ESTUDIO DE IDENTIFICACION PROYECTO HIDROELÉCTRICO DEL BALA, COMPONENTE 1 ANGOSTO CHEPETE 400.

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ANALISIS DE ASPECTOS TECNICOS Y ECONOMICOS ESTUDIO DE IDENTIFICACION PROYECTO HIDROELECTRICO DEL BALA, COMPONENTE 1 ANGOSTO CHEPETE 400.

Ing. José Luis Monroy Cuellar


PRESENTACION 1. ANTE ANTECE CEDE DENT NTEES 2. ESTUD TUDIO DE ALTE TER RNATIV TIVAS DEL PROYECTO HIDR IDROEL OELECTRI TRICO BALA. 3. ESTUD TUDIO DE IDENTI ENTIFFICACIÓN IÓN PROYECTO HIDROELÉ ELÉCTRI TRICO EL BALA COMPONENT NTEE 1 ANG ANGOSTO CHEPETE 400. 00. 4. ASP ASPECTOS CTOS TE TECN CNIC ICOS OS.. 5. ASPE ASPECT CTOS OS ECONOM ONOMIC ICOS OS


1. ANTECEDENTES Desde la década de los años 50 del siglo pasado se han realizado una serie de estu estudi dios os par para ins instala alar una una cent centrral hidr hidroe oelé lécctric tricaa en el ang angost osto del del Bala Bala.. Uno de los más importantes es el desarrollado por el Dr. Ing. H. Press con apoyo de la Embajada de Alemania que pla plantea la construcc ucción de una presa de 205 m de altura a la cota 500 msnm. con una potencia instalada de 1.600 MW contando con 12 equip quipos os de gener neraci ación con tu turrbina binass tipo tipo Franci anciss. En Abril del 2015, ENDE licita el “Estudio de Identificación del Proyecto Hidro Hidroelé eléctr ctric ico o del Bala”, por un monto cercano a los 25 millones de Bolivianos. La empr mpresa esa ital italia iana na GEODATA se adjudica el proyecto con plazo de entrega de Juli ulio de 2016.

INSTITUTO INSTITUT O DE HIDRAULI HIDRAULICA CA E HIDROLOGIA HIDROLOGIA IHH - UMSA Ubicación del Proyecto

El proyecto se encuentra ubicado en el departamento de La Paz, entre las Provincias: Franz Tamayo, Larecaja, Caranav Caranavii y Sud Yung Yungas. as. Abarca partes de las Áreas Protegidas de Parque Nacional y Área Natural de Manejo Integr Integrado ado Madidi y la Reserva Reserva de la Biosfera y Tierra Comunitaria de Origen Pilón Lajas.

Fuente: Re Resúme súmen n Ejecutiv Ejecutivo. o. Geodat Geodataa 2016. 2016.


2. ESTUDIO DE ALTERNATIVAS HIDROE HID ROELE LECTRI CTRICO CO BA BALA. LA.

DEL

PROYECTO

Toda la información ha sido extraída de los documentos que se conocen del proy proyec ecto to:: Fich Fichaa Ambi Ambien enta tall y Re Resu sume men n Ejecu Ejecuti tivvo. Sociedad GE GEOD ODA ATA ENGINEE ENGINEERING RING S.p.A. adju La Empresa Sociedad adjudi diccataria aria del del proyecto : “Estudios de Identifica icació ción del Proyecto Hidroeléctrico ico el Bala”, licitado por ENDE, ha realizado el Estudio de Alternativas de los aprovechamientos hidroeléctricos en el río Beni en el tramo comprendido entre los ango ngostos del del Beu Beu agua guas arriba y del Susi usi aguas abaj bajo del estrecho del Bala Bala,, cump cumplilien endo do con los los Térmi érmino noss de Referenci encia. a.

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Tramo de Estudio


Se consideraron las alternativas de presas:

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Bala Alto 400 (Represa a la cota 400 msnm en el estrecho del Bala) Bala Medio 252 (Represa a la cota 252 msnm en el estrecho del Bala) Bala Bajo 242 (Represa a la cota 242 msnm en el estrecho del Bala) Bala Muy Bajo 220 (Represa a la cota 220 msnm en el estrecho del Bala) Chepete Alto 400 (Represa (Represa a la cota 400 en el estrecho estrecho del Chepete) Beu Alto 400 (represa (represa a la cota 400 en el estrecho estrecho del Beu)


Diagrama de Alternativas

Fuente: Resúme Resúmen n Ejecutivo Ejecutivo.. Geodat Geodataa 2016. 2016.

