Meeting Summer Peaks: The Need for Virtual Power Plants

Meeting Summer Peaks: The Need for Virtual Power Plants

Tras décadas de demanda relativamente plana, las empresas eléctricas estadounidenses prevén un crecimiento significativo del consumo de electricidad. A corto plazo, los centros de datos de alta demanda, la nueva fabricación y las operaciones de minería de criptomonedas están impulsando la tendencia. A medio plazo, la electrificación de la industria y la adopción por los consumidores de vehículos eléctricos y bombas de calor seguirán impulsando la demanda. Este crecimiento de la demanda podría dar lugar a picos estivales más elevados: se prevé que la demanda punta estival aumente en 38.000 MW en los próximos cinco años, lo que equivale a añadir otra California a la red eléctrica. El calendario, la ubicación y la escala de las adiciones siguen siendo inciertos, y la eficiencia energética puede mitigar los impactos. No obstante, un crecimiento significativo de la carga máxima podría exacerbar los riesgos a los que ya se enfrentan las empresas de servicios públicos y los reguladores. La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica prevé temperaturas superiores a la media en todo el territorio continental de Estados Unidos durante el verano de 2024. Y las redes de todo el país ya se enfrentan a tensiones estivales debido al impacto de temperaturas más extremas y tormentas más frecuentes y violentas. Las centrales eléctricas virtuales (VPP, por sus siglas en inglés) pueden satisfacer estas necesidades, lo que representa una solución útil para los reguladores y las empresas de servicios públicos. Las VPP son agregaciones de recursos energéticos distribuidos que pueden proporcionar servicios de red a escala de servicio público y de calidad de servicio público. El DOE ha identificado una serie de beneficios de las VPP que incluyen y van más allá de las cuatro necesidades descritas anteriormente: adecuación de recursos, confiabilidad y resistencia, alivio de la infraestructura de transmisión y distribución, versatilidad y flexibilidad, asequibilidad, empoderamiento de la comunidad y descarbonización y alivio de la contaminación atmosférica. Para apoyar aún más el potencial de las VPP para satisfacer los picos de verano de forma confiable y asequible, la investigación del Brattle Group encontró que las VPP pueden aumentar la adecuación de los recursos a un costo neto del sistema de servicios públicos que es aproximadamente el 40% de un pico de gas y el 60% de una batería, evitando entre 15.000 y 35.000 millones de dólares de inversión de capital potencial en todo el país. Las VPP no son nuevas: en Norteamérica se han instalado más de 500 VPP que han obtenido estos beneficios. 

Sin embargo, dada la necesidad cada vez más urgente de soluciones adaptables y de bajo costo a corto plazo, el interés de los reguladores y las empresas de servicios públicos por las VPP está aumentando, al igual que el número de políticas y programas de estas empresas. Las VPP no son la única solución a los problemas de confiabilidad en verano. Por el contrario, forman parte de una cartera de soluciones que incluye la inversión en infraestructuras de generación, distribución, transmisión y almacenamiento en baterías centrales, así como en tecnologías de mejora de la red, reconducción y repotenciación limpia de las infraestructuras de generación fósil existentes o en proceso de retirada. Las VPP complementan otros enfoques para apoyar la confiabilidad estival y el funcionamiento eficiente de la red. Las VPP no pueden satisfacer los picos estivales y otras necesidades de la red sin una regulación y una política eficaz. Virtual Power Partnership (VP3) y sus miembros han identificado 17 principios políticos que los reguladores, los responsables políticos, las oficinas estatales de energía y otras partes interesadas deben tener en cuenta a la hora de desarrollar o aplicar políticas de VPP para ayudar a gestionar el pico de verano y más allá. Con el apoyo de una política inteligente, las empresas de servicios públicos están desarrollando programas VPP eficaces y escalables, demostrando cómo los VPP pueden tener un impacto positivo en la planificación y las operaciones de la red. El informe destaca 14 de estos programas y destila un conjunto de prácticas líderes que pueden aplicarse ampliamente en todo el sector. Las empresas de servicios públicos no tienen que reinventar la rueda para implantar las VPP: gracias a una política eficaz, las empresas de servicios públicos y los operadores de red pueden unirse a sus homólogos para utilizar las VPP con el fin de hacer frente a los picos estivales y a otros retos de la red. Este verano, las VPP se desplegarán y despacharán por todo el país para hacer frente a las necesidades de confiabilidad estivales. Los estudios de casos del informe ilustran cómo las VPP están ayudando a los reguladores y a las empresas de servicios públicos a satisfacer la necesidad de energía eléctrica confiable, resistente y asequible. Será necesario seguir invirtiendo en infraestructuras tradicionales de generación, distribución y transmisión para cumplir las expectativas a largo plazo de crecimiento sostenido de la carga si se materializan las previsiones de las empresas eléctricas. Sin embargo, debido a los problemas de ubicación, interconexión y plazos de desarrollo, estas soluciones pueden tardar años o incluso décadas en desplegarse. La reforma de la interconexión, la repotenciación y la reforma de la planificación de la transmisión pueden ayudar a acelerar el despliegue. Sin embargo, pocas soluciones de infraestructura tradicionales estarán listas para satisfacer el crecimiento de la carga a corto plazo. 

