proyecto cier 15 fase ii río de janeiro, 15 de octubre de 2009 mario veiga pereira...
TRANSCRIPT
Temario
► Objetivo del proyecto
► Base de datos
► Análisis del caso de referencia
► Estudios de caso
► Conclusiones y próximos pasos
22
Temario
► Objetivo del proyecto
► Base de datos
► Análisis del caso de referencia
► Estudios de caso
► Conclusiones y próximos pasos
33
Objetivo del proyecto CIER 15 Fase II
► Analizar en un nivel estratégico, técnico, comercial y
regulatorio la viabilidad de la creación, y/o incremento de
transacciones de energía entre las regiones de América
Central – Andina y Cono Sur
4
Países involucrados en el estudio
MXMX
GUGU
HOHOESES NINI CRCR PAPA
COCO
BRBRECEC
PEPE
BOBO
CLCL ARAR UYUY
PYPY
55
Los submercados regionales
COCO
BRBRECEC
PEPE
BOBO
CLCL ARAR UYUY
PYPY
MXMX
GUGU
HOHOESES NINI CRCR PAPA
Centroamérica
Comunidad Andina
Mercosul
66
Tareas a desarrollar
1. Actualizar la información del potencial energético de la región, las últimas proyecciones de crecimiento de la demanda de energía y potencia eléctrica, la información de los últimos planes de expansión de la oferta de energía eléctrica (generación) y los últimos planes de expansión de transporte de energía eléctrica y gas
2. Caracterizar los escenarios en que se pueden desarrollar las transacciones internacionales de energía
3. Análisis y evaluación de las oportunidades de las transacciones internacionales de energía, cuantificación de beneficios y criterios para la adecuada asignación de los mismos
7
Tareas a desarrollar
4. Dentro de las oportunidades identificadas analizar posibles esquemas comerciales de transacciones de energía de corto, mediano y largo plazo
5. Elaborar una propuesta general con los principios y criterios básicos para definir reglas subregionales que viabilicen las transferencias energéticas en la región
6. Elaboración de los informes finales y presentaciones
8
Temario
► Objetivo del proyecto
► Base de datos
► Análisis del caso de referencia
► Estudios de caso
► Conclusiones y próximos pasos
99
Bases de datos – visión general
► Los representantes de cada país enviaron a los Consultores
los siguientes conjuntos de datos (2009-2017): Escenario de demanda
Generación existente y cronograma de entrada de los nuevos
proyectos
Disponibilidad y costos de combustible
Red de transmisión
1010
Demanda (GW promedio)
11
Etapas mensuales
Cinco escalones de demanda
Etapas mensuales
Cinco escalones de demanda
Crecimiento de la demanda: Centroamérica
1212
Crecimiento de la demanda: Comunidad Andina
1313
Crecimiento de la demanda: Mercosul
1414
Datos de las hidroeléctricas
15
Se representaron 728 plantas hidroeléctricas
Se representaron 728 plantas hidroeléctricas
15
Modelación de los caudales
Histórico de los caudales de todos
los países
Histórico de los caudales de todos
los países
Histórico de los caudales del país 1
Histórico de los caudales del país 1
Histórico de los caudales del país 2
Histórico de los caudales del país 2
... Histórico de los caudales del país N
Histórico de los caudales del país N
Estimación de los parámetros del
modelo estocástico de caudales
Estimación de los parámetros del
modelo estocástico de caudales
Archivo con 100 escenarios de caudales para todos los países
(garantiza coherencia en las simulaciones)
Archivo con 100 escenarios de caudales para todos los países
(garantiza coherencia en las simulaciones)
El modelo de simulación operativa extrae del archivo el subconjunto de caudales que
se refiere a la configuración bajo análisis
El modelo de simulación operativa extrae del archivo el subconjunto de caudales que
se refiere a la configuración bajo análisis
1616
Modelación de la generación renovable
► Las plantas de biomasa, pequeñas centrales hidroeléctricas y
eólicas se representan a través de escenarios de generación
1717
Datos de las plantas termoeléctricas
18
Se representaron 1900 plantas termoelétricas
Se representaron 1900 plantas termoelétricas
18
Red de gasoductos (Colombia)
Red de transmisión
2020
Sistema integrado gas – electricidad (Colombia)
