Nov 21, 2017

Capítulo 14 - Aspectos económicos de la generación eléctrica

198. ¿Qué se entiende por coste de la energía eléctrica?

El coste de un producto resulta de la suma de sus respectivos costes de producción, distribución, transporte y de comercialización. Cada una de estas partidas recoge los gastos incurridos en los procesos correspondientes. En el caso de las centrales eléctricas, cuando hablamos de costes nos estamos refiriendo al coste de generación y el producto es la energía eléctrica entregada a la red, que se expresa en kilovatios-hora (kWh) o megavatios-hora (MWh).La relación es 1 MWh = 1.000 kWh.

Para producir esta energía eléctrica es necesario disponer de una central con una potencia suficiente de generación acorde con el mercado, de un combustible y del personal que se haga cargo de su gestión, operación y mantenimiento. El coste de generación eléctrica resulta de dividir el total de gastos anuales (por mantenimiento, inversiones, amortización, estructurales u organizativos y de consumo de combustible) entre la producción anual lograda (MWh).

Los restantes costes de distribución, transporte y comercialización abarcan las pérdidas de energía producidas en la red, los correspondientes al mantenimiento, amortización, inversiones, etc., en ésta, en los centros de transformación, junto con los gastos comerciales, impuestos, tasas, etc.

Mientras en la producción de puede hablar de un producto, en el resto de procesos cabría hablar de un servicio, puesto que la llegada del kWh al consumidor final exige una serie de tareas adicionales a la propia producción. Piénsese que el producto kWh conlleva además de la propia energía, una serie de servicios adicionales: estabilidad de red con frecuencia de 50 Hz y de voltaje de 220 V, calidad de señal con parámetros técnicos, limitación de abastecimiento de potencia reactiva, control potencia activa, etc.

199. ¿Cómo se calcula el coste de producción de la energía eléctrica?

El coste real de la electricidad producida en una central en explotación, durante un período de tiempo determinado, se calcula a partir del valor de amortización de la inversión de la central, del coste del combustible consumido y de los gastos de operación y mantenimiento, tal y como se realiza en cualquier planificación económica.

Con el fin de disponer de elementos de juicio a la hora de decidir las nuevas inversiones a realizar es preciso evaluar el coste medio de la producción de energía eléctrica en futuras centrales, relacionando el coste de producción a lo largo de toda la vida de la central. Para ello, es necesario definir el período de vida de la central, las horas anuales de utilización de la misma y el coste del dinero empleado en la financiación. Estos estudios de costes deben realizarse de forma sistemática para garantizar una utilización de las instalaciones que rentabilicen las inversiones realizadas y sus gastos operativos.

200. ¿Cómo se calcula la inversión de una central?

En el análisis económico de una nueva central, inicialmente es necesario establecer el denominado coste base de la central, que es lo que costaría ésta si se construyera y pagara instantáneamente. El coste base está constituido en primer lugar por los costes directos, que son: los terrenos, obra civil, montaje y equipo; y en segundo lugar, por los indirectos o inmateriales: servicios de ingeniería, inspección y dotación para contingencias durante el período de ejecución del proyecto.

Para profundizar en el detalle del análisis, es necesario desglosar del coste base la parte que es de procedencia nacional o comunitaria en el futuro y por tanto se paga en moneda del país donde se construye la central, y la parte del mismo que es necesario adquirir en el exterior y se debe pagar en moneda extranjera con el consiguiente riesgo en las variaciones del cambio.

Una central nuclear tarda en construirse y desde las primeras etapas del diseño hasta la explotación comercial transcurre un determinado tiempo siguiendo un calendario programado, el cual marca los pagos con que se irán materializando anualmente las inversiones correspondientes. Para calcular la inversión total actualizada al momento de puesta en explotación de la central será necesario sumar todos los pagos parciales, tras multiplicarlos por dos factores: el primero considera la inflación; el segundo representa los costes financieros que estará devengando cada inversión parcial desde el momento del pago hasta la puesta en operación de la central.

