Proyección Del Consumo De Energía Eléctrica De La Minería Del Cobre En Chile Al 2025
Jorge Cantallopts Araya Director de Estudios y Políticas Públicas (TyP) COCHILCO
CONTENIDOS 1. Desafío energético de la industria minera. 2. Consumo histórico de energía en la minería del cobre. 3. Políticas públicas: a) Eficiencia Energética y b) Gases de Efecto Invernadero en Minería.
4. Proyección del consumo eléctrico en minería del cobre.
5. Conclusiones.
2
1. DESAFÍO ENERGÉTICO DE LA INDUSTRIA MINERA.
3
Principales desafíos de la minería chilena
Geología
Innovación
Energía
Principales Desafíos de la Minería Chilena Capital Humano
Agua
Comunidades
4
Desafíos de la minería en materia energética y ambiental
Estrechez y desequilibrio de la matriz energética.
Altos costos de la energía.
Aumento del consumo unitario de energía en la producción de cobre debido a variables estructurales del sector. Proyección de aumento de la demanda de energía por nuevos proyectos mineros y la incorporación de agua de mar en el proceso productivo.
Restricción ambiental en la emisión de Gases Efecto Invernadero (GEI) directos como indirectos. 5
Razones para el monitoreo del consumo eléctrico
La minería es una actividad energo-intensiva y de gran
tamaño relativo en nuestro país. Antecedentes operacionales de las compañías ha permitido construir y mantener una base de datos respecto de consumos energéticos sectoriales, con lo cual se elabora información de interés para la industria y a la autoridad: a) b) c) d) e)
Consumo energético histórico Coeficientes unitarios de consumo Emisiones directas de GEI Indicadores para medir eficiencia energética Proyección del consumo eléctrico
6
2. CONSUMO HISTÓRICO DE ENERGÍA EN LA MINERÍA DEL COBRE
7
160
6.000
Energía (Terajoules)
140
5.000
120 4.000
100 80
3.000
60
2.000
40 1.000
20 0
Combustibles
Cu fino (Miles de toneladas métricas)
Evolución de la producción de cobre y consumo energético 2001 - 2013
Existe un desacoplamiento (negativo) entre los niveles de producción de cobre fino y el consumo energético debido , principalmente, a variables estructurales del sector.
0
Energía Eléctrica
Energía Total
Producción Cu fino
Fuente: COCHILCO, 2014.
8
Características estructurales del aumento de consumo de energía en la minería del cobre
Minería del Cobre
Envejecimiento de yacimientos
-Disminución de leyes - Mayor dureza del mineral - Mayores distancias de acarreo
Aumento en el transporte y procesamiento de Mineral Mayores consumos de Agua y Energía
9
Consumos de electricidad y combustibles en los procesos mineros en 2001 - 2013 ENERGÍA ELÉCTRICA 2001 - 2013
80
80
70
70
60
60
50
50
40 30 20
Mina
10 0
Energía (Terajoule)
Energía (Terajoule)
COMBUSTIBLE 2001 - 2013
LXSXEW
40 30
Concentradora
20 10 0
Mina
Concentradora
LXSXEW
Mina
Concentradora
LXSXEW
Fundición
Refinería
Servicios
Fundición
Refinería
Servicios
Fuente: COCHILCO, 2014.
Los combustibles son utilizados principalmente en la extracción minera. La electricidad es utilizada de manera intensiva, principalmente, en los procesos de mineral: LX SX EW y Concentradora.
10
Coeficientes unitarios de consumo de energía en minería del cobre (MJoule/Ton Cu fino) Consumo de COMBUSTIBLES por Tonelada de Cobre Fino
Consumo de ELECTRICIDAD por Tonelada de Cobre Fino
12.000
12.000
10.000
10.000
LXSXEW
8.000
Mina Rajo
8.000 Concentradora
6.000
6.000
4.000
4.000
2.000
2.000
0
0
Mina Rajo Concentradora Refinería LXSXEW
Fuente: COCHILCO, 2014.
Mina Subterránea Fundición Servicios
LXSXEW
Concentradora
Fundición
Refinería
Mina subterránea
Servicios
Mina rajo
11
3. POLÍTICAS PÚBLICAS: A) EFICIENCIA ENERGÉTICA Y B) EMISIONES GASES DE EFECTO INVERNADERO (GEI)
12
Eficiencia energética en el país y la minería
La eficiencia energética es uno de los pilares de la política nacional de energía y crecientemente debe estar incorporada en las actividades productivas y sociales del país.
Minería ha implementado medidas de eficiencia energética, principalmente en el diseño de sus nuevos sistemas productivos.
Sin embargo por el deterioro estructural de la calidad de los recursos mineros en explotación, los consumos unitarios crecen y no se aprecia los esfuerzos de eficiencia energética implícitos.