Se adopta la 400 msnm como cota límite con el fin de no inundar algunas poblaciones, principalmente la población de Sapecho que cuenta con impo import rtan anccia region gional al prin princi cipa pallmen mente como omo prod produc ucttore ores de cacao acao y sede sede de la Facultad de Agronomía de la UMSA. Esta población se encuentra a la cota 414 msnm


De acue acuerrdo con los los TDR DRss se han han cons onside iderado combi ombina naci cion ones es de las las ante anterriore ioress alternat nativas como desarrollo de centra trales les hidroeléctricas icas en casc ascada. da. De las muchas alternativas de combinación, 22 en total, se han elegido 4 para un anál anális isis is más más prof profun undo: do: Alternativas Elegidas


Para elegir la alternativa más conveniente, se ha considerado la sostenibilidad ambi ambieent ntal al,, soci social al,, técni écnica ca,, econ económ ómic ica, a, y fina financ ncie ierra de las las alte altern rnat ativ ivas as sus suste ten ntada tada en la Ley Nº 300, Ley Marco de la Madre Tierra y Desarrollo Integral para Vivir Bien y el Pr Prot otoc ocol olo o de Evalu luac ació ión n de la Sos ostteni nibi billid idad ad de Hi Hid droe oele lect ctri rici cida dad d pr prop opue uessto po porr la As Asoc ocia iaci ción ón In Inte tern rnac acio iona nall de Hi Hidr droe oele lect ctri rici cida dad d (I (IHA HA). ). La elección se ha realizado empl emplea eand ndo o el Anál Anális isis is Mult Multii-Cr Crit iter erio io (AMC (AMC). ). Macrocrit Macrocriterios erios y Subcriterios Subcriterios aplicados aplicados en el análisis análisis de alternativ alternativas as


Final inalm mente la alte lternati nativva elegi legida da fue fue: Chepe hepete te 400 + Bal Bala 220, 220, que que seg según Geod Geodaata esta alternativa es la más viable tanto ambiental, social, técnica y financieramente. Alternativa Elegida

Fuente: Resumen Resumen Ejecutivo. Ejecutivo. Geodat Geodataa 2016

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3. ESTUDIO DE IDENTIFICACIÓN PROYECTO HIDROELÉCTRICO EL BALA COMPONENTE 1 ANGOSTO CHEP CH EPET ETEE 40 400. 0. La información relev levante extraída de la Ficha Ambien iental y el Resumen men Eje Ejecutivo ivo de la alternativa elegida Chepete 400 + Bala 220 se detalla a continuación. Es nece necessari ario cons onside iderar que que tanto anto la Ficha icha Ambi Ambieental como omo el Resume umen Eje Ejecuti cutivvo se refieren únicame amente a la presa Chepete 400 debido a que se ha considerado que la construcción simultánea de ambas represas: la del del Chep hepete y la del Bala no es factible ni técnica ni financieramente. Se considera que la represa del Bala de aproximadamente 22 m de altura que se estima generará una potencia de 352 MW. debería ejecutarse de 10 a 15 años después de la de Chepete.


3.1 Objetivos Los objetivos específicos del proyecto plantean una potencia instalada de la central de 3.300 MW contando con 16 turbinas tipo Francis de 206,25 MW de potencia cada una.

3.2 Vida útil y producción anual de energía. Se calcula una vida útil del proyecto de 100 años con una producción anual estimada de energía de 15.471 GWH/año.

3.3 Costo de la inversión. Ficha Ambien Ambiental tal se estima un costo de inversión del orden de En la Ficha 6.91 .912.08 .088.8 8.879,85 9,85 dóla dólarres, a ser ser cubi cubieerto rto con finan inanci ciam amie ien nto exte xterno rno del del 70% y fina financ ncia iami mieent nto o loca locall del del 30%. 30%.


