Dilogo Regional sobre Contribuciones Nacionalmente Determinadas BENEFICIOS DE
Diálogo Regional sobre Contribuciones Nacionalmente Determinadas BENEFICIOS DE LA RESPUESTA DE LA DEMANDA Edison Cardona Rendón. I. E. M. Sc. MBA GERENCIA CENTRO NACIONAL DE DESPACHO XM - COLOMBIA
CONTENIDO 1. CONTEXTO 2. BENEFICIOS RESPUESTA DE DEMANDA 3. PLANES DE COLOMBIA PARA CUMPLIR LAS METAS DE REDUCCIÓN DE EMISIONES 4. ALMACENAMIENTO EN BARRANQUILLA PARA ALIVIAR CONGESTIONES
Quienes somos?
Quienes somos (XM en Colombia) Participantes del Mercado Los comercializadores trasladan sus costos a los clientes COMERCIALIZACIÓN [92] CLIENTES Ø Ø Regulados No regulados Alumbrado Público Exportaciones a otros países (No TIE) Ø Compra y venta de energía Ø Competencia Ø Margen de Comercialización aprobado por la CREG para el mercado regulado DISTRIBUCIÓN [30] OPERACIÓN DEL SISTEMA Ø Monopolio del Servicio Ø Libre acceso a las redes Ø Cargos regulados TRANSMISIÓN [11] Ø Monopolio del Servicio Ø Competencia a partir de 1999 en la expansión del STN Ø Libre acceso a las redes y cargos regulados GENERACIÓN [50] Ø Ø Competencia Precios libremente acordados Competencia en las ofertas de corto plazo Importaciones de otros países (No TIE) ADMINISTRACIÓN DEL MERCADO Centro Nacional de Despacho Mercados de Otros Países TIE
CONTEXTO – RESPUESTA DE LA DEMANDA TARIFAS TRANSMILENIO
MECANISMOS PARA REALIZAR RESPUESTA DE LA DEMANDA • Modificar programas horarios de producción. • Modificar rutinas de consumos en una instalación comercial o planta industrial. • Utilizar sistemas de almacenamiento de energía: ü Combustible ü Electroquímica ü Térmica ü Hidrogeno ü Hidroeléctrica ü Solar • Utilizar plantas de generación de emergencia
Tendencias en sistemas eléctricos LA TORMENTA PERFECTA
Respuesta de Demanda a Nivel Internacional Mercado de contratos -Reducciones de demanda ante señales de emergencia del sistema de potencia y señales de precios. - Reducciones hasta el 10% de la demanda pico con agregadores Se tiene un mercado de RD, con agregadores de demanda. -Se tiene un mercado de servicios de regulación, con reducciones entre 2 y 30 minutos. - Herramienta de confiabilidad del sistema de potencia, y controlar los altos precios en la bolsa Se tiene un mercado de RD con agregadores de demanda. - Se tienen programas basados en precios como Precios por Tiempo de Uso y Precio en Tiempo Real. - Se tienen programas como herramienta de confiabilidad del sistema de potencia. -La demanda pasiva representa reducciones permanentes y eficiencia energética. Es tenida en cuenta en planeación energética de largo plazo. - La demanda activa, la cual actúa en tiempo real y cuando se requiere por emergencia Tiene implementados programas RD, Demanda por emergencia, demanda como recurso de capacidad para garantizar la confiabilidad - Tienen implementados programas RD que dependen del precio del mercado: Precios por tiempo de uso y un mercado de servicios de regulación.
