Administrar los riesgos y aprovechar las recompensas a través de CHP y CCHP

ABORDAR EL POTENCIAL DE CHP

CHP tiene un potencial de crecimiento, ya que las tendencias económicas, sociales y políticas funcionan a su favor, a diversos grados según la condición del país que lo utiliza. Algunos gobiernos nacionales, provinciales y estatales ofrecen incentivos de CHP que pueden incluir subsidios

de inversiones parciales, tarifas de alimentación (FIT, Feed-in Tariffs) estructuradas y favorables, importación de equipo de capital libres de impuestos y exoneraciones de impuestos de valor agregado, todos diseñados para promover combustibles más limpios y renovables y reducciones de las emisiones de gases del efecto invernadero, especialmente de las plantas de energía central alimentadas con carbón. Además, los programas para la electrificación rural en algunas naciones fomentan el desarrollo de proyectos de energía a baja escala en áreas periféricas, en las que el CHP puede ser especialmente beneficioso.

Si bien la confiabilidad de la energía local puede ser un impulsor clave del CHP o CCHP, la decisión de continuar con un proyecto generalmente está relacionada con el factor económico: ¿Los ahorros en costos de energía y los ingresos de la electricidad generada proporcionarán un adecuado retorno de la inversión en el equipo y su funcionamiento? Un factor clave que puede favorecer el CHP alimentado a gas es el margen entre costo total y costo primo de generación eléctrica, la diferencia en costo por unidad equivalente de energía entre los precios de gas natural comercial y las tarifas de electricidad. La perspectiva es más favorable cuando el margen entre costo total y costo primo de generación eléctrica es grande: los precios de combustible son relativamente bajos y el costo de electricidad es bastante alto. CHP también puede prosperar en las siguientes situaciones:

• El sistema funcionará con un alto factor de carga eléctrica y térmica o de enfriamiento.

• Las cargas eléctricas y térmicas coinciden durante un día típico.

• El sitio requiere una alta fiabilidad y calidad de la energía.

• El sistema de CHP puede servir como fuente de potencia de respaldo.

• Las bajas emisiones son importantes.

PONER EL CALOR A TRABAJAR

Con la tecnología actual, el calor de una planta de CHP es un recurso valioso y versátil (consulte el Anexo 1). Los modernos motores alternativos alimentados con gas de mezcla pobre son ricas fuentes de calor.

El escape del motor proporciona, por mucho, las temperaturas más altas y la mayor producción de calor. A una temperatura típica de aproximadamente 460 ºC (860 ºF), los gases de escape pueden generar vapor a presión intermedia para fines como el calentamiento del agua de alimentación de las calderas y vapor a baja presión para la esterilización, la pasteurización, la calefacción de espacios, el calentamiento de depósitos, la humidificación y el enfriamiento de absorción. La combustión suplementaria con gas natural puede aumentar la producción de calor de escape para producir vapor a mayores volúmenes y presiones para muchos usos industriales. El calor beneficioso también puede extraerse del agua de las camisas del motor, con calor de menor calidad disponible del enfriador de aceite (cuando no esté en el circuito de agua de las camisas) y posenfriador.

El agua caliente y el vapor son las salidas de motor clásicas en los sistemas de CHP, pero no son las únicas: se pueden convertir a otras formas para adaptarse a propósitos adicionales. Se puede pasar vapor o agua caliente a través de intercambiadores de calor para crear aire caliente para alimentar equipos como hornos y secadores. El vapor, el agua caliente o los gases de escape pueden pasar a enfriadores de absorción para producir agua fría para el enfriamiento de espacios o procesos. Los sistemas de recuperación térmica se pueden configurar para desplegar algo de calor para la producción de agua y vapor y el resto para enfriadores de absorción. Como alternativa, los sistemas pueden producir calor espacial en invierno y aire acondicionado en verano.

Más allá de la recuperación térmica, el dióxido de carbono es un subproducto utilizable de la generación de energía: los gases de escape del motor ricos en CO² se pueden limpiar en una unidad de reducción catalítica, enfriar y alimentar a un proceso. En invernaderos, por ejemplo, el CO² ayuda a que los cultivos crezcan más rápido, mejorando los rendimientos entre un 10 y un 20 por ciento. Los gases de escape también pueden proporcionar una fuente de CO² de bajo costo para aplicaciones industriales o incluso para la carbonatación en el embotellado de bebidas. Con la eficiencia al máximo nivel, un solo grupo electrógeno puede suministrar electricidad, calefacción de espacios o procesos, enfriamiento de espacios o procesos y CO², un concepto conocido como generación cuádruple.

