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Evaluación Costo – Beneficio de las FNCER
Objetivos
›
Diseñar y elaborar una metodología y una herramienta de cálculo de un modelo de evaluación costo-beneficio, con el fin de apoyar el proceso de toma de decisiones relacionados con las FNCER.
›
Realizar la evaluación económica, a partir del análisis costobeneficio y la cuantificación del impacto de los instrumentos requeridos para el desarrollo de las FNCER.
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Avance del Estudio
Firma del Contrato: Agosto 19.14
Presentación Producto 1
Presentación Producto 2
Noviembre Diciembre Análisis de los casos de estudio y definición de las fuentes de información, así como la herramienta de cálculo para el análisis costo - beneficio, incluyendo costos, beneficios y externalidades, para proyectos de FNCER.
Enero
Evaluación económica y el impacto de los instrumentos, para los nichos de FNCER definidos.
Presentación Producto 3
Febrero Análisis de los resultados de la evaluación económica, las recomendaciones, conclusiones en cada uno de los casos evaluados y en general, para los análisis de política en el desarrollo FNCER
Nichos de FNCER a analizarse ›
Generación eólica en la alta Guajira, con énfasis en el análisis de las alternativas de conexión a la red, beneficios y costos en restricciones de red y generación de seguridad.
›
Generación a partir de sistemas fotovoltaicos conectados a los sistemas de distribución, con énfasis en aspectos técnicos, alternativas de remuneración y escenarios de penetración en la matriz energética.
›
Proyectos de cogeneración a partir de residuos de biomasa producidos en las industrias de palma, caña de azúcar y otras industrias.
›
Generación de energía geotérmica, con énfasis en el análisis de la confiabilidad y en el diseño de alternativas durante el proceso de exploración.
›
Dos casos de estudio específicos en zonas no interconectadas (ZNI), uno en San Andrés y el otro a convenir con el equipo técnico de la UPME. 4
El Proyecto será desarrollado por el equipo de Carbon Trust en Londres y un consultor asociado en Bogotá, trabajando en colaboración con la UPME Londres
› Tom Jennings, Director Asociado › ›
de Innovación y Política, Carbon Trust Alessandro Casoli, Asociado Política y Mercados, Carbon Trust Adriana Carvallo, Analista Innovación, Carbon Trust
Bogotá
› Olga Lucia Polania Polania, Consultora Asociada
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Carbon Trust ›
›
Carbon Trust es una empresa privada sin fines de lucro, que funciona como socio independiente y asesor experto de organizaciones alrededor del mundo, apoyándolas en el uso más eficiente de los recursos naturales en sus decisiones diarias, sus procesos y sus operaciones.
-
Asesoramos a empresas, gobiernos y al sector público en sus oportunidades en un mundo sustentable y bajo en carbono
-
Medimos y certificamos el impacto ambiental de empresas, productos y servicios
-
Ayudamos a desarrollar e implementar tecnologías y soluciones bajas en carbono, desde eficiencia energética hasta energías renovables
Tenemos más de 150 empleados que trabajan en todo el mundo desde nuestras oficinas en el Reino Unido, China, México y Sudáfrica.
Nuestra misión es acelerar la transición a una economía sustentable y baja en carbono
Desarrollo del Estudio
¿Qué es un análisis costo-beneficio?
›
“es un análisis que compara todos los costos y beneficios de una intervención, en el cual a los costos y beneficios se les asigna un valor monetario. La ventaja del análisis costobeneficio frente a un análisis de costo-efectividad, es que puede manejar múltiples resultados, y permite comparaciones para gastar en diferentes sectores (por lo que contribuye a la eficiente distribución de recursos)” (3ie, 2009).
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¿Cuáles son los usos de análisis costo-beneficio?
› Estimar y cuantificar los costos de un programa. › Estimar y cuantificar los beneficios de un programa. › Proporcionar una medida de rentabilidad de un programa. › Elegir la mejor alternativa (incentivos) entre programas similares.
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Desarrollo de la Evaluación Costo-Beneficio
› 1. › 2. › 3.
› › › › ›
Identificar los objetivos del programa. Establecer el marco de referencia conceptual. Estimar el valor económico de los costos y beneficios mediante una metodología. 4. Definir alternativas. (Incentivos) 5. Estimar el valor presente neto. 6. Estimar la relación costo-beneficio. 7. Estimar la rentabilidad. 8. Uso de los resultados.
