Por Alfredo Cárdenas, Subgerente de Planificación, Transelec.

Los sistemas de almacenamiento de energía resultan fundamentales para balancear la variabilidad de una matriz con creciente presencia de energías renovables y así lo demuestra el crecimiento exponencial que éstas han tenido en los últimos años. Chile no se ha quedado atrás en el despegue de las energías limpias. La política de descarbonización de la matriz energética, y el consiguiente reemplazo de las centrales de carbón por tecnologías más limpias, acrecienta la importancia de la incorporación de los sistemas de almacenamiento aplicados a la transmisión para enfrentar los desafíos de contar con un sistema seguro, estable, flexible y robusto. Sin embargo, la incorporación de esta tecnología en Chile ha sido lenta, a pesar de todos las bondades y beneficios que conlleva.

Con el objetivo de analizar la situación actual de los sistemas de almacenamiento, el tipo de tecnología que más se alinea con las necesidades que requiere nuestro sistema eléctrico, y las barreras que actualmente enfrenta el desarrollo de este tipo de proyectos, es que se conformó el Working Group (WG) de Sistemas de Almacenamiento.

Fue una sorpresa ver la cantidad de profesionales que respondieron al llamado para participar en este grupo de trabajo, representantes de la industria y de la academia, de los organismos reguladores y de las empresas, proveedores y consultores, abarcando los segmentos de generación, transmisión y distribución. El interés y participación transversal de la industria es una clara señal de la versatilidad de usos y aplicaciones de los sistemas de almacenamiento.

Considerando el gran número de personas que mostraron interés y se comprometieron a participar de esta iniciativa, se organizaron tres subgrupos para revisar el tema desde la perspectiva de la “Regulación”, de los “Modelos de Negocios”, y también desde la “Tecnología”. Los líderes a cargo de estos subgrupos son Aniella Descalzi, Pedro Miquel y Felipe Andrews, respectivamente. Profesionales con una destacada trayectoria y amplia experiencia en los tópicos a abordar.

El aspecto “Regulatorio” es sumamente relevante ya que en general las principales barreras para el desarrollo e incorporación de nuevas tecnologías se encuentran en el ámbito normativo y regulatorio. Para tener una visión amplia del estado del arte en materia normativa se definió revisar la normativa vigente y la que se encuentra en desarrollo. Ya que este análisis está dentro del ámbito de CIGRE, es posible aprovechar la experiencia de las redes internacionales, así como las conclusiones y aportes de trabajos similares desarrollados por otros grupos de CIGRE. Análisis comparativos de las distintas experiencias, así como asegurar la apropiada remuneración de acuerdo con la aplicación de esta tecnología, es clave para conseguir su incorporación dentro de la infraestructura eléctrica de nuestro sistema de transmisión.

A pesar de los esfuerzos que se puedan hacer para tener una normativa adaptada al vertiginoso avance de la tecnología, es inherente que la regulación va a estar al menos un paso atrás. Por esto, es necesario permitir que el mercado pueda cerrar algunas brechas a través de la promoción de adecuados “Modelos de Negocios”. Un claro ejemplo de las ventajas de promover un modelo de negocio fue la incorporación de los primeros BESS en el sistema interconectado del Norte Grande, para liberar potencia disponible de las unidades de generación, y al mismo tiempo comenzar a incorporar robustez y flexibilidad. Pero los desafíos que el sistema enfrentará a futuro, debido a la incorporación de energía renovable variable, requerirá de diversos atributos de tiempo de respuesta en lapsos acotados versus contar con energía disponible por muchas horas.

Actualmente, la forma predominante de almacenamiento de energía a nivel global es el bombeo de agua, con 160 GW de capacidad instalada en el mundo, pero el principal desarrollo está en las baterías, principalmente de ion-litio, al punto que se espera que pasen de los 4 GW instalados hoy a nivel global a 220 GW al año 2040, y con costos que van disminuyendo año tras año. La investigación en diversas “Tecnologías” ha permitido que contemos con sistemas de almacenamiento con características que se adaptan a una amplia gama de requerimientos, incluyendo, entre otros, potencia nominal, capacidad de energía, eficiencia, costo, vida útil, número de ciclos de carga/descarga y días operativos al año. De esta forma, las tecnologías de mayor relevancia son baterías, bombeo hidráulico, sistemas de aire comprimido, volantes de inercia, hidrógeno y superconducción. Es precisamente el cruce entre tecnología y aplicación lo que definirá la solución más idónea para los desafíos que están un paso más adelante y que nuestro país requerirá.

