Embed Size (px)
Citation preview
1
ANÁLISIS ECONÓMICO DEL APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DE
BIOGÁS EN UN RELLENO SANITARIO
JOHN EDUARDO CAICEDO PERDOMO
VALERIA CLEMENT CAICEDO
PROGRAMA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
UNIVERSIDAD DEL VALLE
SANTIAGO DE CALI
MAYO 2015
2
ANÁLISIS ECONÓMICO DEL APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DE
BIOGÁS EN UN RELLENO SANITARIO
JOHN EDUARDO CAICEDO PERDOMO
VALERIA CLEMENT CAICEDO
Trabajo de Grado para Optar al Título de Ingeniero Industrial
Director:
Diego Fernando Manotas
PROGRAMA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
UNIVERSIDAD DEL VALLE
SANTIAGO DE CALI
3
MAYO 2015
NOTA DE ACEPTACIÓN
DIEGO FERNANDO MANOTAS
Director de Investigación
Evaluador
Evaluador
4
AGRADECIMIENTOS
En los recuerdos quedarán siempre los momentos que la Universidad del
Valle nos regaló. Millones de alegrías, conocimientos y buenas amistades.
Oportunidad indicada para agradecer a Dios, a nuestros padres, profesores y
director de proyecto de grado Diego Fernando Manotas, por ser guías,
conocimiento e inspiración.
A nuestros amigos univallunos, gracias por la compañía y sonrisas infinitas.
John Eduardo Caicedo Perdomo
Valeria Clement Caicedo
5
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................... 9
1. CONTEXTO GENERAL DE LA PROBLEMÁTICA ................................................. 12
1.1. Situación Actual en Colombia ............................................................................ 12
1.2. Justificación de un Proyecto de Aprovechamiento Energético ..................... 13
2. OBJETIVOS .................................................................................................................. 16
2.1 Objetivo General ........................................................................................................ 16
2.2 Objetivos Específicos ................................................................................................ 16
3. CARACTERIZACIÓN DEL RELLENO BAJO ESTUDIO ....................................... 17
3.1. Características Físicas del Relleno Bajo Estudio ............................................ 18
3.2. Índices de Disposición de Residuos.................................................................. 19
3.3. Composición de los Residuos ............................................................................ 19
3.4. Proyecciones de la Recuperación de Biogás .................................................. 20
3.4.1. Modelo Internacional para Biogás de LMOP-SCS .................................. 21
3.4.2. Proyecciones bajo el Modelo de Biogás ................................................... 26
4. MÉTODO DE VALORIZACIÓN ECONÓMICA DEL PROYECTO........................ 28
4.1. Revisión de casos similares de estudio ............................................................ 28
4.2. Selección de método de valorización económica ........................................... 30
5. PERFIL ECONÓMICO DEL PROYECTO ................................................................ 32
5.1. Supuestos operacionales y macroeconómicos ............................................... 32
5.2. Inversiones ............................................................................................................ 34
5.2.1. Inversión Sistema de Captación, Conducción y Control de Biogás ..... 34
5.2.2. Inversión Planta Generadora Energía y conexión a la red eléctrica .... 35
5.2.3. Inversión en Capital de Trabajo ................................................................. 36
5.3. Costos y Gastos ................................................................................................... 36
5.3.1. Costos anuales del sistema de captación y conducción de biogás ..... 37
5.3.2. Costos anuales de la planta de energía ................................................... 37
5.4. Beneficios .............................................................................................................. 38
5.4.1. Ingresos por producción de energía .......................................................... 38
6
5.4.2. Ingresos por venta bonos de Carbono ...................................................... 41
5.5. Variables de Entrada ........................................................................................... 44
5.5.1. Precios de Contratos de Energía ............................................................... 44
5.5.2. Factor de Planta ........................................................................................... 46
5.6. Variables de Salida .............................................................................................. 47
5.6.1. Valor Presente Neto (VPN) ......................................................................... 48
6. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD ................................................................................... 49
6.1. Análisis de Punto de Equilibrio ........................................................................... 49
6.1.1. Análisis de punto de equilibrio variando el monto de la inversión ........ 49
6.1.2. Análisis de punto de equilibrio variando el precio de la energía ........... 50
6.1.3. Análisis de punto de equilibrio variando el factor de planta .................. 50
6.1.4. Análisis de punto de equilibrio variando el costo de capital .................. 51
6.2. Análisis por par de variables .............................................................................. 52
6.2.1. Variación Costo de Capital vs. Inversión .................................................. 52
6.2.2. Variación Precio de Energía vs. Inversión ............................................... 54
6.2.3. Variación Factor de Planta vs. Inversión .................................................. 56
6.2.4. Variación Factor de Planta vs. Precio de Energía .................................. 57
6.2.5. Variación Precio de Energía vs. Costo de Capital .................................. 58
6.2.6. Variación Factor de Planta vs. Costo de Capital ..................................... 59
7. ANÁLISIS DE RIESGO ............................................................................................... 60
7.1. Valor Presente Neto (VPN) ................................................................................. 60
7.2. Valor Presente de los Flujos de Caja en el Año 0 (VP0) ............................... 62
7.3. Rentabilidad .......................................................................................................... 64
7.4. Precio CER’s ......................................................................................................... 65
CONCLUSIONES................................................................................................................. 67
Referencias Bibliográficas .................................................................................................. 70
7
LISTA DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1. Distribución de fuentes primarias de energía en Colombia ................ 12
Ilustración 2. Histórico precios de contratos de energía 2000 – 2014 ..................... 39
Ilustración 3. Histórico de precios de venta CERs 2010 – 2014 .............................. 43
Ilustración 4. Componente Normal (0.1) ................................................................. 44
Ilustración 5. Simulación Precios de Contratos Año 1 ............................................. 46
Ilustración 6. Factor de planta ................................................................................. 47
Ilustración 7. Perfil VPN cero variando inversión .................................................... 50
Ilustración 8. Perfil VPN cero variando precios de energía ..................................... 50
Ilustración 9. Perfil VPN cero variando el factor de planta ....................................... 51
Ilustración 10. Perfil VPN cero variando el WACC .................................................. 51
Ilustración 11. VPN - WACC vs. Inversión .............................................................. 54
Ilustración 12. VPN - Precio Contratos vs. Inversión ............................................... 55
Ilustración 13. VPN - Factor de Planta vs. Inversión ............................................... 57
Ilustración 14. VPN - Precio Contratos vs. Factor de Planta ................................... 58
Ilustración 15. Distribución de probabilidad VPN..................................................... 61
Ilustración 16. Probabilidad de Éxito del Proyecto .................................................. 62
Ilustración 17. Distribución de probabilidad VP0 ..................................................... 63
Ilustración 18. Distribución de probabilidad Rendimiento ........................................ 65
Ilustración 19. Probabilidad de Éxito vs. Precio CER .............................................. 66
8
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Composición de Residuos en el Relleno Sanitario .................................... 20
Tabla 2. Índices de Descomposición de los Residuos ............................................ 22
Tabla 3. Proyección de Recuperación de Biogás - Escenario de Recuperación Media
............................................................................................................................... 24
Tabla 4. Modelo de Biogás en el Escenario de Recuperación Media ...................... 27
Tabla 5. Revisión de Literatura a Casos Similares .................................................. 31
Tabla 6. Total Inversiones Sistema de Captación, Conducción y Control de Biogás 35
Tabla 7. Total Inversiones Planta Generadora de Energía y Conexión a la Red
Eléctrica .................................................................................................................. 36
Tabla 8. Total Inversiones en Capital de Trabajo .................................................... 36
Tabla 9. Ingresos por Venta de Energía ................................................................. 41
Tabla 10. Resumen Estadístico para el Precio Año 1 ............................................. 45
Tabla 11. VPN del proyecto .................................................................................... 48
Tabla 12. Variables consideradas en el análisis ..................................................... 52
Tabla 13. VPN - WACC vs. Inversión ...................................................................... 53
Tabla 14. VPN - Precio de Contratos vs. Inversión ................................................. 54
Tabla 15. VPN - Factor de Planta vs. Inversión ...................................................... 56
Tabla 16. VPN - Precio Contratos vs. Factor de Planta........................................... 57
Tabla 17. VPN - Precio Contratos vs. WACC .......................................................... 59
Tabla 18. VPN - Factor de Planta vs. WACC .......................................................... 59
Tabla 19. Resumen Estadístico para el VPN .......................................................... 61
Tabla 20. Resumen Estadístico para el VP0 ........................................................... 63
Tabla 21. Resumen Estadístico Rentabilidad .......................................................... 64
Tabla 22. Probabilidad de Éxito vs. Precio CER ..................................................... 66
9
INTRODUCCIÓN
Los proyectos de aprovechamiento energético a partir del gas de los rellenos
sanitarios han brindado energía renovable a los ciudadanos, negociantes y a
las industrias desde el año 1970. En el 2009, más de 520 proyectos
encaminados a operar el gas presente en los rellenos, realizados en más de
46 estados de los Estados Unidos, han suplido más de 13 billones de kW/h
de electricidad.(Landfill Methane Outreach Program, 2010).
El proceso de convertir residuos sanitarios en energía, más conocido en
inglés como “Waste to Energy”, hace presencia en la lista de opciones que
tienen los encargados de la disposición de los residuos sanitarios, para
direccionar lo que se recolecta de las personas. Generar y vender esta
energía alternativa, va encaminado con la Iniciativa Global del Metano (IGM),
que tiene como objetivo el aprovechamiento del Metano (compuesto principal
del biogás), con miras a la reducción de emisiones de este gas que
contabiliza el 16% de los gases de efecto invernadero en el mundo.
Obteniendo así múltiples beneficios económicos, ambientales y de salud
pública. (Comisión de Cooperación Ecológica Fronteriza, (EPA), (COCEF), &
(ICMA), 2011).
Es por lo anterior que los rellenos sanitarios se identifican como una
importante fuente de energía renovable. En el año 2013 en Colombia, se
presentaron diariamente al servicio público de aseo un promedio 26.726
toneladas de residuos sólidos a partir de las actividades de la cotidianidad de
las personas. Se estima que la tasa de crecimiento de estos residuos sólidos,
sea proporcional a la población servida (exponencial) y a la cantidad de
municipios que hacen uso del servicio público. El 72% de los municipios en
Colombia, disponen sus residuos en rellenos sanitarios, cumpliendo con la
norma de sanidad legal (Superintendencia de Servicios Públicos
Domiciliarios, 2013).
La disposición de estos recursos es una tarea de cada gobierno en particular.
En algunos casos, los mandatarios se han preocupado por entregar esta
responsabilidad a empresas privadas, que toman las medidas necesarias
para ejercer el control exitoso de estos recursos en su etapa final. En otros
casos, los esfuerzos han sido redireccionados en busca de soluciones
10
similares, en cuanto al uso de rellenos sanitarios, pero diferentes en el
aprovechamiento del biogás que en ellos se genera, utilizándolo para la
producción de energía, mitigando el efecto invernadero y desarrollando
energías limpias al mismo tiempo (Comisión de Cooperación Ecológica
Fronteriza et al., 2011).
En Colombia, el “Waste to Energy” no se aprovecha de manera significativa.
Tan solo 2 de los 49 rellenos sanitarios en Colombia emprendieron este
camino hace algún tiempo. Los demás residuos son utilizados como celdas
de disposición final, para dar solución a esta necesidad de los ciudadanos.
De esta manera, cada ciudadano paga en la factura de sus servicios
públicos, una cuota para el aseo integral de los residuos, que incluye, la
recolección, el transporte, la disposición final de los residuos y además, un
incentivo al municipio donde el relleno sanitario se encuentra. (Higera, 2013)
(Promoambiental, n.d.)
El problema que se quiere atender en este proyecto, reside en que en la
actualidad, a pesar que en otros países el Waste to Energy es una realidad y
se le saca provecho a gran escala, en Colombia no se está aprovechando
como debería. Los ciudadanos deben convivir con rellenos sanitarios, que se
multiplican a lo largo del tiempo y además, deben pagar por la manutención
de los mismos. Es importante entonces considerar una opción en donde los
residuos de los rellenos sanitarios se aprovechen energéticamente y el
conjunto de fuentes primarias de energía en el país, específicamente una
fuente de energía renovable aumente.
De acuerdo con lo anterior y con ánimos de hacer un estudio a la potencial
oportunidad de implementar el “Waste to Energy process” en Colombia, lo
que quiere lograr este proyecto de grado es hacer un análisis de factibilidad
económica del aprovechamiento energético del biogás generado por un
relleno sanitario determinado en Colombia.
El método para abordar el problema identificado es el siguiente: primero se
seleccionará un relleno a sanitario en Colombia el cual será tomado como
caso de estudio de acuerdo a parámetros técnicos. Con base en una revisión
a la literatura se escogerá el método de valoración financiera más adecuado
para este tipo de proyectos y posteriormente se realizará el perfil económico
11
del proyecto, incluyendo costos, inversiones y beneficios económicos.
Después de desarrollar el perfil, se hará la evaluación sobre la factibilidad del
proyecto y finalmente presentar un análisis de sensibilidad y riesgo financiero
bajo distintos escenarios y variables del mercado.
Los resultados a los que se quieren llegar son de gran importancia al
momento de preguntarse si los residuos sanitarios, que son inherentes a la
vida diaria, se podrían aprovechar para generar energía alternativa y si esta
producción beneficiaría a los ciudadanos económica y ambientalmente.
12
1. CONTEXTO GENERAL DE LA PROBLEMÁTICA
1.1. Situación Actual en Colombia
El 94,7% de la energía que se genera en Colombia proviene de dos fuentes
energéticas primarias: las hidroeléctricas y las termoeléctricas. Lo anterior
denota la centralización del servicio de generación eléctrica en el país,
teniendo un futuro energético dependiente, no suficiente para satisfacer las
necesidades de los colombianos al momento de fallar una de estas fuentes
principales (Periódico El Colombiano, 2013).
