Escalar y sostener altos porcentajes de energía renovable variable (VRE, por sus siglas en inglés) requiere de instalaciones que no solo generen electricidad, sino que también brinden servicios energéticos para aumentar la resiliencia y confiabilidad de los sistemas eléctricos. Esto sirve como motivación para explorar cómo los híbridos hidroeléctricos pueden aprovechar las capacidades únicas de la hidroelectricidad para aprovechar las complementariedades y sinergias operativas con VRE y almacenamiento, para proporcionar servicios energéticos que mejoren la flexibilidad del sistema eléctrico. Este informe, que busca identificar soluciones con el mayor potencial, considera un híbrido hidroeléctrico como una instalación que integra múltiples tecnologías y las gestiona bajo un sistema conjunto de operación y control, ya sea en la misma ubicación o virtualmente. Aunque los híbridos hidroeléctricos son poco comunes, varios proyectos ya están en preparación. China ha puesto en marcha dos grandes instalaciones, mientras que India tiene una en construcción. El avance de la transición energética requiere la construcción de híbridos hidroeléctricos capaces de proporcionar servicios energéticos. Los híbridos hidroeléctricos contribuyen a la flexibilidad del sistema eléctrico aprovechando el potencial de las tecnologías individuales y las sinergias que surgen al combinarlas, para proporcionar servicios energéticos capaces de controlar la energía, impulsar el almacenamiento de energía y aumentar la generación de energía. La remuneración por servicios energéticos mejorará la viabilidad financiera de los proyectos de híbridos hidroeléctricos y aumentará las inversiones. La remuneración no es adecuada en la mayoría de los mercados, dado que el enfoque ha sido incentivar el aumento de la generación. La remuneración garantiza la utilización eficiente de los recursos y hace visible el valor de los servicios energéticos para mantener el equilibrio del sistema eléctrico. Por lo tanto, el enfoque debe cambiar a la importancia de valorar los servicios energéticos para mantener el equilibrio del sistema eléctrico. Varios mercados están desarrollando mecanismos de remuneración; no hay una solución única. La experiencia ya adquirida informará la evolución de mecanismos adecuados para diferentes países y regiones. La tasa de crecimiento rápido de las adiciones de capacidad renovable en 2023, mediante la adición de 510 gigavatios, coloca al mundo en un camino hacia la transformación de su mezcla energética. Se espera que la generación de energía renovable variable (VRE) tenga una mayor participación, alcanzando el 25 por ciento en 2028, debido a la mayor asequibilidad de la energía eólica y solar. Aunque aumentar las participaciones de VRE es un paso vital en el camino hacia la transformación global de la mezcla energética, tendrá implicaciones para los sistemas eléctricos dado el desafío que plantea para mantener el equilibrio del sistema eléctrico. Mantenerse al día con esta transición rápida requiere explorar soluciones que respalden y mejoren la flexibilidad del sistema eléctrico, reduciendo así la presión sobre los sistemas. Escalar y sostener mayores participaciones de VRE requiere instalaciones que generen electricidad y también proporcionen servicios energéticos capaces de equilibrar continuamente un sistema eléctrico resiliente y confiable. La investigación y desarrollo recientes para sistemas energéticos híbridos sugieren que la integración de múltiples tecnologías puede proporcionar estos servicios energéticos. Indica que la hibridación podría ser efectiva para obtener más beneficios en comparación con las plantas independientes, al permitir que múltiples tecnologías compartan sistemas operativos, costos e infraestructura. 

La investigación y desarrollo también sugieren que algunas combinaciones de tecnologías son más favorables que otras. El presente informe explora cómo un híbrido hidroeléctrico puede aprovechar las capacidades únicas de la hidroelectricidad para aprovechar las complementariedades y sinergias operativas con VRE y almacenamiento para proporcionar servicios energéticos que mejoren la flexibilidad del sistema eléctrico. El informe considera híbridos hidroeléctricos que integran tecnologías y las gestionan bajo un sistema conjunto de control y operación, ya sea en la misma ubicación (una instalación de híbrido hidroeléctrico) o virtualmente (una instalación de híbrido hidroeléctrico virtual). El objetivo de un híbrido hidroeléctrico es aprovechar al máximo las tecnologías integradas maximizando su utilización, los beneficios que aportan y su eficiencia. Es ampliamente conocido que las plantas hidroeléctricas independientes y otras tecnologías pueden ayudar a gestionar la variabilidad de VRE en el sistema eléctrico. Sin embargo, con el aumento de las participaciones de VRE, también es cada vez más importante comprender las ventajas para gestionar esta variabilidad antes de que la energía se inyecte en el sistema eléctrico. Aunque los híbridos hidroeléctricos son pocos, China ha puesto en marcha dos grandes instalaciones, mientras que India está desarrollando el Proyecto Integrado de Energía Renovable Pinnapuram en Andhra Pradesh. Una vez que se complete la construcción, esta instalación híbrida combinará 3,000 megavatios (MW) de energía solar, 550 MW de energía eólica, 1,200 MW de hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo y 10.8 gigavatios-hora (GWh) de almacenamiento de energía. La instalación proporcionará servicios de energía renovable programables y flexibles a los consumidores de toda India a partir de 2024. Este informe explora específicamente híbridos hidroeléctricos que gestionan múltiples tecnologías bajo un sistema conjunto de operación y control, permiten la integración de VRE y promueven la transición hacia un sistema eléctrico flexible. Los híbridos hidroeléctricos tienen como objetivo cumplir uno de tres posibles objetivos: (1) proporcionar un suministro estable de electricidad a corto y largo plazo al sistema eléctrico; (2) ofrecer servicios energéticos adaptados para mejorar la flexibilidad del sistema eléctrico y la seguridad energética; y (3) modernizar las plantas hidroeléctricas existentes para aumentar su desempeño y mejorar sus servicios energéticos. El propósito de este informe es mejorar la comprensión de los reguladores y responsables de políticas del sector energético, los inversores y los bancos, incluidos los bancos multilaterales de desarrollo, sobre el papel potencial de un híbrido hidroeléctrico en la evolución de los sistemas eléctricos. Subraya la necesidad de desarrollar soluciones energéticas renovables inteligentes frente al clima que contribuyan al desarrollo sostenible. Sin embargo, combinar múltiples tecnologías añade complejidad en el desarrollo, implementación y ejecución del proyecto. A medida que aumenta el número de tecnologías involucradas en un proyecto de híbrido hidroeléctrico, se vuelve cada vez más desafiante priorizar y armonizar la utilización de recursos, para entregar servicios de manera eficiente y abordar las preocupaciones ambientales y sociales. 

