XI Congreso anual de la AMEE y III Congreso anual conjunto de asociaciones AMEE/ WEC MEX / AME y AMGN Acapulco, 25 de Junio de 2011 ESCENARIO DE OFERTA ELÉCTRICA CON FUENTES RENOVABLES DE ENERGÍA PARA MÉXICO AL 2025 Autores: Ing. David Castrejón Botello (IIE) Dr. Manuel Martínez Fernández (CIE-UNAM)

Contenido Metodología empleada Supuestos base Descripción de escenarios Resultados Evolución de la capacidad Producción de energía eléctrica en días típicos de invierno y verano Consumo de combustibles Estimación de emisiones de CO2 Comportamiento del margen de reserva operativo Análisis de Costos Conclusiones

Metodología empleada Evaluación cuantitativa de escenarios con la plataforma LEAP, (Long-range Energy Alternatives Planning system). Modelo del sector eléctrico de México con año base en 2010. Construcción de un escenario de Referencia, basado en el escenario de crecimiento eléctrico de la Prospectiva del Sector Eléctrico 2010-2025 de la Secretaría de Energía (SENER). Planteamiento y modelación de un escenario de Renovables, con una mayor penetración de tecnologías con fuentes renovables de energía, para el periodo 2015-2025. Análisis de resultados y estimación de costos.

Proyección del consumo bruto de electricidad a Supuestos base Consumo eléctrico: Tasa de crecimiento anual 4.3%, del escenario de Planeación de la Prospectiva Eléctrica 2010-2025, con crecimiento anual del PIB de 3.5%. Proyección de la demanda máxima coincidente del Sistema Interconectado Nacional (MW) Proyección del consumo bruto de electricidad a (GWh) Considera: Ventas servicio publico, ahorro de Pronase, reducción de pérdidas, atención a cargas reprimidas, autoabastecimiento remoto, pérdidas por transmisión y distribución y usos propios del sector eléctrico. Fuente: - Prospectiva Eléctrica 2010-2025 Fuente: - Prospectiva Eléctrica 2010-2025

Supuestos base Evolución de la capacidad de generación: Adiciones y retiros de CFE y autoabastecimiento remoto de la Prospectiva Eléctrica 2010- 2025. Factores técnicos de las tecnologías: Eficiencia de generación, índices de disponibilidad, vida útil, mediciones de viento e irradiación solar y factores de planta esperados para hidroeléctricas y geotérmicas. Económico: Costos de inversión y O&M del documento Energy Technology Perspectives 2010 de la OECD/IEA. Precios de combustibles del COPAR de Generación 2010 de CFE. No se consideran las inversiones requeridas de la red de transmisión y distribución. Datos

Descripción de escenarios REFERENCIA: Los proyectos definidos como CC/NTG (Ciclo combinado/Nueva Tecnología de Generación), se modela como Ciclo Combinado con 52% de eficiencia. Los proyectos definidos como NGL (Nueva Generación Limpia) se les asigna una tecnología conforme a la simulación de CFE, adicionando sistemas de captura de CO2 en supercríticas a carbón y ciclos combinados a gas natural. RENOVABLES: Del programa de expansión de capacidad de prospectiva, solo se consideran los proyectos en construcción, en proceso de licitación y los de fuentes renovables. A partir del 2015, solo se adicionarán tecnologías de fuentes renovables de energía, para mantener un Margen de Reserva Operativo de 6%. Tecnologías

Resultados

Evolución de la capacidad (MW) Tecnología 2010 2025 Esc. Ref. Esc. Ren. 16,184 8,672 8,123 5,600 5,393 1,041 6,714 17,359 3,952 18,874 16,406 1,365 14 314 6,514 5 6,205 600 6,800 6,300 689 4,100 15,000 965 1,098 2,000 11,535 15,251 25,000 Total 55,019 83,918 103,058 No Renovables 41,816 62,550 35,239 Renovables 13,203 21,368 67,819 76% 75% 34% 24% 25% 66% Escenario Referencia Escenario Renovables Al 2025, el escenario de Renovables requiere ≈20 GW adicionales de potencia instalada Requerimientos de Capacidad promedio del escenario Renovables en el periodo 2015-2025 (MW/año) Hidroenergía 1,154 Solar FV 618 Geoenergía 101 Solar Térmica 564 Eólica 35 1,055 Bioenergía 591 Eólica 30 573 * Térmicas convencionales incluyen Combustóleo, Combustión interna, Turbogas y Lecho Fluidizado. Generación Adiciones

Despacho en días típicos de invierno y verano a Las curvas de carga en días típicos en Invierno y Verano del 2009 de la Prospectiva Eléctrica, se llevan a la demanda máxima coincidente del 2025, estimada en 61,290 MW. Escenario Referencia Escenario Renovables Las fuentes NO renovables de respuesta rápida, como son, ciclos combinados, turbinas de gas y combustión interna, continuarán absorbiendo las fluctuaciones de carga, entre la oferta de energía renovable y la demanda del sistema interconectado. Sup.

Consumo de combustibles (PJ / año) Escenario Referencia Escenario Renovables Esc. Referencia Combustible 2010 2025 Esc. Ref. Esc. Ren. Diesel 13 23 21 Coque de Pet. 31 Combustóleo 545 262 273 Gas Natural 841 1,847 963 Cárbón 336 816 Uranio 116 1,882 3,095 1,741 El escenario de renovables presenta un ahorro en combustible total de 16% respecto al escenario de referencia, en todo el periodo de análisis.

Estimación de emisiones de CO2 y Comportamiento del MRO Emisiones de CO2 del sector eléctrico (Millones de Toneladas de CO2) Margen de reserva operativo (%) 30% menos emisiones de CO2 en el 2025 Referencia Ref. sin CCS y sin Ef. Mejorada Renovables Referencia Renovables En el escenario de Renovables se alcanzan emisiones menores a las estimadas en 2010, para el sector eléctrico. Con el escenario de Renovables será necesario evaluar si un MRO de 6% es suficiente para cubrir la variabilidad de la disponibilidad de las tecnologías.

Con Tasa de descuento de 12% Con Tasa de descuento de 5% Costos de Inversión Pagos acumulados anuales por concepto de INVERSION, con una tasa de descuento dada a pagar durante la vida útil cada tecnología Con Tasa de descuento de 12% Con Tasa de descuento de 5% Otros Costos

Costo Anual Total (Millones US$2010) Escenario Referencia Escenario Renovables Con Tasa de descuento de 12% Con Tasa de descuento de 5%

Conclusiones El escenario RENOVABLES con respecto al de REFERENCIA, al 2025: Requiere 20 GW más de potencia instalada. Logra tener 50% de la generación con fuentes renovables. Se estima un consumo de combustibles fósiles similar al del 2010. Reduce en 30% las emisiones de CO2 llegando a un valor inferior al estimado en 2010. El escenario de RENOVABLES con una tasa del 12% siempre tiene un costo anual total superior y con 5% los costos anuales totales son similares. Este trabajo ilustra la posibilidad de un escenario con alta penetración de renovables, con importantes beneficios en el largo plazo, pero con grandes retos tecnológicos y económicos.