Es importante entonces, definir el concepto de relleno sanitario. De acuerdo con la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles (ASCE) un relleno sanitario es una técnica para la disposición de la basura en el suelo sin causar perjuicio al medio ambiente y sin causar molestia o peligro para la salud y seguridad pública. Este método utiliza principios de ingeniería para confinar la basura en la menor área posible, reduciendo su volumen al mínimo practicable, y cubriendo la basura allí depositada con una capa de tierra con la frecuencia necesaria al final de cada jornada. (Noguera & Olivero, 2010).
Los rellenos sanitarios han sido
identificados como una fuente
potencial de energía renovable en
el mundo, pero en Colombia sólo 2 de los 49 rellenos sanitarios registrados
aprovechan las cualidades energéticas de estos depósitos.(Higera, 2013)
Algunas causas asociadas a este problema están relacionadas a prácticas
inadecuadas en la disposición final de los residuos sólidos ya que no existen
criterios adecuados en los entes territoriales para seleccionar y ubicar dichos
Ilustración 1. Distribución de fuentes primarias de energía en Colombia
Fuente: Periódico el País
13
sitios, frecuentemente el criterio más importante es la compra de un lote a
bajo costo. Además, durante la construcción inicial no se realizan las obras
mínimas requeridas que tienen que ver con la impermeabilización del suelo,
sistemas de recolección de gases, entre otros. Además del desinterés ya sea
por falta de conocimiento o falta de motivación del aprovechamiento
energético del biogás presente en todos los rellenos sanitarios debido a la
descomposición anaeróbica por parte de los microorganismos de los
materiales biodegradables presentes en los residuos domiciliarios. (Sitorus &
Panjaitan, 2013)
Adicional a lo anterior, se encuentra también que el manejo de los residuos
sólidos está fundamentalmente ligado a la prestación del servicio domiciliario
de aseo es decir, no existen empresas consolidadas que ofrezcan
alternativas en el manejo de los residuos sólidos, las tradicionales sólo se
preocupan por las fases de recolección, transporte y disposición final; lo que
origina que se desconozca en al ámbito municipal la existencia de
tecnologías alternas para el manejo de los residuos sólidos y su
aprovechamiento adecuado.
1.2. Justificación de un Proyecto de Aprovechamiento Energético
Frente al problema identificado de aprovechamiento energético insuficiente
de los rellenos sanitarios y centralización de fuentes primarias de energía en
Colombia, se decide estudiar la factibilidad de producir energía a partir de un
relleno sanitario base.
El planeta enfrenta serios desafíos en múltiples temas, uno de ellos es el
ambiental en el que se agrupan un sinfín de subtemas entre ellos el
calentamiento global, un fenómeno avivado por emisiones contaminantes y
otros gases que incrementa la temperatura terrestre tanto de aire como de
océanos, ocasionando efectos incalculables para el planeta y por
consiguiente para la vida humana.
Colombia viene realizando múltiples esfuerzos para mitigar este fenómeno,
uno de ellos ha sido unirse a la Iniciativa Global de Metano (GMI) en el año
2004. Esta iniciativa tiene como uno de sus objetivos reducir las emisiones
de metano y avanzar en el abatimiento, captura y uso del metano como una
14
fuente de energía limpia. Una de sus áreas de trabajo son los residuos sólido
municipales urbanos; los rellenos sanitarios están compuestos por
aproximadamente 50% de metano, un producto gaseoso generado de
manera natural por la descomposición de materia orgánica (del Medio
Ambiente y Desarollo Sostenible, 2014). El gas metano producido por los
rellenos sanitarios puede ser usado para generar electricidad, mediante
máquinas, turbinas y otras tecnologías, lo que permite obtener múltiples
beneficios económicos, ambientales y de salud pública.
El CH4 se considera un Gas de Efecto Invernadero (GEI) y su capacidad de
calentamiento es 23 veces mayor que la del CO2 (valor estimado por el
Panel Intergubernamental para el Cambio Climático de la Naciones Unidas,
por sus siglas en inglés: IPCC). El biogás está compuesto en su mayoría por
gas CH4, por lo que su captura y destrucción supone una ayuda importante
para el cuidado del medio ambiente. De los GEI emitidos como resultado de
las actividades humanas, el metano se convirtió en el segundo más
importante después del dióxido de carbono (CO2), contabiliza el 14% de las
emisiones globales de GEI siendo los rellenos sanitarios la tercera fuente
antropogénica más grande de metano (“Global Methane Initiative,” n.d.)
El aprovechamiento del gas metano generado por los rellenos sanitarios
muestra avances limitados, principalmente en países emergentes como los
latinoamericanos. Colombia no es la excepción por lo que la oportunidad
para utilizar y aprovechar este gas es enorme. Adicionalmente, en los
rellenos sanitarios los factores principales que influencian la cantidad de gas
metano tienen que ver principalmente con la forma de operar el relleno, la
construcción del mismo y los tipos de materiales orgánicos depositados.
Dado el crecimiento sostenido de los países emergentes, con la subsecuente
generación de residuos sólidos, el horizonte luce retador.
Además, en mayo del 2014, el Congreso de Colombia dicta la Ley 1715 por
medio de la cual se regula la integración de las energías renovables no
convencionales al Sistema Energético Nacional. Esta ley tiene por objeto
promover el desarrollo y la utilización de las fuentes no convencionales de
energía, principalmente aquellas de carácter renovable mediante su
integración al mercado eléctrico, su participación en las zonas no
interconectadas y en otros usos energéticos como medio necesario para el
15
desarrollo económico sostenible, la reducción de emisiones de GEI y la
seguridad del abastecimiento energético (El Congreso de Colombia, 2014).
Lo anterior plantea un panorama prometedor para proyectos que busquen
promover la gestión eficiente de la energía, el cual comprende tanto la
eficiencia energética como el desarrollo de nuevas fuentes.
Algo positivo en este tema es que debido sus propiedades tanto de captura
como de uso, existen oportunidades para generar con el metano energía
limpia y atenuar al mismo tiempo el cambio climático global. Hoy en día ya se
tienen las tecnologías para su captura y transformación en todos y cada uno
de los sectores donde se generan. De hecho, en muchas ciudades y
municipios ya se aprovecha el metano.
Los proyectos de captura y uso del metano pueden facilitar el desarrollo
económico y mejorar las condiciones de vida locales. Entre los beneficios
directos para un municipio o ciudad que emprende acciones en esta materia,
están los siguientes:
Se aprovecha un combustible valioso que puede llegar a ser una
fuente importante de energía.
Se reduce el riesgo de incendios en rellenos sanitarios, los cuales
tienen altos costos económicos y ambientales.
Al generar su propia energía, el gobierno local puede disminuir sus
costos por pago de energía eléctrica.
Mejora la calidad del aire y reducción de olores.
Reducción de emisiones de gases efecto invernadero.
Avances en metas de desarrollo sostenible.
Por lo tanto, es de vital importancia hacer el mejor uso posible del metano
que se obtiene en los rellenos sanitarios, ya que trae efectos positivos tanto
en el corto como largo plazo permitiendo heredar a generaciones futuras un
mejor planeta. Además, presenta el fortalecimiento de las fuentes primarias
de energía en Colombia, basado en fuentes de energía renovables.
16
2. OBJETIVOS
2.1 Objetivo General
Estudiar la factibilidad económica para el aprovechamiento energético de
biogás en un relleno sanitario en Colombia.
2.2 Objetivos Específicos
Realizar una caracterización técnica y económica del relleno sanitario bajo
estudio mediante parámetros con influencia en el proyecto.
Establecer el método de valoración económica adecuado para el proyecto
bajo estudio mediante la revisión de casos similares.
Identificar los costos y beneficios asociados al proyecto bajo estudio
mediante el desarrollo de su perfil económico.
Realizar el análisis de riesgo financiero del proyecto bajo estudio a partir de
las variables clave identificadas.
17
3. CARACTERIZACIÓN DEL RELLENO BAJO ESTUDIO
Un relleno sanitario es el lugar técnicamente seleccionado, diseñado y
operado para la disposición final controlada de residuos sólidos, sin causar
peligro, daño o riesgo a la salud pública, minimizando y controlando los
impactos ambientales y utilizando principios de ingeniería, para la
confinación y aislamiento de residuos sólidos en un área mínima, con
compactación de residuos, cobertura diaria de los mismos, control de gases y
lixiviados, y cobertura final (El Congreso de Colombia, 2005).
De acuerdo con el estudio más reciente sobre disposición final en Colombia,
realizado por la Superintendencia de Servicios Públicos y titulado Informe de
Disposición Final 2013, de los 1102 municipios de Colombia, 789 se
encuentran disponiendo sus residuos sólidos en rellenos sanitarios lo que
equivale a un 72%. Del 28% restante, se encuentra que un 21% (231
municipios) están realizando su disposición final en sitios no adecuados para
tal fin como lo son botaderos, cuerpos de agua y celdas transitorias.
A pesar de la brecha existente entre los municipios que hacen una
disposición final adecuada de su residuos y los que no, cada día se insiste
con mayor frecuencia en el aprovechamiento de los residuos, y la tendencia
actual es la disminución de la fracción de aquellos destinados a cualquier
sitio de disposición final, aumentando el incremento en las cifras
correspondientes al reciclaje y al compost. La meta de muchos países, en
particular los europeos, es en un futuro no hacer uso de estos sitios
(Noguera & Olivero, 2010).
Sin embargo, para los países latinoamericanos, y en especial Colombia,
donde los recursos son tan limitados y construir una cultura de reciclaje toma
tiempo, los rellenos sanitarios constituyen una opción segura a mediano y
corto plazo, amigable con el ambiente y además económica, en comparación
con otros métodos como la incineración (Noguera & Olivero, 2010). Es ahí
donde se encuentra la oportunidad de aprovechar los insumos que un relleno
sanitario trae, teniendo en cuenta que en Colombia el 72% de la población
aún deposita sus residuos en estos sitios, según el Informe de Disposición
Final 2013.
18
Debido a la descomposición de la materia orgánica en los rellenos sanitarios
y por el ambiente anaeróbico que poseen, se genera biogás (gas constituido
por metano CH4 y bióxido de carbono). El CH4 se considera un gas de
efecto invernadero (GEI) y su capacidad de calentamiento es 23 veces
mayor que la del CO2 (valor estimado por el Panel Intergubernamental para
el Cambio Climático de la Naciones Unidas, por sus siglas en inglés: IPCC).
El biogás está compuesto en su mayoría por gas CH4, por lo que su captura
y destrucción supone una ayuda importante para el cuidado del medio
ambiente.(Ingeniería para el Control de Residuos Municipales e Industriales,
2007).
El equipo de investigación realiza la evaluación y análisis de factibilidad de la
extracción y posterior distribución de energía eléctrica a partir de biogás en
un relleno sanitario. Para ello, se toma como caso base el estudio realizado
por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos en el relleno
sanitario El Navarro, denominado Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio
de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el
Relleno Sanitario El Navarro Cali, Colombia. (Stege & Michelsen, 2008)
Con base en los datos relevantes extraídos del estudio base, se realiza la
caracterización del relleno a estudiar. A continuación se presentan los
aspectos que describen el relleno sanitario caso de estudio, incluyendo
aspectos físicos, disposición de los residuos y composición orgánica de los
mismos, además de las características que influyen al momento de realizar el
análisis de factibilidad.
3.1. Características Físicas del Relleno Bajo Estudio
El relleno sanitario cuenta con un área de alrededor de 35 hectáreas (ha), de
las cuales aproximadamente 33 ha están destinadas a disposición de
residuos. El clima de la región es tropical y moderadamente húmedo. La
temperatura anual promedio es de 44°C (75° Farenheit) y el promedio anual
de precipitaciones es de 1013 milímetros (40 pulgadas). Los aspectos
climáticos son relevantes debido a que afectan la velocidad y grado en que
se descomponen los residuos.
19
El relleno cuenta con un recubrimiento inferior, el cual se compone de una
capa gruesa de 50 cm de tierra re-compactada, un revestimiento de
geomembrana y una capa gruesa de grava para drenaje de 30 cm. Durante
los años de operación, el relleno debe recibir una cobertura de tierra diaria o
intermedia para nivelar la superficie. Una vez el relleno se clausura, se
instala una cobertura final compuesta de las siguientes capas, 40 cm de
arcilla compacta, 30 cm de grava para drenaje y 30 cm de capa vegetal, con
el fin de nivelar la superficie y sus pendientes pronunciadas.
Además, cuenta con un sistema de recolección de lixiviados, asegurando su
extracción mediante sistemas de bombeo que los lleven fuera del relleno a
un estanque de evaporación y hacer el tratamiento posterior para tener bajo
control el relleno y su contaminación. Se debe contar también con un sistema
de gestión de aguas pluviales, que recolecte dichas aguas para que salgan
del sitio a través del sistema de recolección de lixiviados.
3.2. Índices de Disposición de Residuos
Las operaciones de relleno de residuos duraron 39 años, en los que se
estima que se dispusieron aproximadamente 19,56 millones de toneladas de
residuos. En la Tabla 3 se resumen las estimaciones relacionadas con la
disposición de los residuos del caso en estudio en los correspondientes
años.
3.3. Composición de los Residuos
La composición de los residuos debe considerarse detenidamente cuando se
evalúa un proyecto de recuperación de biogás. Particularmente, se debe
considerar el contenido orgánico, el contenido de humedad y la
“degradabilidad” de las diversas fracciones de los residuos. Por ejemplo, los
rellenos que contienen grandes cantidades de residuos de alimentos, que
son altamente degradables, tenderán a producir biogás con mayor rapidez,
pero durante un período de tiempo más breve (Stege & Michelsen, 2008). En
la Tabla 1 se presentan los datos sobre la composición estimada de los
residuos del relleno.