13
Motivación para la construcción de indicadores de eficiencia energética Consumo de COMBUSTIBLES por Tonelada de Cobre Fino
Consumo de ELECTRICIDAD por Tonelada de Cobre Fino
12.000
12.000
10.000
10.000
21,8%
(MJ/TMF Cu)
8.000 6.000 4.000
Mina Rajo
+60%
(MJ/TMF Cu)
LXSXEW
8.000 6.000
+67,5%
Concentradora
4.000
2.000
2.000
0
0
Fuente: COCHILCO, 2014.
Los indicadores de intensidad de uso de energía permiten determinar el consumo unitario de energía en los procesos de producción de cobre. Sin embargo, no son un buen instrumento para medir la Eficiencia (o ineficiencia) Energética alcanzada en el sector. 14
Objetivo de la construcción de indicadores de eficiencia energética
1. Medir la Eficiencia Energética alcanzada en el sector
Proposición de nuevos indicadores de intensidad de uso de energía corregidos por variables estructurales en la minería del cobre para medir la eficiencia energética.
2. Generar una línea de trabajo permanente
Los indicadores corregidos constituirán una línea de trabajo permanente y complementaria a los indicadores de consumo de energía unitarios desarrollados actualmente por COCHILCO.
15
Nuevos indicadores para medir la eficiencia energĂŠtica del sector VariaciĂłn de indicadores actuales y corregidos por proceso en el periodo 2007/2013 Proceso
Coeficiente de consumo unitario (actual)
VariaciĂłn indicador actual 2007 - 2013
Indicador de Eficiencia (corregido)
• đ??¸đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘”Ăđ?‘Ž đ?‘?đ?‘œđ?‘šđ?‘?đ?‘˘đ?‘ đ?‘Ąđ?‘–đ?‘?đ?‘™đ?‘’đ?‘ đ?‘‡đ?‘œđ?‘› đ?‘šđ?‘–đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘™ đ?‘’đ?‘Ľđ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘ŽĂđ?‘‘đ?‘œ
+17,3%
Mina Rajo đ??¸đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘”Ăđ?‘Ž đ?‘’đ?‘™ĂŠđ?‘?đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘–đ?‘?đ?‘Ž đ?‘‡đ?‘œđ?‘› đ?‘šđ?‘–đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘™ đ?‘’đ?‘Ľđ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘ŽĂđ?‘‘đ?‘œ
Mina SubterrĂĄnea
Concentradora
LXSXEW
đ??¸đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘”Ăđ?‘Ž đ?‘’đ?‘™ĂŠđ?‘?đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘–đ?‘?đ?‘Žđ?‘ đ?‘‡đ?‘œđ?‘›. đ?‘€đ?‘–đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘™ đ?‘’đ?‘Ľđ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘ŽĂđ?‘‘đ?‘œ
đ??¸đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘”Ăđ?‘Žđ?‘’đ?‘™ĂŠđ?‘?đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘–đ?‘?đ?‘Ž đ?‘‡đ?‘œđ?‘› đ?‘šđ?‘–đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘™ đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘Ąđ?‘Žđ?‘‘đ?‘Ž
đ??¸đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘”Ăđ?‘Ž đ?‘’đ?‘™ĂŠđ?‘?đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘–đ?‘?đ?‘Ž đ?‘‡đ?‘œđ?‘› đ??śđ?‘˘ đ?‘“đ?‘–đ?‘›đ?‘œ đ?‘’đ?‘› đ?‘?ĂĄđ?‘Ąđ?‘œđ?‘‘đ?‘œđ?‘ đ??¸đ?‘‚
-12,5%
Transporte
đ??¸đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘”Ăđ?‘Ž đ?‘?đ?‘œđ?‘šđ?‘?đ?‘˘đ?‘ đ?‘Ąđ?‘–đ?‘?đ?‘™đ?‘’đ?‘ đ?‘‡đ?‘œđ?‘› đ?‘šđ?‘Žđ?‘Ąđ?‘’đ?‘&#x;đ?‘–đ?‘Žđ?‘™ đ?‘šđ?‘œđ?‘Łđ?‘–đ?‘‘đ?‘œ đ?‘Ľ đ??žđ?‘š đ?‘’đ?‘ž. •
+3,7%
đ??¸đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘”Ăđ?‘Ž đ?‘’đ?‘™ĂŠđ?‘?đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘–đ?‘?đ?‘Ž đ?‘‡đ?‘œđ?‘›. đ?‘€đ?‘–đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘™ đ?‘’đ?‘Ľđ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘ŽĂđ?‘‘đ?‘œ (No se considera el consumo de energĂa debido a ventilaciĂłn de tĂşneles) đ??¸đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘”Ăđ?‘Ž đ?‘’đ?‘™ĂŠđ?‘?đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘–đ?‘?đ?‘Ž đ?‘‡đ?‘œđ?‘› đ?‘šđ?‘–đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘™ đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘Ąđ?‘Žđ?‘‘đ?‘œ (No considera consumo de plantas de molibdeno) •
-2,5%
+3,7%.
