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XVI Simposium de Ingeniería en Minas Santiago, 18-21 Agosto, 2009

Energías renovables: ¿están dadas las condiciones para su desarrollo efectivo en Chile? Autor: C. Finat 1 Afiliación: (1) Compañía Minera Doña Inés de Collahuasi, Gerente de Suministros Estratégicos y Energía, Av. Andrés Bello 2687 piso 11, Santiago, Chile [email protected] Resumen Chile es un país cuyos recursos de energías primarias convencionales para generación de electricidad, salvo en el caso de las fuentes hidráulicas, son limitados o prácticamente inexistentes. Como país en fase de desarrollo, su demanda eléctrica crece fuertemente, con tasas que promedian el 6%. Dicho crecimiento en gran medida proviene de consumidores industriales, dentro de los cuales la minería constituye el grupo de mayor tamaño. Así, el país enfrenta el desafío de implementar una política energética de largo plazo, que aproveche de la forma más eficiente posible las distintas opciones de energías primarias renovables no convencionales como complemento de su matriz energética. El éxito de esa política incidirá en la competitividad de costos de la industria nacional y en particular de la gran minería. Las fuentes de energía renovable no convencionales poseen características especiales que deben ser debidamente consideradas para que ellas puedan insertarse de manera eficiente en los sistemas eléctricos interconectados que suministran energía a las ciudades e industrias del país. En el presente trabajo, se describe el marco legal y técnico existente actualmente para la incorporación de energías renovables en los sistemas eléctricos y en particular al Sistema Interconectado del Norte Grande (SING) y se analiza los efectos y barreras potenciales que existen para la incorporación efectiva de dichas energías. Nota: Las opiniones vertidas en el presente trabajo son de responsabilidad del autor y no reflejan necesariamente la opinión de Cía. Minera Doña Inés de Collahuasi S.C.M.

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1. Importancia de las energías renovables no convencionales Las fuentes de Energía Renovable No Convencional (ERNC) son una atractiva opción para diversificar la matriz energética que se utiliza para la generación eléctrica en Chile. En gran medida las tecnologías disponibles para el aprovechamiento de este tipo de energía corresponden a tecnologías probadas, maduras, altamente confiables y que están siendo promovidas y utilizadas en la mayoría de los países. Si bien los niveles esperados de penetración de generación eléctrica basada en ERNC son relativamente menores, su presencia en la matriz energética de Chile es muy relevante. Ello es así por cuanto, por una parte, es un hecho que Chile no cuenta con recursos de combustibles fósiles en abundancia, y, por otra, porque dichas energías son una forma efectiva de contener las emisiones de CO2 [1]. A nivel mundial las proyecciones de participación de las ERNC en la matriz energética para generación de energía eléctrica indican que en 2015 tan solo el 4% de la energía eléctrica se generaría desde fuentes renovables, alcanzando una participación del 7% en 2030, muy por debajo de los medios de generación basados en carbón, gas, energía nuclear y hidroeléctrica convencional [2]. Dichas proyecciones, que pueden parecer desalentadoras, no pueden esconder la importancia de la ERNC. Las ventajas de estas últimas, como son: • • •

disponibilidad prácticamente ilimitada; costos de generación estables; minimización de emisiones de CO2,

obligan a que los países deban abordar la incorporación de ERNC en sus matrices energéticas, para lo cual, entre otras cosas, deben adecuar sus marcos legales. En los mercados eléctricos desregulados, como es el caso del mercado chileno, la adecuación de los marcos legales reviste primera importancia, con el fin de generar las condiciones para que los generadores basados en ERNC puedan competir adecuadamente con generadores convencionales y los inversionistas dispongan de la certidumbre reglamentaria necesaria para poder evaluar sus inversiones sobre un horizonte razonablemente estable.

