ENABLING INDUSTRIAL DEMAND FLEXIBILITY: ALIGNING INDUSTRIAL CONSUMER AND GRID BENEFITS

ENABLING INDUSTRIAL DEMAND FLEXIBILITY: ALIGNING INDUSTRIAL CONSUMER AND GRID BENEFITS

El documento aborda la importancia de la flexibilidad de la demanda en el sector industrial para equilibrar la red eléctrica, especialmente a medida que aumenta la participación de fuentes de energía renovable como la solar y la eólica. A medida que se espera que la electrificación industrial aumente significativamente la demanda de energía, se resalta que la flexibilidad de la demanda, donde los clientes industriales ajustan su consumo eléctrico en respuesta a las necesidades de la red o señales de precio, se vuelve cada vez más valiosa para integrar recursos renovables variables. Se subraya que las tecnologías de la información y la comunicación pueden habilitar eficazmente la comunicación bidireccional y los controles entre empresas de servicios públicos y clientes industriales para respaldar programas de flexibilidad de la demanda. Además, se sugiere que las empresas de servicios públicos deberían priorizar la expansión de la capacidad de flexibilidad de la demanda con grandes clientes industriales como parte de la planificación a largo plazo para apoyar objetivos de descarbonización y beneficiar la red. Por otro lado, se abordan los desafíos que enfrentarán las empresas de servicios públicos para equilibrar la oferta y la demanda de energía a medida que aumenta el uso de electricidad, especialmente en el sector industrial. Se destaca que las fuentes de energía renovable como la solar y la eólica son dependientes del clima, lo que requiere inversiones en infraestructura de transmisión. A medida que las necesidades de equilibrio se vuelven más complejas, se necesitará un marco más flexible. Se sugiere que las tecnologías de la información y la comunicación pueden habilitar soluciones como la fijación dinámica de precios y el cambio de carga para proporcionar flexibilidad en diferentes escalas de tiempo, desde segundos hasta horas. Este enfoque de «eficiencia inteligente», optimizado para el precio, la intensidad de carbono y otros factores, puede desbloquear beneficios de flexibilidad para la red mientras ahorra dinero a los clientes. Asimismo, se discute el creciente valor de la flexibilidad de la demanda industrial a medida que el sistema energético transita hacia fuentes más renovables. Se destaca que, a medida que aumenta la penetración de las energías renovables, el equilibrio entre la oferta y la demanda se vuelve desafiante debido a la variabilidad en la generación eólica y solar. Se resalta que la flexibilidad de la demanda puede ayudar a mitigar esto mediante el desplazamiento de cargas industriales a momentos de alta producción renovable, lo que evita el desperdicio de energía renovable excedente y reduce la necesidad de plantas de combustibles fósiles durante los picos. Se señala la importancia de planificar adecuadamente para las nuevas cargas industriales para evitar tensiones en la red y la necesidad de aumentar las tarifas o el uso prolongado de combustibles fósiles. Se destaca que se necesita más investigación para cuantificar los beneficios de resiliencia de la red de la flexibilidad.