Aunque los reguladores y el sector de los servicios públicos necesitan soluciones a corto plazo para hacer frente a los picos de los próximos 12-15 meses, también necesitan soluciones duraderas que sean adaptables a las condiciones rápidamente cambiantes impulsadas por un crecimiento incierto de la carga, condiciones meteorológicas extremas y una transición en el parque de generación durante la próxima década. Las VPP pueden configurarse y adaptarse para satisfacer las necesidades cambiantes de la red porque pueden proporcionar múltiples servicios de red (también conocido como «apilamiento de valor»). Si las necesidades de la red cambian después de la ejecución inicial de un programa (normalmente cuatro o cinco años), los reguladores, las empresas de servicios públicos o los operadores de VPP pueden cambiar los incentivos a los clientes y las operaciones de VPP para proporcionar nuevos servicios. Durante los meses más calurosos, las baterías se despliegan para ayudar a cubrir los picos estivales. El resto del año, las baterías WattSmart se integran en las operaciones de las empresas eléctricas y se distribuyen diaria y dinámicamente para proporcionar múltiples servicios a la red, como el apoyo a la frecuencia y la capacidad, y para apoyar la integración solar. Al proporcionar múltiples flujos de valor, el programa de baterías WattSmart pudo superar satisfactoriamente el análisis de rentabilidad exigido por la Comisión de Servicios Públicos de Utah. Los programas VPP de Puget Sound Energy orquestan múltiples tecnologías para proporcionar múltiples servicios de red. PSE, en colaboración con el operador del programa Uplight, aprovecha en sus VPP el modelado de la carga en función del comportamiento, los termostatos inteligentes, los calentadores de agua, los vehículos eléctricos y la carga interrumpible. Aunque PSE se ha centrado inicialmente en la gestión de los picos estivales, en el futuro tiene previsto utilizar los VPP para apoyar el alivio de la capacidad de la red local, los servicios auxiliares, el arbitraje energético y otros servicios.

 

 

El informe destaca la importancia de las Plantas Virtuales de Energía (VPPs) en abordar las demandas de electricidad durante los picos de verano, especialmente en situaciones de olas de calor extremas que pueden generar riesgos de generación insuficiente. Las VPPs ofrecen una solución eficiente al aprovechar los recursos existentes de los clientes para respaldar la red eléctrica, utilizando la infraestructura y activos ya disponibles para ayudar a los reguladores y empresas de servicios públicos a gestionar la asequibilidad para los clientes. Ejemplos en California y Arizona ilustran cómo las VPPs pueden utilizar baterías de clientes y termostatos inteligentes para reducir la carga en momentos de alta demanda, evitando la construcción de costosa infraestructura adicional y contribuyendo a mantener las tarifas estables. Además, se destaca la capacidad de las VPPs para adaptarse a las cambiantes necesidades de la red eléctrica, brindando soluciones duraderas que pueden ajustarse a condiciones en constante evolución debido al crecimiento incierto de la carga, condiciones climáticas extremas y transiciones en la generación de energía en la próxima década. Los reguladores y la industria de servicios públicos requieren tanto soluciones a corto plazo para hacer frente a los picos de demanda en los próximos 12-15 meses, como soluciones sostenibles que puedan adaptarse a los cambios rápidos del sector energético. Para fomentar la adopción efectiva de las VPPs, se proponen principios de políticas que incluyen la expansión de la adopción de Recursos Energéticos Distribuidos (DERs) beneficiosos para diversos usuarios finales, la compensación equitativa para los servicios prestados por las VPPs, y la maximización de beneficios a través de la acumulación de valores para brindar una variedad de servicios a la red y a los clientes. Estas políticas buscan garantizar una competencia justa con las soluciones tradicionales de generación y distribución, así como incentivar la participación de los clientes. En resumen, las VPPs emergen como una solución ágil y eficaz para abordar los desafíos de la demanda eléctrica en momentos críticos, ofreciendo beneficios tanto para los usuarios como para la estabilidad y eficiencia de la red eléctrica.

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