4 Análisis de costes
4.1.3 Evolución temporal de los costes
Una vez descritos los costes de inversión y el coste normalizado de la energía para las centrales de re- ferencia tal como se estiman en el escenario actual, se puede utilizar el modelo económico desarrollado para estimar la evolución de los costes con el tiem- po en base a ciertas hipótesis. A partir de los datos obtenidos para los costes de inversión y LEC de las diferentes centrales de referencia a día de hoy, se ha realizado un estudio de la evolución potencial de dichos costes en el periodo 2010-2020 basado en las hipótesis que se explican a continuación.
En primer lugar, se ha considerado la evolución de los costes de inversión y del coste de la energía en euros actuales, por lo que los valores que se obtie- nen para los diferentes años del estudio no se ven afectados por la inflación.
En segundo lugar, en cuanto a la evolución de los costes de inversión, se han considerado dos causas principales en la reducción de costes:
• Las derivadas de la curva de aprendizaje o expe- riencia estimada para cada tecnología, y
• Las derivadas de los avances tecnológicos y de mercado que se prevén durante el periodo de tiem- po analizado.
Finalmente, en cuanto a las reducciones del LEC se han de considerar, también, los efectos de los incre- mentos esperados en la eficiencia de las centrales de referencia a lo largo de los años, ya que a igual- dad de costes con mayor eficiencia y por tanto mayor producción de energía eléctrica anual, menor LEC.
Curva de aprendizaje
En este estudio, la reducción de costes relacionada con la experiencia del sector se ha basado en la cur- va de aprendizaje propuesta por Bruce Henderson junto al Boston Consulting Group (BCG) a finales de los sesenta y que se muestra en la Ec. (5).
Ec. (5) = P2 P1 C2 PR log2 C1 Donde:
• C1 es el coste del producto en el instante de referencia.
• C2 es el coste del producto en el instante futuro en el que se desea conocer.
• P1 es la experiencia acumulada hasta el instante de referencia.
• P2 es la experiencia acumulada hasta el instante futuro en el que se desea conocer el coste C2. • PR es el Progress Ratio, que es la reducción de
coste esperada cada vez que se duplica la cantidad de producto producido.
Para la aplicación de esta expresión en la estimación de la evolución de costes se han de considerar, por tanto, indicadores apropiados para la experiencia acumulada y valores adecuados del Progress Ratio (PR) para cada tecnología.
La aplicación más habitual de este tipo de expresiones de reducción de costes suele relacionarse con los cos- tes de producción de un determinado bien y, en estos casos, lo más apropiado es tomar como indicador de la experiencia acumulada el número de bienes pro- ducidos por el sector. Sin embargo, en el ámbito del presente estudio, en el cual no tiene sentido hablar de unidades producidas, el indicador más razonable para cuantificar la experiencia del sector es la potencia ins- talada de cada una de las tecnologías. Así, la aplicación de esta expresión para la reducción de costes pasa por
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la estimación de la potencia instalada a lo largo de los años analizados para cada una de las tecnologías. Cabe notar que, aunque el presente estudio se limi- ta a la geografía española, la experiencia acumulada del sector para cada una de las tecnologías se debe estimar a nivel mundial. En base a las previsiones exis- tentes en la bibliografía y a la información disponible sobre las centrales en construcción y planificadas, así como las referencias normativas a las que se ha tenido acceso, se ha elaborado la predicción de la evolución de la potencia instalada a nivel mundial en el periodo 2010-2020 que se presenta en la Figura 1.
Figura 1. Evolución esperada de la potencia instalada por tecnología en el periodo 2010-2020
Potencia instalada en el mundo en el periodo 2010-2020 por tecnologia Fresnel Disco-Stirling Torre Cilindro-parabólico 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 Año Pot encia ins talada (MW) 16 20 Miles 12 8 4 0
Las previsiones mostradas en la Figura 1 se han es- tablecido como indicadores, para cada una de las tecnologías, de la experiencia acumulada del sector. A partir de ellas se han estimado las reducciones de costes de cada uno de los sistemas en relación con su curva de aprendizaje.
Para la estimación de los valores del Progress Ratio, se ha considerado pertinente, no utilizar un único valor de PR por tecnología eléctrica termosolar, sino utilizar un valor de PR por cada uno de los cuatro subsiste- mas funcionales principales (captación de la radiación solar, conversión térmica, conversión eléctrica y alma- cenamiento térmico) de las centrales de referencia. La estimación de estos valores de PR se ha llevado a cabo en base a la bibliografía existente, en la que pueden encontrarse estudios que proponen diferentes valores del PR para los principales sectores industriales en
función de sus características, asignando por similitud los ratios más adecuados a cada una de los subsiste- mas. Los valores concretos utilizados se presentan en los apartados de evolución de costes correspondientes a cada una de las tecnologías.
