Coste nivelado de la electricidad

El LCOE se cita a menudo como una medida resumida conveniente de la competitividad general de las diferentes tecnologías de generación; sin embargo, presenta limitaciones potenciales. Las decisiones sobre inversiones en tecnologías de generación de energía podrían necesitar guiarse por otras medidas, como el costo nivelado de almacenamiento (LCOS) y el costo nivelado de energía evitada (LACE), además del LCOE. ^{[ 14 ]}

Una de las limitaciones potenciales más importantes del LCOE es que puede no controlar los efectos temporales asociados con el ajuste de la producción de electricidad a la demanda. Esto puede ocurrir en dos niveles:

• Capacidad de despacho , la capacidad de un sistema de generación para conectarse, desconectarse o aumentar o disminuir su potencia rápidamente según las fluctuaciones de la demanda. ^{[ 15 ] [ 16 ]}
• El grado en que el perfil de disponibilidad coincide o entra en conflicto con el perfil de demanda del mercado. ^{[ 14 ]}

En particular, si los costos de almacenamiento de energía de la red no se incluyen en los proyectos de fuentes de energía renovables variables como la solar y la eólica , pueden producir electricidad cuando no se necesita en la red sin almacenamiento. El valor de esta electricidad puede ser menor que si se produjera en otro momento, o incluso negativo. Al mismo tiempo, las fuentes variables pueden ser competitivas si están disponibles para producir cuando la demanda y los precios son más altos, como la solar durante los picos del mediodía del verano que se observan en países cálidos donde el aire acondicionado es un gran consumidor. ^{[ 10 ]} Además, el LCOE puede sobrevalorar significativamente una central eléctrica despachable si el valor de${\displaystyle E_{t}}$En el cálculo se asume una tasa de utilización constante durante la vida útil de la planta, cuando en realidad, para las centrales de combustibles fósiles y nucleares, este "factor de capacidad" puede disminuir a medida que son superadas por la creciente adopción de energía solar, eólica y de baterías. ^{[ 17 ]}

Se ha propuesto una respuesta al LCOE que ignora la intermitencia de la mayoría de las fuentes renovables en las métricas System LCOE ^{[ 16 ]} y Levelized Full System Costs of Electricity (LFSCOE), que tienen en cuenta el costo del almacenamiento de energía en la red o de las centrales eléctricas despachables redundantes necesarias para equilibrar la demanda durante los períodos de intermitencia. ^{[ 15 ]}

Otra limitación potencial del LCOE es que algunos análisis pueden no considerar adecuadamente los costos indirectos de la generación. ^{[ 22 ]} Estos pueden incluir el costo social de las emisiones de gases de efecto invernadero , otras externalidades ambientales como la contaminación del aire o los requisitos de actualización de la red. Por otro lado, el LCOE a menudo ignora otros cobeneficios potenciales de una fuente de energía. ^{[ 23 ]} Por ejemplo, los sistemas solares fotovoltaicos proporcionan electricidad, pero los sistemas para agrivoltaicos pueden producir más alimentos, ^{[ 24 ] [ 25 ]} la energía solar flotante ( flotovoltaica ) reduce la evaporación del agua, ^{[ 26 ] [ 27 ]} la energía fotovoltaica integrada en edificios (BIPV) ^{[ 28 ]} y las marquesinas solares ^{[ 29 ]} producen sombra para enfriar edificios/automóviles, todos los cuales tienen un valor económico. Aunque el LCOE sigue siendo la herramienta dominante para evaluar la economía de la energía solar fotovoltaica y otras fuentes de energía debido a su simplicidad, no tiene en cuenta estos beneficios colaterales no relacionados con la electricidad, lo que lleva a una subestimación de las tecnologías solares emergentes. ^{[ 23 ]}

El LCOE de un generador determinado también tiende a ser inversamente proporcional a su capacidad. Por ejemplo, las centrales eléctricas más grandes tienen un LCOE menor que las más pequeñas. Por lo tanto, tomar decisiones de inversión basándose en un LCOE insuficientemente completo puede llevar a un sesgo hacia instalaciones más grandes, pasando por alto oportunidades para la eficiencia y la conservación de la energía ^{[ 30 ],} a menos que sus costos y efectos se calculen e incluyan para compararlos con los valores de LCOE de otras opciones, como la infraestructura de generación. ^{[ 31 ]} Si dicha comparación se omite o es incompleta, el LCOE puede no ofrecer una visión completa de las opciones potenciales disponibles para satisfacer las necesidades energéticas.