20
Tabla 1. Composición de Residuos en el Relleno Sanitario
Componente
Fracción de la
corriente de
residuos (%)
Residuos de alimentos 75.0
Residuos de jardinería 7.0
Residuos de maderas 1.5
Papel y cartón 6.4
Plástico 1.8
Caucho y cuero 1.0
Materia textil 0.5
Otros materiales orgánicos 0.0
Metales 1.0
Vidrio y cerámica 1.0
Otros materiales
inorgánicos 4.8
TOTAL 100.0
Fuente: EPA (2008)
3.4. Proyecciones de la Recuperación de Biogás
El biogás de relleno sanitario se genera a partir de la descomposición
anaeróbica de los residuos sólidos presentes en él. Típicamente, su
composición alcanza entre el 40% y 60% de metano; el resto es,
principalmente, dióxido de carbono. El ritmo al que el biogás se genera en
gran medida es una función que depende del tipo de residuos enterrados, del
contenido de humedad y de la antigüedad de esos residuos (Stege &
Michelsen, 2008).
El índice de recuperación potencial de biogás se calcula utilizando el modelo
internacional para biogás elaborado por LMOP y SCS. A continuación, se
describe el modelo internacional para biogás usado por la Agencia de
Protección de los Estados Unidos en su trabajo. Dichos datos se tomaron
para la construcción del caso base de estudio.
21
3.4.1. Modelo Internacional para Biogás de LMOP-SCS
El Modelo Internacional de Biogás de LMOP-SCS calcula el potencial de
recuperación final del metano (Lo) con base en la constante del índice de
descomposición (K) que varía dependiendo del tipo de residuo. Se hicieron
proyecciones para la recuperación de biogás 22 años una vez haya sido
clausurado para el relleno anteriormente descrito, a partir de los siguientes
criterios y supuestos:
Tasas de Disposición de Residuos: Las tasas de relleno utilizadas
en el modelo se encuentran en la Tabla 3. Teniendo en cuenta que el
relleno recibió residuos durante 38 años para un total de 19,557,800
toneladas de residuos dispuestos.
Contenido de Metano del Biogás: Debido a que el contenido de
metano del biogás varía con el tiempo, es una práctica estándar de la
industria normalizar el contenido de metano a 50 por ciento con el
objetivo de hacer la modelación de biogás.
Índice de Descomposición de Metano [k]. La constante del índice
de descomposición es una función del contenido de humedad de los
residuos, la disponibilidad de nutrientes, el pH y la temperatura. Para
el relleno bajo estudio se utilizan tres valores para k diferentes,
basados en la degradabilidad de los componentes de los residuos. En
la Tabla 2 se presentes los índices.
22
Tabla 2. Índices de Descomposición de los Residuos
Componentes
Relleno
Sanitario Bajo
Estudio (%)
Categoría de
Degradabilidad
Índice de
Descomposición
(k)
Alimentos 75.0 Rápida 0.24
Residuos verdes 3.5 Rápida 0.24
Otros residuos
orgánicos 0.05 Rápida 0.24
Residuos verdes 3.5 Media 0.048
Papel 6.4 Media 0.048
Materia Tetil 0.5 Media 0.048
Madera 1.5 Lenta 0.012
Caucho y cuero 1.0 Lenta 0.012
Plásticos, metales y
vidrio 3.8 Inerte 0.0
Otros residuos
inorgánicos 4.8 Inerte 0.0
Fuente: EPA (2008)
Potencial de Generación de Metano [L0]. El potencial de generación
de metano es la cantidad total de metano que una unidad de masa de
residuos producirá dado suficiente tiempo, en función del contenido
orgánico de los residuos. Para el relleno bajo estudio se utilizó un L0
predeterminado de 85 metros cúbicos por tonelada (2.723
pie3/tonelada) para la recuperación a partir de los valores
recomendados por la AP-42 de 100 metros cúbicos por tonelada
(3.204 pies3/tonelada) para el valor L0 cuando se elabora el modelo de
generación de biogás y 85% para el máximo de eficiencia de
extracción que puede obtenerse.
Factor de Corrección de Metano [FCM]. Los modelos
internacionales de biogás ahora reconocen que las condiciones
anaeróbicas propicias para la generación de metano no existen en
toda la masa de residuos en los vertederos que no se administran
como rellenos sanitarios, especialmente en sitios sin revestimiento con
capas de residuos poco profundas, no compactadas y con una
23
cobertura de tierra limitada o sin ella. Dado que el relleno cuenta con
las condiciones adecuadas para una operación pos-clausura, se aplicó
un FC de 0,9 al valor L0 con el fin de dar cuenta de la descomposición
aeróbica de residuos en todas las partes del relleno, que como mínimo
se estimó que promedia el 10% históricamente.
Cobertura del Sistema de Biogás. Este parámetro varía. El modelo
calcula tanto el biogás potencial “recuperable” de un relleno sanitario
suponiendo que el sistema de extracción de biogás sea 100% integral,
como el índice proyectado de recuperación de biogás mediante el
cálculo de la cobertura del sistema de biogás. La cobertura del
sistema es una medida de la fracción de la masa de residuos que se
encuentra en estado de extracción activa.
El factor de cobertura del sistema de biogás se basa en criterios de
ingeniería y toma en cuenta múltiples factores, entre los que se
incluyen: si el relleno está cerrado o activo, el tipo de construcción de
los pozos y de construcción del sistema e biogás, el nivel de habilidad
y esfuerzo aplicado al monitoreo de sistema, operaciones y
mantenimiento, la probabilidad de que componentes del sistema como
tuberías y pozos puedan dañarse debido a las operaciones y/o
asentamiento del relleno, la velocidad con que es probable separar
tuberías y los pozos dañados (y otros equipos, como bombas de
succión, etc.), los niveles de líquido lixiviado en los pozos y otros
factores. Este valor se encuentra dentro del rango que extiende de 0%
(para un sistema sin extracción de gas) a 100% (para un sistema de
extracción integral sobre un relleno sanitario con una construcción y
operación excelente.
Modificaciones a la cobertura del sistema de biogás pueden realizarse
con el fin de dar cuenta de expansiones esperadas del sistema de
extracción o si se anticipan otros cambios al sistema de biogás o al
relleno sanitario (por ejemplo, el cierre del relleno o cobertura parcial,
el aumento de flujos debido a la presencia de material de relleno
adicional). En general, los rellenos sanitarios en operación o activos
tienden a tener una cobertura del sistema menor que los rellenos
sanitarios cerrados debido a las interferencias provocadas por las
24
operaciones de relleno activas o por los recolectores informales de
residuos (recicladores). Otra cuestión potencial que puede limitar la
cobertura del sistema es el problema de seguridad de los equipos
(pozos, tuberías, etc.), especialmente en los rellenos que permiten el
acceso al público. Más adelante, se describen las reducciones de la
cobertura del sistema destinadas a explicar diseño del sistema y el
nivel esperado de pericia y esfuerzo empleados en la operación y el
mantenimiento del sistema para maximizar la recuperación.
En la Tabla 3 se presentan las toneladas dispuestas cada año a partir del
primer año de funcionamiento, con las estimaciones de generación de biogás
durante los 39 años de funcionamiento y los 22 años posteriores a su
clausura.
Tabla 3. Proyección de Recuperación de Biogás - Escenario de Recuperación Media
Año Disposición
(Mg/año)
Disposición
Acumulada
(Mg)
Generación de Biogás
(m3/hr) (cfm) (mmBtu/hr)
1975 381,940 381,940 0 0 0.0
1976 387,670 769,610 1,217 716 21.7
1977 393,490 1,163,100 1,896 1,116 33.9
1978 399,390 1,562,490 2,449 1,441 43.8
1979 405,380 1,967,870 2,903 1,709 51.9
1980 411,460 2,379,330 3,279 1,930 58.6
1981 417,630 2,796,960 3,594 2,115 64.2
1982 423,890 3,220,850 3,861 2,273 69.0
1983 430,250 3,651,100 4,091 2,408 73.1
1984 436,700 4,087,800 4,290 2,525 76.7
1985 443,250 4,531,050 4,467 2,629 79.8
1986 449,900 4,980,950 4,626 2,723 82.7
1987 456,650 5,437,600 4,771 2,808 85.3
1988 463,500 5,901,100 4,905 2,887 87.6
1989 470,450 6,371,550 5,031 2,961 89.9
1990 477,510 6,849,060 5,150 3,031 92.0
1991 484,670 7,333,730 5,264 3,098 94.1
1992 491,940 7,825,670 5,375 3,164 96.0
25
Año Disposición
(Mg/año)
Disposición
Acumulada
(Mg)
Generación de Biogás
(m3/hr) (cfm) (mmBtu/hr)
1993 499,320 8,324,990 5,483 3,227 98.0
1994 506,810 8,831,800 5,589 3,290 99.9
1995 514,410 9,346,210 5,694 3,351 101.8
1996 522,130 9,868,340 5,798 3,413 103.6
1997 529,960 10,398,300 5,902 3,474 105.5
1998 537,910 10,936,210 6,006 3,535 107.3
1999 545,980 11,482,190 6,110 3,596 109.2
2000 554,170 12,036,360 6,214 3,658 111.0
2001 562,480 12,598,840 6,319 3,719 112.9
2002 570,920 13,169,760 6,425 3,782 114.8
2003 579,480 13,749,240 6,531 3,844 116.7
2004 588,170 14,337,410 6,639 3,908 118.6
2005 596,990 14,934,400 6,748 3,972 120.6
2006 605,940 15,540,340 6,857 4,036 122.5
2007 609,110 16,149,450 6,962 4,098 124.4
2008 669,810 16,819,260 7,113 4,186 127.1
2009 575,360 17,394,620 7,225 4,252 129.1
2010 574,730 17,969,350 7,184 4,229 128.4
2011 605,270 18,574,620 7,184 4,228 128.4
2012 655,460 19,230,080 7,278 4,284 130.1
2013 327,720 19,557,800 7,099 4,178 126.9
2014 0 19,557,800 6,178 3,637 110.4
2015 0 19,557,800 4,994 2,939 89.2
2016 0 19,557,800 4,055 2,387 72.5
2017 0 19,557,800 3,311 1,949 59.2
2018 0 19,557,800 2,721 1,602 48.6
2019 0 19,557,800 2,252 1,325 40.2
2020 0 19,557,800 1,878 1,105 33.6
2021 0 19,557,800 1,579 930 28.2
2022 0 19,557,800 1,340 789 24.0
2023 0 19,557,800 1,148 676 20.5
2024 0 19,557,800 993 584 17.7
2025 0 19,557,800 867 510 15.5
2026 0 19,557,800 765 450 13.7
2027 0 19,557,800 681 401 12.2
26
Año Disposición
(Mg/año)
Disposición
Acumulada
(Mg)
Generación de Biogás
(m3/hr) (cfm) (mmBtu/hr)
2028 0 19,557,800 611 360 10.9
2029 0 19,557,800 554 326 9.9
2030 0 19,557,800 505 297 9.0
2031 0 19,557,800 464 273 8.3
2032 0 19,557,800 429 253 7.7
2033 0 19,557,800 399 235 7.1
2034 0 19,557,800 373 220 6.7
2035 0 19,557,800 351 206 6.3
Fuente: EPA (2008)
3.4.2. Proyecciones bajo el Modelo de Biogás
El modelo permite obtener tres escenarios de proyecciones de recuperación
de biogás: recuperación baja (60%), media (75%) y alta (85%). El escenario
de recuperación media es considerado como el mejor cálculo de
recuperación probable y es recomendado para la evaluación económica. Por
tanto este análisis se realiza con el escenario de recuperación media.
En la Tabla 4 se muestran se muestran las estimaciones de recuperación de
biogás para un sistema de cobertura con una eficiencia del 75%.
27
Tabla 4. Modelo de Biogás en el Escenario de Recuperación Media
ESCENARIO DE RECUPERACIÓN MEDIA
Año
Eficiencia del
Sistema de
Captura
Capacidad Máxima de Planta de
Electricidad (MW)
Línea Base del Flujo de
Biogás (m3/hr)
Reducción de Emisión Estimadas
(tonnes CH4/año)
(tonnes CO2eq/año)
2015 75% 6.2 294 10,837 227,574
2016 75% 5.0 239 8,8 184,8
2017 75% 4.1 195 7,186 150,905
2018 75% 3.4 160 5,905 124,006
2019 75% 2.8 132 4,887 102,621
2020 75% 2.3 110 4,075 85,584
2021 75% 2.0 93 3,427 71,977
2022 75% 1.7 79 2,908 61,078
2023 75% 1.4 68 2,491 52,317
2024 75% 1.2 58 2,155 45,247
2025 75% 1.1 51 1,882 39,515
2026 75% 0.9 45 1,659 34,843
2027 75% 0.8 40 1,477 31,013
2028 75% 0.8 36 1,326 27,852
2029 75% 0.7 33 1,201 25,224
2030 75% 0.6 30 1,096 23,021
2031 75% 0.6 27 1,008 21,159
2032 75% 0.5 25 932 19,572
2033 75% 0.5 23 867 18,205
2034 75% 0.5 22 810 17,017
2035 75% 0.4 21 761 15,976
Fuente: EPA (2008)
4. MÉTODO DE VALORIZACIÓN ECONÓMICA DEL PROYECTO
Con bases en los conceptos financieros de valoración de proyectos, existen
diferentes criterios de decisión al momento de evaluar si un proyecto es
factible o no. Los criterios pueden ser aquellos que producen normas al
proyecto: Valor Presente (VP), Valor Anual (VA), Valor Presente Neto (VPN),
Valor Presente en Flujos no periódicos (VPN no periódico), aquellos que
miden el resultado del proyecto: Tasa Interna de Retorno (TIR), Tasa Interna
de Retorno Modificada (TIRM) o también diferentes como criterios con
reinversión, periodo de pago (Payback), Razón Beneficio-Costo, Costos de
Posesión y Operación (Pabón, 2013).
Para elegir el método de valorización de este proyecto de grado y dar
cumplimiento al objetivo específico 2, se estudian 4 proyectos que tratan de
temas con relación a la quema o aprovechamiento y producción de energía a
partir del biogás que se produce en los rellenos sanitarios.
