Ing Jose Stella - Maestria en Energías Renovables - Cadenas de Valor Energética

Año 2014 - Curso de Mercados y Evaluación de Proyectos - MBA Ing. José Stella

Curso de Mercados y Evaluación de Proyectos AÑO 2014

Profesor: Doct. MBA Ing. José Stella


Curso de Mercados y Evaluación de Proyectos

Objetivo del curso

Profundizar sobre los conceptos fundamentales de los mercados energéticos, en particular el caso de la Argentina, y adquirir las herramientas básicas para la evaluación económico-financiera de un proyecto de inversión en energías renovables identificando riesgos y upsides para el inversor.


Mercados Energéticos

Estadísticas de base (incluyendo análisis de fuentes) para consumo de energía primaria, matriz de generación eléctrica, uso de combustibles para transporte, costos, precios y tarifas.

Cadena de valor del petróleo/combustible, del gas natural y de la generación eléctrica. Costos de desarrollo y producción de petróleo y gas natural. Márgenes de refinación. Costos típicos de generación eléctrica para diferentes tecnologías.

Sistema Energético Argentino: Evolución histórica del sistema físico de producción, transporte y distribución de petróleo/derivados, gas natural y energía eléctrica. Evolución del perfil de consumo por tipo de cliente y la intensificación del uso del gas natural en la matriz primaria. Regulación y aspectos tarifarios.

Política Energética como herramienta de política económica. Planificación y prospectiva. C

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Profesor: MBA Ing José Stella


Curso de Mercados y Evaluación de Proyectos Profesor: MBA Ing José Stella

2. Cadena de valor


2. Cadena de Valor

Objetivos

• Conocer la cadena de valor del negocio de los hidrocarburos y de electricidad.

• Analizar el costo nivelado de electricidad para distintas tecnologías de generación.

• Incorporar conceptos financieros de inversión aplicados a la generación de electricidad.

• Interpretar trabajos acerca del LCOE.


2. Bibliografía – Metodologías e Información

Bibliografía

1. El ABC del Petróleo y el Gas en el mundo y en Argentina.

2. Las Cifras del Petróleo y el Gas. 3. Aspectos Técnicos, Estratégicos y

Económicos de la Refinación del Petróleo.

4. Projected Costs of Generating Electricity 2010 Edition (IEA, NEA, OCDE).

5. Estimación Precio Social del Carbono, División Evaluación Social de Inversiones – Chile

6. Levelized Cost Of Electricity Renewable Energy Technologies Study November 2013 Fraunhofer Institute For Solar Energy Systems Ise

7. The Economics of Wind Energy A report by the European Wind Energy Association


2a. Introducción

Definición de empresa

Factores de Producción

Ingresos

EMPRESAS

MERCADO DE BIENES Y SERVICIOS

MERCADO DE FACTORES DE PRODUCCION

Bienes y servicios vendidos

Costos y gastos

Definición de Empresa

“Una unidad económica de producción y decisión que, mediante la organización y

coordinación de una serie de factores (capital y trabajo),

persigue obtener un beneficio produciendo y comercializando productos o prestando servicios

en el mercado”

(Andersen, 1999).


Ingresos por ventas de bienes y

servicios

Bienes y servicios vendidos

EMPRESA

CTIT

)(QCCT

QPIT

Factores de Producción

Costos de los Factores de Producción

Objetivo Empresa: Maximizar los

beneficios

2a. Introducción

Objetivo de la Empresa Económica Racional


Logística de Entrada

Operaciones Logística de salida

Marketing y

ventas Servicios

Dirección y Control

Administración y Finanzas

Gestión del Capital Intelectual

I+D

TI

Áreas esenciales

Áreas de apoyo

2a. Introducción

La Empresa vista como Cadena de Valor


2a. Introducción

Cadenas Productivas Energéticas

Características de las cadenas productivas energéticas

Mas allá que los procesos de

transformación tendían a privilegiar mecanismos de mercados, existe un entorno PEST y particularidades propias en cada cadena de valor energética.

Electricidad y Gas tienen carácter no comercializable por la necesidad de redes.

La disputabilidad requiere segmentación vertical y horizontal, libre acceso a redes y estricta incompatibilidad en el manejo de las funciones.