3.4 Túneles de desviación. En la ficha se especifica que para la construcción de la represa se prevé la desviació ción del río río Ben Beni const nstruy ruyendo cinco túneles les revestido idos de hormig migón, tres en el margen derecho y dos en el izquierdo del río Beni. Cada túnel contará con diámetro de 15,5 m y longitud promedio de 1160 m. Cuatro de estos túneles, dos de la margen derecha y dos de la izquierda servi rvirán luego como túneles de carga de la cent centrral hidr hidroe oelé léct ctri rica ca.. A partir del análisis de los documentos, se interpreta que en la etapa de operación, los túneles serán conductos a presión que llevarán el flujo captado en las las to torr rres es de boca bocattoma, oma, ag agua uass ab abaj ajo o de la pres presa a ha hassta cier cierta ta cota cota de dond donde e partirán los conductos a presión hasta las turbinas hidráulicas. Se desconoce si será serán n ne nece cesa sari rias as chime chimene neas as de eq equi uili libr brio io en la trans transic ición ión en entr tre e el tú túnel nel y los los conductos a presión.


3.5 Presa de embalse. Con respecto a la presa se especifica la siguiente información: la presa será una presa de gravedad de hormigón de 183 m de altura desde el nivel de fundación hasta la corona. Nivel de cimentación = 220 msnm Nivel de corona = 403 msnm

3.6 Embalse. El embalse tendrá las siguientes características dependiendo de la altura de la presa: Niveles en el Embalse Nivel de agua

Cota (m.s.n. m.)

Superficie inundada (km2)

Volumen embalsado (km3)

Nivel máximo extraordinario

400

679,98

37,78

Nivel de operación vertedero

390

595,28

31.43

321,35

195,06

5,53

Nivel de operación mínimo

Fuente: Elaboración propia en base a datos del Resumen Ejecutivo


Con respecto a la altura de sedimentos en la presa se especifica la cota 298,85 msnm con un volumen muerto de 2,16 km 3.

3.7 Casa de máquinas. Se especific ificaan dos casas de máqui quinas en el pro proyecto constru truidas en caverna: la pri primer mera Chepete 1 ubicada en el margen derecho del río contará con 8 turbinas tipo Francis de eje vertical de 168,75 MW de potencia cada una. La segunda Chepete 2, ubicada en el margen izquierdo, tendrá las mismas car caracte acterí ríst stic icas as y equi equipa pami mien ento to que la prim primer era. a. Si se consideran 8 turbinas de 168,75 MW de potencia cada una se tendrá una potencia instalada de 1350 MW en cada casa de máquinas y no los 1650 MW que se especifica en los objetivos de la central.


3.8 Operación de la planta. El caudal de equipamiento de la planta, se adopta igual a 1300 m3/s que corresponden al 81% del del cauda udal medio del río Beni (1605 m3/s 3/s). Se espec pecific ificaa una potencia instalada de 3.300 MW donde 1650 MW provienen nen de Chepete 1 y los otros 1650 MW de Chepete 2, que trabajará con caudales exceden dentes de rebo rebose se.. Con respecto a la energía a generarse, se indica: “la gene generració ación n prim primar aria ia prom promeedio dio anua anuall será de 13.3 3.352 GWH/ WH/año año y la gener neraci ación secund cundar ariia de 2.11 .119 GWH/ GWH/añ año o, par para un to tottal gene enerado ado de 15.4 15.471 71 GWH/ GWH/añ año o”. Se en enti tien ende de qu que e 13.3 13.352 52 GWH WH/a /año ño prov proven endr drán án de la casa asa de máq máquina uinass Chepete 1 y 2.119 GWH/año de la casa de màquinas Chepete 2.


Esquema Esquema Central Hidroeléct Hidroeléctrica rica Chepete Chepete 1


4. ASPECTOS TECNICOS. En los Objetivos Específicos y en la Descripción de la Operación de la Planta , tanto en la Fi Fich chaa Am Ambi bieent ntal al como en el Re Resu sume men n Eje Ejecu cuti tivvo del proyecto se especifica que se contará con dos casas de máquinas: Chepete 1 y Chepete 2, similares en sus características y equipamiento, cada una equipada con 8 turbinas tipo Franci ncis de potencia unitaria de 206,25 MW, haciendo un total de 1650 MW en cada casa de máquinas y 3.300 MW en toda la central. Se entien iende que que se trata de 8 equi quipos de generació ción con turbinas tipo Francis con pot potencia ncia en bor bornes nes del del gener nerador ador de 206,25 ,25 MW. MW. Descr crip ipci ción ón de la lass Cas asas as de Máq áqui uina nass, en ambos Sin embargo, en la Des docu docum mentos, os, se esp especifi cificcan tamb tambiién dos dos casas asas de máqui áquina nass simi simillare ares ubic ubicaadas das en cada margen del río con 16 turbinas Francis, 8 en cada casa de máquinas pero con potencia unitaria de 168.75 MW. Esto supondría una potencia instalada de 1350 MW por casa y una total de 2700 MW en la planta. Posib osible lem ment ntee est esta contr ontrad adic iccción ión se deba deba a un error rror en la ela elabor boració ación n de la fich fichaa y el resume umen técnic nico del del proy proyeecto. cto.


