La Orden 2222 de la Comisión Federal de Regulación de Energía (FERC), emitida en septiembre de 2020, marca un hito al permitir que los Recursos de Energía Distribuida (DERs) se agrupen y participen en los mercados mayoristas de energía como una única entidad, comúnmente conocida como una planta de energía virtual (VPP). Estas VPP controlan DERs flexibles y responden a la demanda, contribuyen a diversos tipos de mercados eléctricos y ofrecen diversos servicios a la red. Las VPP no se limitan a tecnologías específicas de DER; su alcance puede variar según la geografía, los impulsores del programa y otros requisitos de elegibilidad del programa, incluyendo dispositivos domésticos, vehículos eléctricos, generación solar, almacenamiento y calentadores de agua. La capacidad de controlar y agrupar de manera flexible los DERs a través de la implementación masiva de VPP podría evitar inversiones significativas en la infraestructura de la red, generar ingresos al proporcionar servicios a la red, reducir la demanda máxima, acelerar la adopción de energías renovables, disminuir las facturas de electricidad y ofrecer resiliencia local a un costo menor para los clientes. Si se desarrollan y operan con la justicia ambiental y energética en mente, las VPP también tienen el potencial de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, mejorar la calidad del aire en interiores y exteriores, respaldar el desarrollo económico y abordar los desafíos enfrentados por las comunidades históricamente perjudicadas. Por lo tanto, el interés en las VPP se ha intensificado debido al rápido crecimiento de la adopción de DER en los Estados Unidos y al aumento de la demanda máxima de electricidad. Este informe explora el potencial de las VPP para proporcionar beneficios al sistema de energía y a la sociedad a través de una lente de justicia energética (JE). La JE busca lograr resultados equitativos tanto social como económicamente en la transición del sistema de energía, al tiempo que remedia las cargas sociales, económicas y de salud sobre aquellos históricamente perjudicados por el sistema energético. El informe se enfoca en cuatro principios de justicia energética: justicia procesal, justicia distributiva, justicia de reconocimiento y justicia restaurativa. Estos principios se superponen y su relevancia para las VPP varía según los casos de uso priorizados, los DER incluidos y otras decisiones empresariales, como la financiación de una VPP. El informe proporciona un mapeo de estos principios a diversos casos de uso de VPP.

En concordancia, las secciones siguientes analizan casos de uso de VPP desde la perspectiva de la justicia energética y su adopción en comunidades desatendidas. Se revisa la actualidad del panorama de las VPP, la cadena de valor y las relaciones con la economía de energías renovables y la justicia energética. Además, se evalúan casos de uso de VPP en términos de beneficios para el sistema de energía y la sociedad, como la provisión de servicios a la red, el desarrollo económico y la salud pública. El informe también aborda las barreras para la adopción, incluidos los costos, las barreras socioeconómicas e históricas, y cómo superar estas barreras en comunidades desatendidas. El concepto de justicia energética, en particular la justicia distributiva, plantea que los costos y beneficios de las inversiones en la transición energética deben compartirse equitativamente en la sociedad. Aunque VPPs tienen el potencial de mejorar la justicia distributiva a través de beneficios comunitarios como la resiliencia local, la calidad del aire interior y exterior mejorada, la reducción de emisiones y el aumento de la autonomía energética, existen desafíos para su adopción en comunidades desatendidas que han afectado cómo se ha distribuido la adopción de Recursos Energéticos Distribuidos (DERs) en los EE. UU. Hasta ahora. la distribución desigual en estas comunidades plantea preocupaciones de justicia de reconocimiento relacionadas con la inclusión equitativa de poblaciones vulnerables, así como preocupaciones de justicia procesal relacionadas con la equidad de los procesos asociados con la participación en VPPs y los costos de actualización necesarios para acomodar un DER. Las barreras a la adopción de DERs y VPPs en estas comunidades se detallan, y se utilizan los cuatro principios de justicia energética para analizar las barreras basadas en costos, socioeconómicas e históricas y las formas de superarlas. Se señala que la adopción de energía solar en techos en los EE. UU. está sesgada hacia hogares de ingresos medios a altos, con barreras de entrada como la falta de capital, menor probabilidad de ser propietarios de viviendas y menor conectividad a la red que dificultan la instalación de DERs como paneles solares para clientes de bajos ingresos. Además, varios estudios y casos de investigación exploran la intersección entre la justicia energética y los sistemas de energía avanzados, como los VPPs, mediante revisiones de literatura, análisis de datos y encuestas comunitarias, señalando que superar las barreras a la adopción de sistemas de energía avanzados en comunidades desatendidas está relacionado con el reconocimiento de las comunidades y los beneficios a lo largo del diseño de los VPPs. Se resalta la importancia de anticipar y prevenir activamente las barreras potenciales para lograr los objetivos de justicia a lo largo del diseño del proyecto.

