generación

USO CONJUNTO DE OBRAS COMUNERAS PARA RIEGO Y GENERACIÓN (ERNC)
CORFO ‐ REGION DE VALPARAISO
OCTUBRE 2009
‐ PROCIVIL INGENIERIA LTDA ‐
PROCIVIL INGENIERIA LTDA , Octubre 2009, Los Andes/ CLUSTER FRUTICOLA, CORFO‐CODESSER
1.‐ TEMAS GENERALES DE ESTA EXPOSICION
• Definición de asociación riego‐generación.
• Trabajos recientes del sector público para evaluar este tipo de potenciales de generación.
• Etapa de los proyectos de minicentrales hidroeléctricas asociadas al riego.
• Principales problemas de su materialización.
• Recomendaciones principales.
• Comentarios de Organizaciones presentes sobre el interés en potenciar estos temas empleando programas existentes o en preparación. Política en proceso de elaboración.
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2.‐ ASOCIACION RIEGO ‐ GENERACIÓN
•Uso de derechos consuntivos de agua.
•Uso de obras privadas de riego.
•Uso en generación es complementario y no excluyente del riego.
•Proyectos multipropósitos.
•Interviene la organización de canalistas y la empresa generadora, además de servicios públicos y bancos.
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3.‐ ESTUDIOS RECIENTES Y PLANES INSTITUCIONALES PARA PARA EVALUAR POTENCIALES (sitios web CNE y CNR)
• Comienzo del diseño de políticas públicas.
• Ley corta eléctrica (2004/5)
• Convenio CNE‐CNR
Año 2007 P > 2 Mw (866 Mw 8 regiones) sitio web CNE
Año 2009 P < 2 Mw (537 Mw 11 regiones) sitio web CNE
• Corfo crea instrumentos y participa con su apoyo de fomento productivo a los privados.
• Ahora: Estudio CNR/CNE más avanzado de 15 casos para acelerar proceso de desarrollo en canales. Sitio web CNR
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4.- RESULTADOS VALORES TOTALES ANUALES - NACIONAL
GENERACIÓN CON CAUDALES ASOCIADOS AL RIEGO
(1)
POTENCIA VALORIZACIÓN FACTOR
MÁXIMA
VALORIZACIÓN VALORIZACIÓN
TOTAL ANUAL
TOTAL
DE
ENERGÍA
TOTAL ANUAL TOTAL ANUAL
ANUAL
PLANTA
TOTAL
VENTA DE
GENERABLE
ANUAL
VENTA DE
ENERGÍA
POTENCIA
GENERABLE
ENERGÍA
+
Inc FP
POTENCIA
P < 2 Mw
P > 2 Mw
Totales
Notas:
(Mw)
537
866
1.403
Millones
US$/año
62
100
162
0,76
0,66
0,70
Millones
kwh /año
3.448
4.800
8.248
Millones
US$/año
365
511
877
Millones
US$/año
428
608
1.036
1.- La valorización de la energía total anual corresponde al producto entre la valorización máxima
anual y el factor de planta.