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1. Identificar los objetivos del Programa
› Reducción de emisiones de CO2 › Reducción de dependencia de combustibles fósiles (importados).
PLAN DE ACCIÓN DE MITIGACIÓN DEL SECTOR ENERGÉTICO ENERGÍA ELÉCTRICA 11
1. Identificar los objetivos del Programa
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2. Marco de Referencia Conceptual
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2. Marco de Referencia Conceptual
Modelo Costo Beneficio
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Costos Adicionales (Externalidades).
› Las externalidades de sistema de las FNCER se aplican principalmente a los costos adicionales de conexión, balance y refuerzo de la red eléctrica como consecuencia de la distancia de los recursos renovables de los centros de población, así como debido a la variabilidad de recursos como el viento e irradiación solar.
› Las externalidades ambientales se refieren al costo de la contaminación del agua, tierra y aire, así como a la utilización de recursos como metales y combustibles fósiles, y los impactos sobre la salud humana y los ecosistemas.
› Las externalidades económicas son los beneficios o costos que las FNCER generan a la sociedad, que normalmente no son cuantificados y considerados en el análisis financiero, tales como el desarrollo económico y la creación de empleos, la afectación de las comunidades, la mejora en la calidad y la cobertura del servicio, la autosostenibilidad del servicio, la mejora en el tiempo de construcción.
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Cuatro (4) tipos de externalidades de sistema analizadas ›
Costos de reserva: en el caso de las fuentes de energía variable, tales como la eólica y la solar, es necesario tener plantas eléctricas tradicionales, para poder intervenir y generar electricidad cuando no haya viento y durante la noche.
›
Costos de conexión a la red: las FNCER tienen que ser situadas donde haya recursos renovables tales como vientos fuertes, alta irradiación solar, o fenómenos geotérmicos. Es posible que estas zonas no se encuentran cerca de centros de población o que no sean parte de la red eléctrica, por lo que se necesita la construcción de líneas adicionales.
›
Costos de balance de la red: esta externalidad es también relacionada con la variabilidad de las FNCER, en particular para la energía eólica y solar.
›
Refuerzo y extensión de la red. El manejo de las fluctuaciones energéticas y la variabilidad de las FNCER pueden requerir operaciones de refuerzo y extensión de la red eléctrica. 16
RESULTADOS PRELIMINARES – PRIMER BORRADOR
Impacto de externalidades del sistema sobre el costo nivelado de energía LCOE*
Back up costs
Grid connection
Grid balancing costs
Grid reinforcement and extension
System LCOE
USD/MWh
USD/MWh
USD/MWh
USD/MWh
USD/MWh
USD/MWh
Eólico
60
6.14
6.5
5
2.2
79.8
Geotérmico
80
0
1.56
0.1
0
81.7
Solar PV
200
10.45
10.05
5
2.77
228.3
Biogas
70
0.04
1.03
0
0
71.1
Biomasa
70
0.04
1.03
0
0
71.1
Natural Gas
50
0.04
1.03
0
0
51.1
Carbón
70
0.04
1.03
0
0
71.1
Hidro
70
0
1.56
0.1
0
71.7
Tecnología
*LCOE desde “Transparent Cost Database”, National Renewable Energy Laboratory Fuente: http://www.oecd-nea.org/ndd/pubs/2012/7056-system-effects.pdf
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RESULTADOS PRELIMINARES – PRIMER BORRADOR
Costos Adicionales (Externalidades).
› Las externalidades de sistema de las FNCER se aplican principalmente a los costos adicionales de conexión, balance y refuerzo de la red eléctrica como consecuencia de la distancia de los recursos renovables de los centros de población, así como debido a la variabilidad de recursos como el viento e irradiación solar.
› Las externalidades ambientales se refieren al costo de la contaminación del agua, tierra y aire, así como a la utilización de recursos como metales y combustibles fósiles, y los impactos sobre la salud humana y los ecosistemas.
› Las externalidades económicas son los beneficios o costos que las FNCER generan a la sociedad, que normalmente no son cuantificados y considerados en el análisis financiero, tales como el desarrollo económico y la creación de empleos, la afectación de las comunidades, la mejora en la calidad y la cobertura del servicio, la autosostenibilidad del servicio, la mejora en el tiempo de construcción.
