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Beneficios para la sociedadde la adopcin de fuentes renovables de

energa en Amrica Latina y el Caribe

Walter VergaraPaul IsbellAna R. Rios

Jos Ramon GmezLeandro Alves

Banco Interamericano de Desarrollo2014


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Catalogacin en la fuente proporcionada por laBiblioteca Felipe Herrera delBanco Interamericano de DesarrolloBeneficios para la sociedad de la adopcin de fuentes renovables de energa en Amrica Latina y el Caribe /Walter Vergara, Paul Isbell, Ana R. Rios, Jos Ramon Gmez, Leandro Alves.p. cm. (IDB Technical Note ; 623)Includes bibliographical references.1. Climatic changes. 2. Renewable energy sourcesLatin America. 3. Renewable energy sourcesCaribbeanArea. 4. Economic impact analysis. I. Vergara, Walter. II. Isbell, Paul. III. Rios, Ana R . IV. Gmez, Jos Ramon.V. Alves, Leandro. VI. Inter-American Development Bank. Climate Change and Sustainability Division.IDB-TN-623

Clasificacin JEL: Q5; Q42; O54Palabras llave: Energy, Sustainability, Development, Environmental economics, Alternative Energy Sources,

Latin America, Caribbean

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Las opiniones expresadas en esta publicacin son exclusivamente de los autores y no necesariamente reflejanel punto de vista del Banco Interamericano de Desarrollo,de su Directorio Ejecutivo ni de los pases que representa.

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Copyright 2014 Banco Interamericano de Desarrollo. Todos los derechos reservados;este documento puede reproducirse libremente para fines no comerciales.

Expresamos nuestro agradecimiento a David Renne (International Solar Energy Society), Daniel Kammen

(Universidad de California en Berkeley), Toms Serebrisky, Alexandre Meira da Rosa, Alejandro Deeb, Hilen

Meirovich y Ramn Espinasa (Banco Interamericano de Desarrollo) por sus comentarios a un borrador de este

documento.
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Tabla de contenido

Tabla de contenido .......................................................................................................................................................5

Antecedentes y propsito ............................................................................................................................................. 1

Costos normalizados de energa, reduccin de costos y beneficios econmicos ..................................................... 2

Costo normalizado de electricidad (LCOE) ............................................................................................................. 3

Beneficios para la sociedad ..................................................................................................................................... 3Costos evitados ......................................................................................................................................................... 3

Beneficios econmicos ............................................................................................................................................ 4

Resultados .................................................................................................................................................................... 4

Conclusiones principales ............................................................................................................................................. 7

Siguientes pasos ........................................................................................................................................................... 7

Referencias bibliogrficas ........................................................................................................................................... 8

Apndice 1: Matriz energtica de ALC ...................................................................................................................... 10

Apndice 2: Beneficios para la sociedad de energas renovables ........................................................................... 11Apndice 3: Metodologa Costo normalizado de electricidad ............................................................................... 12

Trayectoria BAU del modelo GEA del IIASA y trayectoria Combinada GEA ........................................................ 12


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Beneficios para la sociedad dela adopcin de fuentes renovables de energa

en Amrica Latina y el CaribeAntecedentes y propsito

El crecimiento de poblacin y mejoras en la calidad de vida en Amrica Latina y el Caribe (ALC) requerirn quela regin incremente rpidamente su abastecimiento de energa, no obstante si se logra una mejoraconsiderable en eficiencia energtica. Se prev que para el ao 2030 la regin habr duplicado su capacidadinstalada existente llevndola a alrededor de 600 GW, a un costo aproximado de US$430.000 millones 1. Estoplantea un reto, pero tambin la oportunidad de redefinir el modelo energtico de ALC de manera que seaconsistente con las metas mundiales de estabilizacin climtica.

La regin se caracteriza por una matriz energtica baja en carbono debido a la dependencia de recursoshidrolgicos de gran escala que actualmente cubren ms de la mitad de su abastecimiento energtico(Apndice 1). Sin embargo, el crecimiento previsto de la demanda de energa har necesario aumentar demanera significativa la capacidad de generacin actual y consolidar la capacidad firme de la regin2. Decontinuar la tendencia actual pronosticada en el escenario sin cambios (BAU, por sus siglas en ingls) delmodelo de la base de datos de evaluacin energtica mundial (GEA) del Instituto Internacional para el Anlisisde Sistemas Aplicados (IIASA)3, para el ao 2050 se producir un aumento de 11% (de 37% a 41% de lacombinacin de fuentes de generacin) en el uso de combustibles fsiles en la matriz energtica,principalmente a raz del incremento substancial de dependencia en gas natural4.

En contraste, estimaciones recientes indican que la regin puede producir ms de 78 PWh5 (1015W-hora) apartir de energa solar, elica, marina, geotrmica y biomsica. La capacidad nominal mxima de la adopcinplena de este recurso podra ser de alrededor de 34 TW 6, equivalente a casi siete veces la capacidad instaladamundial existente y muy por encima de la demanda previsible. Adems, estos recursos constituyen una opcincon baja huella de carbono a partir de un recurso energtico local sin fecha de vencimiento y con el potencialde aportar importantes beneficios para la sociedad, entre ellos seguridad energtica, conservacin delmedioambiente a nivel local y global, creacin local de empleos y mejoramiento de la balanza de pagos, entreotros.