La cogeneración no se limita a sistemas de alta ingeniería que maximizan la producción de electricidad y calor: la recuperación de calor simple y bien concebida puede mejorar la economía de muchos proyectos de corriente eléctrica con solo una modesta inversión adicional. Casi cualquier aplicación que implique aproximadamente 1.000 o más horas de funcionamiento anuales ofrece potencial para la recuperación térmica económica. El único requisito firme es que el valor del calor recuperado supere el costo adicional de los mecanismos de control y recuperación de calor.

CONOCER EL RIESGO

Ofrecer los beneficios de CHP significa abordar de manera responsable los riesgos inherentes en la construcción y la operación de las instalaciones. Para empezar, los proyectos tienden a ser relativamente pequeños, generalmente de 1 a 10 MW, aunque pueden tener "costos intangibles" (cargos legales y de desarrollo) similares a los de proyectos mucho más grandes. La energía y sus consideraciones ambientales generalmente no están dentro de las competencias principales de los propietarios del proyecto, y es posible que falte capital patrimonial, a pesar de los riesgos del proyecto que demanden niveles más altos de este. Este y otros factores hacen que sea esencial tener una gestión efectiva de los riesgos.

Riesgo de suministro de combustible

Un proyecto de CHP no tiene muchas probabilidades de triunfar si el suministro de combustible a largo plazo no puede predecirse o si la calidad del combustible es incierta. La economía de un proyecto generalmente depende de la cantidad específica de la energía producida, y un factor de capacidad del grupo electrógeno objetivo resultante. Un proyecto basado en, digamos, un factor de capacidad del 95 % seguramente fallará si el suministro de combustible frecuentemente se interrumpe o se restringe, o si la mala calidad del combustible previene que el equipo opere a una salida nominal completa.

Esta inquietud se amplía cuando un proyecto confía en un combustible no tradicional, como biogás de un relleno sanitario o desperdicios de procesamiento de alimentos. En dichos casos, el desarrollador del proyecto necesita un contrato irrefutable a largo plazo con un proveedor de materia prima y debería evitar situaciones que le permitan al proveedor contemplar ofertas de otros usuarios de materia prima. Para los proyectos alimentados con gas natural de la empresa de servicios públicos, el desarrollador necesita un contrato que ofrezca certidumbre razonable sobre el futuro precio del combustible. En cualquier caso, un prestamista generalmente requerirá un contrato que garantice un suministro adecuado de combustible y el precio de este durante dos años más allá del plazo de cancelación del préstamo.

Riesgo de ingresos

De manera similar, si vende potencia o calor, un proyecto de CHP necesita un contrato de compra de energía a largo plazo que vincule al comprador de la energía a un volumen específico de kilovatios hora, termias, o ambos, a los precios acordados mientras dure el plazo de financiación del proyecto. Los contratos de compra a corto plazo o los contratos de compra según sea necesario por lo general no se consideran financiables a menos que un garante sólido acepte pagar el préstamo independientemente de si la electricidad puede venderse. Un contrato idóneo generalmente incluye una obligación de compra obligatoria (por consumo mínimo). El comprador de energía no puede incumplir una compra por cualquier motivo, que incluye, por ejemplo, un mal funcionamiento de la línea de transmisión u otra instalación dentro del control del comprador que prevenga el flujo de energía. Como en los contratos de suministro de combustible, un contrato de acuerdo de compra de energía debe extenderse dos años más allá del plazo de cancelación del préstamo.

Riesgo de tecnología

No todas las tecnologías de generación están diseñadas, fabricadas y mantenidas con la misma calidad. Le corresponde al propietario del proyecto seleccionar los impulsores primarios, los generadores, los sistemas de recuperación térmica y el equipo auxiliar sin dejar de tener en cuenta el registro de seguimiento del rendimiento en aplicaciones similares. Si bien el costo instalado inicial por kilovatio hora es importante para el éxito del proyecto, la confiabilidad comprobada importa mucho más (consulte el Anexo 2). Como parte de la diligencia debida, el propietario de un proyecto debería pedirles a todos los proveedores de equipos prospectivos que brinden referencias y datos sobre proyectos exitosos de tamaño y tipo similar, usando un combustible similar.