Avances tecnológicos y de mercado
Como se ha adelantado anteriormente, además de las curvas de reducción de costes propias de la experien- cia de la industria, es necesario tener en cuenta que son esperables ciertos avances tecnológicos que ten- gan un impacto relevante en los costes de inversión de las centrales.
Las tecnologías termosolares se encuentran en una fase de inmadurez comercial, debido a los limitados proyectos realizados hasta la fecha, y de mucho cre- cimiento, lo que hace esperable que las reducciones de costes alcanzables en el periodo 2010-2020 sean superiores a las estimadas por las curvas propias del aprendizaje basadas en otros sectores.
En línea con lo anterior, se ha de tener en cuenta también que se están llevando a cabo numerosas investigacio- nes en el sector que pueden dar sus frutos a corto y medio plazo y que, potencialmente, también pueden su- poner innovaciones con una repercusión importante en el coste. Estas reducciones de costes que se producen de forma discreta y no continuada y que están asociadas a la introducción en momentos determinados de innovacio- nes tecnológicas relevantes, parece apropiado tenerlas en cuenta por separado para diferenciar el aprendizaje incremental del sector, asociado al continuo crecimiento de la experiencia, de las innovaciones puntuales. Así pues, las reducciones de costes esperables debidas a avances tecnológicos se han tenido en cuenta de dos for- mas diferentes: como hitos que suponen una reducción de costes puntual, y como reducciones de costes espe- rables en periodos de tiempo de distinta duración. Los hitos tecnológicos que producen reducciones de costes se han estimado, dentro de cada tecnología, en los sis- temas en los que se prevén cambios importantes en la tecnología, basados en las investigaciones y desarrollos que actualmente se están llevando a cabo. El instante en el que dichos hitos se producen se ha estimado en base al grado de desarrollo de los proyectos de I+D relaciona- dos y los resultados obtenidos hasta la fecha. Además, como se ha comentado, otros avances tecnológicos pue- den ser aplicables a periodos de tiempo más largos y, de igual modo, se pueden prever cambios progresivos en el comportamiento del mercado durante el periodo estudiado que también pueden acarrear reducciones significativas de los costes de inversión de las centrales.
Análisis de costes
Al igual que en caso de la curva de experiencia, los avances tecnológicos y de mercado así como su im- plicación en la reducción de costes de las centrales son propios de cada tecnología y de cada subsiste- ma, por lo que los valores estimados y los puntos o periodos de aplicación se describen en los aparta- dos correspondiente a cada una de las tecnologías. En resumen, las reducciones de costes esperables en la inversión de las centrales se tienen en cuenta a través de tres tipos diferentes de reducciones, las reduccio- nes puntuales o hitos tecnológicos, aplicables en un instante determinado, las reducciones por avances tec- nológicos (o de mercado) aplicables en todo o parte del periodo a analizar y, por último, las reducciones espe- rables por el aprendizaje del sector, que depende de la potencia instalada a nivel mundial de cada tecnología.
Incremento de eficiencia e impacto en el LEC
En la evolución del LEC, además de la evolución de los costes, se ha de tener en cuenta los incrementos en eficiencia que puedan ocurrir en las centrales de referencia asociados con los avances técnológicos, ya que estos afectan a la producción de la central. Por ello, para cada una de las tecnologías de refe- rencia se ha estimado el incremento esperado de eficiencia de las centrales, debido a las evolucio- nes tecnológicas previstas, a lo largo de los años de estudio. En concreto, dentro de cada una de las tecnologías se ha estimado el incremento total en la eficiencia de la central de referencia desde la actua- lidad hasta 2015 y desde dicho año hasta el 2020. A partir de esas dos variaciones del LEC, el cálculo del LEC año a año de aquí a 2020 se ha realizado con- siderado incrementos lineales de la eficiencia con el tiempo, de distinta pendiente para cada uno de los periodos considerados 2010-2015 y 2015-2020. En todos los casos analizados se ha partido de una producción de referencia en el primer año, que si bien no ha sido obtenida mediante el análisis de la operación de las centrales de referencia en ningún lugar concreto, puede ser considerada represen- tativa del funcionamiento de las mismas en los emplazamientos más comunes en los que se es- tán instalando, actualmente, este tipo de centrales. Para cada tecnología, a partir de la producción en el primer año y considerando año a año los incre- mentos de eficiencia determinados en cada caso, se obtiene una estimación de la evolución de la produc- ción anual de la central de referencia en función del tiempo. Esta evolución de la producción eléctrica de la
central, junto a la estimación de la evolución del coste de inversión, permite, a su vez, estimar la evolución temporal del LEC durante el periodo de 2010-2020. De esta forma, tal como se hace en el análisis de los costes de inversión, la evolución del LEC queda limitada no sólo a una central de referencia, sino también a un emplazamiento concreto, especificado de forma implícita al concretar la cantidad de ener- gía que produce la central anualmente.