Industria del Petróleo

Etap

a P

rin

cip

ales

A

ctiv

idad

es

Sect

or

Upstream Midstream Downstream Comercialización

Mercado interno - petróleo crudo - productos derivados del petróleo Mercado externo - petróleo crudo - productos derivados del petróleo

Exploración – sísmica y perforación

Perforación - cementación, perfilaje, entubamiento

Extracción - mantenimiento del pozo

Tratamiento del petróleo: separación de gases, deshidratación

Transporte del crudo a las refinerías o puertos de embarque, por:

- vía terrestre (camión, ferrocarril)

- vía marítima - oleoducto

Refinación del petróleo crudo - Destilación primaria o topping - Procesos secundarios de

conversión (reforming, cracking, coqueo, hidrocracking, isomerización, etc.)


Las cadenas del petróleo y el gas natural constan de 4 etapas, en las cuales se explora y extrae el hidrocarburo, se transporta y luego se refina y distribuye

2b. Cadena de Valor del Petróleo


1 2 3 4


Exploración Perforación y producción

Extracción Refinamiento Transporte

Los geólogos estudian las rocas que se encuentran en la superficie terrestre y bajo tierra.

Elaboran un mapa de las rocas donde creen que podría haber petróleo y gas.

Los ingenieros usan el mapa geológico para perforar un pozo, en tierra firme o en el mar, usando “plataformas”.

Si tienen éxito, el pozo traerá un flujo constante de petróleo y gas hacia la superficie.

Después de retirar el equipo de perforación (sonda), se coloca una bomba sobre el cabezal del pozo.

Un motor eléctrico acciona una caja de engranajes que mueve una palanca.

La palanca sube y baja, impulsando la bomba hacia arriba y hacia abajo, y produce una succión que extrae el petróleo.

Se utilizan productos químicos y calor para eliminar el agua y los sólidos.

Se separa el gas natural.

La descomposición y el reordenamiento de las moléculas del petróleo originan los productos terminados.

Después estos productos se almacenan en tanques.

El petróleo crudo y los productos refinados se transportan a través del agua en barcazas y buques cisterna.

Ya en tierra, el petróleo crudo y los productos se desplazan mediante tuberías, camiones y trenes.

5


1


Exploración


2


Perforación y producción


4


Refinamiento


Gas Natural

Etap

a P

rin

cip

ales

A

ctiv

idad

es

Sect

or


Las cadenas del petróleo y el gas natural constan de 4 etapas, en las cuales se explora y extrae el hidrocarburo, se transporta y luego se refina y distribuye

Exploración / Perforación / Extracción Tratamiento del gas: - Gas asociado: separación de

gas y petróleo - Gas no asociado: separación

de propano y butano Almacenamiento Precios desregulados

Compresión Transporte por gasoducto Separación de derivados: la realiza el

productor o el transportista Exportación GNL: licuefacción – transporte –

regasificación Tarifas reguladas; en proceso de

renegociación de contratos

Distribución de los productos del Gas Natural Usuarios Residenciales Comercios PyMEs Usinas eléctricas Estaciones de GNC

Almacenamiento Tarifas reguladas; en proceso

de renegociación

Producción Transporte Distribución Comercialización

Comercialización: a cargo de distintos agentes de la cadena Mercado Interno Mercado Externo Precios libres

2c. Cadena de Valor del Gas



Gas Natural

Gas Natural Líquido

Proceso de licuefacción y regasificación en http://www.enarsa.com.ar/index.php/es/gasnatural/110-gnl-documental


Producción

Transporte

Distribución

Comercialización



http://www.infobae.com/2014/02/21/1545309-riqueza-fin-hay-varias-vacas-muertas-que-argentina-pase-ser-una-potencia-energetica-mundial

Shale Gas
































2d. Cadena de Valor de la Electricidad

Oferta Transporte Demanda

Producción Vínculo Consumo

Generación Transporte

Distribución Consumo


La Oferta

La electricidad se genera en centros de producción comúnmente denominados centrales eléctricas.

Centrales convencionales: Centrales hidráulicas o hidroeléctricas:

Fuente de energía primaria el agua. Centrales térmicas: Fuente de energía

primaria un combustible fósil (carbón, fuel o gas).

Centrales nucleares: Reactor nuclear donde por el proceso de fusión del material nuclear se produce una cantidad de calor.

Centrales renovables: Eólicas, fotovoltaicas, biomasa, gas de

RSU, etc.




Transporte La red de transporte es la encargada de

conectar los grandes centros de producción, geográficamente muy dispersos, con los grandes núcleos de demanda.

Elementos que componen la red de transporte: Estaciones: Son centros que cumplen tres

funciones principales: • De interconexión de todas las líneas

entre si. • De transformación desde los que se

alimentan las redes troncales o de subtransmisión que llegan hasta el consumo.

• En ellos se instalan los elementos de protección, corte y maniobra del sistema.

Líneas: Son cables de aluminio que descansan sobre torres de soporte. Eléctricamente la sección de los cables marca el límite de la intensidad que pueden transportar.





