Torres Dec Spy Chile Parte 1

El informe Torres de CSP y Chile - Parte 1: Evolu-cin del mercado ha sido elaborado en asociacin con el lanzamiento oficial de CHILESOL 2014, que tendr lugar el 27 y 28 de mayo en Santiago.

27-28 mayo, Santiago

www.csptoday.com/chilesol2014

2da Cumbre de Energa Solar en Chile

Para ms informacin sobre CHILESOL 2014 visita: www.csptoday.com/chilesol2014

B U S I N E S S I N T E L L I G E N C E

En asociacin con:

CHILESOL 2014

Torres de CSP y Chile Parte 1: Evolucin del mercado

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B U S I N E S S I N T E L L I G E N C ETorres de CSP y Chile Parte 1: Evolucin del mercado

Torres de CSP y Chile - Parte 1: Evolucin del mercado

Minera El Tesoro

Agua Prieta

Introduccin: Por qu la CSP es la respuesta al reto energtico de Chile?Beln Gallego y Marco Poliafico

Es oficial: se va a construir una planta de energa de concentracin solar (CSP, por sus siglas en ingls) de 110 MW en Chile. Abengoa propuso que se construyera la torre energtica Cerro Dominador en el marco de la licitacin que la Corporacin de Fomento de la Produccin (Corfo,) y el Ministerio de Energa de Chile, anunciaron el ao pasado. Se plante la licitacin internacional como una prueba del

concepto a fin de que los compradores de energa, como las compaas mineras y las empresas de servicios pblicos, que normalmente son bastante conservadoras, pudieran ver in situ la fiabilidad de la produccin de electricidad. No obstante, ms all de una prueba del concepto e incluso de energa limpia, la CSP podra demostrar que es clave para el crecimiento econmico a largo plazo de Chile. La CSP suele confundirse con el de la energa solar

fotovoltaica, a pesar del hecho de que su naturaleza sea completamente diferente. Mientras que los paneles fotovoltaicos transforman la luz del sol en electricidad y, por tanto, slo funcionan cuando el sol brilla, la CSP funciona de la misma manera que lo hace una planta termoelctrica tradicional. La nica diferencia es que, en vez de quemar carbn o gas para producir temperaturas elevadas, emplea el calor del sol concentrado varias miles de veces. Adems, una planta de CSP ofrece la posibilidad de

almacenar calor durante largos perodos de tiempo utilizando sales fundidas. Esto significa que ofrecen capacidad de suministro completa, lo que supone un enorme activo para la estabilidad y la integracin de la red.

Las plantas de CSP pueden producir fcilmente electricidad durante las 24 horas del da de manera continua o almacenar energa en los momentos de mxima energa solar para satisfacer la demanda posteriormente, cuando sea necesario. Es la capacidad de almacenamiento de la CPS lo que supone un factor de planta de un 94,5 % en Cerro Dominador, igual o superior a la de los ciclos de gas combinado.

Est claro por qu la CSP es una eleccin fantstica para Chile. Aparte del hecho de que Chile actualmente importa ms de un 90 % de su energa, el pas tambin posee los niveles ms elevados de radiacin del mundo. Aprovechar este recurso gratuito e ilimitado podra permitir a Chile ser completamente independiente en el mbito energtico en un par de dcadas.

Capacidad: 10 MWth

Pas: Chile

Promotor: Abengoa

EPC: Abengoa

Estado: Operacin

Fecha: En operacin desde el 27/11/2012

Capacidad: 12 MWth

Pas: Mxico

Promotor: Abengoa

EPC: Abengoa

Estado: Construccin

Tecnologa y escala Cerro Dominador ser el mayor proyecto de CSP en Latinoamrica. De hecho, la tecnologa y la escala de esta planta son tan innovadoras que no hay ningn proyecto similar en la regin. Los ejemplos ms cercanos se encuentran en Espaa, EE. UU. y Sudfrica. Actualmente, las nicas dos plantas de CSP en