A pesar de este potencial, hay importantes barreras impidiendo que la energa renovable tenga un mayoracceso al mercado. La ms importante est relacionada con la inclinacin intrnseca del sector energtico a

continuar usando combustibles fsiles. Esta inercia puede apreciarse en las normativas legales sobreexpansin que favorecen proyectos energticos con menores costos de capital inicial y capacidad firme,

1Ypez Garca et al. (2010).2Esta necesidad se ve acrecentada por impactos climticos en la disponibilidad de energa hidroelctrica, ver Ebinger y Vergara (2011).3Definido por la trayectoria contrafactual del modelo GEA del IIASA.4Como se presenta en Vergara et al (2013b).5Hoogwijk y Graus (2008), Poole (2009), ICA (2010), Meisen y Krumper (2009).6Los valores del factor de capacidad se tomaron de Hoogwijk y Graus (2008), y NREL (2010) Energy Technology Cost and Performance Data.Disponible en: http://www.nrel.gov/analysis/capfactor.html.


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incluso a pesar de que sus costos de operacin sean ms altos a largo plazo. Adems, ha sido ampliamenteaducida la desventaja en trminos de costos de las fuentes renovables como argumento a favor de mantener elcurso actual en patrones de uso de fuentes de energa, en pases que tienen otras necesidades apremiantes dedesarrollo. Sin embargo, resultados de licitaciones recientes realizadas en Uruguay, Chile y Brasil indican quese est eliminando este ltimo aspecto a medida que los avances tecnolgicos y la experiencia en el terreno

van fortaleciendo el argumento econmico a su favor, al menos en el caso de plantas elicas y fotovoltaicas7

.

Sin embargo, los beneficios adicionales (para la sociedad) de emplear fuentes renovables tpicamente sonexcluidos y, como consecuencia, muchas veces no entran en el proceso de toma de decisiones. Unacuantificacin precisa de estos beneficios puede dar argumentos lgicos necesarios para promover inversionesy apoyar normativas legales que faciliten el acceso al mercado de tecnologas energticas renovables notradicionales (NRET, por sus siglas en ingls). Existe literatura limitada en la que se analizan estos aspectos(por ejemplo, ASP 2005, Beck 2009, Nolan 2011 y Brown 21)8, pero sta toma en cuenta un nmero limitado debeneficios para la sociedad enfocndose en aspectos tecnolgicos y lugares especficos, con nfasis primordialen investigar la reduccin de emisiones. Adems, la heterogeneidad de supuestos en los que se basa el anlisise incompatibilidad de metodologas dificulta comparaciones. Por lo tanto, es necesario cuantificar ms endetalle estos beneficios para ALC9.

Este estudio procura ampliar el conocimiento de los beneficios relacionados con el uso de NRET en la matrizenergtica de ALC. A tal fin se analiza en qu medida son los beneficios para la sociedad definidos comoaquellos que devengan las economas nacionales al apartarse de los combustibles fsileslo suficientementegrandes como para justificar la adopcin generalizada de NRET incluyendo las fuentes solar, geotrmica yelica10. Con este objetivo, se compara combustibles fsiles y las NRET sobre la base del costo normalizado dela electricidad (LCOE, por sus siglas en ingls), luego se determinan y cuantifica los beneficios potencialespara la sociedad de la adopcin de NRET.

Costos normalizados de energa, reduccin de costos y beneficios econmicos

Los clculos estimados de costos, beneficios y LCOE de las fuentes correspondientes al sector energticoregional agregado de ALC se obtienen a partir de proyecciones por escenarios del modelo de evaluacinenergtica mundial (GEA) del IIASA11. Este enfoque de modelo por escenarios no slo capta los diversosimpactos de las NRET a travs de su adopcin en el sector elctrico, sino tambin los efectos sinrgicos quepueden existir al combinarse con otras actividades como la electrificacin del transporte12.

7Vergara et al. (2013a).8La Tabla A2 del Apndice 2 presenta un resumen de los resultados de estos estudios.9Estos y otros estudios analizados, con excepcin de Kammen et al. (2006) y Wei et al. (2010), tienden a usar un mtodo de contabilizacin deacumulacin de valor que se concentra en la adopcin progresiva de NRET en incrementos pequeos, por lo general al nivel de planta o deproyecto individual, en un entorno determinado muy especfico (como un estado o una jurisdiccin regulatoria de EE.UU.). En las estimaciones de

la IRENA y de Europa, tomadas de Alemania, se usan mtodos similares (aunque en el primero se agregan y normalizan los datos empricosdisponibles de toda ALC). Las discrepancias en cuanto a las categoras que se usan para fines de definicin y las suposiciones suelen hacerproblemtico comparar los LCOE y los beneficios para la sociedad en y entre la mayora de los estudios de este tipo (una dificultad que se superacuando se aplica una metodologa de escenarios).10Este anlisis ampla el trabajo de Vergara et al. (2013).11En el Apndice 3 se presentan detalles de la metodologa de LCOE. Vase en el Apndice 4 una descripcin del enfoque comparativo entre latrayectoria por escenarios del modelo sin cambios (o BAU) del modelo GEA y la trayectoria por escenarios de la combinacin GEA que se usa eneste estudio.12Los sectores de generacin de energa y del transporte son los de ms rpido crecimiento en trminos de huella de carbono de la regin. Unmayor impulso hacia una matriz elctrica renovable puede hacer posibles iniciativas de electrificacin de otros sectores de la economa, porejemplo transporte, como parte de una trayectoria de desarrollo climticamente responsable.