4.1 Estimación del salto neto y bruto de la planta En los documentos analizados no se especifica el salto neto ni bruto de la planta. Es posi posibl blee esti estima marr estos stos pará paráme metr tros os fund fundam amen enttales ales de la cent centrral , cons consid ider eran ando do que que la pote potenc ncia ia gener enerad adaa es dir direct ectame ament ntee prop propor orci cion onal al al cauda audall y salt salto o net neto. Para la casa de máquinas Chepete 1, con un caudal regulado de equipamiento de 1300 m3/s , una potencia a generarse de 1650 MW y adoptando una eficiencia del conj conjun unto to tu turb rbin inaa – generador del 90%, se obtiene un salto neto Hn = 143,90 m. Si consi onside derramos amos un 2% de pér pérdida didass en el condu onduct cto o, has hasta la tu turrbina bina hidr hidráu áulilicca, el salt alto brut bruto o será igua iguall a: Hb = 146,84 m. Si consideramos que la casa de máquinas Chepete 2 se encuentre a la misma cota que Chepete 1 y que debe generar una potencia similar de 1650 MW. El caudal de equipamiento deberá también ser similar, es decir 1300 m3/s, con la diferencia, como se indica en los documentos analizados, que este caudal provendrá de caud caudal ales es excede cedent ntes es de rebo rebose se..


Esquema Central Hidroeléctrica Chepete


4.2 Estimación Estimació n de caudales de operación de la casa casa de maquin maq uinas as Chep Chepet etee 1 Para estimar los caudales de operación de la casa de máquinas Chepete 1 consi onside derrando ando un cauda audall de equip quipam amie ient nto o regul egulad ado o de 1300 1300 m3/s y un salto bruto de diseño adop doptado de 146,84 ,84 m., m., necesario para obtener la pot potencia de 1650 MW. se elab elabor oró ó la sigu siguie ient ntee tabl tabla. a. Saltos y caudales estimados de operación operación en la casa de máquinas Chepete 1


Niveles de agua, salto neto, caudal y potencia.

Fuente: Elaboración propia


4.3 Energía y Factor de Planta Con respecto respecto a la energía a generarse, generarse, en Chepete 1 se estima generar generar 13.352 GWH/año. Si consideramos que el Factor de Planta es la relación entre la energía utilizada y la energía disponible, en el mejor de los casos tendremos una energía disponible de 1650MWx8760h/año = 14.454 GWH/año, de donde se obtiene un factor de planta de 92,4%. En el caso de Chepete 2, se estima generar 2.119 GWH/año, dado que las caract acterísticas icas y equipamie amien nto de esta casa asa de máquinas es simi imilar a Chep hepete 1, se puede considerar que la energía disponible sea también similar, es decir 14.454 GWH/añ H/año o, en cons onsecue cuenci ncia el fact actor de plan plantta será de 14,7% ,7%. Considerando el factor de planta de 14,7%, una energía instalada disponible de 14.454 GWH y una potencia ins instalada de 1650 MW, se puede estima imar el tie tiempo que se considera que esta potencia será consumi umida, aproximadamente 1288 hr/año, 53,6 días, es decir prácticame amente 2 meses. Debido a que ambas casas de maquinas serán simil imilaares con el mism mismo o equipamiento, en consec secuen uencia con parecido costo, ser será nece necesa sari rio o ev eval alua uarr cuid cuidado adosa same ment ntee la rent rentab abililid idad ad de este este comp compon onen ente te


5. ASPECTOS ECONOMICOS En proyectos de energía hidroeléctrica básicamente se consideran los siguientes costos de inversión: 1.- Costos de construcción de las obras civiles. 2.- Costos de los equipos electrome electromecánicos. cánicos. 3.- Costos de inver inversión sión en: planificación, planificación, análisis de impacto ambiental, ambiental, costos ambientales de mitigación, y monitoreo de calidad de agua. Existen algunos estudios del costo de centrales hidroeléctricas en el mundo que nos permiten contar con rangos de inversión de acuerdo con la potencia instalada. Estos estudios generalmente manejan costos unitarios de inversión, como el que se muestra en la tabla siguiente.


