Fecha de publicación: 15 de junio de 2024
Colaboradores: Alice Gomstyn y Alexandra Jonker
El costo nivelado de energía (LCOE) es una métrica para calibrar el costo promedio de la generación de electricidad a lo largo de la vida útil de un activo energético. El LCOE ayuda a determinar la viabilidad y competencia de un proyecto de generación de electricidad y también puede servir de indicador para proyectos de calefacción y enfriamiento.
Los cálculos de LCOE consideran los costos asociados con la construcción y operación de un activo energético a lo largo de su ciclo de vida, incluidos los costos de capital, combustible y mantenimiento. Diferentes modelos y herramientas de LCOE emplean diferentes variables y algunas fórmulas de LCOE son más complejas que otras. El LCOE también se conoce como el “costo nivelado de la electricidad”.
El análisis energético que incorpora el LCOE ayuda a empresas, desarrolladores e inversionistas a evaluar la competitividad de un proyecto de producción de energía. También permite la comparación de costos de generación de energía entre diferentes tipos de tecnología para fundamentar las decisiones de los responsables de elaborar políticas y los analistas.
El LCOE es una métrica importante para la transición energética global: el cambio de fuentes de energía de combustibles fósiles de altas emisiones a tecnologías de energía renovable y alternativas bajas en carbono. A medida que cambian las condiciones económicas y políticas, también cambia el panorama de la transición energética. Por ejemplo, los nuevos subsidios gubernamentales mejoran las perspectivas de financiamiento de los proyectos de energía renovable, mientras que el aumento de los costos del combustible hace que los proyectos basados en combustibles fósiles sean menos atractivos. En medio de tales desarrollos, el LCOE puede ayudar a los responsables de tomar decisiones a determinar la rentabilidad y la viabilidad de diferentes tecnologías y proyectos de generación de electricidad limpia.
A pesar de su uso generalizado, los críticos sugieren abordar el LCOE con precaución. Es posible que no presente una imagen completa del valor de un proyecto energético porque las fórmulas de LCOE excluyen factores importantes, como los costos específicos del sitio y la confiabilidad.1
El LCOE se puede determinar dividiendo los costos totales de vida útil de un activo energético entre la generación total de energía del activo durante su ciclo de vida. Las fórmulas de LCOE también pueden incluir una tasa de descuento para tener en cuenta la inflación y otros factores que afectan los flujos de efectivo futuros.
El resultado de los cálculos del LCOE es el precio al que una entidad generadora de energía debe vender esa energía para alcanzar el punto de equilibrio o, en términos financieros, lograr un valor actual neto (VAN) de 0. Generalmente se expresa como un precio por unidad de electricidad, como un kilovatio-hora (KWh) o un megavatio-hora (MWh).
Las variables incluidas y la complejidad general de este cálculo del costo de la energía pueden diferir según el método o la herramienta empleada. Por ejemplo, la herramienta del National Renewable Energy Laboratory (NREL) de EE. UU. para determinar el LCOE es una calculadora sencilla que toma en cuenta 8 variables, mientras que una herramienta de la Universidad de Stanford incluye más de una docena.
Aunque los factores empleados en los cálculos del LCOE varían, los más comunes incluyen:
El cálculo del LCOE requiere la introducción de un número determinado de años para fines de análisis. A menudo, se trata de la vida útil esperada del proyecto de generación de energía, que suele ser de dos décadas o más, dependiendo del tipo de recurso energético y la tecnología de que se trate.
Un factor de capacidad es la relación entre la energía realmente producida por una unidad generadora durante un periodo de tiempo determinado y la energía que se produjo si la unidad estuvo funcionando a plena potencia durante la totalidad de ese periodo. Una central eléctrica que genera energía todo el tiempo, por ejemplo, tiene un factor de capacidad del 100 %. En realidad, los factores de capacidad van desde el 92 % para las centrales nucleares hasta poco menos del 25 % para las instalaciones solares fotovoltaicas (FV solares).2
Los costos de capital son los costos iniciales del proyecto, incluidas las compras de terrenos, el equipo y la infraestructura para su funcionamiento. Por ejemplo, los costos de capital de una gran planta de energía eólica terrestre pueden incluir el costo de las evaluaciones de los recursos eólicos en el sitio del proyecto, los generadores de turbinas eólicas, el transporte de los generadores al sitio del proyecto y la interconexión eléctrica del sistema de energía a la red eléctrica.
No se debe confundir con los costos de capital, el costo capital se refiere al costo de financiar un proyecto. Un costo capital común es la tasa de interés pagada por un préstamo. Otros costos capitales incluyen los asociados con el financiamiento de capital (venta de acciones) y la emisión de bonos. En general, el costo capital refleja el riesgo que perciben los mercados financieros al proporcionar financiamiento para un proyecto.
En contabilidad y finanzas, una tasa de descuento es una tasa de interés empleada para determinar el valor actual de los flujos de efectivo futuros. En el sector energético, las tasas de descuento más bajas tienden a aumentar el atractivo de los proyectos de energía renovable, que tienen costos de capital más altos y costos operativos más bajos. A su vez, las tasas de descuento más altas aumentan el atractivo de los proyectos de combustibles fósiles, que cuentan con menores costos de capital pero mayores costos operativos.