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Costo normalizado de electricidad (LCOE)

Los costos de la generacin de energa elctrica entre tecnologas alternativas se estimaronusando el LCOE, el cual toma en cuenta los costos permanentes y permite hacer comparacionesdirectas en trminos de costos de energa por kilovatio de electricidad generada (US$/kWh). En

este estudio, el LCOE del sector energtico de la regin en su conjunto sirve de referencia paralos clculos subsiguientes del LCOE de fuentes de energa especficos (explicacin detallada en elApndice 3). Luego partiendo directamente de esta base, se estiman los beneficios para lasociedad lo que posibilita la comparacin directa en trminos de US$/kWh entre costos (LCOE) ybeneficios (reduccin de costos y beneficios econmicos).

Beneficios para la sociedadCalculados como la suma de la reduccin de costos y beneficios econmicos percibidos13, son medidos entrminos de valor monetario por kilovatio-hora (US$/kWh), el denominador comn en la mayora de las

discusiones sobre energa (Ecuacin 1).

(1)

Costos evitadosLos costos evitados toman en cuenta la diferencia entre i) el nivel de costos a futuro del escenario sincambios (BAU por sus siglas en ingls) de un sistema de energa en el que prevalecen los combustibles fsiles,y ii) los costos de una trayectoria a futuro de un sistema energtico caracterizado por una considerableampliacin de las NRET. El anlisis toma en cuenta tres fuentes de disminucin de costos: reduccin de costosfinancieros de emisiones de gases efecto invernadero (GEI), descenso de costos del control de lacontaminacin del aire y la baja de gastos en iniciativas dirigidas a mantener la seguridad energtica (Ecuacin

2).

(2)

donde: Impactos climticos toma en cuenta el valor de la reduccin de los costos (financieros) de las

emisiones de dixido de carbono a futuro14. En el Apndice 4 se presenta una explicacin detallada dela metodologa aplicada para obtener dichos valores15.

13

Costos evitados representan montos de ahorro e inversin que pueden canalizarse hacia fines distintos a los previstos en el escenario BAUcon un sistema elctrico dominado por los combustibles fsiles, hacia iniciativas de desarrollo econmico ms productivas y sustentables, a razde la adopcin de NRET. Por otro lado, los beneficios econmicos representan mayores ingresos adicionales (y ahorros) que p otencialmentepueden quedar disponibles para ser invertidos en actividades de desarrollo econmico ms sustentables.14En el Apndice 4 se presenta un mtodo alternativo para considerar los beneficios de las NRET con respecto al cambio climtico: reduccin delos costos de las medidas de adaptacin al cambio climtico generados por un aumento de la temperatura mundial de 2C a 4C con respecto a losniveles preindustriales. Aunque los beneficios expresados de esta manera son mucho mayores, tambin dependen de toda una serie de supuestos,tanto en ALC como a nivel mundial.15En ALC, la reduccin de las emisiones del sector energtico mediante la adopcin de NRET es un aspecto clave ya que las emisiones del sectorestn aumentando mucho ms rpido que aquellas por cambios en el uso de la tierra. Adems, mayores disminuciones de emisiones del sectorenergtico pueden bajar las presiones de reducciones en los sectores de agricultura, silvicultura y otros usos de la t ierra (AFOLU) en los cuales las


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Contaminacin del aireincluye costos evitados por la compra de equipos de control de contaminacinpor partculas contaminantes slidas (en el escenario BAU) conforme a las normas de la OrganizacinMundial de la Salud (OMS). Esta cifra es un estimado conservador, ya que excluye costos importantescomo los gastos vinculados a la atencin mdica provocados por la contaminacin (morbilidad ymortalidad) o prdida de productividad y/o de servicios ecosistmicos16.

Seguridad energticacuantifica costos prescindidos de inseguridad energtica a partir de la coberturacontra riesgos de fluctuacin de los precios de combustibles fsiles. Representa el costo de reducir lainseguridad energtica por la exposicin a la volatilidad de precios de los combustibles fsiles. Seemplea como aproximado US$0,0041/kWh, valor inferior del rango citado en Vergara et al. (2013).

Beneficios econmicosLos beneficios econmicos representan la creacin adicional de riqueza econmica ms all de la que serepresenta en la trayectoria BAU e independiente de la generada por costos evitados y aquellos costosincluidos en el anlisis financiero tradicional (ingresos por energa producida o servicios prestados). Porsimplicidad y limitaciones de datos, se limita a beneficios producidos en balanza de pagos y creacin neta deempleos (Ecuacin 3).

(3)

donde:

Balanza de pagos incluye beneficios econmicos en la balanza nacional de pagos producidos por lareduccin de importaciones de energa o por aumento de las exportaciones.

La creacin neta de empleo aplica un anlisis por escenarios para estimar la diferencia en empleoentre el escenario de NRET y la trayectoria BAU, utilizando los factores de empleo de la tecnologaenergtica reportados para pases desarrollados (EWEA 1999, Kammen et al. 2006 y Wei et al. 2010).Este valor es luego convertido en trminos monetarios usando el valor econmico anual de un empleo,medido en trminos de la evolucin proyectada del ingreso per cpita en ALC (tasa de cambio demercado, US$ del 2005).