Según lo anterior, el coste total de inversión es igual al coste base multiplicado por un cierto factor que crece cuanto mayor sea la tasa de costes financieros y cuanto mayor es el período de construcción de la central.

El coste de la inversión total dividido por la potencia nominal de la central, MWe, representa el coste de la potencia unitaria instalada. Este parámetro es de una gran importancia porque el coste de la potencia unitaria instalada depende en gran medida del tipo de central construido, y dentro de ello no es constante para cada tipo de central, sino que depende de la potencia instalada; cuando mayor es la potencia menor es el coste unitario.

201. ¿Cómo influyen la inversión y el combustible sobre el coste de la energía eléctrica?

La inversión realizada en una central se amortiza a lo largo de su vida operativa. Además es necesario crear un fondo para financiar el desmantelamiento de la central cuando haya terminado su vida, el cual se estima como un porcentaje fijo de la inversión.

El coste anual de inversión se calcula a partir del número de años de funcionamiento de la central y de la tasa de capitalización del dinero, suponiendo que la amortización es uniforme a lo largo del tiempo. En el cálculo se supone que el número de horas de funcionamiento anual de la central es también constante a lo largo de su vida. Con ello resulta que la repercusión de los costes de inversión sobre el coste de kilovatio hora es directamente proporcional al coste de la potencia unitaria instalada e inversamente proporcional al número de horas de funcionamiento anual de la central.

Esto significa que las centrales nucleares, con un valor muy alto de la inversión, requieren un factor de utilización grande para ser rentables, lo que se traduce en que estas centrales deben funcionar el mayor número de horas posibles, prácticamente en base, mientras que las puntas, por lógica, se cubrirán con centrales cuyos costes de capital sean menores, aunque sus costes de combustible sean superiores.

El número de años de vida de la central se estima con un período fijo, sin que esté afectado por las horas reales de utilización. La experiencia adquirida en la explotación de centrales nucleares indica que el período de 30 años aceptado inicialmente como duración de las mismas es demasiado corto, por lo que se establecen valores mayores para cada central, en función de sus vicisitudes, lo que está más de acuerdo con sus posibilidades reales. Con estas decisiones se lograrán valores menores para la repercusión de los costes de capital sobre el coste de la electricidad, puesto que la amortización se hará en un período mucho más largo.

La repercusión del combustible sobre el kilovatio hora generado se obtiene de dividir el coste total del combustible consumido por la central durante un año de operación (incluye coste de las materias primas energéticas, coste de los procesos de transformación, de los fletes, seguros, etc.) por la energía generada por la central durante un año de funcionamiento. Para cada tipo de central el coste del combustible por kWh generado no varía apreciablemente con el tamaño de la central.

El coste del combustible en una central hidráulica es casi despreciable, bajo en las centrales nucleares, y muy alto en las térmicas de carbón, fuel y gas.

202. ¿Qué es producir energía en “régimen de base”?

La energía de base es la que, por ser capaz de ser producida de forma continua y en condiciones económicas aceptables para el mercado, ocupa la "base" de la curva de carga. La cobertura de la curva de demanda se realiza, por consiguiente, añadiendo a la energía base el resto de energías producidas por las diferentes tecnologías, según su disponibilidad y sus costes variables.

La solución energética diaria que garantiza el abastecimiento depende de cada país y de cada situación. Solo un parque diversificado con una "cesta" de combustibles disponible y coherente con los condicionantes locales es capaz de superar el reto diario de seguir eficazmente la curva de carga de la demanda eléctrica.

Sirva como ejemplo citar lo siguiente. Si la energía hidráulica fluyente en un país alcanza un valor suficiente porque los caudales de los ríos son muy abundantes y continuos en el año, está claro que estas centrales garantizan el abastecimiento, su coste es mínimo y generan energía de base. Es el caso de la presa de Itaipú, en la frontera de Brasil y Paraguay, que embalsa al río Paraná y acciona hasta 14.000 MW dispuestos a pie de presa (el doble de la potencia nuclear instalada en España). También lo es una cuenca carbonífera que abastece a las centrales térmicas emplazadas a pie de mina. Muy difícilmente puede serlo la energía eólica salvo que el viento fluyese de forma constante.