2.- El tiempo anual de generación es de 350 días (8.400 hr/año)
3.- Valor kwh: $ 57,84 (Agosto 2009)
4.- Tasa de Cambio: $543,5 /US$
5.- Precio Base de la Potencia de Punta: 5.218 $/kw/mes
6.- El factor de planta de los casos con potencial P>2Mw se ha ponderado en base a los antecedentes
de los cuadros Nº5.1 a Nº5.8 del estudio “Estimación potencial hidroeléctrico asociado a obras de
riego existentes o en proyecto” CNR-CNR 2007
Valorización potencia = 1.403.000kw x 5.218$/kw/mes x 12mes/año /543.5 $/ US$ / 10^6 = 162 millones US$/año
Valorización energía= 1.403.000kw x 0,70 x 8.400 hr/año x 57,84 $/ kwh / 543.5 $/US /10^6 = 877 millones US$/año
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5.- RESUMEN NACIONAL MICROGENERACIÓN (P< 2Mw)
RESUMEN DE LA ENERGÍA ESTIMADA POR CUENCA Y REGIÓN; FACTORES DE PLANTA ASOCIADOS
REGIÓN
CUENCA
POTENCIAL EXTRAPOLADO DESDE
RESULTADOS CALCULADOS PARA LA REGIÓN DE ENERGÍA TOTAL ANUAL POR
ENERGÍA TOTAL ANUAL POR
O'HIGGINS
CUENCA
REGIÓN
ASOCIADO
TOTAL
TOTAL
FACTOR DE
ASOCIADO A
POTENCIAL
TOTAL ANUAL FACTOR DE
A
ANUAL
ANUAL
TOTAL ANUAL
PLANTA
PLANTA
CANALES Y
TOTAL POR
MÁXIMA
EMBALSES
GENERABLE
MÁXIMA
GENERABLE
ESTIMADO
ESTIMADO
UNIFICACIONES
CUENCA
GENERABLE
MENORES
POR
TEÓRICA
POR REGIÓN
POR
MASIVAS DE
POR CUENCA POR CUENCA
CUENCA
GENERABLE
REGIÓN
BOCATOMAS
POR REGIÓN
[kw]
Arica y
Parinacota
[kw]
[kw]
[ millones kwh]
[millones kwh]
[millones kwh]
[millones kwh]
Lluta
21
4.588
4.609
33
40
0,83
San José
21
4.588
4.609
33
40
0,83
106
128
0,83
Camarones
10
5.649
5.659
40
49
0,83
Tarapacá
Huara
4
2.295
2.299
16
20
0,83
16
20
0,83
Antofagasta
Loa
9
193
202
1
2
0,88
1
2
0,88
Copiapó
131
2.849
2.979
20
25
0,82
50
60
0,83
Huasco
121
4.093
4.214
29
35
0,83
Elqui
178
5.759
5.938
39
50
0,78
207
259
0,80
Limari
643
14.726
15.369
112
128
0,88
Choapa
170
9.412
9.582
56
81
0,69
Petorca
Valparaíso Ligua
Aconcagua
86
131
767
5.171
9.498
27.331
5.258
9.629
28.098
38
69
130
45
82
237
0,84
0,84
0,55
237
364
0,65
Metropolitana
Maipo
1.596
33.362
34.958
194
289
0,67
194
289
0,67
O'Higgins
Rapel
2.800
80.984
83.784
416
702
0,59
416
702
0,59
Mataquito
1.036
49.550
50.586
308
429
0,72
1.416
1.754
0,81
Maule
3.323
153.120
156.443
1.108
1.325
0,84
Itata
1.112
58.249
59.361
432
504
0,86
688
814
0,84
Bío-Bío
978
35.796
36.774
256
310
0,83
Imperial
308
11.542
11.850
86
100
0,86
126
146
0,86
3.457
4.538
0,76
Atacama
Coquimbo
Maule
Bío-Bío
Araucanía
Tolten
140
5.312
5.452
40
46
0,87
PROCIVIL INGENIERIA LTDA , Octubre 2009, Los Andes/ CLUSTER FRUTICOLA, TOTALES NACIONALES :
537.654
3.457
4.538
CORFO‐CODESSER
6.- RESULTADOS VALORES TOTALES ANUALES – REGIÓN DE VALPARAÍSO
GENERACIÓN CON CAUDALES ASOCIADOS AL RIEGO
(1)
POTENCIA VALORIZACIÓN
TOTAL ANUAL
TOTAL
ANUAL
VENTA DE
GENERABLE
POTENCIA
P < 2 Mw
P > 2 Mw
Totales
Notas:
(Mw)
43
44
87
Millones
US$/año
5
5
10
FACTOR
DE
PLANTA
0,65
0,43
0,54
MÁXIMA
VALORIZACIÓN VALORIZACIÓN
ENERGÍA
TOTAL ANUAL TOTAL ANUAL
TOTAL
ANUAL
VENTA DE
ENERGÍA
GENERABLE
ENERGÍA
+
Incl FP
POTENCIA
Millones
kwh /año
235
159
394
Millones
US$/año
20
14
34
Millones
US$/año
25
19
44
1.- La valorización de la energía total anual corresponde al producto entre la valorización máxima
anual y el factor de planta.