Latinoamrica son El Tesoro, de 10 MWt y que suministra vapor para procesos mineros en una de las explotaciones de Antofagasta Minerals en Chile, y una planta hbrida de 22 MW, denominada Agua Prieta y situada en MxicoSin embargo, tanto El Tesoro como Agua Prieta emplean

una tecnologa diferente de CSP. Hay cuatro tecnologas principales de CSP: cilindroparablica, torre, Fresnel y disco. Las tecnologas que ms se emplean en la actualidad son la cilindroparablica y la de torre. Ahora mismo, la cilindroparablica es la ms implementada en el mundo, con diferencia. De hecho, si se toma como referencia toda la capacidad de CSP que hay en funcionamiento a nivel global, el 95,4 % es cilindroparablica. Sin embargo, esto va a cambiar y lo har de manera

relativamente rpida. Si se analiza la cartera de proyectos de CSP globales, la tendencia es muy clara: en los prximos aos, nos vamos a mover hacia un sector dominado por las torres energticas. La tecnologa cilindroparablica tiende a dominar los proyectos que ya estn terminados o se encuentran en fase de construccin, pero a medida que avanzamos hacia otros que se estn desarrollando o planificando, la tecnologa dominante se traslada con rapidez a la torre. Si la cilindroparablica cuenta con ms historial, por

qu Chile ha seleccionado un proyecto de torre para su primera planta de CSP a gran escala? La cuestin que ms est sorprendiendo a los que estn dentro y fuera del sector tiene muchas respuestas. Debido a su configuracin

tcnica, las torres pueden operar a temperaturas ms elevadas y, por tanto, ofrecen un rendimiento mayor. En resumen, las torres presentan ventajas frente a otras tecnologas de CSP cuando se trata de ser eficiente con almacenamiento de energa trmica. Sin embargo, aparte de las respuestas tcnicas, se

pueden establecer paralelismos en la manera en la que se adoptan otras evoluciones tecnolgicas en nuevos mercados. A menudo se esquiva la evolucin, paso a paso, de una tecnologa. Esto ha ocurrido, por ejemplo, con los telfonos mviles. Ha habido muchos pases en los que han estado disponibles incluso antes que las lneas fijas. Al analizar las tendencias globales de la tecnologa,

es sencillo apreciar una moda en los mercados de CSP emergentes hacia la adopcin de la tecnologa ms reciente, las torres energticas con almacenamiento trmico son la novedad y varios licitadores internacionales han optado por esta tecnologa en vez de por la cilindroparablica.Por ejemplo, el licitador internacional de Noor III es un

ejemplo de esto. Se trata de un proyecto que incluye una instalacin de torre energtica de 100 MW en Marruecos. La empresa Eskom tambin est preparando el lanzamiento de su propia licitacin para una planta de sales fundidas en Sudfrica. Arabia Saud, el mercado estrella en el futuro prximo, tambin demanda que las plantas tengan, al menos, cuatro horas de almacenamiento. Por tanto, se espera que la torre energtica desempee un papel importante en este proceso de licitacin.

Capacidad (MW) de CSP global segn la tecnologa, 4. trimestre de 2013

3,500

3,000

2,500

2,000

1,500

1,000

500

0

Cap

acidad

CSP (MW)

Operacin Construccin Comisin Desarrollo Planificacin Anunciados

n Disco n Fresnel n Cilindro Parablico n Torre

Operacin Comisin Construccin Desarrollo Planificacin Anunciados

Disco 1 1.5 1 201 0 20Fresnel 53 0 189 100 330 0Cilindro Parablico 3,284 0 934 1,189 2,011 1,402Tower 104 392 211 1082 2,507 2,000

* Este grfico no incluye los 5GW de cilindro parablico anunciados en China.Fuente: CSP Today Global Tracker, noviembre 2013



Perfiles de las plantas de torre de CSPHoy en da, hay varias plantas comerciales de torre central en todo el mundo que demuestran, de manera activa, las ventajas y los inconvenientes de la tecnologa. EE. UU. cuenta con los ejemplos ms destacados, con los proyectos Crescent Dunes e Ivanpah que han acaparado titulares en los ltimos meses.

