Medellín - Minas - Maestría en Ingeniería - Sistemas Energéticos · 2022
Comparación de las tecnologías fotovoltaica e hidroeléctrica en Colombia
Las energías renovables no convencionales como la fotovoltaica y la eólica, actualmente lideran la transición energética y año tras año su capacidad instalada crece alrededor del mundo, lo cual se debe principalmente a que este tipo de tecnologías se han vuelto mucho más competitivas, reduciendo sus costos de instalación a niveles nunca registrados. Para el caso de la energía solar fotovoltaica esta ha reducido sus costos de instalación en más del 80% en los últimos diez años, mientras que la energía renovable más utilizada a nivel mundial, la generación hidroeléctrica, ha ido perdiendo su poderío debido a los impactos ambientales que se presentan con su construcción y a la reducción de costos de las renovables no convencionales. Lo anterior, ha estado reflejado principalmente en los mercados asiáticos, europeos y norteamericanos, mientras que otros países apenas han iniciado la implementación a gran escala de las fuentes de energía renovable no convencional como resultado de la generación de incentivos por parte de los gobiernos locales. Colombia es una muestra de aquellos países con una incipiente participación en la instalación de fuentes de energía renovable no convencional, contando con alrededor del 68% de generación hidroeléctrica en su matriz energética. Teniendo como referencia la expedición de la Ley 1715 de 2014, se espera que aumente la capacidad de generación en no convencionales y así, se diversifique su matriz energética. Ante esto, este trabajo busca comparar financieramente las tecnologías fotovoltaica e hidroeléctrica en Colombia, con la finalidad de determinar para qué rangos de capacidad instalada una tecnología es más viable que la otra. (texto tomado de la fuente)
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Contenido
- Resumenp. 2
- Palabras Clavep. 2
- Abstractp. 3
- Keywordsp. 3
- Tabla de contenidop. 4
- Capítulo 1. Antecedentesp. 16
- 1.1. Panorama mundialp. 16
- 1.2. Caso colombianop. 17
- 1.3. Planteamiento del problemap. 18
- 1.4. Conclusiones del capítulop. 19
- Capítulo 2. Marco teóricop. 20
- 2.1. Energía solar fotovoltaicap. 20
- 2.2. Potencial de generación fotovoltaica en Colombiap. 21
- 2.3. Energía hidroeléctricap. 21
- 2.4. Potencial de generación hidroeléctrica en Colombiap. 21
- 2.5. Mercado colombianop. 22
- 2.6. Evaluación Financiera de Proyectosp. 22
- 2.7. Costo Nivelado de la Energía (LCOE)p. 25
- 2.8. Conclusiones del capítulop. 19
- Capítulo 3. Revisión de la literaturap. 27
- 3.1. Scopusp. 27
- 3.1.1. Ecuación de búsquedap. 27
- 3.1.2. Resultados de la búsquedap. 28
- 3.2. Otras fuentes bibliográficasp. 31
- 3.3. Conclusiones del capítulop. 19
- Capítulo 4. Objetivos y metodologíap. 34
- 4.1. Objetivosp. 34
- 4.1.1. Objetivo generalp. 34
- 4.1.2. Objetivos específicosp. 34
- 4.2. Metodologíap. 34
- 5.1. Reglamentación para las plantas fotovoltaicas e hidroeléctricas en Colombiap. 36
- 5.1.1. Tipo de despachop. 36
- 5.1.2. Ingresosp. 23
- 5.1.3. Egresosp. 38
- 5.1.4. Ley 1715 de 2014p. 40
- 5.2. Parámetros para la evaluación financierap. 41
- 5.2.1. Ingresosp. 23
- 5.2.2. Egresosp. 38
- 5.3. Conclusiones del capítulop. 19
- Capítulo 6. Evaluación financiera de proyectos hidroeléctricosp. 49
- 6.1. Definición de parámetros de entrada al modelop. 49
- de Energía en Colombiap. 49
- 6.1.2. Supuestos utilizados en el modelado financierop. 55
- 6.2. Resultados del modelado financierop. 58
- 6.2.1. Plantas hidroeléctricas con potencia instalada de 1 MWp. 58
- 6.2.2. Plantas hidroeléctricas con potencia instalada de 10 MWp. 59
- 6.2.3. Plantas hidroeléctricas con potencia instalada de 100 MWp. 60
- 6.2.4. Plantas hidroeléctricas con potencia instalada de 1.000 MWp. 61
- 6.3. Análisis de sensibilidadp. 62
- 6.3.1. Sensibilidad al CAPEXp. 62
- 6.3.2. Sensibilidad al Precio de los contratos de energíap. 64