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2. El marco regulatorio para la ERNC en el sector eléctrico. Hasta la promulgación en marzo de 2004 de la ley 19.940 [3] (“Ley Corta I), el marco legal y reglamentario del sector eléctrico no contaba con normas específicas destinadas a las ERNC. En la mencionada ley, se dio un primer paso tendiente a establecer condiciones competitivas para los generadores a base de ERNC, mediante la incorporación en la ley de una disposición que eximió a dichos generadores del pago por uso del Sistema Troncal de transmisión. Asimismo, en la ley 19.940 se incluyeron disposiciones relativas a facilitar y reducir los costos de los generadores de tamaño pequeño, asociados comúnmente a generadores a base de ERNC, a saber: • • •

Acceso a las redes de distribución para generadores < 9MW. Asegura el acceso a todos los mercados de generación a cualquier generador independiente de su tamaño. Se establece un tratamiento comercial simplificado para generadores <9MW.

Dichas disposiciones fueron reglamentadas mediante el DS 244 [4], mediante el cual se aprobó el reglamento para “medios de generación no convencionales y pequeños medios de generación”. Posteriormente, en marzo de 2008 se publicó la ley 20.257 [5], cuyo propósito específico fue el de introducir “Modificaciones a la Ley General de Servicios Eléctricos respecto de la generación de energía eléctrica con fuentes de energías renovables no convencionales”. En lo fundamental, la mencionada ley 20.257 precisó cuales fuentes de energía renovable se entienden como no convencionales e incorporó una obligación de generación de energía mediante ERNC, la cual, de no cumplirse, implica un cargo adicional a los generadores en incumplimiento. Las fuentes de ERNC definidas el la ley 20.257 son básicamente •

Biomasa, correspondiente a la obtenida de materia orgánica y biodegradable, la que puede ser usada directamente como combustible o convertida en otros biocombustibles líquidos, sólidos o gaseosos, incluida la fracción biodegradable de los residuos sólidos domiciliarios y no domiciliarios.

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Energía hidráulica y cuya potencia máxima sea inferior a 20.000 kilowatts. Energía geotérmica, es decir, aquella que se obtiene del calor natural del interior de la tierra. Energía solar, obtenida de la radiación solar. Energía eólica, correspondiente a la energía cinética del viento. Energía de los mares, correspondiente a toda forma de energía mecánica producida por el movimiento de las mareas, de las olas y de las corrientes, así como la obtenida del gradiente térmico de los mares. Otros medios de generación determinados fundadamente por la Comisión, que utilicen energías renovables para la generación de electricidad, contribuyan a diversificar las fuentes de abastecimiento de energía en los sistemas eléctricos y causen un bajo impacto ambiental,

A modo de incentivo para incorporar generación eléctrica mediante medios de generación que usan ERNC, la ley 20.257 establece la obligación para que las empresas que realizan retiros de energía desde un sistema eléctrico para comercializarlos (empresas generadoras), incorporen a contar del 1° de enero de 2010 al menos un 5% de energía generada con ERNC. Dicha obligación crece en 0,5% a contar de 2015 hasta alcanzar el 10% en el año 2024. La obligación mencionada rige para los contratos suscritos a contar del 31 de agosto de 2007 o que habiendo sido suscritos antes de esa fecha sean renovados o extendidos con posterioridad a dicha fecha. En caso de no cumplirse la obligación antes indicada, el agente incumplidor deberá pagar un cargo de 0,4 UTM1 por cada MW-h de déficit y dicho cargo aumenta a 0,6 UTM2 en caso de un nuevo incumplimiento en un plazo de tres años. 3. Las características de los proyectos de inversión en ERNC Los proyectos de inversión en medios de generación basados en ERNC poseen características propias que deben ser reconocidas en la normativa del país de manera que las leyes y reglamentos no se constituyan en barreras y más bien sean instrumentos que promuevan estas energías. Algunas de estas características son las siguientes:

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Equivalentes a 14.673 pesos al valor de la UTM de julio de 2009. Equivalentes a 22.009 pesos al valor de la UTM de julio de 2009.

