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Construcción de centrales eléctricas: ¿Cuánto cuesta?

Las centrales eléctricas son un componente clave de nuestra infraestructura crítica, pero deben seguir siendo rentables para los inversores a fin de continuar con sus operaciones. Un factor fundamental que afecta a la rentabilidad de las centrales eléctricas es el coste total de construcción para poner en marcha la instalación. Al igual que las centrales eléctricas son instalaciones complejas, los costes de construcción de las mismas son intrínsecamente complejos. Los costes de construcción de las nuevas centrales eléctricas varían mucho en función del tipo de tecnología de generación de electricidad que utilicen. Las instalaciones de generación de electricidad que consumen combustible y las que no lo hacen tienen costes de construcción sustancialmente diferentes.

Además, los costes de construcción de nuevas centrales eléctricas se ven moderados por una serie de otros factores. Algunos de estos factores son inherentes a la propia industria productora de energía. Por ejemplo, el entorno normativo, el acceso a las infraestructuras y el coste de la tecnología que soporta la central influyen en el coste final de la construcción. Al hablar de los costes de construcción de las centrales eléctricas, también es importante entender cómo la dinámica actual del sector de la construcción en su conjunto puede afectar a los costes de construcción de las centrales. Esto incluye la volatilidad de los componentes de los materiales básicos para las centrales eléctricas, como el acero o los metales, así como la escasez existente de mano de obra cualificada en el sector de la construcción. En este artículo, analizaremos los costes de construcción de las centrales eléctricas en el contexto de las fuerzas moderadoras que afectan a los costes, tanto los específicos de las centrales como los que afectan al sector de la construcción en general.

Tipo de central eléctrica frente al coste

Uno de los principales factores que afectan a los costes de construcción de las instalaciones de generación de energía es el tipo de instalación propuesta. Los costes de construcción pueden variar mucho según se trate de centrales eléctricas de carbón o de centrales alimentadas por gas natural, energía solar, eólica o nuclear. Para los inversores en instalaciones de generación de energía, los costes de construcción entre estos tipos de instalaciones de generación es una consideración crítica a la hora de evaluar si una inversión será rentable. Los inversores también deben tener en cuenta otros factores, como los costes de mantenimiento continuo y la demanda futura, para determinar una tasa de rendimiento favorable. Pero lo más importante es el coste de capital necesario para poner en marcha una instalación. Por ello, un breve análisis de los costes reales de construcción de diferentes tipos de centrales eléctricas es un punto de partida útil antes de explorar otras dinámicas que influyen en los costes de construcción de las centrales.

Al analizar los costes de construcción de las centrales eléctricas es importante tener en cuenta que los costes de construcción realizados pueden verse influidos por una serie de dinámicas. Por ejemplo, el acceso a los recursos que impulsan la producción de energía puede tener un gran impacto en los costes de construcción. Recursos como la energía solar, la eólica y la geotérmica están distribuidos de forma desigual y el coste de acceso y desarrollo de estos recursos aumentará con el tiempo. Los primeros en entrar en el mercado obtendrán el acceso más rentable a los recursos, mientras que los proyectos más nuevos pueden tener que pagar mucho más por el acceso a recursos equivalentes. El entorno normativo de la ubicación de la central puede tener un gran impacto en el plazo de ejecución del proyecto de construcción. En el caso de los proyectos que tienen una fuerte inversión inicial en la construcción, esto puede suponer un aumento de los intereses acumulados y de los costes generales de construcción. Para obtener más información sobre la multitud de factores que pueden influir en los costes de construcción de las centrales eléctricas, consulte las estimaciones de costes de capital para las centrales eléctricas a escala de servicios públicos publicadas por la Administración de Información Energética de Estados Unidos (EIA) en 2016.

Los costes de construcción de las centrales eléctricas se presentan como el coste en dólares por kilovatio. La información presentada en esta sección la proporciona la EIA. En concreto, utilizaremos los costes de construcción de centrales eléctricas para las instalaciones de generación de energía construidas en 2015, que se encuentran aquí. Esta información es la más actual proporcionada, pero se espera que la EIA publique los costes de construcción de centrales eléctricas para 2016 en julio de 2018. Para los interesados en los costes de construcción de centrales eléctricas, las publicaciones de la EIA son una de las fuentes de información más valiosas disponibles. Los datos proporcionados por la EIA son útiles para ilustrar la compleja naturaleza de los costes de construcción de las centrales eléctricas, y ponen de manifiesto la multitud de variables que pueden afectar no solo a los costes de construcción de las centrales, sino también a la rentabilidad en curso.