Beneficios para el Sistema eléctrico de la respuesta de demanda - - Eficiencia y Costos - • Aplanamiento de la curva de carga • Optimización de la infraestructura de Generación – Transmisión y Distribución • Reducir riesgos de volatilidad en el costo final al usuario de la Energía
BENEFICIOS DE LA RESPUESTA DE LA DEMANDA Optimización de: • Infraestructura existente • Uso de recursos energéticos • Inversiones • Compras de energía (Usuario final)
Beneficios: Aplanamiento de la curva de carga con demanda flexible - Colombia 600 MW de carga con posibilidad de prestar servicio respuesta de la demanda (Grandes Usuarios)1 Beneficios de 18 millones de dólares al año (Costos de producción para el sistema) 1 Uso óptimo de recursos (Reducción de emisiones)
Demanda
Curva de Casación Diaria del Mercado Eléctrico Nacional Precio $/k. Wh para el Período P 20 del 31 de enero de 2016 1, 000 Generacion Ideal 900 Disponibilidad Comercial Demanda Comercial Nal 800 MPO Nal Demanda Comercial Nal 700 600 Zona Supramarginal 500 MPO Nal Zona Inframarginal 400 300 200 Demanda P 20: 8314 MWh MPO Nal P 20: 465$/k. Wh 13, 000 MWh 12, 500 12, 000 11, 500 11, 000 10, 500 10, 000 9, 500 9, 000 8, 500 8, 000 7, 500 7, 000 6, 500 6, 000 5, 500 5, 000 4, 500 4, 000 3, 500 3, 000 2, 500 2, 000 1, 500 1, 000 500 - - 100
Curva de Casación Diaria del Mercado Eléctrico Nacional Precio $/k. Wh para el Período P 20 del 22 de enero de 2016 1, 000 Generacion Ideal 900 Disponibilidad Comercial Demanda Comercial Nal 800 MPO Nal Demanda Comercial Nal 700 Zona Supramarginal MPO Nal 600 Zona Inframarginal 500 400 300 200 Demanda P 20: 9508 MWh MPO Nal P 20: 600$/k. Wh 13, 000 MWh 12, 500 12, 000 11, 500 11, 000 10, 500 10, 000 9, 500 9, 000 8, 500 8, 000 7, 500 7, 000 6, 500 6, 000 5, 500 5, 000 4, 500 4, 000 3, 500 3, 000 2, 500 2, 000 1, 500 1, 000 500 - - 100
PLANES Y ACCIONES DE COLOMBIA PARA CUMPLIR LAS METAS DE REDUCCIÓN DE EMISIONES Avances en el Marco Regulatorio • Ley 1715 – Incentivo a energía renovable • Resoluciones CREG respuesta de demanda • Aspectos regulatorios clave
AVANCES EN EL MARCO REGULATORIO RD Colombia Ley 1715 - MME Resoluciones CREG • 212 – 2015 • 029 – 2016 • 203 – 2013 Necesidad de RD en Colombia Se ha cuantificado el beneficio de los programas RD en usuarios no regulados por actividad económica. Encontrando un potencial de RD que oscila entre el 4. 4% y 13% de RD. Ley 1715 de 2014: “Respuesta de la demanda. Consiste en cambios Mayor Eficiencia en el consumo de energía eléctrica por parte del Evaluar beneficios consumidor, con respecto a un patrón usual de consumo, en en el MEM respuesta a señales de precios o Disminuir Poder incentivos diseñados para inducir bajos consumos. ” La RD no es de Mercado comercialización, es un servicio nuevo. El tema de RD en el MEM Colombiano ha tenido una alta relevancia en los últimos años. Se identifica la necesidad de realizar investigaciones para la correcta incorporación al mercado actual.
Servicios al sistema prestados por La Respuesta de la Demanda como recurso Seguridad y Confiabilidad del sistema Servicios Complementarios Mercado Mayorista Mejora competitividad de usuarios C&I • Situaciones criticas de balance en el suministro de energía eléctrica (potencia y/o energía) • Déficit de potencia regional / Congestión • Regulación secundaria de frecuencia • Reserva terciaria • Habilita elasticidad de la demanda en la bolsa de energía • Posibilita mitigar exposiciones en bolsa de agentes (Gen/Com) • Ingresos adicionales con alivio indirecto en costos de electricidad
Parámetros regulatorios clave de diseño de un programa de Respuesta de la Demanda
Estado del Arte - Respuesta de la Demanda - RD Reducción temporal de la Compensación económica demanda Señal de Precios Señal de Confiabilidad • Precios por Tiempo de Uso (TOU) • Precios en Tiempo Real • Precios en Picos Variables • Precios en Picos Críticos • Control Directo de Carga • Demanda Interrumpible • Oferta de la Demanda • Demanda por Emergencia • Demanda como Recurso de Capacidad • Servicios de Regulación Basados en Precios Basados en Incentivos
Conclusiones 1 ü Para programas de RD con desconexión, se encuentran ahorros para el mercado ü Los precios de bolsa en el mercado disminuyeron hasta en un 29%. ü Con programas de RD, la demanda puede percibir ahorros importantes. 18 millones de dólares al año en costos de producción para el sistema integrado. ü Con programas de RD en el mercado, se brinda una herramienta adicional para que el operador del mercado realice una operación confiable, eficiente, segura y con señales económicas donde la demanda participe activamente. 1. E. Rodas Gallego, Evaluación Económica de la Respuesta de la Demanda (RD) en el Mercado Eléctrico Colombiano (MEM), Universidad de Antioquia. E. Cardona Rendón, M. Henao Cálad and G. Lopez Álvarez, Método para optimizar los costos del servicio de energía eléctrica de grandes usuarios en Colombia, incorporando flexibilidad de la demanda, Medellin: Universidad EAFIT, 2011.