4.1. Revisión de casos similares de estudio
Según la Asociación Internacional de Residuos Sólidos (ISWA), en el mundo
existen 541 plantas que se dedican a la producción de energía a partir de
residuos sólidos. Estados Unidos, Francia y Alemania, son los países que
cuentan con mayor cantidad de este tipo de plantas (82, 120, 80
aproximadamente). Estos países presentan informes periódicamente a la
asociación de la capacidad que tienen para procesar residuos en sus plantas
y otros detalles de su producción. (International Solid Waste Association,
2012)
La información nombrada anteriormente sirve para encontrar datos
estadísticos básicos para este trabajo de grado y permite identificar los
países que cuentan actualmente con el aprovechamiento del biogás en
rellenos sanitarios y están activos compartiendo su información, pero los
documentos relevantes que se estudian detenidamente y se relacionan
directamente se presentan a continuación, tomando de ellos los aspectos
relevantes que tratan, el método que utilizan para hacer su análisis y los
diferentes tipos de herramientas que le permiten el logro de su análisis
financiero realizado:
29
Economic Analysis of anaerobic digestion – A case of Green power biogas
plant in The Netherlands (Gebrezgabher, Meuwissen, Prins, & Lansink, 2010)
Este artículo analiza el rendimiento económico de la digestión anaeróbica de
una planta de biogás a partir de estiércol de cerdo y de aves, maíz y residuos
de comida. Para hacerlo, utilizan el método de Valor Presente Neto (VNA) y
la Tasa mínima de Retorno (TIR). Además realizan escenarios a partir del
modelo de programación lineal que realizaron a la producción de una planta
específica en los países bajos, variando las variables de mayor influencia en
los ingresos obteniendo diferentes resultados.
Estudio de Factibilidad para el aprovechamiento del Metano en el Relleno
Sanitario Municipal de Saltillo, Coahuila (Ingeniería para el Control de
Residuos Municipales e Industriales, 2007)
Este estudio presenta la evaluación general de la implementación de un
sistema de aprovechamiento energético al Relleno Sanitario Municipal de
Saltillo considerando la viabilidad técnica, económico-financiera, legal,
institucional y política-social. Los autores realizan un análisis técnico del
proyecto, considerando las características del relleno de estudio y su
situación actual. Su metodología se basa en la presentación de los flujos de
caja de cada año de la vida útil del proyecto y el cálculo de la Tasa Interna de
Retorno (TIR) como mecanismo de decisión de viabilidad. Para realizar el
estudio, se basan en cuatro escenarios con su respectivo análisis de
sensibilidad generado por la variación de dos variables influyentes en el
proyecto como lo son: el precio de los bonos de carbono y la cantidad de
financiación del estado.
BIOGÁS DE ATERROS SANITÁRIOS PARA GERAÇÃO DE ENERGIA
RENOVÁVEL E LIMPA - UM ESTUDO DE VIABILIDADE TÉCNICA E
ECONÔMICA (Antonio, Costa, Carlos, Souza, & Teles, n.d.)
Esta propuesta tiene como objetivo investigar las condiciones de producción
(y de su viabilidad técnica y económica) de biogás de los rellenos sanitarios,
para evaluar los diferentes métodos que se utilizan actualmente para cálculo
de las emisiones de los vertederos de residuos. Para lo anterior, se plantean
30
escenarios basados en el precio de los bonos de carbono que emite el
gobierno por la no generación de gases invernaderos (motivación
económica), obteniendo una tabla de resultados donde se afecta la Tasa
Mínima de Retorno y el Valor Presente Neto de cada caso. Este estudio tiene
la particularidad de incluir la selección de tecnología a usar en el
aprovechamiento del gas, además de utilizar tres escenarios donde varía la
cantidad de biogás recuperado del relleno sanitario. También es importante
para el proyecto plantearse la idea que brinda el documento de tener
presente como una variable, los privilegios fiscales que el estado otorga por
la protección al medio ambiente.
Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio de Prefactibilidad para la
Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro,
Cali-Colombia (Stege & Michelsen, 2008)
El objetivo de este proyecto es evaluar la viabilidad técnica y económica del
desarrollo de un proyecto de control y utilización de biogás en el relleno
sanitario El Navarro en Cali-Colombia. Este documento es relevante y
presenta ventajas como documento de sustentación para el anteproyecto
que se lleva a cabo debido a que contiene datos de Colombia. Para llevar a
cabo el estudio de prefactibilidad, se utilizaron los métodos del Valor
Presente Neto (VPN) y de Tasa Interna de Retorno (TIR), se tuvo en cuenta
variables como la composición de los residuos presentes de un relleno
sanitario, pues aseguran que cada país tiene diferentes porcentajes de los
componentes y que esto influye en la tasa de captación de biogás y su
duración. En este proyecto calculan los costos de clausura del relleno
sanitario y discuten la tecnología adecuada para aprovechar
energéticamente un relleno sanitario. Se presenta la evaluación de
escenarios con financiamiento y sin financiamiento, variable de gran
influencia. Un punto interesante de este documento, es el interés de estudiar
el mercado de la electricidad en Colombia, la legislación y los precios que se
manejaban en el año del estudio en el país.
4.2. Selección de método de valorización económica
A continuación se presenta una tabla que resume la revisión de los 4
estudios similares y pertinentes de estudio, se clasifican los criterios de
31
valorización económica y toma de decisiones que utiliza cada uno de ellos.
Por criterio mayoritario y con base a los hallazgos en estudios de temas
relacionados, se decide utilizar el método del Valor Presente Neto (VPN)
para evaluar la factibilidad del aprovechamiento energético del biogás en el
relleno caso de estudio. Además, la tasa del sector de distribución de energía
eléctrica en Colombia, calculada en 13%, se utiliza para descontar los flujos
de caja en la evaluación económica (Itansuca, 2010).
Tabla 5. Revisión de Literatura a Casos Similares
Fuente de Literatura
Mé
tod
o V
PN
Mé
tod
o T
IR
Mé
tod
o P
ayb
ack
Razó
n
Be
neficio
-
Costo
Costo
s d
e P
ose
sió
n
y O
pe
ració
n
Economic Analysis of anaerobic digestión – A
case of Green power biogás plant in The
Netherlands (Gebrezgabher, Meuwissen,
Prins, & Lansink, 2010)
X X
Estudio de Factibilidad para el
aprovechamiento del Metano en el Relleno
Sanitario Municipal de Saltillo, Coahuila
(Ingeniería para el Control de Residuos
Municipales e Industriales, 2007)
X
Biogás de aterros sanitários para geração
de energia renovável e limpa - um estudo
de viabilidade técnica e econômica
(antonio, costa, carlos, souza, & teles,
n.D.)
X X
Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio
de Prefactibilidad para la Recuperación y
la Utilización del Biogás en el Relleno
Sanitario El Navarro, Cali-Colombia
(Drive, 2008)
X X
Fuente: Elaboración Propia
32
5. PERFIL ECONÓMICO DEL PROYECTO
Para la valoración de este proyecto, se toma como punto de referencia el año
2015 y se considera como horizonte o periodo de evaluación 21 años. El
periodo de evaluación se determina teniendo en cuenta el tiempo en el que el
biogás generado en el relleno sanitario del caso base es suficiente para la
generación de energía. Esta valoración se hace desde el punto de vista del
inversionista.
Es importante aclarar que los costos del estudio que se toma como base,
Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio de Prefactibilidad para la
Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro
Cali - Colombia, se encuentra en dólares estadounidenses del año 2008. En
este proyecto, se toman dichos valores como referencia y se actualizan con
el IPC de Colombia al año 2015, para así conocer el comportamiento de los
precios y estimar la inversión aproximada.
5.1. Supuestos operacionales y macroeconómicos
a) Es importante recalcar que la cobertura final o clausura del relleno no
se incluye como inversión inicial del proyecto de aprovechamiento,
pues esto debe estar ya incluido en el presupuesto del funcionamiento
normal del relleno sanitario. (Ingeniería para el Control de Residuos
Municipales e Industriales, 2007). Por tanto el proyecto tiene la
condición de empezar cuando el relleno esté clausurado, con todo lo
que la norma exige. El proyecto empieza cuando se haya hecho la
clausura al relleno, para este caso de estudio en el año 2015.
b) Para la realización del modelo se consideran las variables
macroeconómicas que tienen implicaciones en los componentes de
evaluación del proyecto, como el PIB (variación anual), inflación (IPC
variación anual), DTF (%E.A.) a 90 dias y la tasa de devaluación del
peso colombiano.(Grupo Bancolombia, 2015)
c) El costo de capital es del 13%, siendo esta tasa el costo de capital del
sector de distribución de energía en Colombia.
33
d) El Proyecto está exento de cualquier impuesto sobre la venta y al valor
agregado durante los primeros 15 años de operación. Esto basado en
la medida de asistencia útil para el desarrollo de proyectos de energía
renovable se aprobó en el 2001 en el decreto 2532, mediante el cual
se reglamenta el numeral 4º del artículo 424-5 del Estatuto Tributario
(Ministerio de ambiente, 2004).
e) La energía producida durante los años de estudio del proyecto, es
vendida en su totalidad a través de contratos de energía.
f) Se utilizan dos biodigestores motogeneradores con una capacidad
bruta de 1.060 kW cada uno. Se adaptan para que la cantidad de
biogás proyectada fuera suficiente para alimentar dos motores durante
un período de siete años (2015 – 2021) y un motor durante el resto de
periodos.
g) A la capacidad de los biodigestores motogeneradores se hace un
ajuste del 7% debido a la carga parasítica de la basura. Esta carga
parasítica hace que el potencial de generación de biogás disminuya
en dicho porcentaje según el estudio realizado por la EPA en el relleno
tomado como caso base. Esto es, la capacidad bruta de la planta será
la capacidad total de los motogeneradores, pero la capacidad neta
será ese total, disminuido en un 7%.
h) La valoración del proyecto se realiza sin financiamiento debido a los
altos montos que requiere como inversión.
i) El valor de mercado de los equipos para el año 2035, periodo en el
que finaliza el estudio, es cero.
j) El valor de continuidad del proyecto es cero pues el biogás que se
tiene después de los 21 años de evaluación, no es suficiente para la
alimentación de los motogeneradores y por tanto no es posible
generar energía para la venta.
k) La construcción del sistema inicial ocurre en el 2014. El
establecimiento comienza a operar en enero de 2015.
34
5.2. Inversiones
Para la evaluación de este tipo de proyecto, se debe contar con la inversión
principal de un sistema de captación, conducción y control de biogás, la
inversión en la planta generadora de energía eléctrica y la conexión al
sistema eléctrico de la ciudad, además de otras inversiones que se incluyen
en la inversión de capital.
5.2.1. Inversión Sistema de Captación, Conducción y Control de
Biogás
La inversión en este sistema de captación, conducción y control del biogás
es necesaria para guiar la migración del biogás desde las celdas del relleno
sanitario hasta el sistema de aprovechamiento. Este sistema se compone de
los siguientes elementos (Drive, 2008):
- 90 Pozos de extracción verticales (profundidad promedio 20m). Son
los que activamente captan el biogás, son usados en rellenos donde
no existe un sistema de recolección desde su comienzo. Cada pozo
de extracción debe equiparse con un cabezal que incluya una válvula
de control de flujo y puertos de monitoreo de gas.
- Red de conducción de Biogás. Se compone de 6100 metros de
tuberías de polietileno de alta densidad para conectar los pozos de
extracción con la estación de combustión y la planta de control de
biogás. Esa tubería incluye una tubería colectora de gas principal
diseñada para admitir mayores índices de flujo de gas y una tubería
de gas lateral más pequeña diseñada para conectar la tubería
colectora principal con los pozos de extracción.
- La instalación de un sistema de manejo de condensados (ocho sifones
del condensado con auto-desagüe y un pozo de inspección del
condensado con una bomba). El condensado, que se forma en la red
de las tuberías de biogás a medida que el gas caliente se enfría,
puede provocar problemas operativos de consideración si no se lo
maneja en forma adecuada. El Sistema de extracción de biogás debe
estar diseñado de manera tal que admita la formación de condensado.
35
- Instalación de una estación de succión y combustión. Se compone de
una antorcha de combustión interna de modo que las emisiones del
gas de escape puedan examinarse y cuantificarse, si corresponde,
para el registro de la reducción de emisiones.
Tabla 6. Total Inversiones Sistema de Captación, Conducción y Control de Biogás
Captación y Conducción
Concepto Monto
Pozos de extracción verticales y cabezales (90 pozos, 20m de profundidad promedio)
$1,738,464,398
Equipos de bombeo de lixiviado (estimados como necesarios para el 50% de los pozos)
$543,270,124
Tubería colectora principal de extracción de gas (estimada en alrededor de 3600m de 350 mm de diámetro) con 9 cruces de calle y 4 válvulas de cabezal
$1,002,031,563
Tubería lateral (estimada en alrededor de 2500m de 110 mm de diámetro) $241,453,389
Manejo del condensado $231,795,253
Equipos de succión y de combustión (combustión interna) $1,026,176,902
INVERSIÓN CAPTACIÓN Y CONDUCCIÓN $4,783,191,629
Fuente: EPA (2008)
5.2.2. Inversión Planta Generadora Energía y conexión a la red
eléctrica
Se compone de la implementación de una planta de generación de energía
(2.120kW brutos) con motor de combustión interna que funciona con biogás.
La Tabla 7 resume los costos presupuestados para la planta de energía
indicada.
El análisis no incluye ningún costo relacionado a los impuestos locales de
importación o valor agregado, pero si incluye un rubro de inversión para la
interconexión a la línea de distribución cercana de 13,2kV, presente en los
alrededores del relleno sanitario. Se presupuesta la instalación de una línea
de distribución de ½ km para conectarla a la línea de distribución por medio
de una llave radial. (Drive, 2008)
36
Tabla 7. Total Inversiones Planta Generadora de Energía y Conexión a la Red Eléctrica
Concepto Monto
Construcción de la planta / obra (incl. Tuberías) $301,816,736
Equipo de medición y registro de biogás $84,508,686
Dos equipos Genset de 1,06 kW que funcionan con biogás $6,142,574,207
Subestación de la planta (interruptor principal, transformador elevador) $663,996,819
Interconexión eléctrica (1/2 km @13,2 kV) $603,633,472
Prueba de fuente $60,363,347
Ingeniería/contingencias (10% ) $820,941,521
INVERSIÓN PLANTA ENERGÍA $7,856,893,266
Fuente: EPA (2008)
5.2.3. Inversión en Capital de Trabajo
La inversión en capital de trabajo está dada por el estudio base realizado en
Navarro. En esta incluyen la movilización y gestión del proyecto de los
sistemas de captación y de la planta de energía, los costos de ingeniería y
preoperacionales.