Resultados

Los LCOE estimados del sector energa de ALC se presentan en la Tabla 1. La diferencia de costos de generacinde electricidad a partir de energa solar y gas es de US$0,14/kWh en la trayectoria Combinada del GEA. Por suparte, en esta misma trayectoria, la variacin del LCOE entre la generacin elctrica a partir de energa elica ygas es de US$0,67/kWh. Como se puede observar, las estimaciones de LCOE se encuentran dentro del rango devalores reportados por la Agencia Internacional de la Energa Renovable (IRENA por sus siglas en ingls).

estrategias de reduccin de emisiones son ms complejas y menos comprobadas. En este sentido, la adopcin de NRET en ALC ofrece un beneficiocomplementario al aumentar la flexibilidad de las iniciativas estratgicas para cumplir objetivos con respecto al cambio climtico.16Un tratamiento ms completo de los costos de la contaminacin atmosfrica en el contexto de Mxico D.F. se presenta en el estudio de BancoMundial (2002), donde los beneficios anuales de salud aportados por el mejoramiento de la calidad del aire se calculan entre US$760 millones yUS$1.490 millones (dlares de 1999).


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Tabla 2. Beneficios para la sociedad de energas renovables en ALCCentavos de US /kWh

Costos evitados del cambio climtico

Costos evitados en emisiones 13,7Costos evitados en adaptacin al cambio climtico 21,5 o ms*Contaminacin evitadaReduccin de costos en medidas de control de la contaminacin delaire

12,0

Seguridad energticaCostos evitados en volatilidad de los precios del petrleo (valor de lacobertura del riesgo de fluctuacin de los precios de los combustibles)

0,0041-0,0095

EconmicosMejora de la balanza de pagos 1,22Creacin neta de empleo 1,16Total tomando en cuenta los impactos climticos 28,5

Total sin tomar en cuenta los impactos climticos 14,7

Nota: Clculo estimado tomando como referencia los costos del control de la contaminacin ambiental de la base de datos de proyecciones del modeloGEA del IIASA (2013) y Riahi et al. (2012).* Vase en el Apndice 4 una descripcin de la metodologa aplicada para obtener este valor alternativo de losbeneficios del cambio climtico. Este valor no se incluye en el total.

El beneficio social de las NRET (US$0,285/kWh) supera la desventaja en costos del uso de la fuente solar encomparacin con el gas, tanto en el escenario BAU como en la trayectoria Combinada GEA (US$0,09/kWh yUS$0,14/kWh, respectivamente), incluso si se excluye del total impactos evitados del cambio climtico (vaseFigura 1). La misma conclusin se mantiene respecto a la energa elica: la variacin de LCOE entre la fuenteelica y el gas (US$0,132/kWh en el escenario BAU y US$0,067/kWh en la trayectoria Combinada GEA) esmenor que el clculo conservador de beneficios para la sociedad (US$0,285/kWh), aun dejndose por fueraimpactos del cambio climtico (US$0,147/kWh).

Figura 1. Estimaciones de diferencias de LCOE com paradas con beneficios para la sociedad *

-0.35

-0.25

-0.15

-0.05

0.05

0.15

0.25

0.35

Diferencial en LCOE(solar-gas)

Diferencial en LCOE(elico-gas)

Beneficios socialesincluyendo impactos

climticos evitados

Beneficios socialesexcluyendo impactos

climticos evitados

US$/kWh

Costos evitados Beneficios econmicos

* Impactos climticos considerados como costos evitados en emisiones.


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Conclusiones principales

Los beneficios para la sociedad de NRET en ALC, incluso cuando se calculan parcialmente y de maneraconservadora, son lo suficientemente cuantiosos como para justificar la adopcin a gran escala de dichastecnologas. Esta afirmacin se mantiene incluso al excluirse del clculo total la reduccin de los costos del

cambio climtico. Por lo tanto, la magnitud de los beneficios que puede percibir la sociedad con la adopcin delas NRET constituye un respaldo pleno a polticas pblicas y medidas regulatorias que faciliten su despliegue.Entender la magnitud de estos beneficios tambin resulta til al planificar la eliminacin de subsidios acombustibles fsiles en ALC.

Los resultados apuntan a las importantes sinergias positivas que pueden surgir del simultneo empleo de NRETy la electrificacin generalizada del sector transporte en ALC. La inclusin de estas ganancias tiene el potencialde duplicar los costos evitados y beneficios econmicos de la utilizacin de NRET calculados en este estudio17.Esto se debe a que el desplazamiento de combustibles fsiles del sector del transporte se vincula a su vez conlos beneficios para la sociedad antes descritos, y posiblemente otros ms, tales como la reduccin de loscostos internos de refinamiento y gastos de salud afines.

Adems, el modelo GEA del IIASA considera exclusivamente las NRET de una adopcin no distribuida (esdecir, plantas de generacin solar y elica). Sin embargo, una estrategia de utilizacin de NRET que incluyaun componente importante de NRET distribuidas tiene el potencial de reducir de manera significativa losLCOE de las NRET, en especial con respecto a los costos futuros de la inversin en generacin, transmisin ydistribucin que ser preciso hacer si no se utilizan NRET distribuidas. Las NRET distribuidas puedenbrindar una ventaja adicional en trminos de la variacin de LCOE con respecto a los combustibles fsiles.