Generalmente no existe una solución única energética: en España y en otros muchos países no se dispone de esa garantía de potencia hidráulica ni, por supuesto, tampoco eólica. La garantía sólo se obtiene de los combustibles fósiles y de la energía nuclear que son recursos almacenables y con gran densidad de potencia.

En España las energías de base son la nuclear y el carbón, por razones de seguridad de abastecimiento y precio, junto con la denominada hidráulica fluyente, aquella que asegura los caudales de nuestros ríos pero en cantidades reducidas de producción. Estas energías de base cubren la demanda diaria de forma continua y son las primeras en responder al crecimiento de esa curva. A continuación entran las centrales de ciclo combinado de gas y finalmente las de gasóleo y la hidráulica almacenada disponible. Las renovables se incorporan al sistema de forma automática en cuanto se disponen pero la variabilidad que las caracteriza no permite la garantía de su concurso.

En la gráfica que se muestra está representada la curva de demanda del sistema peninsular español un día de récord histórico de consumo de verano. La energía eólica y la hidráulica apenas aportan potencia a la red que tiene que basarse en la nuclear y en las fósiles: carbón y gas para cubrir la demanda.

Los 40.120 MW de demanda instantánea de ese día se cubrieron de la siguiente manera:

  • – Ciclo combinado gas: 27,55%.
  • – Carbón: 24,67%.
  • – Nuclear: 15,7%.
  • – Régimen especial sin eólica: 11,72%.
  • – Hidráulica: 10,85%.
  • – Fuel-Gas: 4,86%.
  • – Intercambios internacionales: 2,78%.
  • – Eólica: 1,87%.

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203. ¿Cuáles son los costes de las tecnologías principales de generación de energía eléctrica?

Para una comparación homogénea es preciso establecer una serie de datos homogéneos que validen la comparación. En la tabla siguiente se presentan los resultados provenientes del informe Projected Costs of Generating Electricity, 2005 Updated, realizado en el seno de la AIEOCDE con datos procedentes de 130 proyectos (27 carbón, 23 gas, 13 nucleares, 19 eólicos, 6 solares, 24 cogeneración y 10 de otras tecnologías) siguiendo un protocolo establecido de solicitud y recogida de la información. Se supone una vida útil de 40 años, 85% de factor de carga y tasas de descuento del 5% y del 10%.

Se aprecia que los menores costes de inversión corresponden al gas natural que conlleva el menor riesgo financiero. En el caso del carbón, la inversión depende del poder calorífico del combustible: cuanto mayor sea éste, la inversión será menor, aunque también hay que tener presente los costes generales de la reducción de las emisiones a la atmósfera y los correspondientes a la penalización de emisiones del protocolo de Kioto. Por sus características, la mayor influencia de la inversión corresponde a la energía generada por centrales nucleares. Por lo que se refiere al coste del combustible, en una central nuclear es muy bajo en comparación con el resto de las centrales térmicas y conlleva el menor riesgo de operación anual.

Las centrales nucleares precisan un elevado número de horas de utilización para que el peso del coste de la inversión no haga que ésta deje de ser una opción rentable en beneficio del kWh generado por otro tipo de centrales térmicas. El coste de la energía de origen nuclear es muy sensible a los incrementos de costes durante el período de construcción pues al ser intensiva en capital repercutirían con un aumento intensivo de los costes financieros. Por otra parte, es muy poco sensible a la elevación de los costes del combustible, con una gran estabilidad en sus costes de operación.

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204. ¿Qué ventajas singulares aporta la energía nuclear en un mercado competitivo?

Las ventajas se pueden agrupar en cuatro capítulos:

  • – Con respecto al mercado eléctrico.
  • – A la garantía del suministro.
  • – A la industria y a la economía.
  • – A los compromisos medio ambientales.

Con respecto al mercado eléctrico, la energía nuclear aporta estabilidad económica en el coste de producción pues el precio del combustible sólo pesa un 20% sobre el coste final de producción. Al ser una energía de base, es decir de generación continua y garantizada con grandes potencias y de gran fiabilidad (sus tiempos de funcionamiento superan el 90% de las horas del año), permite estabilizar el mercado y atenuar la volatilidad del precio eléctrico influido por la elevada volatilidad del precio de los combustibles fósiles y la intermitencia en la operación de las renovables que añaden sus altos precios.

