Metodología para la evaluación de viabilidad técnica y económica de proyectos de energía undimotriz en Chile

Abstract

Chile posee un alto potencial de energía undimotriz, con valores de potencia estimados entre 20 y 50 kW/m a lo largo de su extenso litoral. Sin embargo, su aprovechamiento se mantiene en una etapa experimental y no existe una metodología estructurada que permita evaluar la viabilidad de estos proyectos de forma integrada. Para abordar esta brecha, este trabajo desarrolla y valida una metodología replicable para evaluar la viabilidad técnica, económica y normativa de plantas de energía de olas en el país, aplicándola a un caso piloto de sistema de Columna de Agua Oscilante (OWC) en San Juan de la Costa, Región de Los Lagos. El enfoque propuesto integra la localización de emplazamientos mediante el cruce de capas de recurso oceanográfico, infraestructura eléctrica y vulnerabilidad energética. Asimismo, incluye el modelamiento matemático del sistema OWC bajo conservación de masa y energía, ponderado por una distribución de Weibull ajustada a datos horarios del recurso, una Simulación de Monte Carlo de 10.000 iteraciones para evaluar la rentabilidad bajo incertidumbre y una revisión detallada del marco regulatorio chileno aplicable. Los resultados muestran que el módulo piloto (84,37 kW) es técnicamente viable al alcanzar una eficiencia global esperada de 14,37%, cifra coherente con los rangos reportados para dispositivos OWC en etapa de demostración. No obstante, el proyecto no resulta financieramente viable bajo el régimen actual de Pequeños Medios de Generación Distribuida (PMGD). La totalidad de las iteraciones de la simulación arrojan un Valor Actual Neto (VAN) negativo, resultado que se explica casi por completo por el elevado costo de capital y operación de la tecnología, y no por el recurso disponible ni por el desempeño del dispositivo. Por otro lado, una proyección complementaria mediante curva de aprendizaje sugiere que esta falta de rentabilidad es una condición transitoria de la etapa temprana de la tecnología, estimándose que el costo nivelado de la energía (LCoE) podría entrar en el rango de precio PMGD con un nivel de despliegue acumulado a nivel global. Finalmente, en el ámbito normativo, el proyecto es compatible con la institucionalidad chilena vigente, quedando sujeto a la tramitación de los permisos sectoriales correspondientes. De esta manera, la metodología propuesta permite identificar con precisión las barreras que condicionan la viabilidad de estas iniciativas y sienta una base cuantitativa y replicable para su evaluación en otros puntos del litoral nacional. Chile has high wave energy potential, with estimated power values ranging from 20 to 50 kW/m along its extensive coastline. However, its utilization remains at an experimental stage, and there is no structured methodology for evaluating the feasibility of these projects in an integrated manner. To address this gap, this study develops and validates a replicable methodology for assessing the technical, economic, and regulatory feasibility of wave power plants in the country, applying it to a pilot case study of an Oscillating Water Column (OWC) system in San Juan de la Costa, Los Lagos Region. The proposed approach integrates site selection by cross-referencing layers of oceanographic resources, electrical infrastructure, and energy vulnerability. It also includes mathematical modeling of the OWC system based on the conservation of mass and energy, weighted by a Weibull distribution fitted to hourly resource data; a Monte Carlo simulation with 10,000 iterations to assess profitability under uncertainty; and a detailed review of the applicable Chilean regulatory framework. The results show that the pilot module (84.37 kW) is technically viable, achieving an expected overall efficiency of 14.37%, a figure consistent with the ranges reported for OWC devices in the demonstration phase. However, the project is not financially viable under the current Small Distributed Generation (PMGD) regime. All simulation iterations yield a negative Net Present Value (NPV), a result that is almost entirely explained by the technology’s high capital and operating costs, rather than by the available resource or the device’s performance. On the other hand, a complementary projection using a learning curve suggests that this lack of profitability is a temporary condition inherent to the technology’s early stage; it is estimated that the levelized cost of energy (LCoE) could fall within the PMGD price range once a certain level of cumulative global deployment is reached. Finally, from a regulatory perspective, the project is compatible with current Chilean regulations and is subject to the processing of the corresponding sector-specific permits. Thus, the proposed methodology allows for the precise identification of the barriers affecting the viability of these initiatives and establishes a quantitative and replicable basis for their evaluation at other locations along the national coastline.