Riesgo de operaciones

El rendimiento de la mejor tecnología generadora de energía es solo tan bueno como el soporte continuo que recibe en el campo. El mantenimiento inadecuado o las malas prácticas operativas pueden causar un tiempo de inactividad no planificado que ponga en peligro los resultados financieros del proyecto. Los propietarios del proyecto deberían esperar que un proveedor de equipos haya construido una infraestructura sustancial de respaldo al producto en el país. Esto puede incluir monitoreo y diagnóstico anónimo, soporte técnico a pedido, técnicos de servicio completamente calificados capaces de responder en menos de 24 horas, y una red de existencias y distribución de piezas local que garantice la entrega oportuna de piezas de repuesto originales del equipo original. Se deben presupuestar los gastos importantes, como los reparos de motores. La mayoría de los prestamistas del proyecto requerirán que se establezca y se financie con el tiempo una cuenta de reserva para el mantenimiento importante para cubrir estos costos periódicos. Una opción atractiva es celebrar un contrato completo de operaciones y mantenimiento con el proveedor del equipo que cubra todo el servicio planificado a un costo anual fijo. Esto generalmente rechazará la necesidad del propietario del proyecto de establecer una cuenta de reserva para el mantenimiento importante.

Riesgo de permisos

Cada mercado tiene su propio régimen de permisos. Quizás sean necesarios permisos de cumplimiento ambiental, operaciones de la fábrica, construcción, espacio aéreo, ruido, silvicultura y una variedad de otros requisitos. Las autoridades que otorgan los permisos pueden ser nacionales y locales. Es fundamental comprender los procesos de obtención de permisos y asignar el tiempo apropiado para obtenerlos. Algunos países han optimizado los procesos de obtención de permisos para proyectos pequeños de energía renovable, pero es un concepto erróneo suponer que los permisos ambientales para dichos proyectos serán simples de obtener.

Riesgo de construcción

Para la fase de ingeniería, obtención y construcción (EPC, Engineering, Procurement and Construction) de un proyecto de CHP se requieren un contratista experimentado y proveedores de componentes y equipos probados. Las garantías críticas de hitos, como la fecha de finalización del proyecto, la salida eléctrica y térmica neta y el régimen térmico del combustible en función de los parámetros de combustible locales, deben asegurarse de antemano. Los daños liquidados deberían ser pagaderos por omitir cualquier parámetro garantizado y debería ser suficiente para compensar el costo resultante o la pérdida de salida de energía.

Por ejemplo, los daños liquidados por no cumplir con la fecha de finalización deberían ser suficientes para cubrir el costo de interés adicional durante la construcción. Los daños liquidados para el régimen térmico compensan al propietario por el valor neto presente de combustible adicional que se consumirá mientras dure el contrato. Además, el propietario del proyecto debe tener suficiente equidad en reserva para cubrir un exceso de costos y aun así completar el proyecto.

Generalmente, los prestamistas requerirán un contrato de EPC de suma global que abarque la totalidad de la construcción del proyecto. Los prestamistas también pueden requerir compromisos de pago y rendimiento (o las cartas de crédito de contingencia comparable).

Riesgo de crédito

La financiación es un obstáculo clave para cualquier proyecto de CHP. Las dos formas básicas de financiación conllevan riesgos sustancialmente diferentes tanto para el prestamista como para el propietario del proyecto.

El financiamiento de un balance requiere que la compañía propietaria del proyecto comprometa, en efecto, "toda su fe y crédito" para este. Suponiendo que el propietario tenga un balance sólido, el financiamiento en este escenario debería ser relativamente rápido y fácil de obtener: el prestamista deriva comodidad en la forma del registro de seguimiento de la compañía, los activos, el flujo de caja y la rentabilidad. Eso significa un menor riesgo y, por lo tanto, generalmente una tasa de interés menor. Sin embargo, algunas compañías prefieren no llevar a cabo proyectos de energía en su balance, y los operan como entidades comerciales separadas o como contratos con terceros.