- 6.3.3. Sensibilidad a la Tasa Representativa del Mercado (TRM)p. 66
- 6.3.4. Sensibilidad al WACCp. 68
- 6.4. Conclusiones del capítulop. 19
- Capítulo 7. Evaluación financiera de proyectos fotovoltaicosp. 71
- 7.1. Definición de parámetros de entrada al modelo financierop. 71
- 7.1.1. Supuestos utilizados en el modelado financierop. 55
- 7.2. Resultados del modelado financierop. 58
- 7.2.1. Plantas fotovoltaicas con potencia instalada de 1 MWp. 75
- 7.2.2. Plantas fotovoltaicas con potencia instalada de 10 MWp. 76
- 7.2.3. Plantas fotovoltaicas con potencia instalada de 100 MWp. 77
- 7.2.4. Plantas fotovoltaicas con potencia instalada de 1.000 MWp. 78
- 7.3. Análisis de sensibilidadp. 62
- 7.3.1. Sensibilidad al CAPEXp. 62
- 7.3.2. Sensibilidad al Precio de los contratos de energíap. 64
- 7.3.3. Sensibilidad a la Tasa Representativa del Mercado (TRM)p. 66
- 7.3.4. Sensibilidad al WACCp. 68
- 7.4. Conclusiones del capítulop. 19
- Capítulo 8. Comparación de resultadosp. 88
- 8.1. Plantas con potencias instaladas de 1 MWp. 91
- 8.2. Plantas con potencias instaladas de 10 MWp. 95
- 8.3. Plantas con potencias instaladas de 100 MWp. 99
- 8.4. Plantas con potencias instaladas de 1.000 MWp. 103
- 8.5. Conclusiones del capítulop. 19
- Capítulo 9. Conclusionesp. 109
- 9.1. Conclusiones generales del Trabajo Finalp. 109
- 9.2. Conclusiones asociadas con el logro de los objetivos definidosp. 109
- 9.2.1. Objetivo específico 1p. 109
- 9.2.2. Objetivo específico 2p. 109
- 9.2.3. Objetivo específico 3p. 110
- 9.2.4. Objetivo generalp. 34
- 9.3. Trabajos futurosp. 111
- Capítulo 10. Referenciasp. 112
- Tabla 3-1 Revistas seleccionadas - SCOPUSp. 28
- Tabla 3-2 Revisión de la literatura - SCOPUSp. 29
- Tabla 3-3 Revistas seleccionadas - Otras Fuentes Bibliográficasp. 31
- Tabla 3-4 Revisión de la literatura – Otras Fuentes Bibliográficasp. 32
- en Colombiap. 40
- con potencias instaladas mayores a 500 MWp. 50
- con potencias instaladas entre 50 y 500 MWp. 50
- con potencias instaladas entre 5 y 50 MWp. 51
- con potencias instaladas menores a 5 MWp. 52
- con potencias instaladas menores a 5 MWp. 52
- Tabla 6-6 Supuestos financieros y macroeconómicos para las evaluaciones financierasp. 55
- Tabla 6-7 Valores de referencia para el WACCp. 55
- Tabla 6-8 Valores de referencia para el CAPEX y el OPEX de plantas hidroeléctricasp. 56
- Tabla 6-9 CAPEX seleccionado para las plantas hidroeléctricasp. 56
- Tabla 6-10 Valores de referencia para los periodos de construcción de plantas hidroeléctricasp. 57
- de las plantas hidroeléctricasp. 57
- Tabla 6-12 Valores de referencia para horizontes financieros de plantas hidroeléctricasp. 57
- las plantas hidroeléctricasp. 57
- Tabla 6-14 Parámetros a utilizar en las modelaciones financieras de las plantas hidroeléctricasp. 58
- 1 MWp. 59
- 10 MWp. 60
- 100 MWp. 61
- 1000 MWp. 62
- Tabla 6-19 Variación de la TIR realizando sensibilidad al CAPEX para plantas hidroeléctricasp. 62
- Tabla 6-20 Variación del VPN realizando sensibilidad al CAPEX para plantas hidroeléctricasp. 63
- hidroeléctricasp. 64
- hidroeléctricasp. 64
- Tabla 6-23 Variación de la TIR realizando sensibilidad a la TRM para plantas hidroeléctricasp. 66
- Tabla 6-24 Variación del VPN realizando sensibilidad a la TRM para plantas hidroeléctricasp. 67
- Tabla 7-1 Supuestos financieros y macroeconómicos para las evaluaciones financierasp. 71
- Tabla 7-2 Valores de referencia para el factor de planta de proyectos fotovoltaicosp. 71
- Tabla 7-4 Valores de referencia para el WACCp. 72
- Tabla 7-5 Valores de referencia para el CAPEX y el OPEX de plantas fotovoltaicasp. 72
- fotovoltaicasp. 73
- Tabla 7-7 Valores de referencia para los periodos de construcción de plantas fotovoltaicasp. 73
- plantas fotovoltaicasp. 73
- Tabla 7-9 Valores de referencia para horizontes financieros de plantas fotovoltaicasp. 74
- las plantas fotovoltaicasp. 74
- Tabla 7-11 Parámetros a utilizar en las modelaciones financieras de las plantas fotovoltaicasp. 74
- 10 MWp. 76