Temario
► Objetivo del proyecto
► Base de datos
► Análisis del caso de referencia Balance de energía firme
Simulación operativa
Costos marginales de corto plazo
Emisiones
► Estudios de caso
► Conclusiones y próximos pasos
2222
Balances estructurales de oferta y demanda
► Los balances estructurales de oferta y demanda permiten una
primera visión de las condiciones de suministro de los países
► Se adoptó el criterio de energía firme La energía firme (EF) de un conjunto de plantas hidroeléctricas y
termoeléctricas es la máxima demanda constante (MW promedio) que
puede ser suministrada por estas plantas si ocurre la sequía más
severa del histórico
• En el caso de las plantas termoeléctricas, se toma en cuenta las
restricciones de suministro de combustible
2323
EF Total x DPA
2424
EF x DPA: Costa Rica
25
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
EF_Hidr
672 696 713 800 941 947 1238 1345
EF_Term
593 600 620 620 713 728 788 788
DPA
1103 1197 1283 1373 1471 1576 1688 1808
250
750
1250
1750
2250
MW
med
25
EF x DPA: Colombia
26
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
EF_Hidr
5026 5396 5432 5550 6285 6523 6556 7059
EF_Term
3825 3985 4001 4265 4265 4265 4265 4265
DPA
6429 6661 6900 7149 7406 7673 7949 8235
1000
3000
5000
7000
9000
11000
MW
med
26
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
EF_Hidr
41241 42641 43027 44960 46729 47828 50062 53641
EF_Term
18288 21461 25150 30321 30532 31538 33112 34082
EF_Binac
3068 3040 3011 2981 2950 2918 2884 2849
DPA
56477 58941 62646 65249 68086 70835 74205 77167
5000150002500035000450005500065000750008500095000
MW
me
d
EF x DPA: Brasil
Compra de la energía de ItaipuCompra de la energía de Itaipu
2727
Temario
► Objetivo del proyecto
► Base de datos
► Análisis del caso de referencia Balance de energía firme
Simulación operativa
Costos marginales de corto plazo
Emisiones
► Estudios de caso
► Conclusiones y próximos pasos
2828
Modelo de simulación SDDP: visión general
Caudales Históricos
Combustibles
Configuración Hidro y Térmica
Demanda
Parámetros de los Estudios
Plano de Expnasão
Dados da Rede de Transmissão
Dados Cronológicos
Parámetros para el Módulo
Graficador
Módulo de despacho
óptimo SDDPParámetros
Módulo de estimación de
parámetros
Planillas CSV
Informes (ASCII)
Módulo Graficador
Planillas Excel
Dados Obrigatorios
Dados Opcionales
Resultados
2929
Política operativa coordinada
Simulación operativa conjunta (intercambios de oportunidad)
Simulación operativa conjunta (intercambios de oportunidad)
Política operativa aislada del país 1
Política operativa aislada del país 1
Política operativa aislada del país 2
Política operativa aislada del país 2
... Política operativa aislada del país N
Política operativa aislada del país N
Archivo con 100 escenarios de caudales para todos los países
Archivo con 100 escenarios de caudales para todos los países
Resultados de la simulaciónResultados de la simulación
3030
Resultados del modelo de simulación
► Todos los resultados operativos (energía generada, flujos
entre países, costos marginales de corto plazo etc.) se
pueden obtener para cada serie hidrológica; cada etapa; y
cada escalón El programa GRAF permite agregar los resultados en valores
promedio, cuantiles, distribuciones de probabilidad etc.
► Todos los resultados operativos se pueden obtener para cada
generador, cada circuito y cada nodo El mismo programa GRAF permite agregar los resultados por clases,
por ejemplo generación hidroeléctrica, termoeléctricas a óleo etc.
3131
Temario
► Objetivo del proyecto
► Base de datos
► Análisis del caso de referencia Balance de energía firme
Simulación operativa
Costos marginales de corto plazo
Emisiones
► Estudios de caso
► Conclusiones y próximos pasos
3232
Precio de corto plazo
► El costo marginal de corto plazo (CMCP) representa el costo
de oportunidad para los intercambios Es también una estimativa del costo de largo plazo para el país
(E(CMCP) = CMLP)
3333
CMCP promedio anual: Costa Rica
3434
Colombia: CMCP promedio anual
