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A raíz de lo anterior, se tiene que la energía total recuperada o generada es la suma entre la energía térmica y la eléctrica, de la forma:

En.T otal Generada= En.Termica Recuperada´ +En.Electrica Recuperada´ (4.11)

Para el cálculo de la energía térmica y eléctrica, es necesario determinar el poder calorífico del biogás generado por la industria vitivinícola. Éste se calculará de la forma: (Ecuación 4.12).

4.8. DETERMINACIÓN DE COSTOS CAPÍTULO 4. MARCO TEÓRICO

Donde los poderes caloríficos están en M J3/_Nm3_{, la fracción de metano es adimensio-}

nal,y la conversión a kWh está dado por:

1 _{M J} Nm3 · 1 3,6 " kWh M J # (4.13)

4.8.

Determinación de Costos

Para el cálculo de los costos de instalación de una planta de biogás, primero debe determinarse el tamaño y número de generadores a partir de la cantidad de residuos disponibles. Esto se realiza a través de la estimación de toneladas anuales de residuos junto con losm3de biogás útiles para generación.

Los costos se dividirán en costos de inversión y en costos de operación, por lo que se analizarán por separado.

4.8.1.

Costos de Inversión

Para la estimación del costo del motor de cogeneración se usará laEcuación 4.14que es una expresión construida de los precios de motores generadores de energía disponibles en el mercado.(7)

CMC =1135

US D$

kWh ·Ce (4.14)

DondeCMC es el costo del motor de cogeneración en USD$/kWe y Ce es la capacidad

eléctrica instalada en kWe.

Además, es necesario analizar los costos del digestor, equipos de la planta, costos de edificación, conexión a la red de vapor y costos asociados a la planificación. Para estos costos no se tiene una fórmula asociada para su cálculo, sino que el valor está determinado por el levantamiento de los precios en el mercado.

4.8. DETERMINACIÓN DE COSTOS CAPÍTULO 4. MARCO TEÓRICO

4.8.2.

Costos de Operación

Los costos de operación están asociados a los mantenimientos del motor de coge- neración instalado y se estimarán a partir de la tabla de mantenciones a realizar a las instalaciones de la planta:

Figura 4.3:Costos de Mantención. (18)

A partir de los datos presentados enFigura 4.3se utilizará un 1 % de mantención para obras civiles, un 8 % para maquinarias y equipos, 4 % para electrotecnia y control. Para el cogenerador se utilizará 6 %(7) y un ítem llamado ”Otros” para la consideración de seguros a las instalaciones con un 1 % para este estudio.

Otros costos operacionales asociados a la planta de biogás, son los costos por demanda eléctrica y térmica que se requiere para la mantención de las condiciones operacionales de la planta.

Tabla 4.5:Consumo energético del proceso (18)

Ítem Rango

Consumo de electricidad ( %) 5-10 Consumo de calor ( %) 20-40

Para este caso se considerará que el consumo de electricidad de la planta es de un 10 % de la energía eléctrica total generada y el consumo de calor que se utiliza para mantener la temperatura del biodigestor en las condiciones ideales será de un 30 % de la energía térmica total generada.

4.9. EVALUACIÓN ECONÓMICA CAPÍTULO 4. MARCO TEÓRICO

El agua que se utiliza para formar el afluente utilizado en el biodigestor también se considera parte de los costos operacionales. Para este estudio, se buscarán los precios históricos del agua en la región del Maule y se multiplicará éste por la cantidad de litros utilizados al año, obteniendo así, el costo operacional anual de agua.

Para un análisis completo, se deberá evaluar la vida útil de la planta cogeneradora y el interés anual que se utilizará para los cálculos.

A partir de todo lo señalado con anterioridad, se calculará el costo específico de generación, que tendrá unidadesh_kWheUS$i, que servirá para comparar el costo de generación con respecto a los otros energéticos.

4.9.

Evaluación Económica

Para analizar la viabilidad económica del proyecto se utilizará la siguiente metodología de indicadores de inversión:

1. Período de Recuperación de la Inversión (Payback)Este indicador entrega el tiempo

que tarda el proyecto en recuperar la inversión. Se calcula de la forma:

0=−Io+

t=Payback

X

i=0

Fi (4.15)

DondeIoes la inversión inicial,Fi es el flujo de efectivo para el período i y t es el

período de recuperación de la inversión.