Chancado primario
đ??¸đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘”Ăđ?‘Ž đ?‘’đ?‘™ĂŠđ?‘?đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘–đ?‘?đ?‘Ž đ?‘’đ?‘› đ??śâ„Žđ?‘Žđ?‘›đ?‘?đ?‘Žđ?‘‘đ?‘œ đ?‘‡đ?‘œđ?‘›. đ?‘šđ?‘–đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘™ đ?‘?â„Žđ?‘Žđ?‘›đ?‘?đ?‘Žđ?‘‘đ?‘œ
+39,5%
VariaciĂłn indicador corregido 2007 - 2013
-25,6%
Los indicadores propuestos son insesgados al corregir, o no considerar, variables exĂłgenas involucrados en los procesos.
+27,7%
+5,4%
SxEw
đ??¸đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;. đ?‘’đ?‘™ĂŠđ?‘?đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘–đ?‘?đ?‘Ž đ?‘†đ?‘Ľđ??¸đ?‘¤ đ?‘‡đ?‘œđ?‘› đ??śđ?‘˘ đ?‘“đ?‘–đ?‘›đ?‘œ đ?‘’đ?‘› đ?‘?ĂĄđ?‘Ąđ?‘œđ?‘‘đ?‘œđ?‘ đ??¸đ?‘‚
-6,5%
16
Comportamiento del nuevo indicador de transporte mina rajo Indicadores de consumo de COMBUSTIBLES en proceso de Mina Rajo
Variación anual de indicadores de consumo de COMBUSTIBLES en proceso de Mina Rajo
1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0
0,99
0,96
15,5 13,2
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
125 Kwh/TM mineral extraído
Kwh/Material Movido-Km eq
(año base 2007=100) 117,3
120 115 110 105
103,7
100
100 95 90 85 80 75 2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Transporte Mina Rajo (Indicador Corregido)
Transporte Mina Rajo (Indicador Corregido)
Mina Rajo (Indicador Actual)
Mina Rajo (Indicador Actual)
Fuente: COCHILCO, 2014
17
Comportamiento del nuevo indicador en Concentradora Indicadores de consumo de ELECTRICIDAD en procesos de Planta Concentradora
Variaci贸n anual Indicadores de consumo de ELECTRICIDAD en procesos de Planta Concentradora (a帽o base 2007=100)
25
120
24
115
Kwh/Mineral tratado
23 21,4
22 21 20
110 105
20,4 21,2
20,3
100,0
103,7
100
19
95
18
90
17
105,4
85
16
80
15 2007
2008
2009
Concentradora (Actual)
2010
2011
2012
2013
Concentradora (Corregido)
2007
2008
2009
2010
Concentradora (Corregido)
2011
2012
2013
Concentradora (Actual)
Fuente: COCHILCO, 2014.
18
3. POLÍTICAS PÚBLICAS: A) EFICIENCIA ENERGÉTICA Y
B) EMISIONES
GASES DE EFECTO INVERNADERO (GEI)
19
Gases de Efecto Invernadero en la minería del cobre
La emisión de GEI por su efecto en el Cambio Climático es una preocupación internacional y obligará a los Gobiernos a reducir la tasa de crecimiento de sus emisiones.
Ello implica asumir políticas que induzcan a los sectores económicos a tomar medidas de mitigación.
Las emisiones directas de la minería son las generadas en el consumo de combustibles en las operaciones (Transporte, calefacción, hornos , etc.).
Las emisiones indirectas son las emitidas en la generación térmica de electricidad por terceros que abastecen a las operaciones mineras.
COCHILCO calcula las emisiones directas y el Ministerio de Energía las indirectas. 20
Evolución en el consumo de combustibles en la minería en 2011 - 2013
Consumo de combustibles por tipo en la minería del cobre
Consumo de Diesel por proceso en la minería del cobre
(TJ)
(TJ)
70.000
TeraJoule
50.000 40.000 30.000 20.000
50.000
2011 2012 2013
2011 2012 2013
40.000 TeraJoule
60.000
60.000
30.000 20.000
10.000
10.000
0
0
Fuente: COCHILCO, 2014
21
Emisión total de GEI directas en la producción de cobre
6,0
6.000 5.000
4.739
4,0
4.000
3,0
3.000
2,0
2.000
1,0
1.000
0,0
0
Emisiones CO2 eq.
