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Costos unitarios mezclados by wuxiangyu

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									                                          Costos unitarios agregados
                                    Armando Llamas 12 de Junio 2004 (REV Enero 2007)

         El costo unitario CFE de la energía de horario punta es más alto que los otros dos. En este escrito se
muestra que debido al cargo de demanda facturable, la energía eléctrica de horario punta es bastante cara, (en Junio
de 2004 un usuario con factor de carga de horario punta del 84% tendrá un costo unitario agregado (mezclado o
integrado) de más de 3.50 pesos por cada kWh). Las tarifas industriales incluyen un cargo por energía (energía o
consumo en kWh) y un cargo por la demanda máxima (demanda en kW). En las tarifas horarias además el costo
unitario de la energía no es el mismo durante el día, se presentan tres horarios posibles:

        Horario base (horario de energía relativamente barata),
        Horario intermedio (horario con precio intermedio) y
        Horario punta (horario de energía relativamente cara)

         El medidor acumula energía base durante el horario base, energía intermedia durante horario intermedio y
en horario punta acumula energía punta. Para determinar el importe en pesos de cada una de las energías se
multiplican los consumos horarios en kWh por los importes unitarios correspondientes.

          Los medidores que CFE emplea en estas tarifas horarias además de acumular las energía horarias registran
la demanda máxima, así como el día y la hora en que ocurre la demanda máxima de cada horario. De manera tal
que al finalizar el período de facturación el medidor reporta las siguientes demandas horarias:

       Demanda base, Db
       Demanda intermedia, Di, y
       Demanda punta, Dp.


       En la región tarifaria NE y en trarifa HM, para determinar el importe por demanda se requiere determinar la
demanda facturable:

              DF  Dp  0.3  max(Di  Dp,0)  0.15  max(Db  max(Dp, Di),0)

        Una situación que se presenta con frecuencia es que la demanda máxima de horario intermedio, Di, es
mayor que las otras dos y en este caso la fórmula anterior de la demanda facturable resulta en lo siguiente:

              DF  0.7  Dp  0.3  Di

         El resultado anterior nos indica que en el cálculo de la demanda facturable, la demanda en punta tiene un
peso del 70%, la demanda intermedia tiene un peso del 30% y la demanda base no tiene peso alguno.

         El costo unitario integrado o mezclado o agregado incluye el cargo por energía y el cargo por demanda. La
energía eléctrica de los distintos horarios ocasionan los importes en pesos siguientes:

       Horario base
                                                     $ 
        Importe en pesosB  E B , kWh    CUE B ,     
                                                    kWh 
       Horario intermedio
                                                     $                                  $ 
        Importe en pesosI  E I , kWh    CUE I ,       0.3  DI , kW    CU DF ,    
                                                    kWh                                kW 
              Horario punta




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                                                 $                                  $ 
    Importe en pesosP  E P , kWh    CUE P ,       0.7  DI , kW    CU DF ,    
                                                kWh                                kW 

        Para obtener los costos unitarios agregados basta con dividir los importes anteriores entre las energías
correspondientes:

   Horario base
                          $
    C UA B  CUE B ,
                         kWh
   Horario intermedio
                      $            D , kW                  $ 
    CUA I   CUEI ,         0.3  I             CU DF ,    
                     kWh           E I , kWh              kW 
                      $                   1                     $ 
    CUA I   CUE I ,       0.3                      CU DF ,    
                     kWh          # hI , h   fc I           kW 
          Horario punta
                      $            D , kW                  $ 
    CUA P   CUE P ,       0.7  P              CU DF ,    
                     kWh          E P , kWh               kW 
                      $                   1                     $ 
    CUA P   CUE P ,       0.7                      CU DF ,    
                     kWh          # hP , h   fc P           kW 

Ejemplo:
                  Consideremos la tarifa HM región Noreste que presenta los siguientes costos unitarios para el mes
         de junio de 2004:

                                                   $ / kW                $ / kWh
                                                                Base   intermedio punta
                                  Jun/2004     $     93.08    $ 0.4654 $ 0.5681 $ 1.7670

                   Supongamos además las energías y demandas siguientes (Junio 2004):

                                   Energías                                           Demandas

                              kWh                                                         kW
           kWh base                       kWh punta           kWh        kW base                     kW punta
                           intermedia                                                 intermedia