Siguientes pasos

Anlisis adicional se requiere para evaluar los costos de la seguridad energtica de ALC en su conjunto yestimar el valor especfico para la regin de la cobertura contra las fluctuaciones de los precios de loscombustibles fsiles. Tambin hay una distincin clara que divide la regin en el rea importadora neta deCentroamrica y el Caribe, y el rea exportadora neta de Sudamrica 18. El modelo GEA del IIASA presentaproyecciones del mundo como un todo y de sus varias regiones, pero no de pases individuales (o inclusosubregiones) de ALC. Por lo tanto, es necesario llevar a cabo una cuantificacin ms precisa de los beneficiosde la seguridad energtica y la balanza de pagos a nivel de pas en toda la regin.

17 Los resultados, tal como se presentan, toman en cuenta nicamente impactos directos por la adopcin de NRET en el sector elctrico. Sinembargo, el escenario de la trayectoria Combinada GEA tambin incorpora una medida importante de electrificacin del sector del transporte. Elimpacto resultante de una electrificacin que acompae la adopcin de NRET por lo general puede igualar, como mnimo, los beneficiosproducidos nicamente por cambios en el sector de generacin. Lo anterior a raz de que la electrificacin tambin conlleva una creacinconsiderable de empleo en el sector del transporte y desplaza a los combustibles fsiles de ste lo que permite reducir emisiones, contaminacin,importaciones de energa y dficits de la balanza de pagos. Detalles en el Apndice 4.18Se presenta un problema de composicin para la cuantificacin de esos beneficios cuando se usan proyecciones del modelo GEA del IIASA parael indicador compuesto de diversidad de ALC.


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Referencias bibliogrficas

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Ebinger, J. y Vergara, W. Climate Impacts on Energy Systems. Key issues for energy sector adaptation. 2011.Washington, DC, Banco Mundial.

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Wei, Max, Patadia, Shana y Kammen, Daniel M. Putting Renewables and Energy Efficiency to Work: How ManyJobs Can the Clean Energy Industry Generate in the US?2010. Energy Policy, 38, pgs. 919-931.

Ypez Garca, R. A., Johnson, T. M. y Andrs, L. A. Meeting the electricity supply/demand balance in LatinAmerica & the Caribbean. 2010. Washington, DC. Banco Mundial.


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Apndice 1: Matriz energtica de ALC

Tabla A1. Matriz energtica de ALC por fuente1984-1987 2010

Produccin elctrica en GWh 182.300,49 100% 1.343.891,00 100%Carbn y productos del carbn 4.904,50 3% 71.760,00 5%Turba - 0% - 0%Petrleo crudo, LGN y materias bsicas - 0% - 0%Productos del petrleo 50.948,61 28% 139.851,00 10%Gas 20.516,25 11% 316.466,00 24%Nuclear 259,00 0% 27.573,00 2%Hidroelctrica 103.854,71 57% 728.906,00 54%Geotrmica 156,00 0% 9.892,00 1%Solar/elica/otras - 0% 4.605,00 0%Fuentes renovables de combustibles y desechos 1.661,42 1% 44.838,00 3%

Fuente: AIE. Estadsticas de electricidad, http://www.iea.org/statistics/topics/Electricity/, 2013.


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Apndice 2: Beneficios para la sociedad de energas renovables

Tabla A2. Beneficios para la sociedad de en ergas renovables:Matriz de acumulacin de va lor, clculos estimados seleccionados de Europa, EE.UU. y ALC

Beneficios para lasociedad valorados en:

Beck (2009)a ASP (2005)b Nolan (2011)c Wiesmeth yGolde (2011)

d

Brown (2011)e

Centavos US$/kWh Solar, Arizona Solar, EE.UU. Solar, Texas Elica, Texas Biomasa Elica, BrasilCambio climticoEmisiones 0,3-1,9/kWh 0,28-

3,6/kWh0,28-4,00/kWh

Seguridad energtica

Volatilidad de losprecios del petrleo/valor de la coberturacontra la fluctuacin delos precios delcombustible

0,4-1,0/kWh(gas)

4,0/kWh(petrleo)

Contaminacin 0,01-1,9/kWhEconmicos

Creacin neta de empleo 3.7empleos/MW

Total 7,91-14,11/kWh

7,75-51,3/kWh

0,28-3,6/kWh

0,28-4,00/kWh

3,1 27,0/kWh -

Fuentes:aBeck. Distributed Renewable Energy Operating Impacts and Valuation Study, para el Servicio Pblico de Arizona (Arizona Public Service), enero2009.bAmericans for Solar Power (ASP), Build-Up of PV Value in California Methodology, 13 de abril de 2005.www.suncentricinc.com/downloads/aspv2005.pdf.cNolan. Valuing the Wind: Renewable Energy Policies and Air Pollution Avoided. 2011. Universidad de California en SanDiego.http://econ.ucsd.edu/~knovan/pdfs/Valuing_the_Wind.pdf.dWiesmeth y Golde. Social-economic Benefits of Renewable Energy. 2011. Universidad Tcnica de Dresde.eBrown. Wind power in northeastern Brazil: Local burdens, regional benefits and growing opposition. Climate and Development, 3:4, 2011.