Las aplicaciones de los sistemas de almacenamiento son muchas. En el segmento de transmisión este tipo de sistemas permite descongestionar las líneas en periodos punta, a través de las “líneas virtuales”. En el segmento de la demanda, el almacenamiento trae consigo beneficios como cobertura de riesgos, modulación de demanda y mayor utilización de energías limpias. En el segmento de la generación también incorpora mucho valor agregado al permitir gestionar la variabilidad del recurso eólico, así como las rampas de subida y bajada de la generación solar. Es por esto por lo que los sistemas de almacenamiento se convierten en una herramienta muy útil y eficiente por su rápida respuesta y adaptación a cambios repentinos o programados de la combinación de oferta y demanda del sistema eléctrico. Esta característica de adaptación es la que denominamos atributo de flexibilidad.

Teniendo en consideración esta amplia gama de aplicaciones, y que la regulación nacional define los sistemas de almacenamiento como infraestructura de transmisión y establece claramente su remuneración, los agentes de la industria han tratado de incorporar esta tecnología en los procesos anuales de la transmisión. Sin embargo, a pesar de las diversas propuestas en los últimos procesos, no deja de llamar la atención que no se haya logrado que los sistemas de almacenamiento fuesen parte del conjunto de proyectos promovidos en los planes de expansión aprobados por la autoridad.

El 31 de mayo del presente año se realizó la audiencia del panel de expertos, relacionada con las discrepancias al Plan de Expansión de Transmisión 2020. Entre las discrepancias presentadas se observó que la autoridad no había acogido las propuestas relacionadas con sistemas de almacenamiento. Entre los temas relevantes mencionados en dicha audiencia se puede resaltar el contar con los modelos de simulación apropiados y con una metodología de evaluación que permita capturar todos los beneficios que entrega esta tecnología.

No obstante, diversas empresas están desarrollando iniciativas de almacenamiento privadas muchas de ellas asociadas a proyectos de generación, luego de evaluar sus atributos y convencerse del valor que entregan. Además, en el contexto del proceso de expansión de la transmisión 2021, empresas del sector enviaron sus propuestas a la autoridad, incorporando 5 proyectos de sistemas de almacenamiento.

Parte fundamental del trabajo a desarrollar por el WG será revisar y analizar de forma transversal la evolución de los sistemas de almacenamiento, teniendo en cuenta los casos de éxito y también aquellas iniciativas que quedaron en el camino, lo que permitirá obtener las mejores conclusiones para poder bajar las barreras y abrir el mercado para este tipo de aplicaciones. Teniendo en consideración lo relevante del tema, la amplitud de tópicos a revisar y un grupo de trabajo con mucho entusiasmo y dispuesto a dar de su tiempo para conseguir los mejores resultados, se ha planificado desarrollar este trabajo durante el transcurso del año 2021 y contar con un documento final con las recomendaciones en el primer trimestre del año 2022.

Otro paso clave para levantar la discusión fue la realización del seminario CIGRE Chile denominado “Sistemas de Almacenamiento e Hidrógeno Verde (H2V)”. Para ello, se conformó una mesa de trabajo con un grupo reducido del WG con el objetivo de estructurar este seminario, definir los principales temas a conversar y exponer, e invitar a panelistas y expositores de nivel, de forma de comunicar la importancia que tiene este tema para la industria y el país.

El seminario se desarrolló entre el 6 y 7 de julio y participaron autoridades, consultores de nivel internacional que dieron contexto al estado del arte de los sistemas de almacenamiento y también del H2V. Se estructuraron diversos bloques que permitieron conversar y analizar los temas contingentes y desafiantes, incluyendo agentes de la industria, de la autoridad, académicos y desarrolladores.