El documento analiza cómo el aumento de la demanda eléctrica debido a nuevas fábricas industriales, como las plantas de fabricación de baterías, puede ejercer presión sobre las redes eléctricas si no se planifica adecuadamente. Se menciona que una nueva fábrica de baterías de Panasonic en Kansas se espera que agregue una demanda significativa que la empresa de servicios públicos local, Evergy, puede no estar preparada para satisfacer de manera confiable. Además, se destaca que se han anunciado más de $90 mil millones en nuevas inversiones en baterías y cadenas de suministro en los Estados Unidos, concentradas en el Medio Oeste y el Sureste, lo que podría enfrentar problemas similares si no se abordan de manera proactiva las actualizaciones de la red y el suministro de energía limpia. Se enfatiza la necesidad de que las empresas de servicios públicos consideren los posibles aumentos en la demanda de electricidad industrial al planificar la infraestructura de transmisión y distribución para evitar pasar injustamente los costos a otros consumidores o detener los planes de electrificación. Algunas empresas de servicios públicos ya están teniendo que revisar los planes y buscar aprobaciones para más generación debido a una demanda más alta de lo esperado de nuevas fábricas. Se sugiere que incentivar la demanda industrial flexible a través de tecnologías como controles de procesos y microredes puede ser una estrategia más rentable para las empresas de servicios públicos que depender únicamente de expansiones del lado de la oferta. Se resalta que la flexibilidad de la demanda efectiva requiere monitoreo y coordinación entre empresas de servicios públicos, instalaciones e infraestructura avanzada de medición utilizando tecnologías de la información y la comunicación. El pasaje aborda enfoques para que las empresas de servicios públicos y operadores de redes mejoren los programas de flexibilidad de la demanda industrial. Se sugiere aprovechar los programas existentes de eficiencia energética industrial para expandir la flexibilidad de la demanda. Se destaca que muchas instalaciones industriales ya buscan la eficiencia para reducir los costos de energía mediante inversiones en monitoreo, submedición y software de gestión energética. Se sugiere que integrar objetivos de flexibilidad de la demanda en programas de eficiencia confiables podría aumentar los ahorros para los clientes y los operadores de la red mientras se reducen las emisiones. Además, se recomienda dirigir los primeros esfuerzos de flexibilidad a industrias con tecnologías o procesos preexistentes compatibles con la flexibilidad. En otra instancia, se sugiere involucrar proactivamente a industrias emergentes intensivas en energía para establecer prácticas de flexibilidad y reducir la demanda adicional de la red.  Además, se discuten varios procesos industriales y usos finales que tienen potencial para la flexibilidad de la demanda. Se señala que las empresas más grandes a menudo tienen su propio personal y herramientas de gestión energética, mientras que las más pequeñas pueden usar proveedores de tecnología de terceros. Se destaca que algunas empresas de servicios públicos están invirtiendo en programas para proporcionar apoyo financiero y técnico a los clientes industriales para instalar sistemas de información de gestión energética (EMIS) en sus instalaciones. Estos sistemas pueden ayudar a ahorrar energía estratégicamente y cambiar a enfoques de flexibilidad de la demanda. Se menciona que los procesos bien adaptados para el cambio de carga sin cambios significativos incluyen el calentamiento y enfriamiento de procesos. A medida que el calentamiento de procesos se traslada a bombas de calor y baterías eléctricas, aumenta el potencial de flexibilidad de la demanda. Se destaca que las tecnologías de almacenamiento de energía térmica, como las baterías de calor, permiten la carga desde la red durante períodos de bajo costo para alimentar procesos industriales. La electrificación de flotas de vehículos en sitios industriales ofrece una oportunidad para sincronizar la carga con las necesidades de la red a través de programas de respuesta a la demanda. Se menciona que el tratamiento de aguas residuales es un proceso intensivo en energía para clientes industriales y municipales. Los programas de flexibilidad de la demanda pueden proporcionar ahorros de costos al cambiar el uso de electricidad a períodos fuera de pico a través de actualizaciones en los controles y medición de sistemas como los depósitos de ecualización de flujo.

De igual forma, se plantean oportunidades para aumentar las cargas flexibles en la irrigación agrícola y la agricultura de ambiente controlado. Se destaca que las empresas de servicios públicos en California han establecido programas de respuesta a la demanda que permiten el control automatizado de las bombas de irrigación para beneficiar a la red eléctrica. Además, se menciona que los sectores industriales emergentes también presentan oportunidades si se diseñan con eficiencia energética y flexibilidad desde el principio. La incorporación de almacenamiento de energía, sistemas de gestión y garantizar la capacidad de comunicación y automatización puede respaldar las necesidades de la red. La expansión de la generación en el sitio a través de energía renovable y almacenamiento puede minimizar los costos de actualización de la red y acelerar el desarrollo de nuevos proyectos mientras se vuelve más ecológica. Se destaca que una nueva planta de titanio en Virginia Occidental planea asociarse con energía solar y baterías para alimentar sus operaciones intensivas en energía. A medida que la energía limpia se expande allí debido a la demanda industrial, está impulsando el cambio del estado lejos del carbón. Alcanzar los objetivos de emisiones netas cero para hierro/acero y amoníaco aumentaría drásticamente el uso de electricidad, resaltando la necesidad de una demanda flexible para garantizar la fiabilidad. Se recalca que la elaboración del caso comercial para los clientes requiere incentivos sólidos de ahorro de costos de los programas de respuesta a la demanda y gestionar los riesgos de interrupción. En un mismo orden de ideas, también se abordan oportunidades y desafíos para aumentar la flexibilidad de la demanda industrial para apoyar las operaciones de la red. Se describen algunos programas piloto que proporcionan incentivos a las industrias para reducir o aumentar el uso de electricidad durante eventos de la red. Se señala que se necesitan cambios regulatorios para aprovechar al máximo el potencial de la flexibilidad de la demanda. La integración de la demanda flexible en la planificación a largo plazo podría mejorar los resultados al tener en cuenta mejor los cambios de carga de los recursos del lado de la demanda. Se menciona que los nuevos sectores industriales como la fabricación de baterías para vehículos eléctricos pueden agregar grandes cargas nuevas, por lo que asociarse para diseñar trayectorias tecnológicas flexibles puede ayudar a limitar las necesidades de infraestructura. La electrificación de los procesos industriales ofrece oportunidades si se combina con tecnologías de control. Se resalta que se necesitan inversiones para construir capacidad para la coordinación de la oferta y la demanda. En general, el texto argumenta que, con las políticas, tarifas y tecnologías adecuadas, la flexibilidad de la demanda industrial puede proporcionar beneficios a la red como capacidad, fiabilidad y resiliencia durante la transición energética.