- 100 MWp. 77
- Tabla 7-15 Resultados obtenidos para una planta fotovoltaica de 1.000 MWp. 78
- Tabla 7-16 Variación de la TIR realizando sensibilidad al CAPEX para plantas fotovoltaicasp. 79
- Tabla 7-17 Variación del VPN realizando sensibilidad al CAPEX para plantas fotovoltaicasp. 80
- fotovoltaicasp. 73
- fotovoltaicasp. 73
- Tabla 7-20 Variación de la TIR realizando sensibilidad a la TRM para plantas fotovoltaicasp. 83
- Tabla 7-21 Variación del VPN realizando sensibilidad a la TRM para plantas fotovoltaicasp. 84
- Tabla 8-1 Resultados obtenidos en las simulaciones financieras para 8 plantasp. 88
- Tabla 8-2 LCOE de las tecnologías hidroeléctrica y fotovoltaica reportados en la literaturap. 90
- de 1 MWp. 91
- de 1 MWp. 91
- de 1 MWp. 91
- de 10 MWp. 96
- de 1 MWp. 91
- de 100 MWp. 100
- de 1000 MWp. 104
- de 1.000 MWp. 104
- Figura 1-1 Matriz Energética de Colombiap. 17
- Figura 2-1 Crecimiento de la energía solar en el periodo 2010 – 2020p. 20
- Figura 2-2 Estimación del Flujo de Caja Librep. 23
- Colombia (2000-2020)p. 42
- Figura 5-2 Proyección del Modelo MPODE año 2020p. 43
- Figura 5-3 Regresión lineal del precio histórico de los contratos en Colombiap. 43
- Figura 5-4 Promedios multianuales para el CEREp. 44
- Figura 5-5 Valores históricos del FAZNIp. 45
- Figura 5-6 Valores históricos reportados para las transferencias del sector eléctricop. 45
- Figura 5-7 Valores históricos Responsabilidad AGCp. 46
- Elaboración propia a partir de datos publicados por XM (XM S.A. E.S.P., 2021c)p. 47
- SICp. 47
- Figura 6-1 ENFICC/GP para diferentes rangos de potencia instaladap. 54
- Figura 6-2 OEF/GP para diferentes rangos de potencia instaladap. 54
- Figura 6-3 EM/GP para diferentes rangos de potencia instaladap. 55
- mercado eléctrico colombianop. 58
- mercado eléctrico colombianop. 58
- mercado eléctrico colombianop. 58
- del mercado eléctrico colombianop. 60
- para plantas hidroeléctricasp. 64
- plantas hidroeléctricasp. 64
- de la energía para plantas hidroeléctricasp. 65
- la energía para plantas hidroeléctricasp. 66
- para plantas hidroeléctricasp. 64
- plantas hidroeléctricasp. 68
- Figura 6-14 Sensibilidad al WACC para plantas hidroeléctricas – Límite Inferiorp. 69
- Figura 6-15 Sensibilidad al WACC para plantas hidroeléctricas – Límite superiorp. 69
- mercado eléctrico colombianop. 58
- mercado eléctrico colombianop. 58
- mercado eléctrico colombianop. 58
- mercado eléctrico colombianop. 58
- para plantas fotovoltaicasp. 81
- plantas fotovoltaicasp. 73
- de la energía para plantas fotovoltaicasp. 82
- energía para plantas fotovoltaicasp. 83
- para plantas fotovoltaicasp. 81
- plantas fotovoltaicasp. 73
- Figura 7-11 Sensibilidad al WACC para plantas fotovoltaicas – Límite Inferiorp. 86
- Figura 7-12 Sensibilidad al WACC para plantas fotovoltaicas – Límite superiorp. 86
- fotovoltaicosp. 89
- fotovoltaicosp. 89
- Figura 8-3 LCOE obtenido en las simulaciones financieras para las dos tecnologías evaluadasp. 90
- Figura 8-4 Comparación de los resultados obtenidos para el LCOE con diferentes referenciasp. 91
- 1 MWp. 92
- 1 MWp. 93
- Figura 8-7 Discriminación de los ingresos para las plantas de 1 MW analizadasp. 94
- Figura 8-8 Discriminación de los egresos para las plantas de 1 MW analizadasp. 94
- Hidroeléctricap. 26
- 10 MWp. 96
- de 10 MWp. 96
- Figura 8-12 Discriminación de los ingresos para las plantas de 10 MW analizadasp. 97
- Figura 8-13 Discriminación de los egresos para las plantas de 10 MW analizadasp. 98
- Hidroeléctricap. 26
- 100 MWp. 100
- de 100 MWp. 100
- Figura 8-17 Discriminación de los ingresos para las plantas de 100 MW analizadasp. 102
- Figura 8-18 Discriminación de los egresos para las plantas de 100 MW analizadasp. 102
- Hidroeléctricap. 26
- 1.000 MWp. 104
- de 1.000 MWp. 104
- Figura 8-22 Discriminación de los ingresos para las plantas de 1.000 MW analizadasp. 106
- Figura 8-23 Discriminación de los egresos para las plantas de 1.000 MW analizadasp. 106
- Hidroeléctricap. 26