Tabla 8. Total Inversiones en Capital de Trabajo
Detalle año 0
Movilización y gestión del proyecto sistema de captación $272,842,329
Costos de ingeniería, contingencia e iniciales (preoperacionales) $630,193,344
Movilización y gestión del proyectoplanta energía $470,834,108
Inversión Capital de Trabajo $1,373,869,781
Fuente: EPA (2008)
5.3. Costos y Gastos
37
Todos los gastos y costos que se deben incurrir anualmente durante se
incluyen en este capítulo. Es necesario aclarar que en los costos anuales
que se indican en el caso base, se incluye todo lo relacionado con la
operación y el mantenimiento del sistema, además del personal necesario
para esto y repuestos además de lo relacionado a la operación del sistema
de energía limpia en el que está inscrito el proyecto.
5.3.1. Costos anuales del sistema de captación y conducción de
biogás
Para mantener un nivel de eficiencia alto en el sistema de extracción de
biogás y de este modo maximizar los índices de recuperación de biogás y la
reducción de las emisiones, será necesario implementar un programa
estándar para la operación y el mantenimiento del equipo del sistema de
extracción de gas.
Se estima que el costo presupuestario para la operación y mantenimiento
anual del sistema de extracción de gas es alrededor de 400’000.000 de
pesos colombianos. Esos costos incluyen los costos asociados a la
operación y mantenimiento del sistema de extracción existente como trabajo,
repuestos y equipos de pruebas, mantenimiento de rutina y reparaciones del
sistema, y reemplazo limitado de los pozos y las tuberías existentes.
Otros costos anuales incluyen aquellos vinculados con los procesos para
obtener reducciones de emisiones, incluso los costos de inscripción, así
como el monitoreo y la verificación de la reducción de emisiones. Esos
costos se estiman en 81’000.000 de pesos colombianos (Drive, 2008).
5.3.2. Costos anuales de la planta de energía
Se estima que el costo presupuestario anual para la operación y el
mantenimiento de la planta de generación de energía será de alrededor de
1.037’000.000 por año cuando los dos motores de 1,06 MW se encuentren
en funcionamiento o 500’000.000 por año cuando solamente se encuentre un
solo motor en funcionamiento. Estos costos incluyen los costos asociados a
la operación y el mantenimiento de la planta de energía como trabajo,
38
repuestos y equipos de pruebas, mantenimiento de rutina y reparaciones del
sistema, así como reemplazo de equipos menores (Drive, 2008).
5.4. Beneficios
Los ingresos para el proyecto se generan por la venta de energía, realizada
por medio de la exportación de la energía a la red y a partir de la venta de
créditos por la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero
(GEI).
5.4.1. Ingresos por producción de energía
a) PRODUCCIÓN BIOGAS
Las condiciones que prevalecen en el relleno sanitario, constituyen un
excelente ambiente para la producción del biogás, siendo su velocidad de
generación dependiente del contenido orgánico, temperatura, humedad,
contenido de oxígeno, tamaño de partícula, compactación y pH(Ingeniería
para el Control de Residuos Municipales e Industriales, 2007). El Modelo
Internacional para Biogás de LMOP-SCS es utilizado para el cálculo de la
producción del biogás. La Tabla 3 presenta los datos de este apartado.
b) TIEMPO PRODUCCIÓN BIOGAS
El mayor rendimiento de biogás generado en un relleno sanitario, se tiene
en los primeros años después de la clausura del relleno, en la práctica
entre 15 y 20 años. Sin embargo, el relleno sigue generando cantidades
de biogás menores por más tiempo (Camargo & Vélez, 2009).
Para el caso de estudio, se toman 21 años de producción de biogás, pues
son los datos que están al alcance de los investigadores.
c) PRODUCCIÓN DE ENERGÍA
Gracias al biogás que se obtiene, y con la tecnología en la que se invierte
en el proyecto. La tasa de producción de energía está relacionada con la
cantidad de biogás que se genera en el relleno sanitario. Los datos se
presentan en la tabla 4.
39
d) PRECIO ENERGÍA
El mercado de la electricidad de Colombia fue liberalizado en 1994,
mediante la aprobación de la Ley de Servicios Públicos y la Ley de
Electricidad (Leyes 142 y 143). Esas leyes liberaron gran parte del sector,
incluso permitiendo la participación y la inversión del sector privado
(Drive, 2008).
Por lo anterior, se identifica que el proyecto de estudio, puede distribuir y
vender la energía que produce y recibir beneficios económicos.
Con el fin de proyectar el precio de la energía durante los 21 años de
evaluación económica, se toman los datos del precio de los contratos de
energía durante todos los meses entre el 2000 y el 2014. En la ilustración 2
se puede observar que el comportamiento de los datos históricos del precio
ha presentado un incremento exponencial a través del tiempo. Así, se asume
que el precio de los contratos seguirá en aumento durante los años de
evaluación para este proyecto.
Ilustración 2. Histórico precios de contratos de energía 2000 – 2014
Fuente: Autores
40
Para calcular el incremento de los precios para el periodo de evaluación, se
trabaja con el Movimiento Browniano Geométrico el cual plantea que el
logaritmo natural de una variable, en este caso el precio de contratos de
energía, sigue un proceso Weiner generalizado. Este proceso estocástico es
utilizado ampliamente para modelar la evolución de precios a lo largo del
tiempo, asumiendo que los cambios en la variable durante periodos breves
de tiempo están normalmente distribuidos con una media y una varianza que
son proporcionales al plazo de tiempo en cuestión (Martínez & Villalón,
2003).
El Movimiento Browniano Geométrico está dado por la ecuación [1].
Donde,
t = precio a proyectar para un periodo de tiempo t.
t-1 = último precio conocido, correspondiente al de diciembre de 2014.
la media de los retornos logarítmicos calculados a partir de los datos
históricos entre el 2000 y el 2010. Es igual a 0,67%.
12 meses (intervalo de tiempo).
la desviación estándar de los datos históricos igual a 2,27%.
variable aleatoria con distribución normal N (0,1).
Con la ecuación [1] se calculan los precios de la energía. En la tabla 9 se
muestran los precios de la energía calculados para el periodo de valoración
económica, con los respectivos ingresos anuales por venta de energía.
41
Tabla 9. Ingresos por Venta de Contratos de Energía
Año Precio Energía
($/MW-h)
Energía Generada
(MW-h)
Ingresos por Venta de Energía ($)
2015 $ 166.511 13.817 $ 2.300.674.907
2016 $ 191.831 13.817 $ 2.650.522.173
2017 $ 220.499 13.817 $ 3.046.625.446
2018 $ 240.743 13.817 $ 3.326.332.788
2019 $ 263.887 13.817 $ 3.646.113.157
2020 $ 308.814 13.817 $ 4.266.875.177
2021 $ 334.902 13.817 $ 4.627.328.778
2022 $ 370.480 6.908 $ 2.559.458.487
2023 $ 402.885 6.908 $ 2.783.328.215
2024 $ 467.208 6.908 $ 3.227.701.440
2025 $ 510.503 6.908 $ 3.526.803.585
2026 $ 562.828 6.908 $ 3.888.289.266
2027 $ 656.679 6.908 $ 4.536.659.202
2028 $ 717.817 6.908 $ 4.959.032.296
2029 $ 801.016 6.908 $ 5.533.807.409
2030 $ 893.322 6.908 $ 6.171.502.047
2031 $ 995.465 6.908 $ 6.877.153.716
2032 $ 1.150.569 6.908 $ 7.948.688.862
2033 $ 1.280.828 6.908 $ 8.848.586.254
2034 $ 1.410.846 6.908 $ 9.746.813.503
2035 $ 1.539.071 6.908 $ 10.632.652.668
Fuente: Autores
5.4.2. Ingresos por venta bonos de Carbono
El protocolo de Kioto (PK) adoptado en 1997 pero en vigor desde el 2005,
tiene como objetivo reducir las emisiones de seis gases que causan el
calentamiento global, entre ellos el metano. Un instrumento que se utiliza
para incentivar a las empresas a la reducción de emisiones de gases de
efecto invernadero son los Bonos de Carbono o Certificados de Emisiones
Reducidas (CER). La transacción de los bonos de carbono (un bono de
carbono representa el derecho a emitir una tonelada de dióxido de carbono)
permite mitigar la generación de gases invernadero, beneficiando a los
42
participantes que no emiten o disminuyen la emisión y haciendo pagar a las
que emiten más de lo permitido (Soto, 2011).
Durante la implementación del proyecto de generación de energía del relleno
en estudio, son generados CERs que pueden ser transados en forma de
créditos en el Mercado del Carbono, y se analiza la posible generación de
ingresos al proyecto.
a) Estimación de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero
Para calcular el beneficio económico recibido por la reducción de emisiones,
se realiza la estimación de reducción de emisiones de GEI debida a la
implementación de un proyecto de energía renovable en el relleno sanitario
bajo estudio durante los 21 años de estudio. Los datos se presentan en la
tabla 3.
b) Venta de Certificados de Emisiones Reducidas (CER) en el mercado de
carbono
El Mercado de Carbono corresponde al sistema de comercialización de
reducciones de emisiones. Este mercado representa el lugar mediante el
cual los gobiernos, empresas o instituciones pueden comprar y vender
reducciones de GEI. Debido a las consecuencias globales y no regionales
del Efecto Invernadero, las transacciones pueden efectuarse por países
apartados entre sí (Oficina Comercial de ProChile en Berlín, 2012).
Varias variables influyen en el desarrollo de los precios en los mercados de
carbono. Por ejemplo, el crecimiento de la economía, el volumen total de
certificados, nuevas tecnologías, nuevas industrias, el desarrollo de otros
mercados de CO2. Los precios de este caso, se basan en los entregados por
la bolsa española Sendeco, Bolsa Europea de Derechos de Emisión de
Dióxido de Carbono.
Para calcular el precio de los CERs, se tiene la serie de datos diaria desde el
2010 al 2014. Se calcula primero el promedio mensual y después con ellos el
anual. Posteriormente se grafican los promedios mensuales de los precios
para observar su comportamiento. Los resultados se presentan en la
43
Ilustración 3, en la cual se observa que durante los últimos dos años (2013 y
2014) el precio de los CERs ha disminuido considerablemente pasando de
valer 13 euros en enero del 2010 a alcanzar la barrera de los 0 euros en
diciembre del 2014.
Este comportamiento a la baja del precio de los CERs cercano a cero, puede
ser debido a que está surgiendo una mayor cantidad de proyectos de
Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL), lo cual incrementa la oferta de
certificados y sumado a una administración ineficiente provoca una caída en
el valor de los bonos, dejando de representar un incentivo para este tipo de
proyectos. Así, para la presente valoración económica no se tendrán en
cuenta los ingresos por venta de Certificados de Emisiones y sólo se tomarán
en cuenta al momento de analizar la sensibilidad del modelo frente a posibles
variaciones en esta variable.
Ilustración 3. Histórico de precios de venta CERs 2010 – 2014
Fuente: Autores
44
5.5. Variables de Entrada
Las principales variables que se consideran en el proyecto son las
siguientes: precios de contratos de energía y el factor de planta. Estas
variables se explican a continuación.
5.5.1. Precios de Contratos de Energía
Los proyectos a partir de fuentes de energía renovables tienen como
principal propósito la comercialización de contratos de energía eléctrica lo
que a su vez representa la principal y única fuente de ingresos. Estos
ingresos por venta de contratos de energía dependen del precio de dicho
contrato durante cada periodo de evaluación y corresponden al único ingresa
del proyecto, por lo tanto, se considera como una variable de entrada para el
modelo.
Con ayuda del software @Risk, la componente aleatoria del precio se
modela como una normal con media 1 y desviación estándar 0. En la
ilustración 4 se presenta el resultado.
Ilustración 4. Componente Normal (0.1)
Fuente: @Risk
45
Posteriormente, se simulan los precios de cada uno de los años para
observar su comportamiento. En la tabla 10 se muestra el resumen
estadístico para la simulación del precio en el Año 1 de evaluación.
Tabla 10. Resumen Estadístico para el Precio Año 1
Estadísticos resumen para Precio energía ($/MW-h) / 2015
Estadísticos
Percentil
Mínimo $ 120,010.00 5% $ 138,291.29
Máximo $ 202,121.82 10% $ 142,308.96
Media $ 157,910.32 15% $ 145,058.25
Desv Est $ 12,452.14 20% $ 147,296.91
Varianza 155055778.3 25% $ 149,265.11
Indice de sesgo 0.231187128 30% $ 151,032.08
Curtosis 3.070257283 35% $ 152,692.52
Mediana $ 157,398.95 40% $ 154,300.93
Moda $ 155,402.15 45% $ 155,861.16
X izquierda $ 138,291.29 50% $ 157,398.95
P izquierda 5% 55% $ 158,965.85
X derecha $ 179,081.77 60% $ 160,575.34
P derecha 95% 65% $ 162,245.37
Diff X $ 40,790.48 70% $ 164,041.46
Diff P 90% 75% $ 165,987.41
#Errores 0 80% $ 168,188.01
Filtro mín Apagado 85% $ 170,755.04
Filtro máx Apagado 90% $ 174,060.49
#Filtrado 0 95% $ 179,081.77
Fuente: @Risk
Se puede observar que la distribución es leptocúrtica puesto que su
coeficiente de curtosis es mayor a 3. Esto indica que los datos están
distribuidos normalmente alrededor de la media, lo cual se puede apreciar en
la ilustración 5. También, con un 95% de confianza, se puede asegurar que
el precio para el año 1 será de $179,082.
