Autores: Ing. David Castrejón Botello (IIE) Dr. Manuel Martínez Fernández (CIE-UNAM)

1. 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)

2. 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

3. 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.

4. 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

5. 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 EnergyTechnologyPerspectives 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

6. Descripción de escenarios Escenarios: • REFERENCIA: • Los proyectos definidos como CC/NTG (Ciclo combinado/Nueva Tecnología de Generación), se modela como Ciclo Combinado con52% 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 CO2en 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

7. Resultados

8. Evolución de la capacidad (MW) Escenario Referencia Escenario Renovables Al 2025, el escenario de Renovables requiere ≈20 GW adicionales de potencia instalada * Térmicas convencionales incluyen Combustóleo, Combustión interna, Turbogas y Lecho Fluidizado. Generación Adiciones

9. 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.

10. Consumo de combustibles (PJ / año) Escenario Referencia Escenario Renovables Esc. Referencia El escenario de renovables presenta un ahorro en combustible total de 16% respecto al escenario de referencia, en todo el periodo de análisis.

11. 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 • 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. • En el escenario de Renovables se alcanzan emisiones menores a las estimadas en 2010, para el sector eléctrico.

12. 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

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

14. 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.