Por otro lado, los Sistemas de Energía Virtual (VPPs) ofrecen una variedad de beneficios tanto para el sistema en general como para los clientes individuales, muchos de los cuales pueden ser monetizados. Estos beneficios monetizables incluyen la reducción de los requisitos de capital, el apoyo a la adecuación de recursos, la respuesta a frecuencias, el recorte de picos, la regulación de voltaje, la reducción de facturas de electricidad, el apoyo al desarrollo económico y laboral, y la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, también hay casos de uso que no se monetizan actualmente, como aumentar la resiliencia del sistema y reducir la contaminación acústica y la contaminación del aire interior y exterior. Aunque estos casos no se monetizan directamente, se pueden valorar mediante métodos de financiación inclusivos que consideren factores como los costos de salud pública reducidos, los costos evitados por cortes de energía y los altos costos del carbono. La valoración de estas externalidades puede ayudar a reconocer los desafíos enfrentados por las comunidades desatendidas, lo que avanza la justicia de reconocimiento. Además, se emplean herramientas de SIG como EJScreen, CalEnviroScreen y CEJST para visualizar los desafíos enfrentados por estas comunidades y valorar las externalidades basadas en la ubicación monetariamente. A través del análisis de proyectos y programas piloto de VPP existentes, se identifican varios casos de uso de VPPs y se describe su relevancia para los principios de justicia energética. Del mismo modo, las VPP ofrecen beneficios potenciales para la incorporación de servicios a la red, desarrollo económico y beneficios para la salud pública. En cuanto a los servicios de red, los VPPs pueden proporcionar varios servicios, como la reducción de costos de capital, el apoyo a la adecuación de recursos, la respuesta a frecuencias, el recorte de picos, la regulación de voltaje y el aumento de la resiliencia del sistema. Por ejemplo, los VPPs pueden reducir los gastos anuales del sector eléctrico en miles de millones de dólares y posponer la necesidad de inversiones en infraestructura tradicional en la red eléctrica. Además, los VPPs pueden contribuir a la adecuación de recursos, cumpliendo con los requisitos de capacidad de manera más económica que los recursos convencionales, y proporcionar respuesta a frecuencias para estabilizar la red eléctrica. El recorte de picos durante periodos de alta demanda puede evitar apagones y reducir los costos del sistema eléctrico, mientras que la regulación del voltaje puede mantener la confiabilidad del sistema. En términos de desarrollo económico, los VPPs pueden respaldar la resiliencia local, reducir las facturas de electricidad y apoyar el desarrollo laboral y empresarial. Por ejemplo, al permitir la energía de respaldo durante cortes de energía, los VPPs pueden reducir los costos para los propietarios de edificios y aumentar la asequibilidad de los DERs. Asimismo, al desplazar la demanda durante horas pico y mejorar la eficiencia energética, los VPPs pueden reducir las facturas de electricidad de los clientes. Además, el desarrollo de la fuerza laboral en el sector de energía limpia puede crear empleos y promover la equidad económica. En términos de beneficios para la salud pública, los VPPs pueden ayudar a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, así como la contaminación acústica y del aire interior y exterior. Por ejemplo, al fomentar la electrificación y el uso de vehículos eléctricos, los VPPs pueden reducir las emisiones de vehículos de combustión interna y mejorar la calidad del aire. Del mismo modo, al reducir la necesidad de plantas de energía alimentadas por combustibles fósiles, pueden contribuir a la mejora de la calidad del aire exterior. Siendo así, al incentivar la eficiencia energética en los edificios, puede presentarse una mejorara en la calidad del aire interior y reducir los costos de atención médica asociados con enfermedades relacionadas con la contaminación del aire.