Viento

Las centrales eléctricas que se basan en el viento como fuente de energía renovable fueron las que más capacidad añadieron a la red eléctrica en 2015, sin aumentar demasiado los costes de combustible. El aprovechamiento del viento como fuente de energía no ha dejado de aumentar en Estados Unidos. En 2015, las centrales eléctricas que aprovechan la energía eólica añadieron 8.064 megavatios (MW) de capacidad. En contraste con las plantas de generación basadas en el petróleo, que añadieron 45 MW de capacidad, se puede ver el crecimiento explosivo de las plantas de energía que dependen de la energía eólica. Las centrales eólicas se construyeron con un coste medio de 1.661 dólares por kilovatio de actividad nominal instalada. El resultado fue un coste total de construcción de 13.395.684 dólares para 66 generadores.

Es importante señalar que la construcción de generadores eólicos depende en gran medida del panorama normativo actual y de los costes de generación. Para ilustrar esto, consideremos que las centrales eléctricas que dependen de la energía eólica añadieron menos de 900 MW de capacidad en 2013 según este informe de la EIA, en contraste con la adición de más de 8.000 MW en 2015. La razón más influyente fue la expiración de un crédito fiscal federal a la producción a finales de 2012, que animó a los inversores a alejarse de la construcción de nuevos generadores de energía eólica hasta que el crédito fiscal se renovó a principios de 2013. Dado el retraso en la producción, el aumento de la capacidad añadida en 2015 puede considerarse como una inversión renovada una vez que hubo un entorno normativo más favorable.

Gas natural

Las centrales eléctricas que utilizan gas natural han sido las principales impulsoras del aumento de la capacidad de la red en los últimos años, y 2015 no fue una excepción. Durante 2015, las centrales de gas natural añadieron una capacidad total de 6.549 MW. Los costes de construcción de las centrales de gas natural para el mismo año fueron de una media de 812 dólares/kw, lo que supone un coste total de 5.318.957 dólares para 74 generadores. Hay tres tipos diferentes de tecnología que se utilizan en las centrales de gas natural. Cada una de ellas tiene un impacto sustancial en los costes totales de construcción. La mayor parte de la capacidad se añadió mediante centrales de gas natural de ciclo combinado (4.755 MW) y turbinas de combustión (1.553), mientras que los motores de combustión interna representaron sólo una pequeña fracción de la capacidad añadida (240). Sin embargo, esto no cuenta la historia completa.

Las centrales de ciclo combinado, definidas como las que tienen al menos una turbina de combustión y una turbina de vapor, funcionan con niveles de eficiencia mucho más altos que los otros tipos. Aunque esto reduce los costes de explotación a largo plazo, los costes de capital para la construcción también son más elevados. Las centrales de gas natural con turbina de combustión son menos eficientes que las de ciclo combinado, lo que se traduce en mayores costes de explotación, pero también son menos costosas de construir. Tanto los motores de combustión interna como los generadores de turbina de combustión tienen la ventaja añadida de que pueden construirse más rápidamente que las centrales de ciclo combinado. Esto ha hecho que se utilicen en situaciones en las que es necesario aumentar la capacidad a corto plazo para satisfacer la creciente demanda. Además, aunque las centrales de turbina de combustión son menos eficientes, suelen funcionar sólo en horas punta para satisfacer la demanda. En cambio, las centrales de ciclo combinado tienden a utilizarse para satisfacer las cargas de la demanda de base debido a su mayor eficiencia y a sus menores costes de funcionamiento.

Solar

Los costes de construcción de las centrales solares, al igual que los del gas natural, también dependen en gran medida de la tecnología subyacente utilizada en la central. Además, la capacidad generada por las centrales solares también depende de la tecnología utilizada. Por ello, la intersección entre los costes de construcción y la capacidad productiva de las centrales solares es una consideración central para los inversores. El coste medio de construcción de todos los tipos de centrales solares fotovoltaicas (FV) fue de 2.921 dólares/kw para un aumento de capacidad total de 3.192 MW. El coste total de construcción de las centrales solares fotovoltaicas fue de 9.324.095 dólares para un total de 386 generadores. Estas cifras demuestran que las plantas solares producen de media menos aumentos de capacidad por generador en comparación con el gas natural y la energía eólica. Los niveles de producción no son estáticos en los distintos tipos de instalaciones solares fotovoltaicas.

