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
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
CONTENIDOS
3
1. DESAFÍO ENERGÉTICO DE LA INDUSTRIA MINERA.
Principales Desafíos
de la Minería Chilena
Geología
Innovación
Capital Humano
Comunidades
Agua
Energía
4
Principales desafíos de la minería chilena
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
Desafíos de la minería en materia energética y ambiental
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) Consumo energético histórico b) Coeficientes unitarios de consumo c) Emisiones directas de GEI d) Indicadores para medir eficiencia energética e) Proyección del consumo eléctrico
6
Razones para el monitoreo del consumo eléctrico
7
2. CONSUMO HISTÓRICO DE ENERGÍA EN LA MINERÍA DEL COBRE
Fuente: COCHILCO, 2014.
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Cu
fin
o (
Mile
s d
e to
nel
adas
mét
rica
s)
Ener
gía
(Ter
ajo
ule
s)
Combustibles Energía Eléctrica Energía Total Producción Cu fino
Existe un desacoplamiento (negativo) entre los niveles de producción de cobre fino y el consumo energético debido , principalmente, a variables
estructurales del sector.
8
Evolución de la producción de cobre y consumo energético 2001 - 2013
9
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
Minería del Cobre
Características estructurales del aumento de consumo de energía en la minería del cobre
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Ener
gía
(Ter
ajo
ule
)
Mina Concentradora LXSXEW
Fundición Refinería Servicios
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Ener
gía
(Ter
ajo
ule
) Mina Concentradora LXSXEW
Fundición Refinería Servicios
Concentradora
LXSXEW
COMBUSTIBLE 2001 - 2013 ENERGÍA ELÉCTRICA 2001 - 2013
Fuente: COCHILCO, 2014.
Mina
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
Consumos de electricidad y combustibles en los procesos mineros en 2001 - 2013
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
Mina Rajo Mina Subterránea
Concentradora Fundición
Refinería Servicios
LXSXEW
Mina Rajo
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
LXSXEW Concentradora
Fundición Refinería
Mina subterránea Servicios
Mina rajo
LXSXEW
Concentradora
Consumo de ELECTRICIDAD por Tonelada de Cobre Fino
Consumo de COMBUSTIBLES por Tonelada de Cobre Fino
11
Coeficientes unitarios de consumo de energía en minería del cobre (MJoule/Ton Cu fino)
Fuente: COCHILCO, 2014.
12
3. POLÍTICAS PÚBLICAS:
A) EFICIENCIA ENERGÉTICA Y
B) EMISIONES GASES DE EFECTO INVERNADERO (GEI)
P
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
Eficiencia energética en el país y la minería
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
(MJ/
TMF
Cu
) Mina Rajo
14
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.
Motivación para la construcción de indicadores de eficiencia energética
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
(MJ/
TMF
Cu
)
LXSXEW
Concentradora
+67,5%
21,8%
Consumo de ELECTRICIDAD por Tonelada de Cobre Fino
Consumo de COMBUSTIBLES por Tonelada de Cobre Fino
+60%
Fuente: COCHILCO, 2014.
15
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.
Objetivo de la construcción de indicadores de eficiencia energética
16
Variación de indicadores actuales y corregidos por proceso en el periodo 2007/2013
Los indicadores propuestos son insesgados al corregir, o no
considerar, variables exógenas involucrados en los procesos.
Nuevos indicadores para medir la eficiencia energética del sector
Proceso Coeficiente de consumo unitario (actual)
Variación indicador actual 2007 - 2013
Indicador de Eficiencia (corregido)
Variación indicador corregido 2007 - 2013
Mina Rajo
𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒𝑠
𝑇𝑜𝑛 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑎í𝑑𝑜
𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎
𝑇𝑜𝑛 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑎í𝑑𝑜
+17,3%
-12,5%
• Transporte
𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒𝑠
𝑇𝑜𝑛 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑚𝑜𝑣𝑖𝑑𝑜 𝑥 𝐾𝑚 𝑒𝑞.
• Chancado primario
𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 𝑒𝑛 𝐶𝑎𝑛𝑐𝑎𝑑𝑜
𝑇𝑜𝑛.𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 𝑐𝑎𝑛𝑐𝑎𝑑𝑜
+3,7%.