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Los proyectos ERNC requieren de modelos de negocios con baja incertidumbre en ingresos de largo plazo, debido a que son muy intensivos en uso de capital. Riesgo asociado a la innovación: que sumado al tamaño y complejidad de los proyectos hace que estas sean menos atractivos que los proyectos tradicionales para las empresas constituidas en el mercado eléctrico chileno. Riesgo asociado a la comercialización: La mayor parte de los promotores de proyectos ERNC son no tradicionales y tienen dificultades para competir en el mercado de contratos con las empresas constituidas en el mercado eléctrico.

En relación a la inversión en proyectos ERNC versus proyectos de generación convencional, mientras un proyecto de inversión en una central vapor-carbón se encuentra en torno a 2.000 US$/Kw. instalado, un proyecto geotérmico puede fácilmente duplicar dicha cifra en tanto que un proyecto eólico puede llegar a triplicarla si se considera su menor factor de planta. Así, para una misma producción, la inversión requerida para un proyecto ERNC es considerablemente mayor que para uno basado en generación convencional. De esta forma, los plazos para la amortización de la inversión y la tasa asociada al riesgo resultan muy relevantes para determinar su viabilidad. Por otra parte, las compañías que se encuentran desarrollando proyectos basados en ERNC corresponden normalmente a compañías nuevas o extranjeras dedicadas a este rubro, sin experiencia en el desarrollo de actividades comerciales en el mercado eléctrico chileno. Para dichas compañías, la falta de experiencia en un mercado desregulado como el mercado nacional sumado a indefiniciones o vacíos de la reglamentación del sector pueden significar barreras muy importantes al momento de decidir una inversión y asegurar su financiamiento.

4. Algunas barreras para los proyectos de inversión en ERNC

Criterios de operación técnica de los sistemas interconectados con ERNC Con la excepción de la biomasa y de la energía geotérmica, las ERNC tienen la característica de que su nivel de generación es dependiente de factores aleatorios como son los niveles de radiación solar o continuidad y velocidad del viento disponible en un instante determinado.

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Por la razón anterior, la operación de unidades generadoras a base de ERNC en un sistema interconectado impone ciertos requerimientos especiales, de manera que se garantice la seguridad y calidad del suministro eléctrico. A modo de ejemplo, considérese el caso hipotético de que el 5% de la generación instalada en el SING fuese del tipo solar. Considerando que la potencia instalada del SING es de aproximadamente 3.500 MW, el 5% equivale a 175 MW. Dicha capacidad es mayor a cualquiera de las centrales vaporcarbón actualmente instaladas en el SING y solo es superada por la potencia de las unidades de tipo ciclos combinados. En un día normal, la generación del parque solar hará un ciclo que irá desde cero generación en la noche hasta un nivel de potencia cercano a su potencia máxima en las horas de mayor insolación cercanas al medio día. En términos prácticos, para el CDEC-SING la operación de esas centrales solares equivale a una gran central que se encuentra disponible solamente algunas horas al día y cuya generación desaparece hacia las horas de punta del SING y que debe ser reemplazada por otro tipo de generación, quedando para ello básicamente las centrales con combustibles fósiles, las que o bien deberán operarse a potencia reducida durante el día o bien hacerlas partir con la debida anticipación al descenso en la generación solar. Así, la operación de las centrales solares establece exigencias sobre el parque generador convencional, el cual debido a sus restricciones técnicas tales como tiempos mínimos de operación y detención y mínimos técnicos, solamente pueden responder hasta ciertos niveles de participación de generación a base de ERNC. Si las ERNC se incorporan al SING en un monto mayor al admisible por el sistema, la decisión del CDEC-SING, basada en preservar la seguridad de servicio, será limitar la inyección de energía eléctrica proveniente de fuentes renovables no convencionales con el consiguiente efecto en los ingresos de sus propietarios.