Rango de costos de energía en ergía hidroeléctrica. Resumen de los principales parámetros de costos costos de 10 estudios.


Los primeros estudios y los más significativos muestran un estudio realizado en EEUU por Hall (2003) sobre 2.155 centrales hidroeléctricas con una potencia instalada total de 43.000 MW con costos de inversión de menos de 500 USD$/kW hasta 6.200 US USD D$/kW. Las centrales de menor potencia instalada cuentan con costos unitarios de inversión más altos y las de mayor potencia con costos más bajos. El segundo estudio sobre 250 centrales hidroeléctricas en el mundo con potencia total instala alada de 202. 02.000 MW realizado aplicando ndo el mode odelo energétic tico VLEEM EEM – 2003 2003,, desa desarr rrol olla lado do por por la Unió Unión n Eur Europea opea,, nos nos mues muestr traa costo ostoss de inv inversi ersión ón ent ntrre 450 USD$/k /kW W para centrale less de mayor potencia, hasta 4.500 USD$/ $/kkW para centrale less máss pe má pequ queñ eñas as.. En gener neral exis xiste el crit criter erio io de consi onside derrar repr repres esen enttativ ativo o de much muchos os proy proyec ecttos hidr hidro o energéticos un intervalo de costos de 1.000 a 3.000 USD$/kW. Muchas veces los proy proyec ecto toss pequ pequeñ eños os pued pueden en supe superrar est este rango ango de costo ostos. s.


5.1 Costo de de inversión inversión Proy Proyecto ecto Chepet Chepetee 400 Presupuesto en dólares, proyecto Angosto Chepete 400


Ficha Ambiental: Costo estimado de inversión = 6.912.088.879,87 USD$ El costo indicado en la tabla de presupuesto del Resumen Ejecutivo tiene un error de suma, por lo que la cifra de 6.337.088.879,85 6.337.088.879,85 USD$. no es real Considerando el costo total de 6.912.088.879,87 USD$ indicado en la Ficha Ambie mbien ntal y una una pot potencia ncia ins instalad aladaa de 3.30 .300 MW, MW, el costo unit nitario rio de proy proyeecto cto será de aprox aproxim imadam adament entee 2095 2095 USD$/kW USD$/kW.. que se encu ncuentra tra dentro del rango ngo de cost ostos acep acepta tabl blee en est este tipo tipo de proy proyec ecttos. os.


5.2 Costo equipo electromecánico Uno de los componentes significativos del costo de una planta hidroeléctrica es el costo del equipo de generación. A menor potencia instalada, este costo suele cobrar mayor importancia incluso algunas veces superando al costo de las obras civiles. Costos de equipos de generación hidroeléctrico con turbinas Francis para potencias instaladas mayores o iguales a 1.000 MW.

Fuente: Elaboración propia en base al artículo : ALVARADO A. Cesar. “Estimating E&M Powerhouse Costs” WATER POWER AND DAM CONSTRUCTION, br


Costo unitario máximo = 721,64 USD$/kW Costo un unitario mí mínimo = 203,30 USD$/kW Costo unitario promedio = 349,02 USD$/kW Casa asa de máqui áquina nass Chepe hepette 1 Cos Costo equi equipo poss de gene eneració ación n = 512. 512. 891. 891.85 855, 5,18 18 USD$ USD$.. Pot oten enci ciaa ins instalad aladaa = 1.65 1.650 0 MW Número de equipos = 8 Cos Costo un uniitario ario po porr equi equipo po = 310,84 ,84 USD$/ SD$/kW kW Casa Casa de máqui áquina nass Che Chepet pete 2 Cost Costo o equi equipo poss de gene generració ación n = 1.67 1.679. 9.61 614. 4.47 473, 3,46 46 USD$ USD$.. Pot oten enci ciaa ins instala talada da = 1.65 1.650 0 MW Número de equipos = 8 Cos Costo un unit itar ario io po porr equi equipo po = 1.01 1.017, 7,95 95 USD$ USD$/k /kW W


MUCHAS GRACIAS !

ESTUDIO DE IDENTIFICACION PROYECTO HIDROELÉCTRICO DEL BALA, COMPONENTE 1 ANGOSTO CHEPETE 400.

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