De este modo, al seguirse una estrategia en el mercado actual de VPP, los operadores pueden interactuar directamente con empresas de servicios públicos o minoristas, participar en mercados mayoristas a través de una interfaz de mercado o formar parte de un programa de una empresa de servicios públicos que también incluye la participación en un mercado mayorista. Según un informe de Wood Mackenzie, el 74% de los VPP en América del Norte operan a través de programas de empresas de servicios públicos. Las órdenes de la FERC (Comisión Reguladora de Energía Federal) han facilitado el crecimiento de los VPP al permitir la participación de recursos detrás del medidor y VPP en los mercados mayoristas. La mayoría de los proyectos de VPP en Estados Unidos se encuentran en California, Nueva York, Massachusetts, Carolina del Norte, Texas e Indiana, donde las políticas climáticas y los incentivos estatales favorecen la expansión de los VPP. En cuanto a los incentivos estatales y federales, el proyecto de ley Inflation Reduction Act (IRA) de 2022 aumentó las inversiones federales en energía y cambio climático y asignó $370 mil millones para diversas iniciativas energéticas y climáticas, lo que podría ayudar al crecimiento de los VPP. El IRA también aumentó la cobertura de financiamiento para la iniciativa Justice40, que busca beneficiar a comunidades desatendidas con el 40% de las inversiones federales en cambio climático. Además, el IRA incluye medidas específicas para proyectos solares y eólicos en comunidades de bajos ingresos, así como programas de electrificación para hogares de bajos ingresos. Ahora bien, la cadena de valor de los proyectos de VPP, incluye la inscripción de participantes, la obtención de hardware, el uso de software de agregación eficiente y la participación en operaciones y comercio. La inscripción de participantes es crucial para maximizar los beneficios de la red, mientras que la obtención de hardware implica la fabricación, financiamiento, instalación y control de equipos de energía. El software de agregación se encarga de optimizar el funcionamiento de los dispositivos de energía distribuida y de la interfaz con el mercado mayorista. Por último, la participación en operaciones y comercio implica generar ingresos mediante la participación en diferentes mercados de valor. Estas etapas de la cadena de valor de los proyectos de VPP se relacionan con los principios de justicia energética, como la reducción de la carga financiera para comunidades desatendidas.

El documento en general proporciona una base sólida para futuras investigaciones y acciones que impulsen la implementación de VPP de manera inclusiva y equitativa. El mercado de VPP está en crecimiento en América del Norte, especialmente en estados con mercados eléctricos mayoristas. Por lo cual, los incentivos estatales y federales, así como las órdenes de la FERC, están impulsando el desarrollo de proyectos de VPP. La cadena de valor de los proyectos de VPP incluye la inscripción de participantes, la obtención de hardware, el uso de software de agregación y la participación en operaciones y comercio para generar ingresos. Estas iniciativas están siendo impulsadas por políticas climáticas sólidas y programas estatales de incentivos. Sin embargo, se señala que las comunidades desatendidas enfrentan barreras comunes para adoptar VPP, como desafíos económicos, socioeconómicos e históricos. Además, destaca la necesidad de diseñar programas y proyectos de VPP con un enfoque intencional en la participación y beneficio de las comunidades desatendidas. Se enfatiza la importancia de considerar la justicia energética desde las primeras etapas del desarrollo de una VPP para lograr beneficios significativos para estas comunidades. En el mismo sentido, se resalta la importancia de continuar explorando y desarrollando el tema de las VPP, especialmente en términos de su relación con la justicia energética y la mejora del diseño de programas para ser más favorables a los objetivos de justicia energética.

Mayor información en:

https://www.nrel.gov/research/publications.html

https://www.nrel.gov/docs/fy24osti/86607.pdf