Costos derivados de la operación de ERNC Siguiendo con el mismo ejemplo anterior, resulta también relevante conocer de qué manera se distribuirán los costos de operación de unidades generadoras convencionales que resulten de la operación intermitente de generación a base de ERNC. A modo de ejemplo, un generador convencional podría ser instruido a operar bajo su nivel de despacho optimo con el fin de mantenerlo conectado al sistema y dejar espacio en el despacho para la inyección de energía desde

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centrales de ERNC. Dicha operación será menos eficiente y hará que el generador convencional vea reducidos sus ingresos debido a la menor generación y por otra parte sus costos de operación se incrementarán. Como medio para reemplazar la reducción de la inyección de una central ERNC, el CDEC respectivo puede instruir la partida de determinadas unidades de partida rápida, las cuales incurren en costos de partida que les deben ser compensados. Lo anterior sugiere que es necesario que los CDEC dispongan de la reglamentación completa relativa a los aspectos de costos asociados a las situaciones anteriores. Dichos costos corresponden a los denominados servicios complementarios de los sistemas eléctricos interconectados, materia cuya reglamentación se encuentra pendiente de parte de la autoridad, desde su introducción mediante la ley N° 19.940.

Competencia de los generadores convencionales. La participación de las empresas generadoras con medios convencionales en proyectos a base de ERNC hasta el momento es muy baja. En el SING no hay proyectos a base de ERNC que estén siendo impulsados por los actores tradicionales en tanto que en el SIC solamente un par de proyectos corresponden a proyectos impulsados por algunos de los actores tradicionales del sector. Lo anterior lleva a preguntarse acerca de la forma como dichos actores tradicionales enfrentarán la competencia de los nuevos actores que se encuentran detrás de proyectos basados en ERNC. El mercado eléctrico chileno está altamente concentrado en cuatro empresas (ENDESA, AES Gener, Suez y Colbún), empresas que tienen una larga experiencia en ese mercado y que están en condiciones de defender sus posiciones de una manera muy efectiva en comparación con los nuevos entrantes. Así, las instancias de la reglamentación de los CDEC atingente a ERNC y del mecanismo de resolución de conflictos ante el Panel de Expertos de la Ley Eléctrica pueden convertirse en barreras para los nuevos entrantes en el mercado eléctrico que llegan con proyectos basados en ERNC.

5. Conclusiones Desde 2004 en adelante se ha observado un importante desarrollo legal tendiente a incentivar la instalación de generación eléctrica basada en ERNC.

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Sin embargo, existe un importante vacío en temas regulatorios y reglamentarios que es necesario que se complete a la mayor brevedad posible. Dentro de los temas a completar, pueden citarse los procedimientos DO/DP de los CDEC atingentes al despacho, operación coordinada y participación en transferencias de los medios de generación basados en ERNC y los reglamentos de la ley aun no promulgados, como es el caso del reglamento de servicios complementarios.

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Referencias

[1] Política Energética: Nuevos Lineamientos - Comisión Nacional de Energía de Chile (www.cne.cl). [2] Agencia Internacional de Energía, AIE World Energy Outlook 2007 (www.iea.org). [3] Ley 19.940 “Regula Sistemas de Transporte de Energía Eléctrica, establece un nuevo régimen de tarifas para sistemas eléctricos medianos e introduce las adecuaciones que indica a la Ley General de Servicios Eléctricos”. [4] DS 244/2005 “Aprueba reglamento para medios de generación no convencionales y pequeños medios de generación establecidos en la Ley General de Servicios Eléctricos”. [5] Ley 20.257 “Modificaciones a la Ley General de Servicios Eléctricos respecto de la generación de energía eléctrica con fuentes de energías renovables no convencionales”. [6] DFL 4 “Fija texto refundido, coordinado y sistematizado del Decreto con Fuerza de Ley Nº 1, de Minería, de 1982, Ley General de Servicios Eléctricos, en materia de energía eléctrica”

Nota: Leyes y reglamentos de la ley disponibles en www.cne.cl

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