Escenarios de la evolución de costes
La descripción de los escenarios esperables es el pun- to más crítico a la hora de estimar la evolución de los costes. Para poder sacar conclusiones útiles de las evoluciones de costes por tecnología que se presentan más adelante, se ha considerado razonable estable- cer dos escenarios: uno conservador y otro optimista. La descripción de los escenarios se llevará a cabo analizando los diferentes sistemas que componen las centrales de referencia y justificando en cada caso y en la medida de lo posible, el origen de las reducciones de coste asumidas, profundizando en mayor medida en aquellos aspectos que pueden tener un mayor impac- to en los costes. Ya que estos escenarios son propios de cada una de las tecnologías, la descripción de las reducciones de costes e incrementos de eficiencia con- cretos se realiza en el apartado correspondiente a cada una de las tecnologías. Sin embargo es conveniente in- dicar aquí las líneas generales que rigen la definición de cada uno de los dos escenarios establecidos y las hipótesis que se asumen en cada uno de ellos. • Escenario conservador: en este escenario, para
cada tecnología y central de referencia, se toma para el cálculo del LEC el valor mínimo del rango de variación de los valores de eficiencia energé- tica estimados y el valor máximo del rango de variación de los valores de coste estimados, con- siderando, además, únicamente aquellos hitos tecnológicos que con mayor seguridad se espera que se produzcan en el corto plazo. También, se eligen valores conservadores del Progress Ratio, utilizados en la definición de las diferentes curvas de aprendizaje.
• Escenario optimista: en este escenario, para cada tec- nología y central de referencia, se toma para el cálculo del LEC el valor máximo del rango de variación de los valores de eficiencia energética estimados y el valor mínimo del rango de variación de los valores de cos- te estimados, considerando, además, todos los hitos tecnológicos que en principio tienen una probabilidad relativamente alta de producirse en el periodo bajo
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análisis. En este escenario, también, se eligen valores optimistas del Progress Ratio, utilizados en la defini- ción de las diferentes curvas de aprendizaje.
En cuanto al tiempo de aplicación de las diferentes reducciones de coste e incrementos de eficiencia considerados en cada escenario se han llevado a cabo ciertas simplificaciones, pues carece de sen- tido realizar un estudio detallado de los tiempos de implantación de los distintos avances tecnológicos es- perados, dadas las altas incertidumbres asociadas. Así, mientras los avances esperados por el incremento de experiencia se distribuyen, tal como se ha explicado anteriormente, en función de una curva de apren- dizaje determinada a lo largo de los años y los hitos tecnológicos se producen en instantes concretos, las evoluciones esperables se han considerado distribui- das linealmente durante todo el periodo 2010-2020, o parte en la primera mitad, 2010-2015, y el resto du- rante la segunda mitad, 2015-2020, limitando a estas dos opciones las posibilidades contempladas. A continuación se presenta, para cada una de las cuatro tecnologías, el análisis de costes de inversión y la evolu- ción de estos a lo largo del tiempo, así como la posible evolución del LEC, en base a lo descrito anteriormente.
4.2 CANALES
PARABÓLICOS
Tal como se ha comentado, el análisis económico de esta tecnología es el que mayor grado de detalle al- canza y, a priori, la fiabilidad y precisión de los datos es relativamente elevada. Como se ha expuesto ante- riormente, el análisis de los costes asociados con esta tecnología se presenta para dos centrales de referen- cia, una con sistema de almacenamiento térmico y otra sin él. En los siguientes apartados se presenta el coste de inversión de las centrales de referencia y su desglo- se por subsistemas funcionales, así como la evolución estimada de estos costes y el coste normalizado de la energía a lo largo del periodo de estudio para los dos escenarios considerados. Para realizar este análisis económico se ha analizado en detalle una planta de 50 MWe con 160 lazos y 6h de almacenamiento térmico.