PLANES DE COLOMBIA PARA CUMPLIR LAS METAS DE REDUCCIÓN DE EMISIONES
Fuente: MME
Fuente: MME
Fuente: MME
ALMACENAMIENTO EN BARRANQUILLA PARA ALIVIAR CONGESTIONES ES: Energy Storage Fuente: IEEE, Power & Energy Magazine, Volume 15, Number 5, September/October 2017.
http: //www. lynceans. org/all-posts/dispatchable-power-from-energystorage-systems-help-maintain-grid-stability/ Uso de recursos primarios para operación óptima de sistemas
Servicios del Almacenamiento en Sistemas Eléctricos SERVICIOS PARA EL SISTEMA DE POTENCIA SERVICIOS COMPLEMENTARIOS SERVICIOS A LA INFRAESTRUCTURA DE TRANSMISIÓN SERVICIOS PARA INFRAESTRUCTURA DE DISTRIBUCIÓN Regulación de frecuencia Desplazamiento de carga - curva diaria Reserva rodante, fría y suplementaria SERVICIOS DE GESTIÓN DE DEMANDA DEL USUARIO Calidad de potencia Diferir expansión de transmisión Diferir expansión en distribución Confiabilidad potencia Control de voltaje Suministro de capacidad Arranque en negro Desplazamiento de carga usuario final Aliviar congestiones en transmisión Otros servicios relacionados (ERNC) *Fuente: DOE/EPRI 2013 Electricity Storage Handbook – SANDIA - NRECA Soporte de voltaje Control de demanda pico
Almacenamiento como solución de eficiencia y confiabilidad Curva diaria de demanda C ARGA DESCARGA • Los elementos de almacenamiento en el sistema pueden prestar servicios de alivio de congestiones • Reducen la necesidad de generación de seguridad (Costosa, contaminante o fuera de merito)
Baterías para reducir congestiones (Sobrecargas) 0. 75 0. 50 ~ 1. 5 0. 50 Pre-Contingencia ~~ 1. 5 1. 0 0. 50 0. 75 1. 5 0. 00 Post-Contingencia 0. 0 0. 5
Propuesta instalación de Baterías en Barranquilla Colombia Se requiere generación térmica forzada y mantener un balance Baterías requeridas en subestación Batería Requerida [MW] VTEJUL 21 40 OASIS__1 20 Total 60
CONCLUSIONES 1. Tecnología de almacenamiento esta madura y presenta crecimientos importantes en su uso. 2. Existen múltiples aplicaciones de almacenamiento en sistemas de potencia, que permiten aumentar la flexibilidad de la operación. 3. La incorporación de baterías permite optimizar el uso de los recursos de un sistema de potencia. 4. Considerando los beneficios en el uso optimo y eficiente de los recursos de generación, la inversión a realizar presenta una recuperación entre 2 y 5 años. 5. Las baterías ofrecen una solución oportuna a las condiciones de riesgo de Barranquilla. Los beneficios de la incorporación de Baterías en Atlántico podrían representar un beneficio entre 12 y 118 millones de dólares al año, dependiendo de los diferentes escenarios posibles con un periodo de recuperación de la inversión que puede estar entre 0. 4 y 6. 3 años.
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