Distribución

Desde las estaciones de la red de alta tensión se ramifican redes de menor tensión → Red de Subtransmisión

En un primer nivel y a nivel regional se extiende una red, todavía de alta tensión (red troncal o red de distribución troncal) 132 kV

Desde estaciones transformadoras (132/33/13,2 kV) de esta red cuelga a su vez una red de media tensión que se acerca al consumo más desagregado (33 y 13,2 kV: distribución primaria)

Desde la red anterior se vuelve a disminuir la tensión para alimentar a baja tensión a los consumidores residenciales, comerciales, etc. (0,400/0,240 kV: distribución secundaria)

Los componentes técnicos de estas redes son los mismos que los de la red de transporte.



El consumo

Los índices de consumo eléctrico constituyen uno de los elementos más indicativos del desarrollo industrial de un país.

El grado de consumo eléctrico per cápita y sobre todo el nivel de electrificación de un país son claras señales del nivel de bienestar.

De los seis mil millones de personas que habitamos la Tierra, la tercera parte no tiene acceso a la electricidad

Los países en desarrollo evidencian una cierta saturación en el crecimiento pero en ningún caso un estancamiento.

Gestión de la demanda: Agrupa todas las técnicas y acciones encaminadas a racionalizar el consumo de energía eléctrica.




LA PRODUCCION Oferta

EL TRANSPORTE EL CONSUMO

Demanda




13,2 kV

13,2 / 500 kV

500 kV

500 / 132 kV

132 kV

132/ 33 /13,2 kV 13,2 kV 33 kV

33 /13,2 kV

33 / 0,400-0,231 kV

CONSUMIDORES

132 kV

13,2 kV 33 kV

13,2 / 0,400-0,231 kV

Generación

Transmisión

Elevación

E.T.

Subtransmisión

E.T.

PRODUCCIÓN

TRANSPORTE

CONSUMO

Alimentación

Distribución Primaria

Distribución Secundaria

Sub E.T. DISTRIBUCION

2d. Cadena de Valor de la Electricidad Producción Vínculo Consumo


2d. Cadena de Valor de la Electricidad Producción Vínculo Consumo


2e. Costo Nivelado de Electricidad Costos típicos de Generación Eléctrica para Diferentes Tecnologías

El Costo Nivelado de Electricidad [u$s/kWh] LCOE (Levelized Cost Of Electricity)


2e. Costo Nivelado de Electricidad

El Costo Nivelado de Electricidad [u$s/kWh] LCOE (Levelized Cost Of Electricity)

Es el precio al que la electricidad debe ser

generada a partir de una fuente específica para cubrir los gastos durante la vida útil del proyecto.

Se trata de una evaluación económica del costo del sistema de generación de energía incluyendo todos los costos a lo largo de su vida útil: • inversión inicial, • operación y mantenimiento, • costo de combustible, • costo de capital , y es muy útil en el

cálculo de los costos de la generación de diferentes fuentes



El Costo Nivelado de Electricidad [u$s/kWh]

LCOE (Levelized Cost Of Electricity)

Es una herramienta útil para la comparación de los costos unitarios de las diferentes tecnologías en su vida económica.

Esto se correspondería con el costo de un inversor de asumir la certeza de los costos de producción y la estabilidad de los precios de la electricidad.

La tasa de descuento utilizada en los cálculos LCOE refleja la rentabilidad del capital para un inversor en ausencia de riesgos de mercado específicos o de tecnología.

Ayuda a la decisión para incorporar distintas tecnologías de generación.



Fuente: El costo nivelado de energía y el futuro de la energía renovable no convencional en Chile: derribando algunos mitos

Modelo LCOE



𝐿𝐶𝑂𝐸 = (Investment𝑡+ 𝑂&𝑀𝑡 + 𝐹𝑢𝑒𝑙𝑡 + 𝐶𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑡+ Decommissioning𝑡)(1 + 𝑟)

−𝑡𝑡

(Electricity𝑡)(1 + 𝑟)−𝑡𝑡

(𝑃𝐸𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑖𝑡𝑦Electricity𝑡)(1 + 𝑟)−𝑡

𝑡

=

(Investment𝑡+ 𝑂&𝑀𝑡 + 𝐹𝑢𝑒𝑙𝑡 + 𝐶𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑡+ Decommissioning𝑡)(1 + 𝑟)−𝑡

𝑡

𝑃𝐸𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑖𝑡𝑦 = 𝐿𝐶𝑂𝐸

Electricityt: La cantidad de electricidad producida en el año "t"; PElectricity: El precio constante de electricidad; (1 + r)-t: El factor de descuento para el año "t"; Investmentt: costos de inversión en el año "t"; O & Mt: costos de operación y mantenimiento en el año "t"; Fuelt: Los costos de combustible en el año "t"; Carbont: costo de carbono en el año "t"; Decommissioningt: Costo de desmantelamiento en el año "t".