2. Valor actual Neto (VAN)Representa los flujos de efectivo del proyecto, traídos a

valor actual. Se calcula de la forma:

V AN = −Io+ n X i=o Fi (1+δ)i (4.16)

Donde n es la cantidad de períodos del proyecto yδla tasa de descuento.

Para la toma de decisiones, es necesario conocer los escenarios que puede tomar este indicador, los que serán utilizados en el análisis.

4.9. EVALUACIÓN ECONÓMICA CAPÍTULO 4. MARCO TEÓRICO

Tabla 4.6:Interpretación del VAN y toma de decisiones.

Valor Significado y Decisión

VAN<0 La inversión producirá pérdidas, por lo que el proyecto no debiera ser aceptado.

VAN=0 La inversión no producirá beneficios ni pérdidas, por lo que no tiene ningún resultado económico.

VAN>0 La inversión produce beneficios sobre la rentabilidad exigida, por lo que el proyecto puede aceptarse.

3. Tasa Interna de Retorno (TIR)Representa la tasa de descuento que proporciona un

proyecto con un VAN igual a cero, es decir, la tasa a la cual los costos de inversión producen beneficios de la inversión, o también visto como el rendimiento del proyecto. La TIR se calcula de la forma:

V AN =−Io+ N X i=0 Fi (1+T IR)i = 0 (4.17)

ConIo la inversión inicial,Fies el flujo de caja en el año i, VAN es el valor actual

neto y TIR la tasa interna de retorno. De esta forma, se despeja el valor de la TIR. Las decisiones y significados de los valores que toma, se describen en laTabla 4.7

Tabla 4.7:Interpretación de la TIR y toma de decisiones.

Valor Significado y Decisión

TIR<r La inversión producirá una rentabilidad menor que la rentabilidad mínima exigida, por lo que no debería aceptarse.

TIR=r La inversión no producirá rentabilidad, por lo que es indiferente su desarrollo. TIR>r La inversión produce una rentabilidad mayor que la mínima exigida, por lo

que el proyecto puede aceptarse.

Un proyecto se considerará rentable entonces, cuando la Tasa Interna de Retorno sea superior al costo de capital y cuando el Valor Actual Neto sea positivo. Cabe destacar, que el VAN mide la rentabilidad absoluta y la TIR mide la rentabilidad en términos relativos.

CAPÍTULO 5. ANÁLISIS TÉCNICO

5

|

Análisis Técnico

5.1.

Vitivinícola Promedio en Chile

En Chile, la producción de vinos está concentrada principalmente en la zona central del país, hasta la octava región. Para caracterizar una viña promedio en Chile, se utilizarán los valores de hectáreas plantadas en viñedos representativos como lo son Concha y Toro, San Pedro, Santa Rita, Carmen, Santa Carolina, entre otros.(27)

Cabe destacar que para caracterizar una viña promedio se consideraron los viñedos que poseían más de 100 hectáreas plantadas, ya que las alternativas de cogeneración no son económicamente factibles para producciones pequeñas.

Luego, se cruzará la información con la cantidad de hectáreas que poseen las comunas de la región del Maule, que es la que posee un mayor potencial, representando cerca del 36 % de la producción total de vino chilena. Esto con el objetivo de que la cantidad de hectáreas que se determinen para una viña promedio esté dentro de los rangos de producción real en la región del Maule.

En primer lugar, se presenta en laTabla 5.1los valores de las hectáreas plantadas por región, mostrando así que la región del Maule concentra la mayor cantidad de hectáreas dedicadas a la producción vinífera, con cerca de 54.000 hectáreas plantadas y 3.721 propiedades dedicadas a la producción vinífera, mientras que para Chile existen 141.918 hectáreas plantadas con fines viníferos.

Por otra parte, se levantó información de las viñas más representativas al año 2014 sobre sus hectáreas plantadas(28), las que son presentadas en laTabla 5.2. Existen algunas