Los gastos de combustible solo se consideran para las centrales eléctricas que requieren combustible, es decir, las centrales térmicas. Los combustibles empleados por las centrales térmicas incluyen combustibles fósiles como el carbón, el gas natural y la biomasa. La energía nuclear también es una forma de energía térmica; las plantas emplean uranio que se procesa para obtener combustible.
La tasa de calor es la cantidad de energía empleada en la producción de electricidad para generar un kilovatio-hora (kWh) de electricidad. Es una medida de la eficiencia de una central eléctrica y, al igual que el costo del combustible, suele ser una variable empleada para las centrales térmicas. A menudo se expresa en unidades térmicas británicas (Btu) por kWh neto.
También conocidos como costos O&M, los costos operativos y de mantenimiento a menudo se dividen en 2 categorías: fijos y variables. Los costos fijos no fluctúan en función de la producción de energía, mientras que los costos variables sí lo hacen. Por ejemplo, el costo de reemplazar el equipo que se desgasta más rápidamente cuando una planta de energía está en funcionamiento (en comparación con cuando la planta no está en funcionamiento) constituiría un costo variable operativo y de mantenimiento. Por otro lado, una prima de seguro anual es un ejemplo de un costo fijo.
Las entradas adicionales que pueden incluirse en los cálculos del LCOE son los costos de las emisiones de gases de efecto invernadero y los costos de desmantelamiento de las centrales eléctricas, entre otros.
Las tecnologías de almacenamiento de energía pueden ser un componente importante de los proyectos de energía renovable. No obstante, algunas fórmulas y calculadoras de LCOE, como la calculadora de NREL, no miden el costo del almacenamiento de energía.
En su lugar, los analistas podrían recurrir a fórmulas de costo nivelado de almacenamiento (LCOS). Utilizan estas fórmulas para calcular el costo unitario de energía descargada de un sistema de almacenamiento de energía durante un periodo determinado. Las fórmulas de LCOS, aunque se parecen a las fórmulas de LCOE, tienen algunas diferencias clave. Por ejemplo, en sus cálculos de LCOS, la Administración de Información Energética de Estados Unidos reemplaza el costo del combustible utilizado en las fórmulas de LCOE por el costo de la electricidad utilizada para cargar el sistema de almacenamiento.3
Cada una de las diferentes tecnologías y recursos energéticos tiene un LCOE diferente. Durante más de una década, el LCOE de las fuentes de energía renovables como la energía solar, la energía eólica terrestre y la energía eólica marina se redujo significativamente debido a la innovación, las crecientes economías de escala y el apoyo gubernamental. Por ejemplo, el LCOE de la energía eólica terrestre se redujo de un promedio de 135 USD por MWh en 2009 a menos de la mitad en 2024. Durante el mismo periodo, el precio promedio de la energía solar fotovoltaica a escala de servicios públicos se desplomó de 359 USD por MWh a 61 USD.4
El LCOE de la energía geotérmica no ha experimentado una disminución tan grande debido a los costos de capital relativamente altos en comparación con otras tecnologías de energía renovable. Sin embargo, los precios podrían caer más en el futuro debido a nuevas iniciativas, como Enhanced Geothermal Energy Shot, un programa de investigación del Departamento de Energía de EE. UU.
Estas tendencias a la baja ayudan a que las fuentes de energía renovable sean más competitivas con la generación a gas y carbón, que tienen un LCOE de hasta 228 USD y 168 USD, lo que respalda la transición energética global. Los conflictos geopolíticos contribuyeron al aumento de los costos de los combustibles fósiles y los precios de la electricidad, aumentando aún más el atractivo de los proyectos de energía renovable.
La pandemia de COVID-19 y las averías resultantes de la cadena de suministro nivelaron las caídas de los precios de las energías renovables. Sin embargo, para 2024, los desafíos de la cadena de suministro se conciliaron de acuerdo con el “Levelized Cost of Energy+”, un informe anual de LCOE de la empresa de servicios financieros Lazard. Al igual que en años anteriores, los analistas de la empresa concluyeron que “la competitividad de los costos de las energías renovables llevará al desplazamiento continuo de la generación convencional y a una combinación energética en evolución”.
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La energía renovable es la energía generada a partir de fuentes naturales que se reponen más rápido de lo que se utilizan.
En un mundo que se está calentando, la transición de combustibles fósiles a energías renovables está cobrando fuerza.
Conocer las ventajas y desventajas de las energías renovables puede ayudar a las organizaciones a planear mejor su despliegue.
La gestión de la energía es el monitoreo, el control y la optimización proactiva del consumo de energía de una organización para conservar el uso y disminuir los costos energéticos.
La capacidad de almacenar energía puede reducir el impacto ambiental de la producción y el consumo de energía y facilitar la expansión de las energías limpias y renovables.
Notas de pie de página
1 “Insider: Not All Electricity Is Equal—Uses and Misuses of Levelized Cost of Electricity (LCOE).” World Resources Institute. 1.º de agosto de 2019.
2 “What is Energy Generation Capacity?”. Office of Nuclear Energy, US Department of Energy. 1.º de mayo de 2020
3 “Levelized Costs of New Generation Resources in the Annual Energy Outlook.” U.S. Energy Information Administration. Abril de 2023.
4 “Levelized Cost of Energy+”. Lazard. Junio de 2024.