Estudio de centrales de energía termosolar y comparación con las instalaciones tradicionales de generación de energía eléctrica en Chile

Abstract

El presente estudio fue realizado para analizar las centrales termosolares y comparar éstas con las plantas tradicionales de generación de electricidad en Chile. Para abordar el contenido del trabajo en un principio se estudiaron las instalaciones tradicionales en Chile donde fue posible detectar una gran participación por parte de las centrales térmicas (12.390,17 MW instalados) e hidráulicas (6.555,51 MW instalados). Esto generó un importante antecedente para proceder a estudiar las centrales termosolares ya que en el país se cuenta con un potencial de más de 1.843.698 MW de potencia en energías renovables predominando el potencial solar en la zona norte del país, lo que claramente es más que suficiente para limitar la dependencia de los métodos clásicos de generación (es decir las centrales térmicas y las hidráulicas). Relacionado a lo anterior, el análisis de las centrales termosolares de concentración (CSP) se realizó en base a sus tecnologías disponibles donde netamente se segmentó el estudio para plantas de: a) Receptor Central de Torre y b) Colectores Cilíndricos Parabólicos. Relacionado a ello para estudiar éstas tecnologías se evaluaron las inversiones con 10 y 15 horas de almacenamiento térmico (A.T.) para 10, 50 y 100 MWe y el estudio económico para 50 y 100 MWe con 10 horas de A.T. y 100 MWe con 15 horas de A.T. en condiciones reales en el país apoyado del software “System Advisor Model” (SAM) en ambos casos. Así mismo se seleccionó una zona de emplazamiento en norte del país cerca de la comuna de María Elena, II región de Antofagasta. Ante los resultados obtenidos mediante el análisis de inversión y luego económico (sólo para 50 y 100 MWe con 10 horas de A.T. y 100 MWe con 15 horas de A.T.) donde se determinaron indicadores como el VAN con valores negativos entre -141 MM$ y -547 MM$ para las dos tecnologías, y el TIR con valores de 1,73% y -1,59% para las dos tecnologías (Véase la Tabla 6.26 de la memoria), se concluye que las centrales termosolares de concentración con las dos tecnologías consideradas (Receptor Central de Torre y CCP) no son rentables para Chile en aspectos reales, es decir, con los precios actuales de venta de energía eléctrica, impuestos, costos (inversión y operación y mantenimiento), etc. Al efectuar una primera sensibilidad de los parámetros con una reducción de costos según lo que indica la Agencia Internacional de las Energías Renovables en un informe del año 2012 mejoraron las cifras de VAN, pero aún se mantuvieron negativas, en cambio para la TIR las cifras se ubicaron entre 4,51% y 2,25% favoreciendo a las centrales de Torre. Finalmente, otra vez se analizaron los indicadores considerando un aumento de precio en la venta de energía eléctrica, donde los valores de VAN y TIR nuevamente mejoraron sus cifras obteniéndose ahora valores positivos del VAN, y para este análisis se vieron favorecidas las plantas de Torre más aún. En el estudio de impacto ambiental se logró determinar que las termosolares consumen gran cantidad de agua en su producción, pero se puede reducir a un 90% empleando sistemas de enfriamiento por aire. Sobre lo mismo, estas instalaciones presentan un bajo índice de emisiones de CO2 en comparación con una central térmica a carbón donde contaminan 70 veces menos que éstas en un año según lo expuesto en el Capítulo 9 de la memoria. Finalmente, se concluye que las instalaciones termosolares de concentración en sus tecnologías de: a) Receptor Central de Torre y b) Colectores Cilíndricos Parabólicos no son rentables para Chile con las condiciones actuales de venta de la energía eléctrica. Aun así, los resultados favorecieron a las plantas de Torre para mayores potencias y horas de almacenamiento térmicos en comparación con las de Colectores Cilíndrico Parabólicos siendo éstas mejores para menores magnitudes en ambos factores. Ante eso se espera que mejoren las condiciones para implementar estas tecnologías con mayor demanda ya que actualmente existen proyectos en construcción por algunas empresas extranjeras, lo que alienta a estudiar esta práctica con más detalle debido a sus enormes beneficios, autonomía de funcionamiento con otros métodos de hibridación y el recurso solar disponible en norte del país (Radiación solar normal directa de: 7,65 kWh/m2 /día).