SITUACION DEL SECTOR ELECTRICO … · SITUACION DEL SECTOR ELECTRICO COSTARRICENSE Marzo 2017....

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INSTITUTO COSTARRICENSE DE ELECTRICIDAD SITUACION DEL SECTOR ELECTRICO COSTARRICENSE Marzo 2017

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  • 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%

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    100%

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    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

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    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

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    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

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    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

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    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%

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    60%

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    100%

    1-en

    e.

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    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

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    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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    1-e

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    MW

    pro

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    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