Capacity of Colombia’s Power Distribution Networks to Accommodate Electric Vehicles 

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ElEl transporte debe descarbonizarse si se quieren cumplir los compromisos climáticos. Colombia es líder en la adopción de vehículos eléctricos en América Latina. Sin embargo, el crecimiento del mercado de vehículos eléctricos puede plantear retos operativos y de planificación para la red de energía. Afortunadamente, análisis recientes muestran que las redes de distribución de Colombia tienen capacidad para acomodar el aumento de la demanda de energía creada por los vehículos eléctricos a corto y medio plazo, allanando el camino para alcanzar los objetivos climáticos. Los resultados de las simulaciones sugieren que los operadores de redes pueden planificar eficazmente el futuro teniendo en cuenta la creciente penetración de los vehículos eléctricos en el diseño de las nuevas redes. El Banco Mundial ha proporcionado asesoramiento técnico y experiencia para ayudar a Colombia y a su Departamento Nacional de Planeación a avanzar en la transición energética del país. El objetivo de la asistencia técnica consiste en apoyar la digitalización y descentralización de la demanda de electricidad, al tiempo que se hace más eficiente la demanda. En el contexto de este esfuerzo, el Departamento Nacional de Planeación evaluó la capacidad de las redes de distribución del país para satisfacer la creciente demanda asociada a la movilidad eléctrica. El informe resultante se completó a finales de 2022. En la primera fase de la evaluación, se definieron cuatro escenarios para proyectar el crecimiento de los vehículos eléctricos en el país y la demanda asociada de electricidad de la red eléctrica. En la segunda parte, con el apoyo de cuatro operadores de redes eléctricas (OR) representativos, se desarrolló un modelo espacial y temporal para identificar el aumento de la demanda en circuitos eléctricos específicos asociado a la creciente penetración del VE. A partir de estas proyecciones, se realizaron evaluaciones de impacto para calibrar la repercusión de la demanda de sistemas de recarga de VE en las redes eléctricas seleccionadas. Por último, se formularon recomendaciones para satisfacer las necesidades futuras de infraestructura eléctrica. Para estos escenarios, se construyó una curva de carga para la recarga de VE basada en los hábitos de uso, los patrones de recarga y las especificaciones de los VE vendidos en Colombia. Los hábitos de uso tienen en cuenta las horas de inicio y finalización de los viajes; la hora de llegada de los VE a los hogares, plantas de trabajo, aparcamientos y espacios (dependiendo del segmento de VE); y la distancia diaria recorrida. Con estos datos, se puede estimar el consumo de energía utilizando las especificaciones de cada segmento de VE. Los patrones de carga se determinan en función de la capacidad de energía del VE, los lugares de carga y el tiempo estimado necesario para cargar los VE según sus especificaciones. Utilizando esto como base, se generó la curva de demanda de energía y energía.  

 

La demanda espacial viene determinada por (i) los tipos de usuarios, como vehículos ligeros, taxis, camiones y transporte público; (ii) las rutas de transporte; (iii) las ubicaciones de aparcamiento; y (iv) los requisitos de carga eléctrica. Colombia tiene 29 operadores de redes de distribución (ON) responsables de la planificación, inversión, operación y mantenimiento de los sistemas de distribución local y transmisión regional. Entre ellos, Bogotá, Antioquia y Valle del Cauca tienen el mayor número de usuarios conectados al sistema nacional y, por lo tanto, estuvieron entre los ON seleccionados para el análisis. Para estimar la demanda espacial y temporal en estas ON, se seleccionó una muestra representativa de circuitos en colaboración con las ON, incluyendo una variedad de combinaciones de carga de VE. Para cada circuito se analizaron: (i) cuatro escenarios de penetración (ii) tres periodos de tiempo: 2030, 2040, 2050; (iii) tres tipos de días: laborables, sábados, festivos; y (iv) las 24 horas del día, para un total de casi 860 casos por circuito. El impacto de la penetración de VE en las redes se midió para los tres tipos de elementos identificados: segmentos de línea de media tensión (MT), enlaces (conexiones entre los circuitos de MT y el circuito de distribución) y transformadores de circuitos de distribución. Para los niveles de penetración del VE previstos en los escenarios considerados, este estudio concluye que no se espera un impacto generalizado en las redes de distribución hasta 2050. No son necesarias inversiones adicionales importantes en las redes de distribución durante este periodo, por encima de las necesarias para abastecer el crecimiento natural de la demanda convencional. Las variaciones de la carga media de los circuitos de MT debidas a los escenarios de VE se observaron en un rango inferior al 0,5% de la capacidad, mientras que en los transformadores de los centros de distribución la carga media aumentó hasta un 1,5%. Sin embargo, es posible que surjan limitaciones específicas en las redes, que los operadores tendrían que abordar. De hecho, en algunos casos, se observó que algunos componentes de la red, como las subestaciones, presentaban niveles de carga elevados, lo que podría requerir inversiones adicionales o la aplicación de acciones proactivas (como tarifas variables) para limitar la energía de carga y desincentivar la carga rápida. Análisis adicionales de escenarios extremos permitieron identificar los componentes de la red más sensibles dadas las características de cada sistema de distribución y, por tanto, idear posibles alternativas para reforzar las redes en consecuencia. En función de las limitaciones específicas, es necesario adoptar medidas diferentes. 

 

El examina la infraestructura actual y su capacidad para gestionar la creciente adopción de vehículos eléctricos en el país. La transición hacia la movilidad eléctrica plantea desafíos significativos para las redes eléctricas, ya que la carga de vehículos eléctricos implica demandas de energía adicionales y una distribución más uniforme a lo largo del día. En este contexto, el informe se centra en evaluar si las redes de distribución de energía en Colombia están preparadas para hacer frente a esta nueva carga. Uno de los aspectos clave analizados es la capacidad de las infraestructuras existentes para manejar el aumento de la demanda de energía eléctrica debido a la carga de vehículos eléctricos. Esto implica considerar la capacidad de transformadores, líneas de transmisión y subestaciones en todo el país. Además, el informe examina cómo la distribución geográfica de los vehículos eléctricos puede afectar la carga en diferentes regiones de Colombia, identificando posibles puntos críticos que podrían requerir mejoras. El informe también aborda la necesidad de implementar tecnologías inteligentes y sistemas de gestión de carga para optimizar la distribución de energía y evitar congestiones en la red. La implementación de infraestructuras de carga eficientes y estratégicamente ubicadas se presenta como una solución clave para mitigar los posibles problemas asociados con la carga masiva de vehículos eléctricos. Además, se exploran recomendaciones para fortalecer la capacidad de las redes eléctricas, incluyendo inversiones en tecnologías de red inteligente, expansión de la infraestructura de carga y la implementación de políticas que fomenten la adopción de vehículos eléctricos de manera sostenible. En resumen, el informe ofrece una evaluación exhaustiva de la capacidad de las redes de distribución de energía en Colombia para adaptarse a la creciente presencia de vehículos eléctricos, identificando desafíos y proponiendo soluciones clave para garantizar una transición exitosa hacia la movilidad eléctrica en el país. 


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