El precio proyectado para el año 1 es de $166,511 y al compararlo con el
arrojado por @Risk se encuentra un error del 5,7% entre ambos valores.
Este error se puede tomar como aceptable y de esta manera se proyectan
los precio para los siguientes años.
46
Ilustración 5. Simulación Precios de Contratos Año 1
Fuente: @Risk
5.5.2. Factor de Planta
Como ya se menciona en los supuestos, el proyecto consta de dos
motogeneradores a los que se les debe hacer un ajuste del 7% a su
capacidad debido a la carga parasítica de los residuos. Adicionalmente, debe
estimarse la energía generable a partir del factor de planta o utilización el
cual depende de la disponibilidad del recurso, que se ve reflejada en la
energía producida en un periodo dado y la capacidad nominal de los
motogeneradores. Para este tipo de energía, un factor entre el 70% y el 80%
se considera un valor aceptable (Fedesarrollo, 2013).
El factor de planta se define como una variable de entrada debido a que
afecta la cantidad de energía que se puede producir y esto se refleja
directamente en los ingresos. Para el modelo, se define para esta variable
una distribución triangular (en @Risk) donde se asumen los siguientes
valores:
47
Valor mínimo: 70%
Valor máximo: 90%
Valor más probable: 75%
Estos valores se toman del estudio realizado por Fedesarrollo, denominado
Análisis Costo Beneficio de Energía Renovables no Convencionales en
Colombia. Esta variable es importante debido a que el factor de planta afecta
la cantidad de energía que se genera y eso se refleja directamente en los
ingresos del proyecto en el periodo de evaluación.
Ilustración 6. Factor de planta
Fuente: @Risk
5.6. Variables de Salida
Inicialmente el proyecto se estudia con el método de Flujo de Caja
Descontado (FCD), en el cual se utiliza el Weighted Average Cost of Capital
(WACC) del del sector de energía en Colombia determinado como el 13%.
48
5.6.1. Valor Presente Neto (VPN)
Se calcula para el modelo determinístico sin deuda (100% capital propio del
inversionista). Los resultados de ambos cados, se muestran en la Tabla 10.
Tabla 11. VPN del proyecto
Inversión Inicial $14.013.954.676
Valor Presente Flujos de Caja (VP0) $14.038.822.037
Valor Presente Neto $24.867.361
Rentabilidad 13%
Fuente: Autores
Con estos resultados, se obtiene que el proyecto es económicamente viable
dado que el VPN es positivo. Lo anterior hace que el inversionista se
encuentre inicialmente tentado a invertir en el proyecto.
49
6. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD
El modelo que se sensibiliza es el que no tiene financiamiento mediante
deuda. Como primer insumo para el análisis de sensibilidad, se identifican las
variables claves que influyen en el proyecto:
a) Monto de inversión
b) Precio de Contratos
c) Costo de Capital
d) Factor de Planta
Es importante recalcar que no se considera variable clave en el modelo el
porcentaje de recuperación de Biogás, porque el modelo LMOP-SCS, que es
el utilizado para estimar el biogás, recomienda que el escenario de
recuperación media (75%) sea utilizado en evaluaciones económicas (Drive,
2008).
6.1. Análisis de Punto de Equilibrio
El primer análisis que se lleva a cabo, es evaluar cuál es el valor que debe
tomar cada una de las variables claves para lograr que el Valor Presente
Neto del proyecto sea cero, es decir el punto de equilibrio, manteniendo las
otras variables iguales a como se presentan en el caso estudio.
6.1.1. Análisis de punto de equilibrio variando el monto de la
inversión
El VPN0 del análisis del caso de estudio para un modelo sin deuda es un
valor positivo, por lo que el proyecto es aceptado bajo este criterio. Vale la
pena analizar en cuánto puede aumentar el valor de este variable para que el
proyecto siga siendo aceptado. Los resultados se muestran en la ilustración
7.
En las condiciones de análisis, la inversión podría aumentar hasta en un
0,17% para que el proyecto siga siendo factible, esto es debido al alto valor
de la inversión comparado con los flujos anuales. Un punto a analizar, sería
la posibilidad de tener un mayor VPN si se cotizan los costos de los equipos
50
necesarios incluidos en la inversión inicial en la actualidad, pues el equipo de
investigación trabaja con valores del año 2008 presentados en el caso base
del relleno de Navarro y los modifica con respecto al IPC. En ocasiones, lo
precios de las tecnologías y equipos pueden variar de manera diferente.
Ilustración 7. Perfil VPN cero variando inversión
Fuente: Elaboración Propia
6.1.2. Análisis de punto de equilibrio variando el precio de la energía
La variable del precio de energía es considerada importante porque representa el 100% de los ingresos durante los años estudiados del proyecto. Para que el proyecto siga siendo factible según el criterio de valor presente neto, esta variable del precio de contratos de energía puede disminuir hasta en un 0,1%, manteniendo el resto de variables iguales al caso de estudio. Esta pequeña variación permitida se explica teniendo en cuenta que el monto de la inversión es muy alto y el precio de la energía debe cubrir con los flujos anuales este valor.
Ilustración 8. Perfil VPN cero variando precios de energía
Fuente: Elaboración Propia
6.1.3. Análisis de punto de equilibrio variando el factor de planta
El factor de planta y el precio de los contratos de energía están directamente
relacionados, debido a que son la única fuente de ingresos del proyecto bajo
estudio. En la ilustración 9 se observa que el comportamiento de la variable
factor de planta es igual al del precio, observando que también puede
VP0 VPN
Caso Base 14.038.822.037,35 COP 24.867.361,09 COP
Actual escenario 14.038.198.145,79 COP 0,00 COP
Variable FactorValor variable en
actual escenario
Monto de inversión inicial 100,17% La Inversión aumenta 0,17% 7.125.988.906 COP
Precio energía 100,00% El precio de la energía no varía 145.210 COP
Costo de Capital 100,00% El costo de Capital no varía 13%
Factor de Planta 100,00% El Factor de Planta no varía 80%
Explicación variación
VP0 VPN
Caso Base 14.038.822.037,35 COP 24.867.361,09 COP
Actual escenario 14.013.954.676,26 COP 0,00 COP
Variable FactorValor variable en
actual escenario
Monto de inversión inicial 100,00% La Inversión no varía 7.113.682.577 COP
Precio energía 99,90% El precio de la energía disminuye 0,10% 145.066 COP
Costo de Capital 100,00% El costo de Capital no varía 13%
Factor de Planta 100,00% El Factor de Planta no varía 80%
Explicación variación
51
disminuir hasta en un 0.1% para que la factibilidad del proyecto no se vea
afectada. Esto comprueba la relación entre ambas variables.
Ilustración 9. Perfil VPN cero variando el factor de planta
Fuente: Elaboración Propia
6.1.4. Análisis de punto de equilibrio variando el costo de capital
Para evaluar el proyecto se utiliza la tasa del sector de distribución de
energía en Colombia como costo de capital que es 13% en la actualidad.
Esta tasa podría aumentar máximo en un 0,16% es decir, alcanzar un valor
de 13,02% para que el proyecto siga siendo factible, manteniendo todas las
demás variables constantes. Los resultados se muestran en la ilustración 10.
Ilustración 10. Perfil VPN cero variando el WACC
Fuente: Elaboración Propia
Este porcentaje de aumento puede considerarse bastante bajo, indicando
que el proyecto se vería afectado por cualquier cambio que se produzca en
el mercado, poniendo en riesgo su factibilidad.
VP0 VPN
Caso Base 14.038.822.037,35 COP 24.867.361,09 COP
Actual escenario 14.013.954.676,26 COP 0,00 COP
Variable FactorValor variable en
actual escenario
Monto de inversión inicial 100,00% La Inversión no varía 7.113.682.577 COP
Precio energía 100,00% El precio de la energía no varía 145.210 COP
Costo de Capital 100,00% El costo de Capital no varía 13%
Factor de Planta 99,90% El Factor de Planta disminuye 0,10% 80%
Explicación variación
VP0 VPN
Caso Base 14.038.822.037,35 COP 24.867.361,09 COP
Actual escenario 14.013.954.676,26 COP 0,00 COP
Variable FactorValor variable en
actual escenario
Monto de inversión inicial 100,00% La Inversión no varía 7.113.682.577 COP
Precio energía 100,00% El precio de la energía no varía 145.210 COP
Costo de Capital 100,16% El costo de Capital aumenta 0,16% 13%
Factor de Planta 100,00% El Factor de Planta no varía 80%
Explicación variación
52
6.2. Análisis por par de variables
Después de observar el comportamiento del VPN al modificar una sola
variable se sensibiliza el modelo para un par de variables, es decir, se
estudia el comportamiento del VPN al cambiar dos variables al mismo
tiempo. De esta manera se puede encontrar cómo se relacionan las variables
entre sí y la influencia que tienen en el proyecto. Con base en las variables
de entrada previamente seleccionadas y los valores que toman en el caso
base para el modelo, se construyen los siguientes escenarios mostrados a
continuación. Con los datos de la tabla 11 se realiza el posterior análisis de
sensibilidad.
Tabla 12. Variables consideradas en el análisis
Variable a Sensibilizar
Base Caso 1 Caso 2 Caso 3 Caso 4
Monto de inversión
$7,113,682,576.78 $6,481,624,365.48 $6,776,243,654.82 $7,365,482,233.50 7,660,101,522.84
Precio de contrato ($/MW)
145210.00 120000.00 130000.00 175000.00 200000.00
WACC 13% 5% 10% 15% 20%
Factor de Planta
80% 70% 75% 85% 90%
Fuente: Elaboración Propia
6.2.1. Variación Costo de Capital vs. Inversión
El primer análisis se realiza comparando los cambios que se presentan en el
Valor Presente Neto (VPN) al generar variaciones en el costo de capital y la
inversión. En la tabla 12 se presentan los resultados obtenidos.
53
Tabla 13. VPN - WACC vs. Inversión
VPN Variación Costo de Capital (%)
$ 24,867,361.09 5% 10% 13% 15% 20%
Va
ria
ció
n I
nvers
ión
($/M
W)
$6,481,624,365.48 $18,244,391,592.90 $5,611,141,909.08 $ 1,302,065,367.40 ($ 787,952,412.63) ($ 4,322,241,938.15)
$6,776,243,654.82 $17,635,237,198.64 $5,012,155,271.49 $ 706,729,111.59 ($1,381,462,357.81) ($ 4,912,540,430.33)
$7,113,682,576.78 $16,937,548,997.14 $4,326,112,596.86 $ 24,867,361.09 ($2,061,232,363.79) ($ 5,588,632,234.36)
$7,365,482,233.50 $16,416,928,410.11 $3,814,181,996.30 ($ 483,943,400.01) ($2,568,482,248.19) ($ 6,093,137,414.68)
$7,660,101,522.84 $15,807,774,015.85 $3,215,195,358.71 ($1,079,279,655.81) ($3,161,992,193.37) ($ 6,683,435,906.85)
Fuente: Elaboración Propia
De acuerdo con los resultados, se puede apreciar que el VPN se relaciona
directamente con el costo de capital y el monto de la inversión, dado que
estas dos variables influyen directamente en los flujos anuales y por lo tanto
repercuten en el VPN. En la ilustración 10 se puede observar el
comportamiento de los resultados obtenidos para el VPN, el cual varía
considerablemente al cambiar el valor de alguna de las dos variables.
Se encuentra que si el monto de la inversión y el costo de capital son
mayores a los valores tomados en el caso base, ya sea las dos al mismo
tiempo o sólo una, el VPN será negativo y por ende el proyecto no será
factible. También, si alguna de las dos variables disminuye y la otra mantiene
el valor del caso base, no se afecta la factibilidad del proyecto.
Al analizar el VPN variando el monto de la inversión se recomienda analizar
nuevamente los costos de los equipos debido a su proyección del 2008 al
2014 con el IPC, esto se soporta en la tabla 12 donde se observa que el VPN
es bastante sensible frente a los cambios de las variables. Si la inversión
disminuye en un 5% el VPN aumenta en 28 veces su valor del caso base por
lo que una disminución en este monto, asumiendo que las demás variables
se siguen comportando igual, impactaría positivamente en el proyecto y la
decisión que pueda tomar el inversionista.
54
Ilustración 11. VPN - WACC vs. Inversión
Fuente: Elaboración Propia
6.2.2. Variación Precio de Energía vs. Inversión
Ahora, El siguiente análisis que se realiza es variar el monto de la inversión y
el precio de los contratos de energía. Los resultados del VPN se presentan
en la tabla 12.
Tabla 14. VPN - Precio de Contratos vs. Inversión
VPN Variación Precio Contratos ($/MW)
$ 24,867,361.09 $ 120,000.00 $ 130,000.00 $ 145,210.00 $ 175,000.00 $ 200,000.00
Va
ria
ció
n I
nvers
ión
($/M
W)
$6,481,624,365.48 ($3,050,290,737.25) ($1,323,850,394.27) $1,302,065,367.40 $6,445,131,149.12 $10,761,232,006.56
$6,776,243,654.82 ($3,645,626,993.05) ($1,919,186,650.07) $ 706,729,111.59 $5,849,794,893.32 $10,165,895,750.76
$7,113,682,576.78 ($4,327,488,743.55) ($2,601,048,400.57) $ 24,867,361.09 $5,167,933,142.82 $ 9,484,034,000.26
$7,365,482,233.50 ($4,836,299,504.65) ($3,109,859,161.68) ($ 483,943,400.01) $4,659,122,381.71 $ 8,975,223,239.15
$7,660,101,522.84 ($5,431,635,760.45) ($3,705,195,417.48) ($1,079,279,655.81) $4,063,786,125.91 $ 8,379,886,983.35
Fuente: Elaboración Propia
55
El precio de los contratos de energía está inversamente relacionado con el
monto de la inversión, es decir que cuando una de las variables aumenta la
otra disminuye. En la ilustración 11 se puede observar que al igual que en el
análisis anterior, el plano del VPN se comporta de la misma manera. De esta
manera, a un mayor precio se tendrá un mayor ingreso y por ende el VPN
será mayor.