3535
Brasil: CMCP promedio anual (región SE)
3636
Temario
► Objetivo del proyecto
► Base de datos
► Análisis del caso de referencia Balance de energía firme
Simulación operativa
Costos marginales de corto plazo
Emisiones
► Estudios de caso
► Conclusiones y próximos pasos
3737
Participación de fuentes no-emisoras (EF)
38
Eólicas, biomasa, geotérmica, pequeñas centrales hidroeléctricas y nucleares
Eólicas, biomasa, geotérmica, pequeñas centrales hidroeléctricas y nucleares
38
Participación de fuentes no-emisoras (%)
3939
Centroamérica: emisiones por GWh (2013)
4040
Nivel de emisión de una planta ciclo combinado gas natural
Nivel de emisión de una planta ciclo combinado gas natural
Centroamérica: emisiones por GWh (2017)
41
Las emisiones por GWh de El Salvador aumentaron debido a la entrada de dos plantas termoeléctricas para exportación: la planta carbón AES (200 MW) y la planta gas Cutuco (500 MW); esta exportación explica la reducción de las emisiones de Guatemala
Las emisiones por GWh de El Salvador aumentaron debido a la entrada de dos plantas termoeléctricas para exportación: la planta carbón AES (200 MW) y la planta gas Cutuco (500 MW); esta exportación explica la reducción de las emisiones de Guatemala
Resultado de inversiones en plantas hidro y eolicas
Resultado de inversiones en plantas hidro y eolicas
Resultado de inversiones en plantas hidro
Resultado de inversiones en plantas hidro
41
Comunidad Andina: Emisiones por GWh (2013)
42
Comunidad Andina: Emisiones por GWh (2017)
43
Mercosur: emisiones por GWh (2013)
44
Mercosur: emisiones por GWh (2017)
45
Temario
► Objetivo del proyecto
► Base de datos
► Análisis del caso de referencia
► Estudios de caso
► Conclusiones y próximos pasos
4646
Criterios para selección de los estudios
► Involucrar las tres regiones (Centroamérica, Comunidad
Andina y Mercosul)
► Tipos distintos de interconexión
► Aspectos económicos y regulatorios
► Datos disponibles
4747
Estudios de caso (1/2)
► Economía de escala Inambari (Perú-Brasil)
C.Esperanza (Bolivia-Brasil)
► Seguridad operativa e intercambios de oportunidad Perú-Ecuador
SIEPAC II (Centroamérica)
Bolivia-Perú
Argentina-Paraguay-Brasil
4848
Estudios de caso (2/2)
► Uso de la infraestructura “Wheeling” de energía de Chile por Argentina
“Swap” de energía Paraguay-Argentina-Chile
“Swap” de energía Brasil-Argentina
► Seguridad operativa y exportación de energía Colombia-Panamá
Bolivia-Chile
Brasil-Uruguay
► Plantas Binacionales Garabi (Argentina-Brasil)
4949
13 proyectos
Total 8 mil MW
13 proyectos
Total 8 mil MW
Estudio 1Planta hidroeléctrica Inambari
5050
Urubamba 320942 MW
Cuquipampa800 MW
Sumabeni1.074 MW
Paquitzapango1.379 MW
Vizcatán750 MW
Inambari 2001.355 MW
5151
Integración Perú-Brasil
5252
Beneficio energético de la integración
► La planta Inambari, que es una central con embalse, está
ubicada aguas arriba de las plantas Jirau y Santo Antonio,
que son centrales de filo de agua (por restricciones
ambientales)
► Por lo tanto, es posible que la integración de Inambari con el
sistema brasileño contribuya para aumentar la energía firme
de dos maneras: Sinergía hidrológica
Regulación de los embalses aguas abajo
► Se presenta a continuación una estimativa preliminar del
beneficio energético de la integración
5353
Procedimiento y resultados
a) Cálculo del beneficio de se integrar Inambari a Brasil: EF
conjunta (Inambari y Brasil) – EF Brasil = 1395 MW
promedio
b) Dado que la energía firme aislada de Inambari es igual a
1092 MW promedio, se concluye que el beneficio de la
integración es 1395 – 1092 =
303 MW promedio
c) Valor económico de este beneficio para Brasil 146 R$/MWh (costo marginal de largo plazo de Brasil) x 8760 (horas
por año) x 303 (beneficio de la integración) =
R$ 388 millones por año( US$ 216 millones/ano)
5454
Desglose del beneficio de regulación
43
40
5
2
1
1
1
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
STO ANTONIO
JIRAU
TUCURUI
SERRA MESA
LAJEADO
ESTREITO TOC
CANA BRAVA
Variação de Energia Firme (MWm)
5555
Como operar Inambari?