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RESULTADOS PRELIMINARES – PRIMER BORRADOR
Las externalidades ambientales se agrupan en tres categorías principales: Impact category
Unit
Cambio Climático
kg CO2 eq
Terrestrial acidification
kg SO2 eq
Freshwater eutrophication
kg P ew
Marine eutrophication
kg N eq
Human toxicity Photochemical oxidant formation Particulare matter formation Ionising radiation
Human health
kg NMVOC
kg PM10 eq
Agricultural land occupation
m2a
Urban land occupation
m2a
Natural land transformation
m2
Water depletion
m3
Metal depletion
kg fe eq
Depletion of energy resources
kg oil eq
Fuente: Subsidies and costs of EU energy, Ecofys for the European Commission, October 2014
Resources
kg 1.4-DB eq
kg U235 eq kbq
Ecosystems
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RESULTADOS PRELIMINARES – PRIMER BORRADOR
Costo de externalidades ambientales en USD/MWh Technology
Biogas
Biomass
Coal
Geothermal
Hydro
Climate Change Terrestrial acidification Freshwater eutrophication Marine eutrophication Human toxicity Photochemical oxidant formation Particulare matter formation Ionising radiation Agricultural land occupation* Urban land occupation Natural land transformation Water depletion * Metal depletion Depletion of energy resources Total
15.59 0.78
9.77 0.80
61.38 2.00
3.37 0.10
8.34 0.01
Natural Gas 31.45 0.33
0.63
0.45
0.34
0.05
0.00
5.71 3.72
4.06 18.20
3.05 17.08
0.41 3.24
0.00
0.02
0.01
14.46
19.42
0.03
Solar
Wind
4.63 0.15
1.64 0.06
0.05
0.03
0.01
0.02 0.13
0.49 1.17
0.25 6.49
0.11 5.23
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
47.30
4.33
0.40
6.41
4.31
2.11
0.02
0.00
0.01
0.00
0.01
0.02
0.00
-
-
1.50
0.10
0.01
0.02
0.48
0.08
0.48
0.68
1.43
0.10
0.01
0.04
0.11
0.13
0.13
0.13
0.25
0.07
1.04
0.68
0.05
0.01
1.25
1.30
1.00 0.29
0.06 1.57
0.00 0.13
0.51 0.17
0.24 2.43
0.03 2.79
3.75
2.55
16.52
1.27
0.09
14.83
1.46
0.47
46.53
57.39
152.16
14.66
10.19
56.15
20.64
12.69
*: biomass and biogas generation is assumed to use waste and residue rather than dedicated crops; as such land occupation and water use has been reduced to 0. Fuente: análisis de Carbon Trust sobre EcoInvent database v 3.0
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RESULTADOS PRELIMINARES – PRIMER BORRADOR
Impacto de externalidades ambientales sobre el costo nivelado de sistema System LCOE
Human health
Ecosystems
Resources
Environmental LCOE
USD/MWh
USD/MWh
USD/MWh
USD/MWh
USD/MWh
Wind
79.8
7.35
2.05
3.29
92.5
Geothermal
81.7
7.59
4.19
2.89
96.3
Solar PV
228.3
10.78
13.27
4.06
256.4
Biogas
71.1
18.22
23.32
4.99
117.6
Biomass
71.1
37.66
15.88
3.85
128.5
Natural Gas
51.1
7.59
33.06
15.50
107.2
Coal
71.1
64.40
69.94
17.82
223.2
Hydro
71.7
0.54
9.43
0.22
81.9
Technology
Fuente: análisis de Carbon Trust sobre EcoInvent database v 3.0
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RESULTADOS PRELIMINARES – PRIMER BORRADOR
Impacto de externalidades ambientales sobre el costo nivelado de sistema
Costo Nivelado de Energía Eléctrica
Costo Nivelado de Energía Eléctrica incluidos costos del sistema
Costo Nivelado Ambiental de Energía Eléctrica incluidos costos del sistema
Sector Eléctrico
Sector Energético
Sector Ambiental
Sector Salud 22
RESULTADOS PRELIMINARES – PRIMER BORRADOR
Costos Adicionales (Externalidades).