Ilustración 12. VPN - Precio Contratos vs. Inversión
Para este caso el VPN también es bastante sensible frente a cambios en el
monto de la inversión. Ambos análisis coinciden en que a una disminución de
un 5% en el monto de la inversión el VPN aumentará su valor en 28 veces
con respecto al caso base. Si alguna las variables cambian de manera
inversa con respecto al caso base (ya sea que una aumente y la otra
disminuya o viceversa) el VPN se verá afectado y quedará negativo. Sin
embargo, si ambas variables aumentan o ambas variables disminuyen, el
precio de los contratos de energía podrán compensar estos cambios en el
monto de la inversión y el proyecto seguirá siendo factible.
Un aumento en un 20,5% en el precio de la energía podrá cubrir hasta un
3,5% de aumento en el monto de la inversión, es decir $251,799,656.
También, una disminución en un 10,5% sobre el precio actual de los
56
contratos, podrá cubrir una disminución de 4,7% del monto de la inversión; lo
que es equivalente a $337,438,921.
6.2.3. Variación Factor de Planta vs. Inversión
Para el análisis de VPN igual a cero cambiando una sola variable se
encontró que los cambios generados en el VPN al variar el factor de planta o
el precio de los contratos, eran iguales. Así, se realiza el análisis teniendo en
cuenta la inversión y el factor de planta, esperando que el comportamiento
en el VPN sea igual que en el análisis anterior donde se tuvieron en cuenta
las variaciones en la inversión y el precio de contratos. Los resultados se
muestran en la tabla 14 y la ilustración 12.
Tabla 15. VPN - Factor de Planta vs. Inversión
VPN Factor de Planta
$ 24,867,361.09 70% 75% 80% 85% 90%
Va
ria
ció
n I
nvers
ión
($/M
W)
$6,481,624,365.48 ($1,831,639,660.15) ($264,787,146.38) $1,302,065,367.40 $2,868,917,881.17 $4,435,770,394.94
$6,776,243,654.82 ($2,426,975,915.95) ($860,123,402.18) $ 706,729,111.59 $2,273,581,625.37 $3,840,434,139.14
$7,113,682,576.78 ($3,108,837,666.45) ($1,541,985,152.68) $ 24,867,361.09 $1,591,719,874.87 $3,158,572,388.64
$7,365,482,233.50 ($3,617,648,427.55) ($2,050,795,913.78) ($483,943,400.01) $1,082,909,113.76 $2,649,761,627.53
$7,660,101,522.84 ($4,212,984,683.36) ($2,646,132,169.58) ($1,079,279,655.81) $ 487,572,857.96 $2,054,425,371.73
Fuente: Elaboración Propia
Se puede observar que los resultados en cuanto al valor que toma el VPN
para este par de variables, el comportamiento es igual que en el análisis
anterior. Además, en la ilustración 12 se puede apreciar que el plano para los
valores que toma el VPN cuando se varía la inversión y el factor de planta, se
distribuyen igual que al variar la inversión y los precios de los contratos.
Por lo tanto, se asume que el comportamiento del VPN al cambiar alguna de
estas dos variables (de manera independiente) contra la inversión, será el
mismo.
57
Ilustración 13. VPN - Factor de Planta vs. Inversión
Fuente: Elaboración Propia
6.2.4. Variación Factor de Planta vs. Precio de Energía
Es importante para este análisis también, estudiar la relación que existe entre estas
dos variables puesto que constituyen los ingresos para el proyecto. En la tabla 12 se
encuentran los valores del VPN asociados a los cambios en dichas variables.
Tabla 16. VPN - Precio Contratos vs. Factor de Planta
VPN Factor de Planta
$ 24,867,361.09 70% 75% 80% 85% 90%
Va
ria
ció
n P
recio
Co
ntr
ato
s (
$/M
W)
$ 120,000.00 ($6,917,149,258.01) ($5,622,319,000.78) ($4,327,488,743.55) ($3,032,658,486.32) ($1,737,828,229.09)
$ 130,000.00 ($5,406,513,957.91) ($4,003,781,179.24) ($2,601,048,400.57) ($1,198,315,621.91) $ 204,417,156.76
$ 145,210.00 ($3,108,837,666.45) ($1,541,985,152.68) $ 24,867,361.09 $ 1,591,719,874.87 $ 3,158,572,388.64
$ 175,000.00 $ 1,391,344,892.56 $ 3,279,639,017.69 $ 5,167,933,142.82 $ 7,056,227,267.95 $ 8,944,521,393.08
$ 200,000.00 $ 5,167,933,142.82 $ 7,325,983,571.54 $ 9,484,034,000.26 $11,642,084,428.98 $13,800,134,857.70
Fuente: Elaboración Propia
58
Se puede apreciar que estas variables son inversamente proporcionales. Si las dos
aumentan, el VPN aumenta; si las dos disminuyen el VPN disminuye. En la
ilustración 13 se presenta el comportamiento del VPN para los cambios en las dos
variables.
Ilustración 14. VPN - Precio Contratos vs. Factor de Planta
Fuente: Elaboración Propia
Se encuentra también que el precio de los contratos responde con mayor
rapidez antes un cambio en el factor de planta. Es importante tener en
cuenta que factor de planta viene dado como parámetro del proyecto, por lo
que su variación puede considerarse poco probable ya que dependerá
solamente del equipo que genera la energía, mientras que el precio de los
contratos puede cambiar si cambian las condiciones del mercado.
Es importante también, analizar el comportamiento de estas dos variables frente al
costo de capital.
6.2.5. Variación Precio de Energía vs. Costo de Capital
El primer análisis se realiza para el precio de los contratos de energía. En la tabla 16
se observa que ambas variables influyen en el VPN, a un mayor costo de capital se
necesita un mayor precio puesto que esto compensa dicho aumento.
59
Si el costo de capital disminuye en un 23%, el precio de los contratos podrá
disminuir hasta un 10,5% sin afectar la factibilidad del proyecto. Para un aumento
del 15,4% en el costo de capital, el precio tendrá que aumentar en mínimo un 20,6%
para que el VPN no se vea afectado. Esto plantea que para aumentos bruscos en el
costo de capital, el precio de los contratos deberá aumentar en una mayor
proporción para equilibrar el proyecto y su VPN.
Tabla 17. VPN - Precio Contratos vs. WACC
VPN Variación Costo de Capital (%)
$24,867,361.09 5% 10% 13% 15% 20%
Va
ria
ció
n P
recio
Co
ntr
ato
s (
$/M
W) $ 120,000.00 $8,242,696,485.53 ($1,160,095,923.87) ($4,327,488,743.55) ($5,851,170,854.52) ($8,399,222,445.05)
$ 130,000.00 $11,691,666,145.04 $ 1,016,107,376.70 ($2,601,048,400.57) ($4,347,823,575.37) ($7,284,351,278.57)
$ 145,210.00 $16,937,548,997.14 $ 4,326,112,596.86 $ 24,867,361.09 ($2,061,232,363.79) ($5,588,632,234.36)
$ 175,000.00 $27,212,029,612.80 $10,809,022,229.25 $ 5,167,933,142.82 $ 2,417,239,180.79 ($2,267,431,029.43)
$ 200,000.00 $35,834,453,761.56 $16,249,530,480.67 $ 9,484,034,000.26 $ 6,175,607,378.66 $ 519,746,886.76
Fuente: Elaboración Propia
6.2.6. Variación Factor de Planta vs. Costo de Capital
Para el factor de planta comparado con el costo de capital, el VPN se ve más
afectado ante cambios en alguna de estas dos variables. Un aumento brusco
en el costo de capital no podrá ser compensando llevando el equipo a su
máxima capacidad, pero una disminución en dicho costo puede hacer que la
capacidad disminuya hasta el 70%.
Tabla 18. VPN - Factor de Planta vs. WACC
VPN Factor de Planta
$24,867,361.09 70% 75% 80% 85% 90%
Va
ria
ció
n C
osto
de
Ca
pit
al (%
)
5% $10,677,237,943.94 $13,807,393,470.54 $16,937,548,997.14 $20,067,704,523.74 $23,197,860,050.35
10% $ 376,031,580.92 $ 2,351,072,088.89 $ 4,326,112,596.86 $ 6,301,153,104.83 $ 8,276,193,612.80
13% ($3,108,837,666.45) ($1,541,985,152.68) $ 24,867,361.09 $ 1,591,719,874.87 $ 3,158,572,388.64
15% ($4,789,995,593.85) ($3,425,613,978.82) ($2,061,232,363.79) ($ 696,850,748.76) $ 667,530,866.27
20% ($7,612,262,760.41) ($6,600,447,497.39) ($5,588,632,234.36) ($4,576,816,971.34) ($3,565,001,708.31)
Fuente: Elaboración Propia
60
7. ANÁLISIS DE RIESGO
El análisis de riesgo se hace a través del método de Monte Carlo en la que
se simulan cada una de las variables consideradas importantes para el
modelo. La simulación Monte Carlo es un método usado para modelar y
combinar las distintas incertidumbres asociadas a un proyecto de inversión,
al crear diferentes escenarios artificiales que brindan información vital para
tomar decisiones financieras. Además, permite identificar, cuantificar y
gestionar el riesgo asociado a una inversión.
Para el modelos del caso base se realiza una simulación de 1000 iteraciones
con el software @Risk, teniendo en cuenta como variables de entrada
aquellas que se consideran más sensibles y fueron analizadas en el capítulo
5 (Factor de Planta y Precios de Contratos) para los años de evaluación
económica. Las variables de salida escogidas fueron el VPN (Valor Presente
Neto), el VP0 (Valor Presente de los flujos de caja en el año 0) y la
Rentabilidad. También se simulan como variables de salida los precios de los
contratos de cada para observar su comportamiento. Adicionalmente, se
presenta el análisis de probabilidad del proyecto si se incluyen los
Certificados de Reducción de Emisiones (CER’s) como fuente de ingresos
para el proyecto.
7.1. Valor Presente Neto (VPN)
El resumen estadístico de la distribución del VPN se presenta en la tabla 18.
De acuerdo con los resultados, se observa que esta variable de salida
siempre presenta valores negativos. Se distribuye con una media de -
$6,182,719,309, el valor máximo es de $7,355,325,198 y el valor mínimo de -
$14,999,584,664. La probabilidad del que el VPN sea positivo es del 4,2%.
También se encuentra que la curtosis resultó de 3.26, lo cual clasifica la
distribución de esta variable como leptocúrtica, donde los valores se agrupan
alrededor de la media lo cual se puede observar en la ilustración 14 donde se
presenta la distribución de probabilidad para la variable. Se puede entonces
asegurar, con un 95% de confianza, que el VPN bajo estas condiciones será
igual a -$564,184,893.
61
Tabla 19. Resumen Estadístico para el VPN
Estadísticos resumen para Valor Presente Neto
Estadísticos Percentil
Mínimo -$14,999,584,664
5% -$11,167,931,605
Máximo $7,355,327,198 10% -$9,926,479,921
Media -$6,182,719,309 15% -$9,448,196,692
Desv Est $3,160,934,071 20% -$8,955,055,125
Varianza 9.9915E+18 25% -$8,442,699,177
Indice de sesgo
0.41861222 30% -$8,068,120,974
Curtosis 3.261409612 35% -$7,528,663,984
Mediana -$6,369,260,428 40% -$7,163,942,483
Moda -$6,099,996,873 45% -$6,687,281,995
X izquierda -$11,167,931,605
50% -$6,369,260,428
P izquierda 5% 55% -$6,001,852,261
X derecha -$564,184,893 60% -$5,548,335,959
P derecha 95% 65% -$5,153,529,078
Diff X $10,603,746,712 70% -$4,729,990,100
Diff P 90% 75% -$4,277,711,139
#Errores 0 80% -$3,666,288,968
Filtro mín Apagado 85% -$2,993,677,150
Filtro máx Apagado 90% -$2,081,602,351
#Filtrado 0 95% -$564,184,893
Fuente: @Risk
Ilustración 15. Distribución de probabilidad VPN
Fuente: @Risk
62
El análisis al VPN también permite determinar la probabilidad de éxito o
fracaso del proyecto. Para esto, se toma la ilustración 15 y se acota el VPN
entre - y cero, la probabilidad resultante corresponde a la probabilidad de
fracaso del proyecto y su complemento corresponde a la probabilidad de
éxito del mismo. El resultado se muestra en la ilustración 16.
Ilustración 16. Probabilidad de Éxito del Proyecto
Fuente: @Risk
Así, la probabilidad de éxito para el presente proyecto es de un 4,2%.
7.2. Valor Presente de los Flujos de Caja en el Año 0 (VP0)
En la tabla 19 se presenta el resumen estadístico arrojado por el software
@Risk para la segunda variable de salida VP0.
Al igual que el VPN, el VP0 también presenta un comportamiento leptocúrtico
debido a que su coeficiente de curtosis es mayor a 3, esto se puedo observar
en la ilustración 15 donde los datos están muy cercanos a la media y por lo
tanto este valor se constituye un buen estimador del VP del proyecto el cual
se considera de $7,831,235,368 por ser la media de la distribución.