El proyecto Crescent Dunes, una planta con 110 MW de capacidad que desarrolla SolarReserve, puede generar, aproximadamente, 500 GWh de electricidad al ao y actualmente se encuentra en fase de construccin. Crescent Dunes emplea heliostatos grandes (62,4

m2) y una torre de unos 165 m de altura. Se emplean sales fundidas como fluido de transferencia trmica y la planta usa un mtodo de enfriamiento hbrido. Esto

ofrece la ventaja adicional de ahorrar agua mientras se logra un rendimiento superior al de los sistemas de enfriamiento en seco. Un sistema de almacenamiento directo en dos depsitos con 10 horas de capacidad forma parte de la planta y se logra una temperatura de funcionamiento de 565 C. La implementacin del almacenamiento trmico tambin permite evitar el uso de combustible de reserva.

Crescent Dunes

Ivanpah Solar Electric Generating Station

Capacidad: 392 MW

Pas: Estados Unidos

Promotor: BrightSource Energy

EPC: Bechtel Corporation

Estado: En fase de puesta en marcha

Fecha: La construccin comenz el 10/01/2010

Capacidad: 110 MW

Pas: Estados Unidos

Promotor: SolarReserve

EPC: Cobra

Estado: Construccin

Actualmente, se est poniendo en marcha la instalacin de generacin elctrica solar Ivanpah (ISEGS, por sus siglas en ingls), que desarrolla BrightSource Energy. Con una capacidad bruta instalada de 392 MW, emplea

heliostatos relativamente pequeos (en comparacin con el proyecto Crescent Dunes, 15 m2) y una torre de 139 m de altura con un receptor que usa agua como fluido de transferencia trmica.



Capacidad: 11 MW

Pas: Espaa

Promotor: Abengoa

EPC: Abener

Estado: Operacin

Fecha: En operacin desde 25/06/2007 Capacidad: 20 MW

Pas: Espaa

Promotor: Abengoa

EPC: Abeinsa

Estado: Operacin

Fecha: En operacin desde 22/04/2009

PS 10 PS 20

PS10 y PS20

Por su parte, Espaa cuenta con dos de las primeras plantas comerciales, la Planta Solar 10 (PS10, 11 MW instalados para 24 GWh al ao), que se complet en 2006, y PS20 (20 MW y 44 GWh de electricidad generada al ao), en funcionamiento desde 2009. Abengoa desarroll las dos y emplean agua como fluido de transferencia trmica, un sistema de enfriamiento hmedo y gas natural como combustible de reserva ms all del almacenamiento trmico basado en vapor de una hora. PS10 puede

convertir el 92 % de la energa solar que recibe en vapor saturado y presenta un factor de capacidad general de un 25 % y una eficiencia anual de un 17 %.

La primera planta de CSP en lograr un funcionamiento durante las 24 horas del da, con torre central, es Gemasolar. Gemasolar es una planta instalada de 20 MW con una previsin de 100 GWh al ao. Se complet en 2011 y es propiedad de Torresol Energy (SENER y MASDAR). La planta emplea un 15 % de combustible de reserva (gas natural) pero implementa almacenamiento trmico en sales fundidas (nitratos de potasio y sodio) con 15 horas

de capacidad. Por tanto, logra capacidad de suministro de electricidad total gracias a, aproximadamente, 6500 horas de funcionamiento al ao, que corresponde a un excelente factor de capacidad de un 74 %. Esta caracterstica es muy interesante para las necesidades energticas concretas de la regin del norte de Chile, donde las actividades mineras representan un perfil de demanda energtica prcticamente plano debido a su funcionamiento continuo.

Capacidad: 20 MW

Pas: Espaa

Promotor: Torresol Energy (SENER y MASDAR)

EPC: Cobra

Estado: Operacin

Fecha: En operacin desde 24/05/2011

Gemasolar



Capacidad: 50 MW

Pas: Sudfrica

Promotor: Abengoa

EPC: Abener

Estado: Construccin

Fecha: En construccin desde 06/11/2012

Capacidad: 400 MW

Pas: Chile

Promotor: Aprovechamientos Energticos S.A. y Grupo Iberelica

Estado: Planificacin

Khi Solar One

Maria Elena

La planta Cerro Dominador incluir 10.600 espejos con una superficie de 140 m2 y distribuidos en un rea circular que mide unas 700 hectreas. Los espejos reflejarn la luz solar que reciben hacia la parte superior de una torre central de 250 m de altura. Asimismo, la planta tendr un factor de capacidad nominal en momentos de mxima demanda de un 94,5 %, sin tener en cuenta el tiempo de inactividad durante el mantenimiento. Esto ofrece una verdadera capacidad de gestin que se puede comparar, o es incluso superior, a la que lograban las plantas de ciclo combinado.Cerro Dominador, debido a sus caractersticas