En dichos casos, se utiliza la financiación del proyecto sin recursos. Aquí, ninguna compañía matriz estable probada está detrás de las obligaciones de pago del proyecto. Su viabilidad financiera depende únicamente de los ingresos, las ganancias y el flujo de caja propios del proyecto. Dados los desafíos de recuperar los motores instalados y los componentes auxiliares y la naturaleza personalizada de los proyectos de corriente eléctrica, incluso el equipo en sí le ofrece al prestamista poco por garantía real. La diligencia debida se hace mucho más estricta: ¿hay un contrato de compra de potencia a largo plazo incorporado? ¿Cuán confiable es el suministro de materia prima para combustible? ¿Hay un contrato de suministro en el lugar? De ser así, ¿durante cuánto tiempo? ¿El desarrollador del proyecto experimentó en el sector de la energía o con la generación de potencia? Como el proceso de revisión está más involucrado y los riesgos son mayores, la tasa de interés y los costos de desarrollo generalmente serán más altos.

Esencialmente, desde la perspectiva de un prestamista, la diferencia entre el balance y el financiamiento del proyecto es como la diferencia entre invertir en una compañía estable con alto nivel de liquidez o invertir en una compañía que está arrancando.

Riesgo de seguro

Todo el proyecto debe asegurarse adecuadamente contra daño físico y responsabilidad pública por accidentes, daño a la propiedad o lesión personal. También debería tener un seguro contra pérdidas de ingresos por interrupción del negocio, por ejemplo, debido a una tormenta, inundación o incendio.

Riesgo de inflación

El modelo financiero debe incluir un factor de inflación adecuado que cubra tanto las ganancias como las pérdidas. Esto debe incluir la inflación en los costos de capital de construcción y también la inflación a largo plazo que puede afectar los costos de operación, como las piezas de repuesto, la mano de obra, las rentas y los gastos generales.

GESTIONAR LOS RIESGOS EFICAZMENTE

Todos estos riesgos pueden crear una interacción compleja entre múltiples necesidades y múltiples jugadores del proyecto (consulte la Figura 1). La financiación de un proyecto depende de un marco legal y vinculante de contratos que cubren todas las partes. Cada relación representa un riesgo que debe administrarse. En general, cuantos más actores, mayores los riesgos: el incumplimiento de una de las partes puede socavar todo el proyecto.

Los riesgos se gestionan a través de contratos escritos. Estos contratos deben asignar cada riesgo a la parte mejor calificada para gestionarlo (consulte la Figura 2). Todos estos contratos deben actuar en conjunto sin discrepancias o conflictos. Es posible que se necesiten varias repeticiones de los contratos antes de que puedan integrarse correctamente todas las relaciones y responsabilidades entre las partes.

ASPECTOS ECONÓMICOS DEL PROYECTO

Después de considerar todos los riesgos, el éxito de un proyecto de CHP se reduce al rendimiento económico, en particular al flujo de caja. Conforme a la financiación del proyecto, los prestamistas suelen exigir que el proyecto genere 1,5 veces el efectivo necesario para cubrir la obligación de pago (después de los impuestos y todos los gastos) durante cada año del préstamo del proyecto. El prestamista de un proyecto requerirá un modelo financiero detallado que muestre claramente todas las suposiciones y siga principios contables generalmente aceptados para reflejar con exactitud los aspectos económicos del proyecto. El modelo debe ser fácil de usar para que el prestamista pueda revisar varias situaciones hipotéticas y poner a prueba las debilidades y fortalezas de la economía del proyecto.

Apartado de ingresos

La base imponible asciende al valor de los kilovatios-hora y termias netos generados y vendidos. Eso, a su vez, depende de:

• Disponibilidad. Los ingresos se pierden siempre que el equipo de CHP no funciona, como sucede durante el mantenimiento y las reparaciones, o en ocasiones cuando el suministro de combustible se reduce o interrumpe.
• Factor de carga. Lo ideal es que el equipo generador funciona en su carga nominal completa; un déficit o una reducción en la calidad del combustible restringirán la producción y los ingresos.
• Rebajas. El sobrecalentamiento, las altas temperaturas ambiente y la gran altitud pueden impedir que el equipo de generación alcance su capacidad nominal.