63
Tabla 20. Resumen Estadístico para el VP0
Estadísticos resumen para Valor Presente Flujos de Caja (VP0)
Estadísticos Percentil
Mínimo -$985,629,988 5% $2,846,023,071
Máximo $21,369,281,875 10% $4,087,474,756
Media $7,831,235,368 15% $4,565,757,984
Desv Est $3,160,934,071 20% $5,058,899,552
Varianza 9.9915E+18 25% $5,571,255,499
Indice de sesgo
0.41861222 30% $5,945,833,703
Curtosis 3.261409612 35% $6,485,290,692
Mediana $7,644,694,248 40% $6,850,012,194
Moda $7,913,957,803 45% $7,326,672,681
X izquierda $2,846,023,071 50% $7,644,694,248
P izquierda 5% 55% $8,012,102,416
X derecha $13,449,769,783 60% $8,465,618,717
P derecha 95% 65% $8,860,425,598
Diff X $10,603,746,712 70% $9,283,964,576
Diff P 90% 75% $9,736,243,537
#Errores 0 80% $10,347,665,708
Filtro mín Apagado 85% $11,020,277,526
Filtro máx Apagado 90% $11,932,352,325
#Filtrado 0 95% $13,449,769,783
Fuente: Elaboración Propia
Ilustración 17. Distribución de probabilidad VP0
Fuente: Elaboración Propia
64
7.3. Rentabilidad
La tercera variable de salida del modelo corresponde a la Rentabilidad, la
cual indica el beneficio que el proyecto está generando a partir de la cantidad
invertida. Los resultados obtenidos se encuentran en la tabla 20.
Tabla 21. Resumen Estadístico Rentabilidad
Estadísticos resumen para Rentabilidad
Estadísticos Percentil
Mínimo -19% 5% -3%
Máximo 19% 10% 0%
Media 5% 15% 1%
Desv Est 5% 20% 2%
Varianza 0.002339857 25% 3%
Indice de sesgo
-0.73558402 30% 4%
Curtosis 4.216104601 35% 4%
Mediana 6% 40% 5%
Moda 5% 45% 5%
X izquierda -3% 50% 6%
P izquierda 5% 55% 7%
X derecha 13% 60% 7%
P derecha 95% 65% 8%
Diff X 16% 70% 8%
Diff P 90% 75% 9%
#Errores 1 80% 9%
Filtro mín Apagado 85% 10%
Filtro máx Apagado 90% 11%
#Filtrado 0 95% 13%
Fuente: @Risk
A partir del percentil 15, los valores son positivos. Para esta variable, se
puede asegurar con un 95% de confianza que bajo las condiciones dadas, la
rentabilidad será del 13%.
65
Ilustración 18. Distribución de probabilidad Rendimiento
Fuente: @Risk
7.4. Precio CER’s
La venta de bono de Carbonos representa una posible fuente de ingreso
para el proyecto bajo estudio, tal y como se explicó en el capítulo 4. Debido a
la sobreoferta de este tipo de certificados emitida por los países de la Unión
Europea, quienes participan en mayor porcentaje en este tipo de proyectos
de energía limpia, los Certificados por Emisiones Reducidas CER’s han
disminuido su valor casi en un 99% durante los últimos dos años.
Aunque para este proyecto no se tuvieron en cuenta como fuente de ingreso,
vale la pena analizar la probabilidad de éxito del proyecto en caso de
tenerlos en cuenta. Así, se varió el precio del CER en un rango entre 0 y 5
Euros, corriendo el modelo en el software @Risk el cual arrojaba la
probabilidad de éxito del proyecto por cada corrida.
66
Tabla 22. Probabilidad de Éxito vs. Precio CER
CER (Euro)
Probabilidad de Éxito (%)
CER (Euro)
Probabilidad de Éxito (%)
CER (Euro)
Probabilidad de Éxito (%)
CER (Euro)
Probabilidad de Éxito (%)
CER (Euro)
Probabilidad de Éxito (%)
0.1 3.6 1.1 11.2 2.1 25.6 3.1 53.1 4.1 80.6
0.2 5 1.2 12.7 2.2 28.9 3.2 55.7 4.2 82.6
0.3 5.4 1.3 14.3 2.3 30.8 3.3 59.5 4.3 83.1
0.4 6 1.4 14.2 2.4 33.5 3.4 61.5 4.4 87.4
0.5 5.7 1.5 17.1 2.5 36.7 3.5 63.8 4.5 89.4
0.6 5.6 1.6 17.6 2.6 40.3 3.6 65 4.6 91.2
0.7 8.1 1.7 20.5 2.7 41.9 3.7 67.2 4.7 91.7
0.8 8.1 1.8 22.4 2.8 42.4 3.8 73.8 4.8 92.8
0.9 10.8 1.9 24.1 2.9 46.1 3.9 76.4 4.9 94.2
1.0 10.1 2.0 26.3 3.0 50.6 4.0 78.2 5.0 95.2
Fuente: Elaboración Propia
El caso base tiene una probabilidad de éxito igual al 4.2%, es decir para un
precio CER de 0 euros. En la ilustración 17 se puede observar que frente a
un aumento en el precio del CER la probabilidad de éxito aumente.
Considerar la venta de bonos como otra fuente de ingreso representaría un
mayor VPN para el proyecto, por lo tanto se debe estar atento ante los
cambios de precios en el mercado y en caso de que los precios vuelvan a
subir se podrían ofertar certificados.
Ilustración 19. Probabilidad de Éxito vs. Precio CER
Fuente: Elaboración Propia
67
CONCLUSIONES
Actualmente en Colombia se cuenta con solo 2 rellenos sanitarios con
aprovechamiento energético de los 49 de rellenos potenciales de ser fuente
de energía renovable para el país. Una causa de esto es la alta inversión
inicial que debe tenerse para que este tipo de proyectos se lleve a cabo.
El análisis de sensibilidad se realiza con un escenario en el que el
inversionista participa en el 100% de la inversión inicial, es decir sin
financiamiento de fuentes externas. Se recomienda entonces si el proyecto
se realiza, encontrar la manera que la financiación del proyecto sea posible,
buscando el apalancamiento financiero y logrando reinvertir en mecanismos
que generen más rentabilidad al proyecto como por ejemplo, mejorar el
sistema de recolección de biogás, mejorar el recubrimiento del relleno o
generar un ambiente anaeróbico dentro del relleno más efectivo,
aumentando así la calidad de la descomposición de los residuos y por tanto
influyendo directamente en los ingresos recibidos por el proyecto.
La evaluación de este proyecto se realiza teniendo en cuenta que se tiene la
posibilidad de participar en dos mercados principales: el mercado de venta
de energía en Colombia y el mercado de los bonos de reducción de
emisiones de CO2, pero nunca se habla del beneficio ambiental que se tiene
por realizar la quema del metano y reducir emisiones de gases efecto
invernadero al medio ambiente. Es ahí donde el grupo de investigación
propone que se podría tener en cuenta una externalidad y es el beneficio del
proyecto ambientalmente hablando para la humanidad. Además, al incluir la
producción de energía eléctrica y exportarla a la red de distribución local,
podría desplazar a otros usos de la electricidad, por tanto podrían adquirirse
reducciones adicionales de las emisiones como consecuencia del
desplazamiento de generación de electricidad que utiliza combustibles
fósiles.
Si bien los incentivos de este tipo de proyectos como lo son los certificados
de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero y la exención de
impuesto de renta los primeros 15 años de funcionamiento podrían ser
interesantes, no son suficientes para generar la factibilidad del proyecto. En
la actualidad el precio de los CERs ha disminuido en 99% desde el año 2008,
68
debido a la sobreoferta de este tipo de certificados emitida por los países de
la Unión Europea que participan en mayor porcentaje en este tipo de
proyectos de energía limpia.
Para el caso de estudio analizado, se consideró inicialmente la evaluación
del proyecto por medio del método clásico, dando como resultado un VPN de
$24,867,361, por lo que si este fuera el criterio de decisión definitivo para
desarrollar el proyecto, éste no sería lo suficientemente atractivo para el
inversionista, teniendo en cuenta que la inversión realizada supera este valor
en más de 500 veces.
El factor de planta y los precios de contratos de energía son las dos variables
que influyen en la generación de ingresos y están directamente relacionadas.
Así, debe tratarse de potenciar las dos variables al mayor valor que puedan
tomar y de esta manera aumentar los ingresos generados por el proyecto.
También, una variable puede ser usada para compensar la otra, en caso de
que alguna de ellas llegue a tener un comportamiento inferior al esperado en
cuanto a su valor.
El riesgo es un elemento importante dentro de la valoración de un proyecto,
el cual arroja que el proyecto evaluado tiene una probabilidad de éxito del
4,2%. Esta probabilidad está directamente relacionada con el precio de los
CER’s los cuales no se tuvieron en cuenta al momento de realizar la
valoración económica. A pesar que estos precios han disminuido
drásticamente en los últimos dos años, alcanzando la barrera del cero, aún
no toman ese valor, así que se aconseja al inversionista tener en cuenta este
precio los años que pueda y estar atento ante cambios en el mercado ya que
esto podría potenciar la probabilidad de que el proyecto tenga éxito.
El propósito principal de este proyecto es proporcionar una herramienta que
pueda ser usada para tomar decisiones en cuanto a este tipo de proyectos,
de una forma más rápida. Para ello, se presentan características técnicas y
físicas del relleno y su composición, las cuales podrían adaptarse fácilmente
a otro relleno y tener una idea aproximada acerca de la viabilidad del
proyecto. El modelo desarrollado dota de herramientas cuantitativas a quien
esté interesado en invertir en este tipo de proyecto, con el fin de que pueda
tomar mejores decisiones estratégicas, tácticas y operativas.
69
La idea de generar proyectos de producción de energía a partir del biogás de
rellenos sanitarios es buena, pero es importante saber qué es lo que
actualmente se está haciendo con los residuos que se generan. La tendencia
actual es llevar los rellenos directamente a la generación de energía sin tener
que almacenarlos en lugares determinados por largos periodos de tiempo. La
ventaja de esta idea es el ahorro de espacio, tiempo y dinero. Aunque en
Colombia los rellenos ya están en funcionamiento y es posible todavía
implementar la producción de energía a partir de los residuos ya
almacenados en ellos, mientras se contemplan nuevas opciones más
competitivas y que estén al nivel de otros países.
70
Referencias Bibliográficas
Antonio, M., Costa, F., Carlos, M., Souza, L., & Teles, F. (n.d.). BIOGÁS DE ATERROS SANITÁRIOS PARA GERAÇÃO DE ENERGIA RENOVÁVEL E LIMPA - UM ESTUDO DE VIABILIDADE, (Mdl).
Camargo, Y., & Vélez, A. (2009). Emisiones de biogás producidas en rellenos sanitarios. Santa Marta, Colombia. Retrieved from http://mba.edu.co/divisiones/Ingenierias/IDS/upload/File/Memorias II-SIIR/3d-Camargo-Colombia-001.pdf
Comisión de Cooperación Ecológica Fronteriza, M., (EPA), U., (COCEF), U., & (ICMA), L. (2011). GUÍA PARA EL APROVECHAMIENTO DEL GAS METANO.
Del Medio Ambiente y Desarollo Sostenible, M. (2014). Mitigación de emisiones bajo la Iniciativa Global de Metano (GMI) en Colombia. Retrieved from http://www.minminas.gov.co/minminas/downloads/archivosEventos/9760.pdf
Drive, R. B. (2008). Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro.
El Congreso de Colombia. Decreto 838 de 2005 (Marzo 23) (2005). Retrieved from http://www.corpamag.gov.co/archivos/normatividad/Decreto838_20050323.htm
El Congreso de Colombia. Ley 1715 de 2014 (Mayo 13) (2014).
Fedesarrollo. (2013). Análisis Costo Beneficio de Energías Renovables no Convencionales en Colombia.
Gebrezgabher, S. a., Meuwissen, M. P. M., Prins, B. a. M., & Lansink, A. G. J. M. O. (2010). Economic analysis of anaerobic digestion—A case of Green power biogas plant in The Netherlands. NJAS - Wageningen Journal of Life Sciences, 57(2), 109–115. http://doi.org/10.1016/j.njas.2009.07.006
71
Global Methane Initiative. (n.d.). Retrieved from https://www.globalmethane.org/about/methane.aspx
Grupo Bancolombia. (2015). Proyecciones económicas de mediano plazo.
Higera, J. (2013). Rellenos sanitarios darán electricidad a Colombia. Portafolio. Retrieved from http://www.portafolio.co/economia/rellenos-sanitarios-daran-electricidad-colombia
Ingeniería para el Control de Residuos Municipales e Industriales. (2007). Estudio de Factibilidad para el Aprovechamiento del Metano en el Relleno Sanitario Municipal de Saltillo, Coahuila.
International Solid Waste Association, I. (2012). Waste to Energy State of the Art Report.
Itansuca, P. de I. (2010). METODOLOGÍA Y CÁLCULO DE LOS WACC PARA LA ACTIVIDAD MAYORISTA Y MINORISTA.
Landfill Methane Outreach Program, E. (2010). Green Power from Landfill Gas. Retrieved from http://www.epa.gov/methane/lmop/documents/pdfs/LMOPGreenPower.pdf
Martínez, J., & Villalón, J. (2003). Introducción al Cálculo Estocástico.
Ministerio de ambiente, vivienda y desarrollo territorial. (2004). Exenciones Tributarias.
Noguera, K., & Olivero, J. (2010). LOS RELLENOS SANITARIOS EN LATINOAMÉRICA : CASO COLOMBIANO.
Oficina Comercial de ProChile en Berlín. (2012). Estudio de Mercado - Bonos de Carbono, 23 – 26.
Pabón, A. (2013). Criterios de Decisión - Análisis Económico de Decisiones. Cali.
Periódico El Colombiano, C. (2013). Energía de Colombia es una de las más competitivas del mundo.
72
Promoambiental, C. (n.d.). Tarifas. Retrieved from www.promoambientalcali.com/index.php?option=com_content&view=article&id=105&Itemid=80
Sitorus, B., & Panjaitan, S. D. (2013). Biogas Recovery from Anaerobic Digestion Process of Mixed Fruit -Vegetable Wastes. Energy Procedia, 32, 176–182. http://doi.org/10.1016/j.egypro.2013.05.023
Soto, P. (2011). Guía para el Aprovechamiento de Biogás en Rellenos Sanitarios Municipales, 1–56.
Stege, A., & Michelsen, J. (2008). Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro.
Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios, C. (2013). Disposición Final de Residuos Sólidos Disposición Final de Residuos Sólidos en Colombia 2013.