tecnolgicas, representa un verdadero reto de innovacin para Abengoa. Esta empresa cuenta con una amplia experiencia CSP que ha adquirido en en las plantas termosolares PS10 y PS20 que tiene en funcionamiento en la plataforma Solcar en Sevilla. Tambin est construyendo la planta Khi Solar en Sudfrica y explota otras instalaciones en Espaa, Sudfrica y Oriente Medio con una capacidad total en funcionamiento de 1223 MW. Asimismo, tienen 430 MW en fase de construccin y 320 MW en fase de preconstruccin.

Por otro lado, Abengoa est realizando un programa de investigacin y desarrollo para buscar ms tecnologa de torre. Comenz en 2006 con las plantas de vapor saturado PS10 y PS20 (de 11 MW y 20 MW, respectivamente). En los dos casos se trata de plantas emblemticas de esta empresa. Posteriormente, continu con la construccin de una planta piloto de vapor sobrecalentado denominada Eureka.La experiencia obtenida en Eureka le sirvi a Abengoa

para la implementacin del desarrollo de la tecnologa en la planta Khi Solar de 50 MW en Sudfrica, que es fundamentalmente una planta de vapor sobrecalentado a escala comercial. Khi Solar tambin incluye un innovador sistema de enfriamiento en seco que reduce el consumo de agua en torno a un 80 % y tambin requiere menos energa para su funcionamiento. Esta innovacin ser fundamental a la hora de desarrollar una planta en el desierto de Atacama.Ms all de Cerro Dominador, la cartera de plantas de

CSP para Chile tambin incluye cuatro torres ms de 100 MW de capacidad cada una que va a desarrollar el Grupo Iberelica en Mara Elena.

Capacidad: 121 MW

Pas: Israel

Promotor: Alstom, BrightSource

Estado: Desarrollo

Fecha: En operacin para el 01/01/2017

Ashalim Plot B

Perfil del proyecto Cerro DominadorFuente: CSP Today Global Tracker, Enero 2014



Esperamos que esta primera parte del informe haya sido de utilidad para entender el potencial de la tecnologa de torre en Chile.

En CHILESOL 2014 este potencial ser parte del debate entre promotores lderes como Abengoa, SolarReserve y BrightSource, quienes tienen vasta experiencia en la tecnologa de torre.

Para ms informacin visita: www.csptoday.com/chilesol2014

O contacta con Mercedes Galndez enT: +44 (0)20 7422 4348 E: [email protected]

Evolucin de la tecnologa de torre

Espaa, Gemasolar (20 MW), Torresol

PILOTO: Rusia, SPP-5 (5 MW)

Espaa, PS20 (20 MW), Abengoa Solar

Sudfrica, Khi (50 MW), Abengoa

Israel, Ashalim Plot B (121 MW), Alstom, BrightSource

Espaa, PS10 (11 MW), Abengoa Solar

PILOTO: EE. UU., Solar 1 (10MW)

EE. UU., Ivanpah (393 MW), BrightSource Energy

PILOTO: Espaa, (0,5 MW) SSPS

PILOTO: Italia, Eurelios (1MW)

PILOTO: Japn, Sunshine (1MW)

EE. UU., Crescent Dunes (110 MW), SolarReserve

EE. UU., Coalinga (29 MW), BrightSource Energy

India, Torre solar ACME 1 (2,5 MW), ACME

PILOTO: Espaa, CESA - 1 (1 MW)

PILOTO: EE. UU., Solar2 (43 MW) (desmantelada)

Chile, Cerro Dominador (110 MW), Abengoa

PILOTO: Alemania, Torre solar Jlich (1,5 MW)

PILOTO: Francia, THEMIS (2.5 MW)

1980198119821983

1986

2020

1990

1997

2009

2013

20172018

2014

2006

2008

2011

2000

2010

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