelentes recursos energticos que tiene Costa Rica en el viento y en el sol

MUCHAS GRACIAS