El documento, a su vez, aborda varios temas relacionados con la habilitación de la flexibilidad de la demanda industrial y la descarbonización a través de la electrificación. Se cubren las barreras regulatorias para la electrificación industrial en algunos estados y la necesidad de abordar estas barreras para ayudar a alcanzar los objetivos de descarbonización. También se discute la habilitación de una mayor flexibilidad de la demanda industrial a través de tecnologías como sistemas de gestión de recursos energéticos distribuidos (DERMS) y los beneficios que esto podría proporcionar a la red eléctrica. Además, se examinan las estrategias que algunos estados y empresas de servicios públicos están siguiendo para facilitar una mayor electrificación de los procesos industriales e implementar energía renovable a través de políticas como reglas de electrificación beneficiosas y objetivos de adquisición. Se resume también el potencial de los programas de respuesta a la demanda y de flexibilidad de la demanda para ayudar a los clientes industriales a reducir los costos de energía e integrar más energía renovable en la red. Dentro del desarrollo del documento se mencionan varios temas relacionados con la habilitación de la flexibilidad de la demanda industrial y la descarbonización. Se resumen varios informes, estudios y proyectos sobre el uso de la respuesta a la demanda, la eficiencia energética, los recursos energéticos distribuidos y las microredes para proporcionar beneficios a la red y apoyar niveles altos de energía renovable. Se cubren iniciativas específicas que incluyen el uso de respuesta a la demanda automatizada para bombas de irrigación agrícola, explorando oportunidades para la flexibilidad de la demanda en industrias de California, evaluando los impactos de la respuesta a la demanda y la eficiencia energética en los costos del sistema de energía y las emisiones, y construyendo una microred en una planta de tratamiento de aguas residuales para demostrar beneficios de confiabilidad. Los artículos discuten desafíos y oportunidades para una adopción más amplia de la gestión integrada del lado de la demanda en empresas de servicios públicos, así como estrategias para la gestión de la flexibilidad de la demanda y la compensación de los recursos energéticos distribuidos de los clientes.

 

En conclusión, el texto resalta la importancia crucial de la flexibilidad de la demanda en el sector industrial para facilitar el equilibrio de la red eléctrica, especialmente en un contexto donde las fuentes de energía renovable como la solar y la eólica están en aumento. Se enfatiza la necesidad de que las empresas de servicios públicos prioricen la expansión de la capacidad de flexibilidad de la demanda, así como la implementación de tecnologías de comunicación y control efectivas para habilitar programas de flexibilidad. Además, se abordan los desafíos que enfrentan las empresas de servicios públicos para equilibrar la oferta y la demanda de energía en un entorno de creciente electrificación, destacando la importancia de adoptar un enfoque más flexible y eficiente para garantizar la estabilidad y la sostenibilidad del sistema eléctrico. En este sentido, se destaca el papel crucial de la tecnología y la colaboración entre diferentes actores del sector para aprovechar al máximo el potencial de la flexibilidad de la demanda y avanzar hacia un futuro energético más resiliente y descarbonizado.

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