Fuente: Projected Costs of Generating Electricity 2010 Edition (IEA, NEA, OCDE)

Metodología LCOE según Projected Costs of Generating Electricity

2010 Edition (IEA, NEA, OCDE)


2e. Costo Nivelado de Electricidad Precios regionales de LCOE para centrales nucleares, de carbón, de gas y de energía eólica terrestre (t=5%)




Casos con baja tasa de descuento (5%): Las tecnologías de baja emisión de carbono

de capital intensivo, como la energía nuclear son la solución más competitiva en comparación con las plantas de carbón sin captura de carbono y CC.

Si el carbón es barato (como en Australia o algunas regiones de los Estados Unidos), las centrales de carbón con y sin captura de carbono también son competitivas a nivel mundial.

Se incorpora un precio del carbono de 30 USD por tonelada de CO2, y hay grandes incertidumbres sobre el costo de la captura de carbono, el cual aún no se ha desplegado a escala industrial.




Caso alta tasa de descuento (10%): Centrales de carbón sin CC (S) siempre

son más baratas que centrales de carbón con CC (S), incluso en regiones productoras de carbón de bajo costo, a un precio del carbono de 30 USD por tonelada.

Los resultados ponen de relieve la importancia fundamental de las tasas de descuento y, en menor medida, el carbono y el precio del combustible cuando se comparan diferentes tecnologías.



2e. Costo Nivelado de Electricidad LCOE en Alemania



2e. Costo Nivelado de Electricidad LCOE en Estados Unidos



2e. Costo Nivelado de Electricidad LCOE en Brasil



2f. Análisis Sensibilidad LCOE


Análisis de sensibilidad del LCOE

Evaluar el impacto relativo en el LCOE variando los parámetros de costos clave: tasas de descuento, costos de construcción, costos de combustible precios del carbono, factores de carga, Vida útiil Tiempo para la construcción.


2f. Análisis Sensibilidad Resumen LCOE - Valores Medios

Notas: Los costos de construcción incluyen los costos de propiedad y de EPC pero excluyen de contingencia e IDC. Overnight costs: incluyen los costos de pre-construcción, de construcción (ingeniería y construcción) y los costos de

contingencia, excluyen los intereses durante la construcción (IDC). Lead time: duración de la construcción de la planta. Todos los costos se expresan en dólares estadounidenses (2.008 valores medios 1 USD = 0.684 euros). Eficiencia de las plantas térmicas son netos (enviado base) El LCOE incluye los costos totales de inversión, es decir, los costos de construcción, además de la contingencia de las

dificultades técnicas y reglamentarias imprevistas y IDC. Se calcularon los costos overnigth aplicando las hipótesis de estudio genéricos (15% de contingencia para la energía nuclear y el carbón con CC (S) y el 5% para el carbón sin CC (S), el gas, el viento y tecnologías solares).



2f. Análisis Sensibilidad Estructura de costo para distintas tasas



2f. Análisis de Sensibilidad LCOE en función de la Tasa de Descuento



2f. Análisis de Sensibilidad LCOE para Centrales Nucleares



2f. Análisis de Sensibilidad LCOE para Centrales de Gas



2f. Análisis de Sensibilidad LCOE para Centrales Eólicas Terrestres



2g. Costo Nivelado de Electricidad en Alemania

El Costo Nivelado de Electricidad [Euro/kWh]



LCOE de tecnologías de energías renovables y las centrales eléctricas convencionales en Alemania para 2013 El valor bajo la tecnología se refiere, en el caso de la energía fotovoltaica a la insolación irradiación horizontal

global (GHI) en kWh / (m² a), para las otras tecnologías se refiere al número de horas de funcionamiento (FLH) para la planta de energía por año.

Las inversiones específicas se tienen en cuenta con un valor mínimo y máximo para cada tecnología.



Predicciones de curva de aprendizaje del LCOE para distintas tecnologías de generación de energías renovables y de centrales eléctricas convencionales en Alemania hasta 2030


Conclusiones

Conclusiones Las cadenas de valor energética

muestran los procesos de transformación de los distintos energéticos para sus distintos usos intermedios o finales en los sectores económicos y humano.

El Costo Nivelado de Electricidad nos permite comparar, bajo ciertos supuestos, el valor del kWh generado por distintos tipos de tecnologías.

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