La energía nuclear es un importante factor en la garantía del suministro. La enorme densidad energética del combustible nuclear, un millón de veces por unidad de peso superior con respecto a los combustibles fósiles, hace que una central de 1.000 MW consuma al año menos de 100 t de uranio almacenables en un recinto de mínimas dimensiones. Además, la estabilidad geopolítica en los países suministradores junto con la fiabilidad de la tecnología de las centrales con los citados índices de operación anual que son superiores al 90% hacen a la energía nuclear jugar un importante papel a la hora de dar estabilidad a cualquier economía que imperativamente precisa garantizar su suministro.

En lo que se refiere a la industria y a la economía, la investigación y la técnica nuclear constituyen una inversión en una disciplina de alto valor científico y tecnológico que arrastra la aplicación de los avances logrados al resto de sectores industriales y económicos. Piénsese que siempre será un desafío para la mente humana controlar la energía que mantiene las estrellas del universo y que resolvería el abastecimiento energético de la civilización humana.

Las centrales nucleares no emiten gases contaminantes, por lo que ayudan a cumplir los compromisos ambientales contenidos en el protocolo de Kioto. Independientemente de la controversia existente sobre sus residuos, éstos son en volumen mínimos y están controlados. A todo lo anterior hay que añadir que la energía nuclear entra en la "cesta de combustibles" que aseguran la diversificación energética y reducen la dependencia energética del petróleo y gas, junto con las renovables, de

creciente presencia pero limitada presencia por su variabilidad.

205. ¿son rentables las energías renovables?

En un análisis de las energías renovables debe hacerse una diferenciación según sus orígenes, puesto que cada una de ellas tiene sus propias características de recepción, captación, transformación y empleo, en resumen, de costes y utilización.

Así mismo hay que tener presente que en la mayoría de los casos estas tecnologías no están todavía maduras y disponen de primas de ayuda para fomentar su utilización. Si bien la eólica tiene un desarrollo muy importante en España, con 10.000 MW instalados, las restantes tecnologías de energía solar y biomasa siguen en fase de plantas experimentales o piloto, lo que implica que buena parte de estas centrales son de una dimensión muy reducida.

Desde el punto de vista estrictamente económico las energías renovables siguen sin ser competitivas, en general, respecto a las no renovables en su transformación en electricidad. Únicamente la energía producida por centrales hidráulicas y geotérmicas sería comparable con las no renovables. La energía eólica ha entrado en una fase de explotación industrial gracias a los estímulos económicos concedidos, que compensan sus mayores costes de producción comparados con las energías convencionales. El resto de energías renovables tienen unos costes de generación muy superiores a los de la energía producida por centrales que utilizan energías no renovables. En todo caso, ciertas energías renovables, como la solar fotovoltaica, pueden ser muy útiles para cubrir demandas en zonas aisladas: granjas agropecuarias, viviendas rurales, etc. En estos casos resulta más barato instalar este tipo de energía que extender la red eléctrica hasta ese punto o instalar un transformador, para una demanda eléctrica menor.

Sin embargo debe quedar claro que estas energías no garantizan potencia, pero sí pueden apoyar de forma importante la reducción del consumo de combustibles fósiles, disminuyendo la dependencia energética exterior y ayudando a cumplir los acuerdos de Kioto.

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206. ¿Cuál es el papel actual de la energía nuclear en el mundo?

A principios del año 2004, en el mundo había 443 centrales nucleares en operación en 31 países, con una potencia total instalada de 359.678 MWe. La producción de electricidad de las mismas es de casi 2.500 TWh, lo que representa un 17% del total de la energía eléctrica consumida a nivel mundial.

Del total, 149 centrales se sitúan en 13 de los 25 países de la Unión Europea, generando un 33% de la electricidad consumida en los mismos.

