ANÁLISIS ECONÓMICO DE LAS VARIABLES DEL SISTEMA

A pesar que los modelos económicos predicen los costos de generación de exergía de un sistema energético, la construcción detallada estos costos es importante porque permite determinar las etapas y los componentes del sistema que requieren mayor esfuerzo energético y económico, lo que permite implementar acciones de mejoramiento en las condiciones de operación y en la distribución de los costos. El diseño eficiente de un sistema térmico es importante porque logra el mejor provecho energético del combustible utilizado, respetando las restricciones físicas; pero en un medio capitalista, hay que tener en cuenta los costos asociados que son necesarios para alcanzar el diseño eficiente. Esto conduce a ampliar las restricciones porque se debe introducir el capital total necesario para invertir, el costo de los combustibles, los costos de operación y mantenimiento y el costo final del producto. En otras palabras la transformación de la energía requiere de la inversión en mayor o menor medida de capital. A mayor inversión se espera obtener mayor cantidad de energía útil; los casos de los costos de combustibles y de O&M, pueden variar dependiendo de escenarios escogidos para el sistema. Los ingresos por venta de la energía también se analizarán debido a que es importante establecer el punto de equilibrio de generación.

La distribución de costos e ingresos se aprecian en la Figura 5.3, donde se intenta dilucidar la importancia de la relación del costo final del producto con el precio en el mercado, la demanda, la disponibilidad, la competencia, la regulación y los subsidios, si los hubiere. Se utilizará todos los costos de producción y solo la demanda y el precio del mercado para estimar la probabilidad de recuperación de la inversión. Los costos totales están formados por los costos fijos y los costos variables. El termino costo fijo identifica aquellos costos que no dependen forzosamente de la producción. Los costos de depreciación, tasa de interés, seguro, mantenimiento y renta son de esta categoría. Los costos variables son aquellos costos que varían directamente con el volumen de producido; estos incluyen los costos de material, servicios, combustible y energía eléctrica.

La Figura 5.3, es un esquema representativo que compara el flujo de fondos de convencional y el sistema evaluado. Las áreas demarcadas representan la utilidad y el ahorro, que constituyen el objetivo termoeconómico y el tecnológico, respectivamente. El área ABED corresponde a los costos fijos del sistema convencional, mientras que el área ACFD es del sistema evaluado; la línea BM representa los costos variables del sistema convencional y la línea CL es del sistema evaluado. El área del triángulo KMN es la utilidad del sistema convencional y la del triángulo ILN del sistema evaluado. Con esta demarcación se puede identificar las áreas de interés; el área de ahorro entre los sistemas u

82

objetivo tecnológico, la cual corresponde al área del triángulo JLM y la utilidad u objetivo termoeconómico demarcada por el área del triangulo de utilidad (ILN) del sistema de mayor eficiencia.

Figura 5.3. Flujo de costo e ingresos involucrados en el análisis económico Esta figura permite hacer observaciones sobre la optimización del sistema evaluado. La eficiencia exergética de este sistema depende de las condiciones del entorno; si los requerimientos de exergía son menores al óptimo calculado sin restricciones, se tendría que emplear el sistema con un rendimiento inferior. En la figura esto se puede representar trasladando la línea DN hacia la izquierda; si la exergía requerida es tal que la línea DN intercepte el punto K, el sistema convencional no generaría utilidades, ahora si se traslada hasta interceptar el punto I, el sistema evaluado no generaría utilidades. El intercepto de la línea DN con el punto J, supone que el sistema evaluado alcanzaría una eficiencia exergética teórica similar al del sistema convencional, con lo que queda establecido la influencia del entorno en el desempeño del sistema. La eficiencia exergética del sistema evaluado, también se puede optimizar teniendo en cuenta la tecnología con respecto al sistema convencional. Es lo mismo que maximizar el área de ahorro (triángulo JLM), lo cual se puede lograr disminuyendo la pendiente de la línea CL, tratando que la línea CF se mantenga en su sitio y los costos totales del sistema convencional se mantengan fijos. El hecho que disminuya la pendiente de la línea CL, hace que haya un aumento propio de la línea CF; dependiendo del aumento de la línea CF se tiene un comportamiento colaborador o contradictor entre los objetivos termoeconómico (utilidad) y tecnológico (ahorro).

Se tendrán en cuenta varios supuestos económicos, tecnológicos y ambientales, y el uso de técnicas de Ingeniería Económica. Las consideraciones económicas más importantes tenidas en cuenta son: a) estimación de capital invertido (costos de Inversión) b) cálculos de los principales costos del producto bajo supuestos realistas de inflación, escala de costo, nivelación de costos, depreciación, tasa de interés y financiación de la inversión inicial; c) evaluación de la probabilidad de alternativas de inversión y d) probabilidad de la recuperación de la inversión por ingresos, debido a la venta del producto. Finalmente, debido a la variabilidad de la información externa al sistema, es necesario hacer un enlace entre la simulación

83

de las variables inciertas y aleatorias con el modelo de optimización del sistema energético (Li et al., 2008).

5.2.1 Capital Total Invertido (CTI)

A diferencia de los costos de combustible y los costos de O&M que son continuos, el costo de inversión se dan una vez. Este costo de inversión es requerido para suplir todas las necesidades que lleven a punto el sistema, por tanto es utilizado para comprar terreno, edificios, maquinaria, instalaciones. El capital total invertido es la suma del capital fijo invertido (CFI) y otros costos (gastos). A continuación se muestra una lista general de los CTI para un nuevo sistema (Bejan et al., 1996).

I. CAPITAL FIJO INVERTIDO (CFI)