Un ejemplo es cuando un embalse multipropósito sirve tanto para la generación de energía como para el suministro de agua, cada uno gobernado por diferentes regulaciones. Las competencias y habilidades necesarias deben identificarse desde el principio en todas las fases de la cadena de valor, desde el desarrollo y la gestión del proyecto hasta la construcción y el mantenimiento continuo. Adoptar un enfoque proactivo puede ayudar a un proyecto a garantizar que tenga las capacidades requeridas cuando sea necesario. Los híbridos hidroeléctricos pueden mitigar simultáneamente los impactos ecológicos para proporcionar beneficios sociales y ofrecer servicios energéticos. Toda infraestructura energética impacta la biodiversidad y los ecosistemas. Sin embargo, con los híbridos hidroeléctricos, puede haber oportunidades y soluciones para evitar, minimizar, mitigar y compensar los impactos potenciales. Si bien los servicios proporcionados por un híbrido hidroeléctrico pueden competir en ocasiones, también pueden ser complementarios en otras ocasiones. Con la ayuda de políticas o regulaciones sólidas, los híbridos hidroeléctricos pueden optimizar el tamaño de un embalse al desplazar una parte de la generación de energía a VRE, asegurando así que haya suficiente volumen de embalse disponible para almacenar energía. Las instalaciones híbridas también ofrecen otra oportunidad: mantener la generación de energía de una planta hidroeléctrica existente mediante la incorporación de VRE, al tiempo que liberan más flujos ambientales en segmentos de río bypassed, beneficiando a los ecosistemas y la biodiversidad en esas áreas. La remuneración por servicios energéticos mejorará la viabilidad financiera de los proyectos de híbridos hidroeléctricos y aumentará las inversiones. La remuneración por servicios energéticos no es adecuada en la mayoría de los mercados, dado que el enfoque ha sido incentivar el aumento de la generación. La remuneración tiene dos roles importantes: (1) garantizar la utilización eficiente de los recursos para el equilibrio energético, y (2) hacer visible la importancia y el valor de los servicios energéticos para mantener el equilibrio del sistema eléctrico. El enfoque, por lo tanto, debe cambiar a la importancia de valorar los servicios energéticos para mantener el equilibrio del sistema eléctrico. Varios mercados están desarrollando mecanismos de remuneración; no hay una solución única. La experiencia ya adquirida informará la evolución de mecanismos adecuados para diferentes países y regiones. El desarrollo de instalaciones híbridas resilientes requiere más innovación e investigación para satisfacer las demandas futuras de flexibilidad. Es necesario construir metodologías y herramientas analíticas para que los países y regiones de ingresos bajos y medios comprendan cómo un híbrido puede ofrecer servicios energéticos adaptados a sus necesidades específicas. La promoción y difusión de los beneficios de tales instalaciones pueden respaldar el desarrollo de nuevos proyectos, reducir los costos involucrados en la planificación y ejecución de inversiones, y aumentar la resiliencia física y económica.

El informe destaca la importancia de la flexibilidad en la transición energética hacia fuentes más sostenibles y limpias. En un contexto donde las energías renovables intermitentes como la solar y la eólica están ganando protagonismo, la capacidad de respuesta y flexibilidad de las soluciones energéticas se vuelve crucial para garantizar un suministro estable y eficiente de electricidad. El informe destaca el papel clave que desempeñan las soluciones híbridas de energía hidroeléctrica en este contexto. Estas soluciones combinan la flexibilidad de las centrales hidroeléctricas con la capacidad de almacenamiento de energía de las baterías, lo que les permite adaptarse rápidamente a las fluctuaciones en la generación de energía renovable. Esta flexibilidad es fundamental para equilibrar la oferta y la demanda de electricidad, especialmente en momentos en los que la generación solar o eólica es insuficiente. Además, el informe destaca que las soluciones híbridas de energía hidroeléctrica no solo contribuyen a la estabilidad del sistema eléctrico, sino que también pueden ofrecer beneficios adicionales, como la mejora de la resiliencia ante desastres naturales y la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. Estos beneficios son especialmente relevantes en países en desarrollo, donde la infraestructura energética suele ser más vulnerable y la necesidad de reducir las emisiones es más apremiante. En resumen, el informe subraya que las soluciones híbridas de energía hidroeléctrica son una herramienta poderosa para facilitar la transición hacia un sistema energético más sostenible y flexible. Su capacidad para adaptarse a las fluctuaciones en la generación de energía renovable las convierte en una opción atractiva para garantizar un suministro eléctrico estable y eficiente en un contexto de creciente penetración de energías limpias.