› Las externalidades de sistema de las FNCER se aplican principalmente a los costos adicionales de conexión, balance y refuerzo de la red eléctrica como consecuencia de la distancia de los recursos renovables de los centros de población, así como debido a la variabilidad de recursos como el viento e irradiación solar.
› Las externalidades ambientales se refieren al costo de la contaminación del agua, tierra y aire, así como a la utilización de recursos como metales y combustibles fósiles, y los impactos sobre la salud humana y los ecosistemas.
› Las externalidades económicas son los beneficios o costos que las FNCER generan a la sociedad, que normalmente no son cuantificados y considerados en el análisis financiero, tales como el desarrollo económico y la creación de empleos, la afectación de las comunidades, la mejora en la calidad y la cobertura del servicio, la autosostenibilidad del servicio, la mejora en el tiempo de construcción.
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RESULTADOS PRELIMINARES – PRIMER BORRADOR
Externalidades económicas y sociales a analizar:
› Desarrollo económico: la construcción de nuevas plantas eléctricas, que sean FNCER o no, siempre tiene un efecto de crecimiento económico local.
› Creación de empleo: la creación de empleo a nivel local es uno de los indicadores más importantes de las externalidades positivas.
› Afectación de comunidades: Aprobación social de los proyectos. Impactos en las concentraciones poblacionales.
› Mayor cobertura y calidad del servicio. Al diversificar las fuentes algunas regiones pueden tener mayor cobertura y calidad del servicio, (ZNI) al no depender de fuentes externas a su entorno como el diesel(Autosostenibilidad)
› Tiempos de ejecución: Al ser construidos más rápido, existe menos probabilidades de sobrecostos.
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RESULTADOS PRELIMINARES – PRIMER BORRADOR
Impacto de externalidades económicas sobre el costo nivelado ambiental Technology
Environmental Economic Employmentc LCOE development reation SocialLCOE
USD/MWh Wind Geothermal Solar PV Biogas Biomass Natural Gas Coal Hydro
92.5 96.3 256.4 117.6 128.5 107.2 223.2 81.9
USD/MWh 7.6 9.3 21.6 8.8 8.8 13.5 18.5 18.6
USD/MWh 2.8 0.3 6.7 0.3 0.3 0.2 0.1 0.5
USD/MWh 82.2 86.8 228.0 108.5 119.4 93.5 204.6 62.7
Fuente: análisis de Carbon Trust
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RESULTADOS PRELIMINARES – PRIMER BORRADOR
Resumen final de externalidades Tecnologias en orden de costo nivelado de energia social 300
250
USD / MWh
200
150
100
50
-
Solar PV
Coal
Biomass LCOE
Biogas
System LCOE
Natural Gas
Environmental LCOE
Geothermal
Wind
Hydro
Social LCOE
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RESULTADOS PRELIMINARES – PRIMER BORRADOR
Impacto de externalidades ambientales sobre el costo nivelado de sistema
Costo Nivelado de Energía Eléctrica
Costo Nivelado de Energía Eléctrica incluidos costos del sistema
Costo Nivelado Ambiental de Energía Eléctrica incluidos costos del sistema
Costo Nivelado Ambiental, Social y Económico de Energía Eléctrica incluidos costos del sistema
Sector Eléctrico
Sector Energético
Sector Hacienda Pública
Sector Ambiental Sector Eléctrico Sector Salud 27
RESULTADOS PRELIMINARES – PRIMER BORRADOR
Desarrollo de la Evaluación Costo-Beneficio
› 1. › 2. › 3.
› › › › ›
Identificar los objetivos del programa. Establecer el marco de referencia conceptual. Estimar el valor económico de los costos y beneficios mediante una metodología. 4. Definir alternativas. (Incentivos) 5. Estimar el valor presente neto. 6. Estimar la relación costo-beneficio. 7. Estimar la rentabilidad. 8. Uso de los resultados.
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RESULTADOS PRELIMINARES – PRIMER BORRADOR
Incentivos a Analizar
Investigación y desarrollo
Inversión
Producción
Consumo
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RESULTADOS PRELIMINARES – PRIMER BORRADOR
Incentivos a Analizar
Investigación y desarrollo
Inversión
Producción
Consumo
Exenciones
Tarifas
Compensaciones
Créditos
Primas
Subvenciones
Cuotas Obligatorias
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2. Marco de Referencia Conceptual
Modelo Costo Beneficio
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