El LCOE representa una herramienta adecuada para comparar el costo de las tecnologías renovables y de almacenamiento de electricidad que tienen el mismo número de horas de funcionamiento anuales.
Introducción
En la implementación de proyectos existen diferentes formas de medir la viabilidad y la rentabilidad de los mismos según diversas métricas e indicadores. De acuerdo con [1], dentro de las métricas más utilizadas para evaluar proyectos de energía (de manera particular en el almacenamiento y energía renovable) se tienen:
- Costo del equipamiento
- Costo total del proyecto instalado
- Factor de capacidad por proyecto
- El LCOE (Levelized cost of energy)
De estas métricas, el tercero considera de forma indirecta a los anteriores [2], por lo que en esta entrada se revisará la fórmula de cálculo y consideraciones del LCOE.
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Levelized Cost of Electricity (LCOE)
El LCOE o Costo Nivelado de Electricidad (o energía) en español, es el precio de la electricidad que requiere un proyecto para que los ingresos sean iguales a los costos, incluida la obtención de un rendimiento del capital invertido igual a la tasa de descuento [1].
Es decir, un precio de electricidad por encima del LCOE produciría un mayor rendimiento del capital, mientras que un precio por debajo de él produciría un menor rendimiento del capital, o incluso una pérdida.
Asimismo, permite la evaluación y comparación de costos y rendimientos (competitividad) entre las diferentes tecnologías de energía e inclusive los costos y rendimientos de plantas instaladas en diferentes países.
Un ejemplo hipotético sería el siguiente: Si el precio de la electricidad en un determinado país es de 5 USD/kWh y el proyecto de energía a implementar tiene un LCOE de 7 USD/kWh, resulta conveniente no realizar el proyecto y/o evaluar otra alternativa. Por otro lado, en caso que el proyecto tenga un LCOE de 3 USD/kWh, sí resultaría conveniente implementar el proyecto.
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Cálculo del LCOE
El LCOE está definido como el costo del ciclo de vida ($) de un proyecto dividido por el total de la producción durante el ciclo de vida del proyecto (kWh) [3] como se muestra a continuación:
Por lo tanto, el LCOE indica los costos unitarios de la electricidad durante la vida completa o la vida económica de un proyecto y su uso se ha extendido para medir la viabilidad y competitividad de un proyecto con cierta tecnología en comparación con otras tecnologías.
La fórmula anterior puede expresarse con mayor claridad:
$LCOE=\frac{\sum_{t=1}^{n}\frac{I_{t}+M_{t}+F_{t}}{(1+r)^{t}}}{\sum_{t=1}^{n}\frac{E_{t}}{(1+r)^{t}}}$
Donde:
$LCOE$:
$I_{t}$: Gastos de inversión en el año $t$
$M_{t}$: Gastos de Operación y Mantenimiento en el año $t$
$F_{t}$: Gastos de combustible en el año $t$
$E_{t}$: Generación de electricidad en el año $t$
$r$: tasa de descuento
$n$: vida del sistema total en años
Ejemplo
En la Figura 1 se presenta un ejemplo sencillo [4] de cálculo del LCOE para un periodo de un año ($t=1$) y sin considerar la tasa de descuento, dado que para dicho periodo se cancela dicho factor:
De la Figura 1 se observa que para el cálculo del LCOE es necesario la consideración de los costos iniciales del proyecto (equipamiento, financiamiento, impuestos, etc.) y los costos de Operación y Mantenimiento, así como la energía generado en un periodo determinado. Razón por la cual esta métrica tiene relevancia cuando se realiza la evaluación técnica y económica de proyectos de energía.
Resumen
- El LCOE mide el costo del tiempo de vida de un proyecto dividido por la producción de energía
- Calcula el valor presente del costo total de construir y operar una planta de energía sobre un tiempo de vida (supuesto)
- Permite la comparación de proyectos con diferentes tecnologías (solar, eólico, biomasa, etc.), así como la comparación de proyectos de energía con costos de capital, riesgos, rendimientos y capacidades (MW) diferentes entre sí, lo que lo vuelve una herramienta fundamental para la evaluación técnica económica.
Referencias:
[1] IRENA, «Renewable Power Generation Costs in 2020», International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi, 2021.
[2] «EIA uses two simplified metrics to show future power plants’ relative economics», EIA, 2018, [online]. Available: https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=35552
[3] Shen Wei et al. «A Comprehensive review of variable renewable energy levelized cost of electricity», Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 133, pp. 110301, 2020.
[4] DOE Office of Indian Energy, «Levelized Cost of Energy», [online]. Available: https://www.energy.gov/sites/prod/files/2015/08/f25/LCOE.pdf
Engineer and researcher.