Los ingresos también incluyen incentivos como los subsidios del gobierno y los beneficios fiscales y los descuentos que ofrecen los servicios públicos o las tarifas especiales de energía renovable.

Apartado de gastos

Del otro lado del libro mayor se encuentran los gastos de propiedad y operación:

• Combustible. Generalmente es el elemento más importante, ya que supone entre el 60 % y el 80 % del costo del proyecto (a menos que haya un "combustible de oportunidad" disponible).
• Gastos de capital. Esto incluye el costo del equipo generador y del de recuperación térmica, la producción de combustible, el interés durante la construcción, los costos legales y de desarrollo, la financiación para sobrecostos, la tasa de interés, la amortización del préstamo y la administración de la agenda del proyecto.
• Gastos de funcionamiento. Esto incluye dotación de personal, componentes de repuesto, suministros e insumos, motor/grupo electrógeno y mantenimiento y reparaciones de las instalaciones, reparo periódico de los motores e impuestos.

Del total de estos costos, se deduce un crédito térmico, el valor económico del calor recuperable.

El mantenimiento y las reparaciones son un gasto sobre el cual los propietarios del proyecto tienen un control sustancial. El mantenimiento predictivo puede ayudar a prolongar los intervalos de servicio y reparo de grupos electrógenos y reducir los costos de servicio hasta en un 15 %. Las buenas prácticas predictivas incluyen el análisis periódico del aceite para ayudar a optimizar los intervalos de servicio; el monitoreo de las tendencias, como el descanso de la válvula, el consumo de aceite y las emisiones para ajustar los programas de reparo y el uso de herramientas como análisis de vibraciones y termografía infrarroja para detectar problemas antes de que se produzcan las fallas.

En todo análisis económico se deben considerar los posibles riesgos de flujo de ingresos (disminución en el volumen o la calidad de gas, cortes en las líneas eléctricas que interrumpan las ventas de energía) y las ventajas (más y mejor calidad de gas de lo esperado, renegociación favorable del contrato de compra de energía o del precio de suministro de combustible, y disponibilidad de los equipos mayor a la esperada).

UNIENDO TODAS LAS PIEZAS

Una forma de simplificar un proyecto de CHP es trabajar con un socio debidamente calificado que administre ciertos riesgos básicos, como el fabricante del motor generador con una cartera tecnológica diversa, una red de distribuidores bien desarrollados y un sólido brazo financiero. Este socio puede aportar:

• Una variedad de tecnologías de generación en una amplia gama de clasificaciones de potencia que se adaptan a muchas aplicaciones. Esto puede incluir motores especialmente diseñados para funcionar con biocombustibles de baja energía y motores de diseño personalizado para las condiciones ambientales locales, la altitud, la calidad del combustible y los objetivos de rendimiento específicos del sitio.
• Distribuidoras nacionales con amplia experiencia en operar y mantener equipos de generación de energía y con técnicos de servicio locales. Estos distribuidores pueden ofrecer una amplia variedad de programas de servicio, desde mantenimiento y reparos básicos programados hasta contratos de servicio integrales de larga duración.
• Los distribuidores son capaces de gestionar la ingeniería, la adquisición y la construcción de todo el proyecto, además de suministrar todos los motores y generadores, transformadores, equipos de recuperación térmica y de conmutación, sistemas de tratamiento a gas y otros equipos auxiliares.
• Capacidad de financiación diversa que incluye un profundo conocimiento de las necesidades especiales de los proyectos de potencia en proyectos de CHP. Esto puede incluir experiencia en la financiación de proyectos pequeños ($5 millones o menos); conocimientos sobre los procesos de desarrollo, la economía del proyecto y los programas de incentivo en cada país; la capacidad para financiar proyectos enteros y no solo el equipo; y enfoques de financiación flexible que se adapten a las necesidades específicas del cliente.

Un atributo especialmente valioso en un socio es la capacidad para ofrecer financiación para la construcción, una especie de financiación transitoria mientras el proyecto está en construcción y aun no produce liquidez. Tras la finalización de una parte sustancial del proyecto, el préstamo de construcción se convierte en una financiación a largo plazo (consulte la figura 3).