2.- El tiempo anual de generación considerado es de 350 días (8.400 hr/año)
3.- Valor kwh: $ 47,396 (Agosto 2009 – nodo Quillota Polpaico)
4.- Tasa de Cambio: $543,5 /US$
5.- Precio Base de la Potencia de Punta: 5.182,63 $/kw/mes (Agosto 2009 – nodo Quillota Polpaico)
6.- El factor de planta de los casos con potencial P>2Mw se ha ponderado en base a los antecedentes
de los cuadros Nº5.1 a Nº5.8 del estudio “Estimación potencial hidroeléctrico asociado a obras de
riego existentes o en proyecto” CNR-CNR 2007
Valorización potencia = 87.000kw x 5.182,63$/kw/mes x 12mes/año /543,5 $/ US$ / 10^6 = 10 millones US$/año
Valorización energía= 87.000kw x 0,54 x 8.400 hr/año x 47,396 $/kwh / 543,5 $/US /10^6 = 34 millones US$/año
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7.- FACTOR DE PLANTA
GENERACIÓN CON CAUDALES ASOCIADOS AL RIEGO
Región
IIIª / Atacama
IVª / Coquimbo
Vª / Valparaíso
XIII R.Metrop
VIª / O’Higgins
VIIª / Del Maule
VIIIª / Bío Bío
IXª / Araucanía
Valor medio
ponderado
FACTOR DE PLANTA
ESTIMADO PRELIMINARMENTE
(PROB. EXCEDENCIA 50%)
P>2Mw
P<2Mw
0,41
0,83
0,66
0,80
0,43
0,65
0,77
0,67
0,75
0,59
0,60
0,81
0,70
0,84
0,83
0,86
0,66
0,76
Notas: 1.- En el caso P>2mW, el factor de planta de cada región se ha ponderado en base a los antecedentes de los cuadros Nº5.1 a Nº5.8 del
estudio “Estimación potencial hidroeléctrico asociado a obras de riego existentes o en proyecto” CNR-CNR 2007 (ver sitio web CNR)
F.P: GRADO DE APROVECHAMIENTO DE LA POTENCIA INSTALADA EN LA CENTRAL;
% DEL TIEMPO EN QUE FUNCIONA A PLENA CARGA
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8.- VARIABILIDAD HIDROLOGICA: CURVA DE VARIACIÓN ESTACIONAL
RIO ACONCAGUA EN CHACABUQUITO
PRIMERA SECCIÓN DEL RIO ACONCAGUA
Fuente: Tabla Nº6; Pág. E.9; Plan preliminar para el aprovechamiento de los recursos hídricos del rio
PROCIVIL INGENIERIA LTDA , Octubre 2009, Los Andes/ CLUSTER FRUTICOLA, Aconcagua; Procivil;
Octubre 2001
CORFO‐CODESSER
9.- PERDIDAS MEDIDAS POR INFILTRACIÓN EN EL RÍO
PRIMERA SECCIÓN DEL RIO ACONCAGUA
Fuente: Pág. C.4; Plan preliminar para el aprovechamiento de los recursos hídricos del rio Aconcagua; Procivil;
Octubre 2001 PROCIVIL INGENIERIA LTDA , Octubre 2009, Los Andes/ CLUSTER FRUTICOLA, CORFO‐CODESSER
10.- SITUACIÓN ACTUAL DE RIEGO GLOBALIZADA
POR SECCIÓN DE RIO - EFICIENCIAS MANEJO HIDRICO EN EL RIO
SECCIÓN
SUPERFICIE
ACTUAL
REGADA
Año 2000
SEGURIDAD
MEDIA DE
RIEGO EN
SITUACIÓN
ACTUAL
EFICIENCIA DE
RIEGO
INTRAPREDIAL
EFICIENCIA
GLOBAL
EXTRAPREDIAL
TÍPICA DEL
AÑO SECO
(1)
SUPERFICIE
NETA DE
RIEGO
SEGURO
ACTUAL
(85%)
%
%
%
Ha
Ha
1ª
25.500
59
45
67
18.400
2ª
15.000
85
39
58
12.700
3ª y 4ª
31.200
49
52
48
10.200
TOTAL
71.700
60
-
-
41.300
Notas: (1) Ef. global extrapredial se compone de ef. A nivel de río; Ef. de distribución en canales matrices y Ef.
de la red secundaria y terciaria de canales derivados.