-25,6%
Mina
Subterránea
𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎𝑠
𝑇𝑜𝑛.𝑀𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑎í𝑑𝑜
+39,5%
𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎
𝑇𝑜𝑛.𝑀𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑎í𝑑𝑜
(No se considera el consumo de
energía debido a ventilación de
túneles)
+27,7%
Concentradora 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎
𝑇𝑜𝑛 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑑𝑎 +3,7%
𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎
𝑇𝑜𝑛 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑑𝑜
(No considera consumo de plantas
de molibdeno)
+5,4%
LXSXEW 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎
𝑇𝑜𝑛 𝐶𝑢 𝑓𝑖𝑛𝑜 𝑒𝑛 𝑐á𝑡𝑜𝑑𝑜𝑠 𝐸𝑂 -2,5%
• SxEw
𝐸𝑛𝑒𝑟. 𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 𝑆𝑥𝐸𝑤
𝑇𝑜𝑛 𝐶𝑢 𝑓𝑖𝑛𝑜 𝑒𝑛 𝑐á𝑡𝑜𝑑𝑜𝑠 𝐸𝑂
-6,5%
0,96 0,99
13,2
15,5
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Kw
h/T
M m
ine
ral e
xtra
ído
Kw
h/M
ate
rial
Mo
vid
o-K
m e
q
Transporte Mina Rajo (Indicador Corregido)
Mina Rajo (Indicador Actual)
103,7 100
117,3
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Transporte Mina Rajo (Indicador Corregido)
Mina Rajo (Indicador Actual)
17
Indicadores de consumo de COMBUSTIBLES en proceso de Mina Rajo
Variación anual de indicadores de consumo de COMBUSTIBLES en proceso de Mina Rajo
(año base 2007=100)
Fuente: COCHILCO, 2014
Comportamiento del nuevo indicador de transporte mina rajo
18
20,4 21,2
20,3
21,4
15
16
17
18
19
20
21
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2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Kw
h/M
ine
ral t
rata
do
Concentradora (Actual) Concentradora (Corregido)
105,4
100,0 103,7
80
85
90
95
100
105
110
115
120
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Concentradora (Corregido) Concentradora (Actual)
Indicadores de consumo de ELECTRICIDAD en procesos de Planta Concentradora
Variación anual Indicadores de consumo de ELECTRICIDAD en procesos de Planta Concentradora
(año base 2007=100)
Comportamiento del nuevo indicador en Concentradora
Fuente: COCHILCO, 2014.
19
3. POLÍTICAS PÚBLICAS:
A) EFICIENCIA ENERGÉTICA Y
B) EMISIONES GASES DE EFECTO INVERNADERO (GEI)
P
20
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.
Consumo de combustibles por tipo en la minería del cobre
(TJ)
Fuente: COCHILCO, 2014
Consumo de Diesel por proceso en la minería del cobre
(TJ)
21
0
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
70.000
Tera
Jou
le
2011
2012
2013
0
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
Tera
Jou
le
2011
2012
2013
Evolución en el consumo de combustibles en la minería en 2011 - 2013
22
4.739
5.776
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
Mile
s d
e T
MF
de
Co
bre
Mill
on
es d
e T
M C
O2
eq
Emisiones CO2 eq. Producción Cu fino
Fuente: COCHILCO, 2014
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
Emisión total de GEI directas en la producción de cobre
23
0
1
2
3
4
5
6
Mill
on
es
de
TM
CO
2 e
q
Emisiones de GEI directos por proceso
Servicios LXSXEWRefinería FundiciónConcentradora Mina SubterraneaMina Rajo
0,61 0,63 0,61 0,56 0,58
0,61
0,69
0,77 0,82 0,80
0,84 0,88 0,89
Ton
CO
2 e
q/T
MF
Coeficiente unitario de emisiones de GEI directos por tonelada de cobre fino
Fuente: COCHILCO, 2014
Emisión de GEI directos por procesos y coeficientes unitarios
24
4. PROYECCIÓN DEL CONSUMO ELÉCTRICO EN MINERÍA DEL COBRE
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
8.000
9.000
Mile
s TM
F C
u
Proyección de capacidad de producción máxima de cobre mina, según su condición
POTENCIAL
POSIBLE
PROBABLE
BASE - En Ejecución
BASE Operación
25
Los proyectos mineros tienen distintos grados de avance y certeza en
su materialización
Demanda eléctrica condicionada por el crecimiento de la minería del cobre
Fuente: COCHILCO, 2014.
26
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.
27
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
TWh
Consumo máximo
Consumo esperado
Mínimo esperado(Proyectos Base)
Proyección de consumo eléctrico esperado en la minería del cobre al año 2025 (Tera Watts-hora)
Fuente: COCHILCO, 2014.
28
0
5
10
15
20
25
TWh
Consumo esperado de electricidad por procesos 2014 - 2025, SING
Concentradora Desalinización e impulsión
Fundición LXSXEW
Mina Rajo Mina Subterránea
Refinería Servicios
0
5
10
15
20
25
TWh
Consumo esperado de electricidad por procesos 2014 - 2025, SIC
Concentradora Desalinización e impulsión
Fundición LXSXEW
Mina Rajo Mina Subterránea
Refinería Servicios
Proyección de consumo eléctrico esperado según procesos en los sistemas SING y SIC (Tera Watts-hora)
Fuente: COCHILCO, 2014.
29
0
5
10
15
20
25
TWh
Consumo esperado de electricidad por Condición de proyectos, en SING
BASE PROBABLE POSIBLE POTENCIAL
0
5
10
15
20
25
TWh
Consumo esperado de electricidad por Condición de proyectos, en SIC
BASE PROBABLE POSIBLE POTENCIAL
Proyección de consumo eléctrico esperado en la minería del cobre según condición al 2025 (Tera Watts-hora)
Fuente: COCHILCO, 2014.
30
5. CONCLUSIONES
31
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.
Conclusiones
Muchas Gracias
Jorge Cantallopts Araya
Director de Estudios y Políticas Públicas (TyP)
COCHILCO