Avanzar hacia el futuro

Los proyectos de CHP ofrecen grandes oportunidades para generar ganancias, mejorar la eficiencia energética y mejorar la sostenibilidad en la región de Asia Pacífico. Estos son tiempos favorables para que los operadores de instalaciones industriales y municipales exploren todo el potencial de producir electricidad, calor y refrigeración con una sola fuente de combustible.

ANEXO 1

APLICACIONES DE CCHP (consulte el Gráfico 1)

ANEXO 2

ES CUESTIÓN DE KILOVATIOS Y HORAS

Al evaluar el rendimiento de un proyecto de calor y potencia combinados, la eficiencia del equipo es importante, pero no tan importante como su disponibilidad (tiempo de actividad). En pocas palabras, siempre que un equipo generador está desconectado, produce cero ingresos. Sus kilovatios de capacidad se devalúan cuando se reducen las horas de operación.

Un simple escenario ilustra la concesión entre la eficiencia eléctrica del grupo electrógeno y la disponibilidad, y cómo repercute en los ingresos. Supongamos dos unidades de 1 MW, un precio de venta de electricidad de $70 por MWh y un costo de producción de combustible de US$1,90/GJ (US$2/MM Btu).

Supongamos ahora que ambas unidades funcionan al 96 % de su disponibilidad, pero que la unidad A tiene una eficiencia del 39 % mientras que la unidad B tiene una eficiencia del 42 %. En ese escenario, la Unidad B más eficiente tiene una ventaja de ingresos netos del 2,2 % (consulte la Tabla 2).

Ahora, para las mismas dos unidades, supongamos que la eficiencia eléctrica es la misma, del 42,1 %, pero que la disponibilidad de la unidad A es del 90 % y la de la unidad B es del 96 %. En este escenario, la unidad B más disponible tiene una ventaja de ingresos del 6,25 % (consulte la Tabla 3).

ANEXO 3

ASPECTOS ECONÓMICOS DEL PROYECTO DE CHP

Cada proyecto de CHP es diferente: no es posible aplicar un único modelo financiero simple, ya que el volumen y la calidad del combustible, los objetivos del propietario, los requisitos de potencia y térmicos locales, y otros parámetros varían sustancialmente. Sin embargo, le presentamos algunas reglas empíricas generales:

Gastos de capital típicos

El costo de capital depende de las tecnologías termales de generación de potencia y de producción de gas, y del diseño de la planta. Las cifras que corresponden al año 2013 de un proyecto en Asia son las siguientes:

• Para una planta típica de 2 MW, uno puede calcular una inversión de capital de US$1 millón.
• Si se necesita calor o enfriamiento por absorción, entonces es posible que se requiera una inversión adicional de US$0,5 millones.
• El balance de la planta puede aumentar hasta US$1 millón según la complejidad y las normas.
• Los gastos de permiso y otros costos intangibles pueden ascender a US$0,25 millones.

La economía del proyecto depende de si los ingresos provenientes de la venta de potencia y calor son adecuados para respaldar los costos de operación y capital y aun así ofrecer un flujo de caja razonable. Una tecnología de uso de capital más intensivo puede requerir un plazo de cancelación del préstamo más largo para generar suficiente flujo de caja. Si el plazo de cancelación del pago más prolongado no está respaldado por un contrato de compra de energía más extenso, entonces es posible que el proyecto no sea viable.

Condiciones de financiación

• Plazo típico del préstamo: mínimo de 7 años (el contrato de compra de energía debe ser 2 años más largo)
• Cantidad de carga típica; 70 % del costo de capital del proyecto total
• Interés durante la construcción: acumulado en el préstamo principal
• Tasa de interés: LIBOR más un margen que depende del análisis de riesgo del proyecto. La tasa variable puede convertirse en una tasa fija. La moneda local también puede estar disponible.
• Aranceles: tasas legales y honorarios del ingeniero del prestamista de pago adelantado
• Reserva para el servicio de la deuda: equivalente a seis meses de cobro principal más interés
• Cuenta de manejo de efectivo con un banco agente: cobrar pagos de compradores de energía, pagar gastos y préstamos, luego emitir dividendos.

Resultados

• Cociente para el servicio de la deuda no menor que 1.5:1 para la duración del préstamo
• Tasa de rendimiento de la participación de capital superior al 25 %
• Reembolso simple de menos de 5 años