En esa fecha estaban en construcción 25 reactores con una potencia de 19.866 MW. China y Rusia construyen 4 unidades con 4.600 MW y 3.775 MW; India, 9 unidades con 4.092 MW Japón, 3 unidades con 3.237 MW. Hay en planificación otros 73, destacando 33 unidades en China, 9 en Rusia y 6 en Corea.

El funcionamiento de las centrales nucleares en el mundo hace que se eviten emitir a la atmósfera 2.000 millones de toneladas de CO2 cada año. En Europa, la energía nuclear evita, anualmente, el vertido a la atmósfera de 800 millones de toneladas de CO2, cantidad equivalente a la producida por todo el parque automovilístico europeo (200 millones de automóviles).

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207. ¿Cuál es el papel actual en españa de la energía nuclear?

Actualmente, la energía nuclear en España supone más del 20% del total de energía eléctrica producida. Es una energía fiable que garantiza la cobertura de una importante parte de la demanda de base y que permite la estabilización y reducción futura del precio medio de la electricidad:

  • • Es un factor de moderación del precio eléctrico, puesto que en la estructura de costes de una central nuclear el combustible solo representa el 15% del coste total, incluido el desmantelamiento y gestión del combustible gastado, mientras en las centrales fósiles de carbón o gas, este factor oscila entre el 50% y el 70%. Téngase en cuenta que después de un largo período de bonanza del precio del petróleo durante los últimos 25 años, con valores mantenidos en los 20$/barril, en 1986 se ha encarecido hasta los 70$ y que el precio del gas está indexado al del petróleo.
  • • Es un factor de estabilidad de ese precio, pues la oferta nuclear en el mercado eléctrico garantiza una producción a un precio estable, resolviendo el 20% de la energía demandada.
  • • Aporta una tecnología robusta con un índice de aprovechamiento anual superior al 90% y con un índice de fallo imprevisto en valores del orden del 1%, capaz de estar conectada a la red más del 90% de las horas del año. Además, su producción ha estado presente en la cobertura de las puntas críticas de potencia de verano e invierno.
  • • Ha sido un importante apoyo en el programa de optimización del sector eléctrico en su adecuación a la liberalización energética proclamada por la Unión Europea, aplicando programas de comparación con otras instalaciones europeas y mundiales de forma que tanto sus procedimientos de gestión y administración como sus instalaciones, que han sido mejoradas, están en línea con las mejores referencias existentes.

A este respecto hay que citar el esfuerzo del sector eléctrico en su adaptación a las condiciones del mercado único europeo y a la liberalización de este mercado. El eficaz plan de ajuste aplicado ha posibilitado que los precios de la energía eléctrica al consumidor en España se hallen en la banda baja en relación a los vigentes en la Unión Europea y claramente por debajo de la media en numerosos otros tipos de suministros. Comenzado este Plan en 1993, su aplicación se aceleró en 1997 tras la firma del Protocolo Eléctrico firmado el 11 de diciembre de 1996. Fruto de este esfuerzo, en el período 1997-2005, la tarifa eléctrica (que aún gobierna una parte importante del suministro) ha disminuido un 13,1% en términos nominales y un 39,3% en términos reales o constantes, es decir descontada la inflación. En ese mismo plazo, el consumo ha crecido un 54% y se ha mantenido la calidad de suministro, mientras la potencia instalada ha alcanzado los 79.205 MW, con un incremento de casi 28.000 MW, valor equivalente a la potencia instalada en España en 1978.

  • • Las centrales nucleares han sido y son un activo fundamental en la competitividad del sector eléctrico español que fue capaz en los años 60 de incorporarse a los programas más avanzados de esa época en la construcción de centrales nucleares y que han dotado al tejido científico e industrial español de capacidad internacional para su presencia en otras áreas industriales.
  • • Es una energía que no emite gases del efecto invernadero, en un momento en el que crece la preocupación por un calentamiento acelerado del planeta de origen humano, y el protocolo de Kioto ha introducido penalizaciones económicas en las tecnologías que generan estos gases.

208. ¿Qué consecuencias se derivarían del cierre prematuro de las centrales nucleares?