               554,400      1,148,000         109,200        1,811,600      2,800            3,366        2,943

              CUAb: 0.4654 $/kWh
              CUAi: 0.5681+0.3 * 3366 * 93.08 / 1,148,000 = 0.6500 $/kWh
              CUAp: 1.7670 + 0.7 * 2943 * 93.08 / 109,200 = 3.5230 $/kWh

         Podemos concluir que el costo unitario de la energía punta que presenta CFE es alto (1.7670 pesos/kWh en
junio de 2004); pero el costo unitario integrado es todavía más alto (3.5230 pesos/kWh para este usuario particular).
Cabe aclarar, que en horario punta, este usuario en Junio de 2004 no tiene un factor de carga pobre, el factor de
carga que presenta es 109,200kWh / 44 h / 2,943 kW = 84%.

         Sin lugar a dudas con kWh que cuestan 3.50 pesos las oportunidades de ahorro durante esas 44 horas del
mes son altas (en el período de no cambio de horario de verano las horas punta del mes son aproximadamente el
doble), consideremos las siguientes:



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              Corrimiento de carga de horario punta hacia los otros horarios (“Load shifting”). En casi todas
               las plantas es posible identificar cargas con demanda elástica esto es, aquellas cuya operación se
               pueda enviar o transferir a horarios en los que la energía no es tan cara. Consideremos un proceso de
               molienda, si el producto de la molienda se puede almacenar, entonces es posible llevar a cabo esta
               tarea en horario base o en horario intermedio y evitar consumir kWh caros. Sin lugar a dudas esta es
               una medida que todas las plantas deben realizar ya que no requiere de una inversión fuerte en equipos.
               Sin embargo se recomienda contar con un sistema de información de parámetros eléctricos para
               realizar medición y verificación.
              Almacenamiento de energía térmica (Termal Energy Storage). Si la planta o el edificio cuenta con
               uno o varios enfriadores “chillers” es posible almacenar el frío en hielo o en agua y durante el horario
               punta dejar de operar los chillers en horario punta y enfriar agua o aire con lo almacenado. Esta
               estrategia requiere de una inversión significativa.
              Generación de energía en horario punta. (“Peak Saving”). Un generador diesel o de gas natural
               puede entrar en operación y sincronizarse con CFE durante este horario de energía cara. Esta
               estrategia de ahorro ha tenido un gran auge a juzgar por los permisos otorgados por la CRE.
              Control de demanda en horario punta. Es muy valioso para el usuario que el factor de carga
               durante el horario punta sea bastante alto (más del 80%). De esta manera el cargo por demanda se
               distribuye en más kWh. Por ejemplo consideremos el ejemplo anterior con la misma demanda
               máxima en horario punta; pero con la mitad de energía. El costo unitario integrado es: : 1.7670 + 0.7
               * 2943 * 93.08 / 109,200*2 = 5.2790 $/kWh. Este costo unitario sin lugar a dudas es alto.

            Hemos visto que la tarifa horaria presenta costos unitarios integrados bastante altos en horario punta.
Esto hace que el costo unitario integrado de todo el mes aumente; pero además trae oportunidades de ahorro que no
serían factibles con una tarifa ordinaria, aquella en la que el costo unitario de la energía es el mismo a lo largo del
día.

           Db              => Demanda máxima registrada en horario base, kW
           Di              => Demanda máxima registrada en horario intermedio, kW
           Dp              => Demanda máxima registrada en horario punta, kW
           DF              => Demanda facturable, resultado de las tres previas, kW
           Eb              => Consumo registrado en el período de facturación en horario base, h kW
           Ei              => Consumo registrado en el período de facturación en horario inter, h kW
           Ep              => Consumo registrado en el período de facturación, horario punta, h kW
           CUEb            => Costo unitario de energía base (proporcionado por CFE), $/ (h kW)
           CUEi            => Costo unitario de energía inter (proporcionado por CFE), $/ (h kW)
           CUEp            => Costo unitario de energía punta (proporcionado por CFE), $/ (h kW)
           CUdf            => Costo unitario de la demanda facturable (CFE), %/ kW
           CUAb            => Costo unitario incluyendo cargo por demanda en base, $/(kWh)
           CUAi            => Costo unitario incluyendo cargo por demanda en intermedio, $/(kWh)
           CUAp            => Costo unitario incluyendo cargo por demanda en punta, $/(kWh)




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