► Una primera opción para la venta de energía de Inambari
sería hacer un contrato de suministro con Brasil (o asignar un
porcentaje de la producción de la planta para el mismo)
► La planta en este caso se operaría de acuerdo con el
despacho económico de Perú
► Sin embargo, el despacho óptimo de Inambari bajo el “punto
de vista” de Perú puede no coincidir con el de Brasil
► Como consecuencia, el beneficio energetico aguas abajo
podría ser menor do que el calculado en el slide anterior,
donde se hace el supuesto que la operación de la planta se
optimiza para Brasil
5656
El esquema de “slicing”
► Una manera de conciliar ambos los beneficios para Perú y
Brasil es a través del esquema de “slicing”, donde se tiene
dos plantas virtuales operadas en separado por cada país El esquema de “slicing” fue adoptado en la Bonneville Power
Administration (privatización de parte de las plantas en cascada) y es
parecido con el de Salto Grande (Argentina-Uruguay)
5757
Estudio 2Planta hidroeléctrica C.Esperanza
5858
Configuración Perú-Bolivia-Brasil
Inambari (2200 MW)
Perú
C.Esperanza (800 MW)
Bolivia
Jirau (3500 MW)
Brasil
Sto. Antonio (3500 MW)
Brasil
5959
C.Esperanza: análisis de energía firme
► Energía firme aislada: 156 MW promedio (filo de água)
► E.firme integrada a Brasil, sin Inambari: 553 MW promedio Razón EF/cap.inst. = 553/800 = 0.69
► EF integrada a Brasil, con Inambari: 614 MW promedio Ganancia de EF por la integración
Sin Inambari: 553 – 156 = 397 MW promedio
Con Inambari: 614 – 156 = 458 MW promedio
Benefio de Inambari a C.Esperanza: 61 MW promedio
6060
Estudio 3Interconexión Colombia-Panamá
6161
El proyecto de interconexión
6262
Procedimiento de análisis
► Caso A - sin la interconexión – para cada país: Costos operativos en cada país Riesgo de déficit Emisiones Costos marginales de corto plazo
► Caso B - con la interconexión – para cada país Igual
► Calcular las diferencias (B) – (A)
► Resultados adicionales: Distribución de los flujos Colombia-Panamá Ingreso económico de la interconexión
• Diferencia de los CMCP x flujo
6363
Impacto en los CMCPs de Panama
6464
Impacto en los CMCPs de Colombia
6565
Reducción de los costos operativos CA + CO
6666
Flujo Promedio en la interconexión
6767
Flujo promedio mensual (2014)
6868
Estudio 4“Swap” de energía Paraguay-Argentina-Chile
6969
Descripción del estudio
Paraguay envía 200 MW para Argentina (con respaldo de la planta hidro de Acaray)
Paraguay envía 200 MW para Argentina (con respaldo de la planta hidro de Acaray)
Argentina redirecciona la producción de una planta térmica a gas natural de 200 MW (Salta) para el Sistema Norte Grande (SING) de Chile
Argentina redirecciona la producción de una planta térmica a gas natural de 200 MW (Salta) para el Sistema Norte Grande (SING) de Chile
7070
Red de transmisión PA-AR-CH
Conexión Argentina-SINGConexión Argentina-SING
YacyretáYacyretá
7171
Costos y beneficios
► Costo para Paraguay: costo de oportunidad de la energía en
Paraguay (44 US$/MWh) Informado por el representante de Paraguay
► Benefício para Chile: diferencia entre el costo marginal del
SING y el costo de oportunidade de Paraguay
► Costo para Argentina: aumento del costo operativo debido a
congestiones
7272
CMCP del SING (US$/MWh)
153
94
70
10292 95 91 92
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
US$
/MW
h
7373
Beneficio neto (US$ millones)
192
88
46
101
85 8982 85
0
50
100
150
200
250
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
US$
mill
ones
7474
Estudio 5“Wheeling” de energía de Chile por Argentina
7575
Descripción del estudio
SIC
Sur de
Chile
Argentina
SIC
Sur de
Chile
Argentina
Opción actual – construcción del sistema de transmisión Sur-SIC
Alternativa – “wheeling” a través del sistema Argentino
7676
Sistema de transmisión Sur-SIC
7777
Diferencia de costos operativos: Argentina
El aumento de los costos operativos indicaque el “wheeling” ha resultado
en congestiones en el sistema Argentino
El aumento de los costos operativos indicaque el “wheeling” ha resultado
en congestiones en el sistema Argentino
7878
Generación hidroeléctrica Sur Chile
79
Es necesario reforzar la red ArgentinaEs necesario reforzar la red Argentina
79
Procedimiento del estudio de refuerzo
► Cálculo de la simulación operativa Chile-Argentina sin la
generación y la demanda de Argentina
► Resultado: incremento de los flujos en cada circuito de
Argentina debido al despacho de las plantas del Sur de Chile
► Soma de los incrementos de flujo a los flujos de la simulación
aislada de Argentina Principio de la superposición en redes eléctricas
► Análisis de las sobrecargas con los flujos resultantes e
identificación de los refuerzos necesarios
8080
Temario
► Objetivo del proyecto
► Base de datos
► Análisis del caso de referencia
► Estudios de caso
► Conclusiones y próximos pasos
8181
Conclusiones
► Como muestran los estudios de caso, los beneficios de los
proyectos de interconexión son sustanciales
► Los estudios de Inambari y C.Esperanza muestran que se
puede viabilizar proyectos hidroeléctricos de gran tamaño a
través de la venta de parte de la energía para los vecinos
► Los esquemas de “swap” de energía (Paraguai-Argentina-
Chile) y de “wheeling” (Chile-Argentina) también son ejemplos
atractivos de optimización de la infra-estructura de transporte
82
Próximos pasos
► Finalizar los estudios de interconexión Argentina-Paraguay-Brasil, Bolivia-Chile, Brasil-Uruguay y Garabi
► Detallar las propuestas regulatorias y comerciales
► Presentación de los resultados a los países
83