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Apndice 3: Metodologa Costo normalizado de electricidad

Para poder hacer un clculo estimado de los beneficios para la sociedad (costos evitados y beneficioseconmicos), es preciso estimar el costo normalizado de la electricidad (LCOE) del sector elctrico de ALC ensu conjunto y de las principales tecnologas actuales (y previstas), tanto NRET como no NRET. El LCOE

estimado de la energa elctrica total de ALC en la trayectoria BAU es de US$0,057/kWh (US$0,066/kWh en latrayectoria Combinada GEA). Estos clculos se estimaron expandiendo las proyecciones del modelo deevaluacin energtica mundial (GEA) del IIASA para ALC y haciendo inferencias a partir de ellas.

Trayectoria BAU del modelo GEA del IIASA y trayectoria Combinada GEAEl modelo GEA contiene proyecciones de las combinaciones de energa primaria, secundaria y final; gastos einversiones globales del sistema energtico (con una cantidad de desgloses que son suficientes para dichosclculos o que se subdividen an ms en este estudio en los elementos de la combinacin de electricidad,usando factores de la combinacin de generacin) ; y otros parmetros incluidos emisiones, extracciones decombustibles fsiles, comercio de energa secundaria, tendencias demogrficas, PIB e ingreso per cpita, tanto

de una trayectoria energtica contrafactual (sin cambios o BAU) y para un nmero de trayectorias deescenarios alternativos19. El modelo GEA presenta tales proyecciones en conjuntos divididos de datos a diezaos, desde 2010 hasta 2100, tanto para el mundo en su conjunto como para varias de sus regiones, entreellas ALC (ms informacin sobre el modelo GEA del IIASA y el clculo estimado de los beneficios para lasociedad en el Apndice 4).

El clculo de los LCOE del sistema elctrico de ALC en su conjunto se hace aislando los costos proyectados fijosy variables de la electricidad tanto en la trayectoria BAU como en el ms medular de los escenarios de latrayectoria del IIASA: el escenario de la trayectoria Combinada GEA (con transporte avanzado; o CombinadaGEA I, en nuestro estudio). La trayectoria Combinada GEA se caracteriza por: 1) una cartera Pareto maximizadacompleta de tecnologas disponibles (lo que significa que no hay restricciones a priori del uso de fuente alguna

de energa y que la seleccin responde a las elecciones del libre mercado), y 2) una electrificacin considerabledel sector del transporte de ALC en el futuro. Una vez que se determinan los costos proyectados a partir de labase de datos del modelo, se repite el ejercicio para la generacin elctrica proyectada de ALC en la trayectoriaBAU y combinada. Posteriormente, despus de haber cuantificado el LCOE del sector elctrico de ALC en suconjunto, es preciso emprender ejercicios similares para cada fuente de energa de la combinacin actual yfutura de electricidad, desde 2010 hasta 2050.

Este escenario de la trayectoria Combinada GEA es revelador y tambin til cuando se contrasta con lareferencia de la trayectoria BAU. El impacto ms notable de la combinacin de electricidad de ALC comoresultado de cualquier desplazamiento de la trayectoria BAU a la trayectoria Combinada GEA para el ao 2050es una expansin considerable de las NRET (solar y elica) que consigue desalojar buena parte de lo que de

otro modo habra sido (en la trayectoria BAU) una expansin considerable de la fuente gas. Hay variacionesmenores en las fuentes geotrmica (levemente menor en la trayectoria Combinada GEA que en la BAU),biomsica (levemente mayor), nuclear (levemente menor), petrolera (bsicamente, sin variacin, aunquelevemente menor) y carbonfera (un poco menor). Sin embargo, al final, todas esas pequeas variaciones entre

19El modelo tambin incluye informacin de otras trayectorias potenciales (41 en total) que alcanzan un nivel de transformacin del sistemaenergtico suficiente para reducir las emisiones de GHG a los niveles meta internacionales correspondientes a un nivel de re sguardo de dosgrados (equivalente a 450 ppm de CO2e), eliminar aproximadamente en su totalidad la pobreza energtica, mejorar los niveles de eficienciaenergtica entre 20% y 50%, y satisfacer la demanda de energa proyectada a una tasa de crecimiento anual promedio del PIB de 3,5%.


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estas fuentes de generacin terciaria se cancelan unas a otras. La generacin hidroelctrica se ampla enambas trayectorias en la misma medida (sin variacin real, aunque con un incremento leve), lo que deja laampliacin incremental sobre la BAU de la generacin a partir de la energa solar y elica en la trayectoriaCombinada GEA como una variable medular determinante en la cuantificacin de los beneficios para lasociedad de las NRET en ALC.

Principales diferencias entre la trayectoria BAU (basada en las tendencias actuales) y el escenario combinadoGEA se presentan en la Tabla A3.a (vase tambin Figura A3.a). La participacin de las NRET en la combinacinacumulada de generacin elctrica para el ao 2050 aumenta de 11% en el escenario BAU a 21% en latrayectoria Combinada GEA. Por su parte, los combustibles fsiles caen de 41% de la combinacin acumuladaen el escenario BAU a 31% en la trayectoria Combinada GEA. Esta reduccin es una variable medular sobre laque se hace posible aislar ms fcilmente beneficios para la sociedad.

Tabla A3.a Caractersticas principales de la trayectoria BAU comparada con la trayectoria Combinada GEA

Fuente: Base de datos de proyecciones del modelo GEA del IIASA (2013) y clculos propios.