Fuente: Cuadro Nº2.2; Pág. 2.12; Plan preliminar para el aprovechamiento de los recursos hídricos del rio
Aconcagua; Procivil; Octubre 2001
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11.- VARIABILIDAD: CURVA DE VARIACIÓN ESTACIONAL
RIO ACONCAGUA AGUAS ABAJO DE CONFLUENCIA CON RIO PUTAENDO
SEGUNDA SECCIÓN DEL RIO ACONCAGUA
Fuente: Tabla Nº15; Pág. E.20; Plan preliminar para el aprovechamiento de los recursos
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Octubre 2001
12.- VARIABILIDAD: CURVA DE VARIACIÓN ESTACIONAL
RIO ACONCAGUA EN ROMERAL
TERCERA SECCIÓN DEL RIO ACONCAGUA
Fuente: Tabla Nº24; Pág. E.31; Plan preliminar para el aprovechamiento de los recursos
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Octubre 2001
13.‐ LEY ELECTRICA CORTA
• Liberación de peajes por uso de líneas eléctricas troncales de distribuidoras.
• Obligación de distribuidoras de comprar energía inyectada a su red eléctrica.
• Obligación de distribuidoras de entregar al menos 5% de energía proveniente de ERNC hasta 2014, luego crece hasta 8%.
• Venta de energía asegurada por muchos años.
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14.- PEAJES DE TRANSMISIÓN TRONCAL
Se libera total o parcialmente del pago de peajes de transmisión troncal para las fuentes no convencionales menores a 20MW.
100%
80%
Pago x Peaje
60%
40%
20%
0%
0
9
20
MW
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30
15.‐ PROBLEMAS TIPICOS EN MATERIALIZACION DE ESTAS OBRAS
• Tema complejo multidisciplinario y nuevo; requiere asesoría.
• Debe existir un potencial de interés: Caudal firme (hidrología 50%) y altura suficiente de caída.
• Oportunidad de negocio: inversión rentable.
• Derechos de agua debidamente constituidos.
• Organización de canalistas capacitadas para esta gestión.
• Empresa generadora interesada en invertir.
• Adecuada asociación riego‐generación y negocio que incluya el beneficio del riego.
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16.‐ CUANTIFICACION DE CAUDALES Y ALTURAS NETAS APROVECHABLES
P (kw) = 8,2 x Q (m3/s) x H (m)
•
•
•
•
Interesa:
Incrementar caudales: Unificación de bocatomas de canales.
Regulación corta horaria con embalse y contraembalse.
Mercado del agua.
Eventual combinación de derechos consuntivos y no consuntivos con
devolución de estos últimos al cauce. (Caso ACUB)
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16.1. ‐ ALTURA VS CAUDAL
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17.‐ ASOCIACIÓN PUBLICO‐PRIVADA
A.‐ Capacidad de las organizaciones.
Casos en la R de Valparaíso
B.‐ Instituciones: CNR; CNE; CORFO; C.‐ CASO DEL PROM: CNR‐DOH 2009 a 2018
8 proyectos Reg. Valpso; algunos con multiuso.
US$ 10 millones promedio por proyecto. 1.- RIO PETORCA, C.LA LIGUA Y PETORCA: Proyecto regulación de recursos subterráneos en río Petorca
2.- RIO LA LIGUA, C. LIGUA Y CABILDO: Proyecto regulación de recursos subterráneos en río Ligua
3.- RIO ACONCAGUA, C. LOS ANDES Y CALLE LARGA: Proyecto bocatoma y mejoramiento canal La Petaca
4.- RIO ACONCAGUA, C. DE LOS ANDES, CALLE LARGA Y RINCONADA: Proyecto de multiuso de aguas y
mejoramiento del canal Rinconada
5.- RIO ACONCAGUA, C. CATEMU: Proyecto unificación bocatomas y multiuso de aguas de canales: Arriba de
Catemu; Abajo de Catemu y Pepino
6.- RIO ACONCAGUA, C. QUILLOTA: Proyecto de mejoramiento del canal Mauco
7.- RIO ACONCAGUA, C.QUILLOTA Y LA CRUZ: Proyecto regulación de aguas subterráneas en Tercera
Sección del Río Aconcagua
8.- ESTEROS LOS LITRES Y PUCALÁN, C.LA CRUZ Y QUILLOTA: Proyecto de mejoramiento canal Lo Rojas
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18.‐ PROYECTOS MULTIPROPOSITOS
•
Pueden ser varios los beneficios y usos: Recuperación del agua. Calidad del agua, protección y desarenación; eventual venta de arena.