Incrementaría la dependencia energética exterior en más del 5%. La energía primaria utilizada en España, a partir de recursos propios, representa una quinta parte del total consumido, lo que significa una importación del exterior del 80%. Si se sustituyen las centrales nucleares por otras tecnologías fósiles, por ejemplo centrales de gas, esa dependencia exterior aumentaría en ese valor del 5%. Además, esta dependencia podría alterar situaciones geoestratégicas y geopolíticas que pueden crear situaciones de escasez por condiciones de todo tipo, económicas o políticas, surgidas en los países exportadores y en el entramado mundial de las relaciones internacionales.

Inestabilizaría el mercado eléctrico y encarecería su precio. La energía nuclear, cuyo coste depende poco del combustible, asegura una constancia del precio de la electricidad, y es el principal componente de las fuentes nacionales de energía, por lo que asegura el mantenimiento de precios en situación normal y un mínimo de producción en caso de crisis grave. Hay que tener en cuenta que la energía nuclear produce un quinto de toda la electricidad generada en España y que la retirada de esta producción que está garantizada en volumen y precio repercutiría en el funcionamiento del mercado, que tendría que buscar en las energías fósiles ese abastecimiento.

En la actualidad, las centrales nucleares producen el MWh a un precio de 14,4€, desglosándose este valor en 7,0€ / MWh de inversión, 3,0€ / MWh de operación y mantenimiento anual, 2,0€ / MWh de combustible y 2,0€ / MWh de inversiones anuales recurrentes para la mejora de las instalaciones. Estos valores son muy inferiores a los de las centrales de gas.

Se alteraría la garantía de suministro al retirar del mercado un robusto parque de centrales de 1.000 MW, disponible en más del 90% de las horas del año y que garantiza la potencia al sistema en sus puntas de máxima demanda, que no genera gases del efecto invernadero y que consume un combustible de alto poder energético, el uranio, de fácil almacenamiento estratégico y precio estabilizado. Esta energía hoy en día solo sería sustituible por centrales de ciclo combinado de gas y centrales de carbón o fuelóleo y para ello habría que acometer un importante plan inversor durante 4 años que concluiría en una situación de encarecimiento e inestabilidad del precio eléctrico.

Incrementaría el vertido de gases del efecto invernadero con sus repercusiones medioambientales y económicas al tener que abonar los costes de los derechos de emisión acordados en el compromiso de Kioto, haciendo, ya, incumplibles para España los compromisos adquiridos.

Supondría un elevado coste científico y tecnológico en el desarrollo nuclear, pues se abandonaría o quedaría muy en precario, debiendo confiar en su desarrollo exterior para ser capaces de afrontar el futuro. Además, una parada de las centrales nucleares produciría un deterioro considerable en la capacidad tecnológica adquirida y en las oportunidades de desarrollo y de perfeccionamiento tecnológico futuro, no sólo en el campo energético, sino también en múltiples aplicaciones en otras áreas (medicina, agricultura, industria, minería, investigación, etc.).

Exigiría la reconversión de los cerca de 20.000 trabajadores de su industria y generaría cuantiosas y muy importantes compensaciones a las empresas propietarias por el cese de una actividad legalmente autorizada y por la reclamación de recuperación de las elevadas inversiones comprometidas por daños por lucro cesante.

Desde el punto de vista socioeconómico, los municipios del entorno de las centrales nucleares españolas perderían unos 27 millones de euros al año que reciben en concepto de cánones e impuestos y otros 40 millones anuales por los consumos de todo tipo que hacen las centrales nucleares. A todo lo anterior es preciso añadir el impacto económico del personal cesante de las centrales en los municipios y pueblos vecinos de las centrales, estimado en unos 25 millones de euros por unidad nuclear.

Por último, crearía una situación confusa por cuanto los planes de abandono de la energía nuclear en otros países que así lo habían anunciado, están o muy ralentizados o en regresión, y se anuncian importantes inversiones en la tecnología nuclear en el área emergente del Pacífico, destacando China, India y Japón, junto con renovadas expectativas en el mercado estadounidense.


 

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