NRET en la combinacin de generacin BAU Combinada GEAAcumulado 2010-2050 11% 21%-Anual 2010 1% 1%

-Anual 2030 7% 14%-Anual 2050 22% 39%Combustibles fsiles en la mezcla de generacinenergticaAcumulado 2010-2050 41% 31%-Anual 2010 37% 37%-Anual 2030 42% 34%-Anual 2050 41% 26%Crecimiento anual promedio proyectado del PIB 3,5% 3,5%Eficiencia Tasas histricas de mejora Demanda final 41% menor que los

niveles BAUInversin en demanda 2010-2050 No hay inversin en

demandaInversin de US$392.000 millones endemanda

Captura y almacenamiento de carbono (CCS por sus

siglas en ingls) 2010-50

Nada Inversin de US$95.000 millones en

demandaToneladas de emisiones per cpita en 2050 9,3 3,7 sin medidas en AFOLU2,0 con medidas en AFOLU

Electrificacin Nada Considerable electrificacin del sectortransporte


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Figura A3.a Desplazam iento de los combustibles fsilesde la generacin por parte de las NRET en la trayectoria Comb inada GEA


La ecuacin estndar del LCOE contempla el descuento de la suma acumulada de todos los costos (tantos fijoscomo variables) a lo largo de la duracin/perodo pertinente en cuestin (en este caso, de 2010 a 2050) hastael valor presente neto a una tasa de descuento determinada (5% en este estudio)20, para luego dividirla entre lasuma acumulada de todos los kWh de energa elctrica producidos a lo largo del mismo perodo (tambindescontada al valor presente). Esto se hizo tomando cada proyeccin de datos del GEA relacionada con los

costos en la trayectoria BAU y sumndolas, los costos incluyen: Gastos en energa distintos a inversin (es decir, por concepto de operacin y mantenimiento, tanto

privado como pblico, incluidos los mecanismos de apoyo) con una asignacin ajustada al sectorelctrico

Inversin en generacin de fuentes no fsiles, con una fraccin ajustada para cada una de las fuentesespecficas de generacin elctrica

Inversin en generacin a partir de fuentes fsiles, con una fraccin ajustada para cada una de lasfuentes de generacin a partir de combustibles fsiles especficas

Inversin en transmisin y distribucin, junto con acumulacin, con una fraccin ajustada para cadafuentes de generacin

Inversin en extraccin a partir de fuentes fsiles y CAC; una vez ms, con fracciones ajustadas paraelectricidad y fuentes dadas de generacin21).

Las fracciones ajustadas se obtienen aplicando primeramente la participacin de la electricidad en lacombinacin de energa secundaria (alrededor del 33%) y luego tomando en cuenta la participacin de cada

20Se consider que una tasa de descuento de 5% era una tasa real de retorno conservadora. El Apndice 4 incluye un anlisis de sensibilidaddirigido a determinar el impacto en los LCOE y los niveles relativos de beneficios para la sociedad bajo distintas tasas de descuento.21Aunque la trayectoria BAU no prev ninguna inversin energtica en medidas de la demanda, la trayectoria Combinada GEA lo hace, y por lotanto incluye costos de la demanda relacionados con la electricidad por el orden de US$392.000 millones acumulados entre 2010 y 2050.

solar wind Geoth Hydro Nuclear Biomass Gas Oil Coal

BAU Trajectory 13.48 20.13 1.03 142.92 2.10 4.39 119.82 3.24 5.55

GEA Mix I Pathway 18.22 47.52 1.00 144.52 2.05 5.88 94.25 3.23 2.33

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Exa-JoulesAcumulados

2010

-50

Mezcla Acumulada de Generacin en ALC 2010-2050

BAU Trajectory GEA Mix I Pathway

NRETs:+32EJ, +9.85p.p.

Otras opciones 'Bajas en Carbono':+3EJ: sin cambio en contribucin enla composicin de la mezcla de la generacin

Combustibles Fsiles:-29EJ, -9.85p.p.

solar elica geoter hidro nuclear biomasa gas petrleo carbn

Trayectoria BAU Trayectoria combinada GEA

Combinada GEA

BAU


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fuente de electricidad en la mezcla de generacin actual y futura de ALC. A continuacin se efecta un ejerciciode adicin similar con la generacin proyectada de todas las fuentes de electricidad de ALC hasta el 2050.

La base de datos de proyecciones del modelo GEA presenta datos de costos aislados y de generacin comounidades de miles de millones de dlares estadounidenses (2005) y exajulios (EJ), respectivamente,

proyectados anualmente para 2010, 2020, 2030, 2040 y 2050. Las series de cada uno de los aos intermedioshasta el 2050 se aproximaron calculando un desplazamiento lineal de cada proyeccin de datos de una dcadaa la siguiente. Luego se sumaron las series de datos ajustados de 2010 a 2050, descontndolas eintroducindolas en la ecuacin de LCOE las sumas de costos agregados descontados en el numerador y lasuma de la generacin total descontada (convertida de EJ a kWh), en el denominadorlo que arroja el LCOE entrminos de centavos de US$/kWh para toda la combinacin de energa elctrica de ALC.