Mercado de arriendos temporales de agua: control con dispositivos y marcadores; traslado de derechos de agua en una red y control de entregas.
Presurización en el tramo de conducción a la central con derivaciones; regulación horaria y mercado de arriendos temporales de agua, en periodos de escasez hídrica.
Bonos de carbono. •
Otros.
•
•
•
•
PROCIVIL INGENIERIA LTDA , Octubre 2009, Los Andes/ CLUSTER FRUTICOLA, CORFO‐CODESSER
19.‐ ETAPAS DE INVERSION ASOCIADA AL RIEGO
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
9.1.‐ Estudios de prefactibilidad – Temas típicos: Planteamiento de eventuales soluciones alternativas; Trazados de obras; Uso de terrenos y servidumbres.
Análisis de fuente hídrica, caudales en régimen normal y en escasez; confección de estadística de 30 años;
Análisis de derechos de agua;
Desnivel aprovechable;
Análisis de posible regulación horaria.
Prediseños conceptuales de obras;
Punto de conexión eléctrica y posibles interesados en la energía; Valorización aproximada de obras;
Simulación operacional del sistema propuesto. (VAN Y TIR ver gráfico)
Dimensionamiento optimizado de la central (Q,H,P), mediante curvas económicas VAN y TIR, en función del caudal, su frecuencia estadística, potencia de diseño, energía generada anualmente.
Alcances ambientales del proyecto y pertinencia de DIA o EIA.
Aspectos legales: aguas, terrenos; comercialización de la energía.
Posibles modelos de negocios.
PROCIVIL INGENIERIA LTDA , Octubre 2009, Los Andes/ CLUSTER FRUTICOLA, CORFO‐CODESSER
OPTIMIZACIÓN: VALOR ACTUAL NETO VAN V/S POTENCIA
INSTALABLE
Sensibilizaciones (caso: tasa de descuento ‘i’)
En este grafico se observa la
variabilidad del VAN frente a una
sensibilización de la tasa de
descuento (i) en el intervalo:
[9% , 11%]
Se aprecia que los valores
máximos del VAN no presentan
mayores
variaciones
en
la
potencia optima, la cual se
muestra en la siguiente tabla:
CASO
(i)
POTENCIA
OPTIMA
Mw
VAN
MAXIMO
Millones $
9%
10,5
8.000
10%
11
5.500
11%
12
3.000
Además se observa una variación
aprox. del 50% del valor del VAN
frente a una variación del 1% del
valor de la tasa de descuento (i).
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19.2.‐ Estudios de Factibilidad – Temas típicos:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Topografía detallada.
Geotecnia y ensayos de mecánica de suelos.
Diseños avanzados de todas las obras: civiles, mecánicas y eléctricas.
Selección de turbinas y generador, curva de eficiencia; costo.
Tubería en presión y sus dispositivos de protección de la tubería.
Elementos eléctricos, líneas y empalmes.
Modelo de negocio. Tipo de central: de pasada, de horas de punta; potencia de suficiencia, etc.
Evaluación económica de la central.
Soluciones legales a uso de las aguas; servidumbres y convenios con interesados en la energía. Modificaciones estatutarias de las organizaciones; presentaciones a la DGA de las obras. Posible inscripción de los derechos en el Catastro Público de Aguas con el consiguiente perfeccionamiento de los derechos.
Evaluación ambiental (SEIA) Declaración P<3 Mw o Estudio de IA.
Bonos de carbono.