Miles de TMF de Cobre
Millones de TM CO2 eq
5,0
5.776
Se registra un incremento de las emisiones directas mayor que la producción de cobre , como consecuencia de las razones estructurales señaladas para el consumo de combustible
Producción Cu fino
Fuente: COCHILCO, 2014
22
Emisi贸n de GEI directos por procesos y coeficientes unitarios Emisiones de GEI directos por proceso
Coeficiente unitario de emisiones de GEI directos por tonelada de cobre fino
5
Ton CO2 eq/TMF
Millones de TM CO2 eq
6
4 3 2
0,77
0,82 0,80 0,84
0,69 0,61 0,63 0,61
0,56 0,58
0,61
1 0
Servicios Refiner铆a Concentradora Mina Rajo
LXSXEW Fundici贸n Mina Subterranea
Fuente: COCHILCO, 2014
23
0,88 0,89
4. PROYECCIÓN DEL CONSUMO ELÉCTRICO EN MINERÍA DEL COBRE
24
Demanda eléctrica condicionada por el crecimiento de la minería del cobre Proyección de capacidad de producción máxima de cobre mina, según su condición 9.000
8.000 POTENCIAL 7.000
Miles TMF Cu
6.000 5.000
4.000
POSIBLE PROBABLE
Los proyectos mineros tienen distintos grados de avance y certeza en su materialización
BASE - En Ejecución
3.000 BASE Operación 2.000 1.000 0
Fuente: COCHILCO, 2014.
25
Criterio metodológico de la proyección: Simulación Montecarlo
Una proyección del consumo eléctrico anual por parte de la minería del cobre en el largo plazo está naturalmente sujeta a incertidumbres. Se aplica un modelo probabilístico basado en una simulación de Montecarlo considerando tres escenarios de consumo eléctrico: Máximo, Más Probable y Mínimo. Los Escenarios de consumo eléctrico Máximo, Más Probable y Mínimo se efectúan sobre la base de información histórica según el estado y condición de los proyectos en su forma actual. La proyección del consumo eléctrico se calcula utilizando los coeficientes unitarios de consumo por procesos.
26
Proyección de consumo eléctrico esperado en la minería del cobre al año 2025 (Tera Watts-hora) 50 45
40 35
Consumo máximo
TWh
30
25 20
15
Consumo esperado Mínimo esperado (Proyectos Base)
10 5 0
Fuente: COCHILCO, 2014.
27
Proyección de consumo eléctrico esperado según procesos en los sistemas SING y SIC (Tera Watts-hora)
Consumo esperado de electricidad por procesos 2014 - 2025, SING
Consumo esperado de electricidad por procesos 2014 - 2025, SIC 25
20
20
15
15
TWh
TWh
25
10
10
5
5
0
0
Concentradora
Desalinización e impulsión
Fundición
LXSXEW
Mina Rajo
Mina Subterránea
Refinería
Servicios
Concentradora
Desalinización e impulsión
Fundición
LXSXEW
Mina Rajo
Mina Subterránea
Refinería
Servicios
Fuente: COCHILCO, 2014.
28
Proyección de consumo eléctrico esperado en la minería del cobre según condición al 2025 (Tera Watts-hora) Consumo esperado de electricidad por Condición de proyectos, en SIC
Consumo esperado de electricidad por Condición de proyectos, en SING 25
25
20
15
TWh
TWh
20
15
10
10
5
5
0
0
BASE
PROBABLE
POSIBLE
POTENCIAL
BASE
PROBABLE
POSIBLE
POTENCIAL
Fuente: COCHILCO, 2014.
29
5. CONCLUSIONES
30
Conclusiones
El monitoreo del consumo eléctrico en la minería es una línea de trabajo
estratégica de COCHILCO y se afianza en la información recibida desde las compañías mineras (sobre el 95% de la producción de cobre) Con ella se genera información relevante para las políticas públicas de energía, eficiencia energética y cambio climático. Hay una directa vinculación entre las perspectivas de materialización de los proyectos mineros con la reacción del mercado eléctrico para hacer las inversiones oportunas en capacidad de generación y en transmisión eléctrica. Según la proyección de consumo esperado al 2025, en el SING se demandará aproximadamente 10 mil GWh adicionales, lo que implica la instalación de capacidad adicional de generación de a lo menos 1500 MW. Por su parte en el SIC, se espera un incremento de consumo eléctrico de de aproximadamente 8 mil GWh, lo que significará una mayor capacidad de generación de 1200 MW en este sistema. 31
Muchas Gracias
Jorge Cantallopts Araya Director de Estudios y Políticas Públicas (TyP) COCHILCO