Ejemplo de clculo del LCOE: sector elctrico completo de ALC en las trayectorias BAU y Combinada GEA

A modo de parmetro inicial de referencia, se calcula el LCOE estimado del sector elctrico de ALC en suconjunto, como se mencion antes. Primero se toma del modelo GEA del IIASA las cifras proyectadas en latrayectoria BAU de inversin en generacin de electricidad a partir de fuentes no fsiles para 2010

(US$30.900 millones anuales), 2020 (US$12.700 millones), 2030 (US$24.450 millones), 2040 (US$34.400millones) y 2050 (US$30.900 millones). Posteriormente, con la simplificacin de una suposicin lineal, seestima la cantidad de cada ao (entre cifras anuales demarcadoras de dcadas), para producir proyeccionestotales anuales para cada uno de los 41 aos (desde 2010 hasta 2050), cuya suma asciende a un total deUS$966.600 millones. Se emplea el mismo procedimiento (de cifras anuales de 2010-2050) para ALC en suconjunto en los dems mbitos de costos de la electricidad: inversin en generacin elctrica a partir defuentes fsiles (US$85.500 millones), inversin en transmisin, distribucin y acumulacin (US$885.000millones), inversin en extraccin de combustibles fsiles destinados a la electricidad (15% del total; laparticipacin de la electricidad en el uso total de combustibles fsiles, o US$529.000 millones) y gastos enenerga distintos a inversin asignados a la electricidad (se asume que es de una tercera parte del total de todoel sector energtico en su conjunto participacin de la electricidad en la combinacin energtica secundaria

en 2050o US$1.334.000 millones). Estos subtotales de costos se agregan entonces para obtener una sumaglobal de US$3.800.000 millones en costos totales para el sector elctrico completo de ALC entre 2010 y2050, y luego se vuelve a descontar a 2010 a una tasa de descuento de 5%, lo que arroja US$931.120 millones.Este valor, el valor presente neto del total de costos proyectados de la electricidad desde 2010 hasta 2050 enla trayectoria BAU, se coloca en el numerador.

El denominador se obtiene tomando los niveles proyectados de generacin elctrica de toda ALC en latrayectoria BAU hasta 2050 y sumndolos de la manera antes descrita (4,57 EJ en 2010, 5,82 EJ en 2020, 7,4 EJen 2030, 9,57 EJ en 2040 y 12,43 EJ en 2050) para un total de 312,66 EJ de energa elctrica producida entre2010 y 2050. Esta suma se descuenta a razn de 5% para obtener un valor presente neto de 58,83 EJ. Losexajulios se pueden convertir en kWh multiplicndolos primero por un billn y luego dividindolos entre el

factor de conversin de 3,6, para obtener kWh: en este caso, 16,3 billones de kWh. Este valor, el valor presenteneto de la generacin de electricidad proyectada de ALC en la trayectoria BAU, se pone en el denominador.

Dividiendo US$931.120 millones entre 16,3 billones de kWh arroja un LCOE de la electricidad de ALC en suconjunto de US$0,057/kWh, o US$57/MWh (Tabla A3.b). Este ejercicio completo se efecta entonces para latrayectoria Combinada GEA, para obtener un LCOE de la electricidad de ALC en su conjunto de US$0,066/kWh,o US$66/MWh (Tabla A3.c).


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Tabla A3.b Costo regional normalizado de electricidad para A LC, 2010-2050 , trayectoria BAU2010 2020 2030 2040 2050 Total 41aos Total descontado5%

Generacin elctrica en EJ 4,57 5,82 7,38 9,57 12,43 312,7 58,83

Billones de kWh 16,3

Costo anual en miles de millones 57,01 55,85 91,21 130,24 150,01 3.800,3 932,12

Generacin a partir de combustibles nofsiles

19,26 12,71 24,45 34,41 30,92 966,6

Transmisin, distribucin y acumulacin 15,84 16,46 20,74 27,1 32,55 885,04

Generacin a partir de combustiblesfsiles

1,82 1,46 2,05 2,25 3,75 85,5

Extraccin de combustibles fsiles 29,9 44,23 88,03 143,78 169,7 3.758,3

Vinculado a la electricidad 4,12 6,09 12,12 19,80 23,37 529

Captura y almacenamiento de carbono(CCS por sus siglas en ingls)

0 0 0 0 0 0

Vinculado a la electricidad 0 0 0 0 0 0Gastos energticos distintos a inversin 48,12 57,58 95,71 140,15 178,54 4043

Vinculado a la electricidad 15,88 19,00 31,58 46,25 58,92 1.334,2

LCOE total de ALC en US$/kWh 0,057



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Tabla A3.c Costo regional normalizado de electricidad para ALC, 2010-2050, trayectoria Combinada GEA2010 2020 2030 2040 2050 Total41 aos Total descontadoa 5%

Generacin de electricidad en EJ 4,57 5,56 7,38 9,86 13,62 319,10 58,16

Billones de kWh 16,15

Costo anual en miles de millones 57,39 54,46 91,60 134,96 179,19 4.384,08 1.074,36

Inversin en demanda elctrica 391,82

Generacin a partir de combustibles no fsiles 19,27 14,91 23,83 34,72 48,89 1.075,37

Transmisin, distribucin y acumulacin 15,84 14,84 22,82 30,98 39,94 965,26

Generacin a partir de combustibles fsiles 1,84 1,04 2,51 2,17 2,18 77,30

Extraccin de combustibles fsiles 29,9 26,97 45,74 58,57 51,83 1.721,50


Captura y almacenamiento de carbono (CCS por sussiglas en ingls) vinculado a la electricidad

0 0 1,64 3,91 7,93 95,10

Gasto energtico distinto a inversin 43,13 54,73 94,87 154,6 210,56 4.310,52


LCOE total de ALC en US$/kWh 0,066



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