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19.3.‐ MODELOS TIPICOS DE NEGOCIOS
•
Actualmente la legislación chilena permite seis modelos de negocio:
i.‐Venta de la energía y potencia al CDEC, El generador puede participar de los intercambios de energía entre generadores. El precio de energía puede corresponder al costo marginal instantáneo o a un precio estabilizado (precio de nudo) y el precio de potencia el precio nudo de potencia. (Centro de Despacho Económico de Carga del Sistema Interconectado Central, Chile).
ii.‐ Venta de la energía y potencia a una empresa distribuidora (EEDD) sin necesidad de
participar en la licitación, ya que las energías renovables no convencionales tienen derecho a vender su energía a los concesionarios de distribución al precio promedio de contrato, siempre y cuando esta generación no supere el 5% de la demanda de clientes regulados de la distribuidora, como lo estipula la Ley 20.018. La potencia será remunerada al precio de nudo de potencia.
iii.‐ Venta de la energía y potencia a una EEDD vía licitación de contratos, es decir, al adjudicarse mediante licitación el suministro a una empresa distribuidora, en cuyo caso el precio de la energía es el estipulado en el contrato y el precio de la potencia corresponde al precio de nudo vigente al momento de la licitación, conforme a lo restablecido en la Ley 20.018.
iv.‐ Venta de la energía y potencia a una empresa generadora en un contrato de largo plazo, a precio libre a convenir tanto para la energía como para la potencia.
v.‐ Venta de la energía y potencia a un cliente libre en un contrato de largo plazo a precio libre a convenir para la energía y la potencia. Esto dependerá que efectivamente en un caso particular, exista un cliente libre en las proximidades de emplazamiento del proyecto de ERNC.
‐‐ 0 ‐‐
En esta línea, la venta de energía a la empresa distribuidora a precio de licitación o al CDEC a precio estabilizado aparecen ser las mejores alternativas, ya que asegura una estabilidad de ingresos en el largo plazo.
REF: Comisión Nacional de Energía – CNE (www.cne.cl)
CDEC – SIC. Estadísticas de Operación (www.cdec‐sic.cl).
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20.‐ AVANCES EN ASOCIACION RIEGO‐GENERACION
•
•
•
•
•
•
Definir usos complementarios.
Plan Maestro de la organización para planificar el uso múltiple y el beneficio mutuo (regantes‐generador).
Participación del agricultor propietario de los derechos de agua.
Multipropósitos con apoyo institucional para inversión pública – Caso de Mideplan y el nuevo PROM.
CNR: otros trabajos con instituciones: Análisis comparado en canales con multiuso ‐ 2009.
CNR‐CNE: estudios específicos de generación en 15 canales 2009‐2010.
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21.‐ DESARROLLO ORGANIZACIONAL
•
Desarrollo organizacional: Puede valer más una buena organización, que un buen caudal y salto hidráulico.
•
Cada organización debe trabajar por su cuenta sin esperar que las instituciones le hagan los estudios. Las instituciones invierten en organizaciones que demuestran capacidad de desarrollar sus ideas, las que presentan sus propios planes maestros y estudios hasta determinado nivel de avance. •
Hacer un plan maestro o una prefactibilidad, que involucre el riego y la generación, para Transparentar el negocio de la generación, que lo necesita la organización y sus accionistas (Asamblea General) para votar el proyecto e incorporar a una generadora. El plan debe incluir una norma de operación que resguarde el riego. •
Cualquier negociación con generadoras debe ser sobre la base de estudios conocidos por ambas partes. PROCIVIL INGENIERIA LTDA , Octubre 2009, Los Andes/ CLUSTER FRUTICOLA, CORFO‐CODESSER
ALGUNAS CONCLUSIONES
• NECESIDAD DE MAYOR EFICIENCIA DE USO DEL AGUA:
CASO
DE
UNIFICACIÓN
DE
BOCATOMAS,
REVESTIMIENTOS Y ENTUBACIONES DE CANALES.
• BENEFICIOS
DEL
MULTIUSO:
DESTACAN
LA
GENERACIÓN HIDROELÉCTRICA POR EL RETORNO
ECONOMICO Y EL TRABAJO ORGANIZACIONAL QUE
DEMANDA.
ES CONVENIENTE DISPONER DE
REGULACIÓN ESTACIONAL Y TAMBIÉN HORARIA.
• NECESIDAD DEL FORTALECIMIENTO Y DEL LIDERAZGO
DE LAS ORGANIZACIONES: RIO Y CANALES. DESTACAN
LOS ESTUDIOS PROPIOS.
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