La cantidad de energía eléctrica generada${\displaystyle E_{t}}$o se estima que se generará depende de un gran número de factores, entre ellos:

• La economía de los recursos naturales y la disponibilidad de recursos económicamente viables necesarios para el funcionamiento de los generadores varían según la tecnología de generación. Para los generadores de energía renovable , la evaluación de los recursos eólicos y la evaluación del potencial solar son ejemplos de métodos utilizados para determinar la disponibilidad de recursos necesarios para que las turbinas eólicas y los paneles solares generen energía. En el caso de los generadores no renovables, la disponibilidad de combustible durante la vida útil de un generador puede verse afectada temporalmente por factores geopolíticos (como la crisis energética de la década de 1970 ) o por el agotamiento gradual y el descubrimiento de nuevas reservas de recursos no renovables. La cuantificación de las reservas de petróleo y gas es un ejemplo de método utilizado para evaluar la disponibilidad a largo plazo de recursos de combustible económicamente viables para los generadores no renovables.
• Los efectos del mercado eléctrico en el equilibrio de la red pueden requerir que una central eléctrica de seguimiento de carga reduzca la generación de energía si la red no la demanda ( precios spot negativos ) o permitir que un generador con altos costos variables entre en línea para suministrar energía a una red con una demanda insatisfecha significativa y precios spot altos. Las baterías, la hidroeléctrica de pasada con embalse , las energías renovables variables y los generadores de turbina de gas natural son ejemplos de generadores despachables . Los ciclos diurnos estacionales y la climatología, así como los eventos meteorológicos a corto plazo, tienen impactos significativos en el equilibrio de la red desde las perspectivas de la oferta y la demanda. La región geográfica dentro de la cual se evalúa el LCOE, la combinación de generadores en una red, la proporción de flexibilidad de la demanda (o, por el contrario, demanda firme de energía ) dentro de una red y los límites de capacidad de transmisión dentro de una red también influyen significativamente en la reducción de la generación requerida.
• El costo de la disponibilidad operativa${\textstyle A_{o}}$(conocido como factor de disponibilidad para generadores de electricidad) es variable según la tecnología de generación. Las diferentes tecnologías de generadores requieren distintos niveles de mantenimiento planificado y no planificado, lo que impide que se alcance la capacidad nominal de salida de forma continua durante la vida útil del generador. Como influencia externa adicional, los gobiernos difieren en su disposición a aceptar riesgos de cortes de energía y falta de resiliencia ante desastres naturales y ataques militares a las redes eléctricas. Ejemplos de eventos históricos que impactan la resiliencia de la red son la campaña aérea de la Guerra del Golfo de 1991 contra infraestructura civil , el hackeo de la red eléctrica de Ucrania en 2015 , la crisis energética de Texas en 2021 y los ataques rusos contra la infraestructura ucraniana (2022-presente) . Una baja tolerancia al riesgo puede requerir que las redes eléctricas estén significativamente sobredimensionadas para mitigar los costos potenciales de las interrupciones y cortes de energía, lo que impacta, según la tecnología, en la cantidad de reducción de generación necesaria en condiciones normales de la red.

Para un generador propuesto del que solo se conoce la capacidad nominal propuesta, se pueden utilizar los datos del factor de capacidad observados disponibles para generadores similares existentes para estimar la energía eléctrica generada por el nuevo generador propuesto.

gastos de inversión${\displaystyle I_{t}}$gastos de operación y mantenimiento${\displaystyle M_{t}}$y gastos de combustible${\displaystyle F_{t}}$Los gastos están influenciados por diversos impuestos que suelen imponer los gobiernos, como aranceles que afectan el costo de importar equipos de generación y combustibles, impuestos especiales que afectan el costo de producción de combustibles, impuestos al carbono para compensar el costo social del carbono y otros impuestos para recuperar los costos compartidos de la industria en la transmisión de energía eléctrica y la investigación y el desarrollo de tecnologías energéticas . Los gastos también pueden verse influenciados por diversos subsidios energéticos .

Es necesario hacer suposiciones debido a la naturaleza subjetiva de la predicción de los niveles futuros de impuestos y subsidios, y a la influencia de las políticas de cambio climático .

Costo de capital expresado como tasa de descuento${\displaystyle r}$Es uno de los factores más controvertidos en la ecuación del LCOE, ya que influye significativamente en el resultado y muchas comparaciones asumen tasas de descuento arbitrarias con poca transparencia sobre el motivo de la elección de un valor específico. Las comparaciones que consideran financiación pública, subvenciones y el coste social del capital tienden a elegir tasas de descuento bajas (3%), mientras que las elaboradas por bancos de inversión privados suelen asumir tasas de descuento altas (7-15%), asociadas a la financiación comercial con fines de lucro. Asumir una tasa de descuento baja favorece a los proyectos de energía nuclear y sostenible, que requieren una alta inversión inicial pero luego tienen bajos costes operativos.

En un análisis de 2020 realizado por Lazard , ^{[ 32 ]} la sensibilidad a los cambios en el factor de descuento en el rango del 6 al 16 % da como resultado diferentes valores de LCOE, pero el mismo ordenamiento de diferentes tipos de centrales eléctricas si las tasas de descuento son las mismas para todas las tecnologías.