Una diferencia clave es la que existe entre las instalaciones de seguimiento de inclinación fija y las basadas en ejes. Los sistemas de seguimiento basados en ejes son más caros de instalar, pero dan lugar a una mayor capacidad de producción que los de inclinación fija, lo que puede ayudar a compensar los costes operativos continuos. Otro factor a tener en cuenta es el tipo de instalación solar fotovoltaica. Los dos tipos principales presentes en el mercado son el silicio cristalino y la capa fina de CdTe. Estos diferentes tipos tienen ventajas y desventajas. La tecnología de capa fina es más reciente, y las plantas de capa fina tienen una capacidad media significativamente mayor (74 MW frente a 7 MW) que las de silicio cristalino. Ambos tipos de plantas tienen un precio de construcción similar. Por ejemplo, en el caso de las instalaciones de seguimiento de ejes, las plantas de silicona cristalina tienen un coste medio de 2.920 $/kw, frente a las de capa fina, que tienen una media de 3.117 $/kw. Las instalaciones de silicio cristalino, tanto de tipo fijo como de seguimiento de ejes, superaron ampliamente a las de capa fina durante 2015, lo que muestra una clara preferencia del mercado por las plantas solares de silicio cristalino en 2015.

Nuclear

Las centrales que aprovechan la energía nuclear siguen siendo un componente esencial de nuestra infraestructura energética, a pesar de que se han construido pocas centrales nucleares en los últimos años. De hecho, la última central nuclear que ha finalizado su construcción ha sido la Unidad 2 de Watts Bar, terminada en 2016. Esta planta se terminó tras décadas de retrasos, y se puso en marcha casi 20 años después de que se terminara la anterior central nuclear en Estados Unidos en 1996, que fue la Unidad 1 de Watts Bar. Debido a la falta de nuevas construcciones de centrales nucleares, no se dispone de costes de construcción de centrales nucleares completamente precisos o actualizados. Una perspectiva económica publicada por la EIA en 2018 propuso que las centrales nucleares iniciadas en 2016 tendrían un coste base de un día para otro de 5.148 dólares, sin tener en cuenta las fluctuaciones que puedan producirse en el ínterin. Una cosa clave a tener en cuenta sobre la industria nuclear y las centrales nucleares es el tiempo significativo que se requiere para completar la construcción. Según la EIA, lo más pronto que un reactor nuclear y una central eléctrica podrían entrar en funcionamiento si la construcción se iniciara en 2016 es 2022. Esto hace que la construcción de centrales nucleares sea más vulnerable a los sobrecostes si los costes de construcción en su conjunto siguen aumentando como lo han hecho.

Costes de mano de obra y material

La mano de obra y los materiales son dos de los principales impulsores de los costes de construcción de las centrales eléctricas, y ambos provocan un aumento de los costes de construcción cada año en todos los sectores. Estar al tanto de las fluctuaciones de la mano de obra y los materiales es importante a la hora de evaluar los costes totales de construcción de las centrales eléctricas. La construcción de centrales eléctricas suele ser una empresa de larga duración. Los proyectos pueden tardar como mínimo entre 1 y 6 años en completarse, y algunos se alargan considerablemente. La EIA señala acertadamente que las diferencias entre el coste previsto y el real de los materiales y la construcción a lo largo del proyecto son importantes de considerar y pueden tener un impacto sustancial en los costes de construcción.

Los costes de la construcción en general están subiendo, pero dos de los principales motores son los materiales y la carga de trabajo. Los costes de los materiales han aumentado drásticamente en los últimos meses, y pueden seguir subiendo si se mantienen las posturas políticas actuales. En particular, los aranceles sobre las importaciones extranjeras de metales clave, como el acero, el aluminio y el hierro, así como la madera de Canadá, están produciendo fluctuaciones drásticas en los costes de los materiales. Los costes reales de los materiales están actualmente subiendo aproximadamente un 10% con respecto a julio de 2017. Esta tendencia no parece que vaya a disminuir en un futuro próximo. El acero es especialmente importante para la construcción de centrales eléctricas, por lo que la continuación de los aranceles sobre el acero importado podría dar lugar a un aumento sustancial de los costes para la construcción de centrales eléctricas de todo tipo.

El aumento de los costes laborales en el sector de la construcción también está contribuyendo al aumento de los costes de la construcción. El aumento de los costes laborales se debe a la escasez de mano de obra cualificada derivada de la escasa participación de la generación del milenio en los oficios de la construcción y a la drástica reducción de la mano de obra de la construcción durante y después de la recesión. Aunque muchas empresas de la construcción están integrando programas de orientación profesional para atraer a más jóvenes de la generación del milenio a las industrias comerciales, se necesitará tiempo para ver plenamente el efecto de estos esfuerzos. Esta escasez de mano de obra se ve más claramente en las zonas urbanas, donde existe una fuerte competencia por la mano de obra cualificada. En el caso de los proyectos de construcción de centrales eléctricas cerca de los centros urbanos, el acceso a la mano de obra cualificada puede ser limitado y tener un precio elevado.