Con todos estos elementos estamos seguros de que se desarrollará un excelente trabajo. La mayor parte de los profesionales que están inscritos en el WG están participando en más de un subgrupo, lo que enriquecerá la discusión y el análisis. Las conclusiones y recomendaciones de este trabajo estamos seguros que serán un gran aporte para la industria y el sector. Esperamos dar claridad de las barreras presentes y de las acciones a seguir con el objetivo de desarrollar el mercado de los sistemas de almacenamiento, y dotar al sistema eléctrico nacional con la seguridad y flexibilidad que requiere producto de la transición energética y las metas de descarbonización.

Teniendo en consideración que en nuestro país el sector eléctrico debe interactuar con una diversidad de organismos, condición que en ocasiones produce problemas que afectan su normal funcionamiento, surgió el interés de conformar el Grupo de Trabajo (WG por sus iniciales en inglés “Working Group”) “Institucionalidad Eléctrica Chilena Actual” de CIGRE Chile para investigar cómo estos problemas han sido enfrentados en distintos países y cuáles son las tendencias actuales en esta materia. Los coordinadores generales de este WG son Raúl Valpuesta y Claudia Carrasco.

Conforme a la literatura internacional y nacional, una institucionalidad moderna y eficiente se encuentra reflejada en las denominadas Agencias Regulatorias Independientes, fijándose entonces como objetivos de este WG, los siguientes:

• Realizar un estudio sobre la constitución y funciones de las Agencias Regulatorias Independientes (ARI) a nivel nacional e internacional.
• Identificar las características distintivas de estas Agencias y sus mejores prácticas.
• Realizar un análisis crítico y emitir un diagnóstico de la institucionalidad eléctrica chilena actual, sus características y funcionamiento.
• Identificar oportunidades de mejora, teniendo a la vista las características distintivas de las Agencias Regulatorias Independientes.
• Analizar en detalle el esquema de incentivos que se aplican bajo las institucionalidades estudiadas para mejorar la calidad de servicio eléctrico.
• A partir del resultado de los estudios y las conclusiones proponer cambios regulatorios que ello implicaría en la normativa eléctrica chilena.

Luego de una reunión informativa realizada el 6 de mayo de 2021, se inició la conformación del citado Grupo de Trabajo, donde se inscribieron 36 destacados profesionales chilenos y extranjeros, interesados en contribuir al logro de los objetivos establecidos para este WG, aportando su experiencia y conocimiento tanto en materias de institucionalidad eléctrica nacional e internacional, como en el desenvolvimiento del sector eléctrico en Chile y otros países.

Para enfrentar estos ambiciosos objetivos con éxito, el WG se ha organizado en tres subgrupos. El subgrupo 1, cuyos coordinadores son el abogado Eduardo Escalona Vásquez y la ingeniera civil eléctrica Katherine Hoelck Thjoernelund, tendrá a cargo la realización del análisis crítico y la emisión de un diagnóstico de la institucionalidad eléctrica chilena y realizar un estudio de aquellas instituciones nacionales que en su funcionamiento y organización presentan ciertas características de las ARI.

Por su parte, el subgrupo 2 llevará a cabo un estudio sobre la constitución y funciones de las Agencias Regulatorias Independientes a nivel internacional e identificará las características distintivas de estas Agencias y sus mejores prácticas. Este subgrupo es coordinado por el economista dedicado a la energía Javier Bustos Salvagno y la ingeniera civil eléctrica Rosana Carrasco Vidal.

Los integrantes de los subgrupos obedecen al interés que han manifestado los participantes respecto de las materias que abordará cada uno de ellos. Varios de los profesionales se han mostrado dispuestos a trabajar en ambos subgrupos.

Al subgrupo 3, que se conformará una vez que se cuenten con los resultados y conclusiones de los estudios realizados por los otros dos subgrupos anteriores, le corresponderá identificar las oportunidades de mejora de la actual institucionalidad eléctrica del país teniendo a la vista las características distintivas de las ARI y proponer cambios regulatorios que ello implicaría en la normativa eléctrica chilena.

Otro desafío importante que deberá enfrentar este WG es que tendrá a cargo la organización del Seminario de Regulación que anualmente programa CIGRE Chile, donde destacados panelistas y profesionales que se relacionan con el devenir de la regulación eléctrica, intercambian criterios y opiniones sobre temas regulatorios del sector eléctrico. El seminario se realizará durante el mes de agosto 2021 y tratará sobre la institucionalidad del sector. Su organización será entonces, la primera contribución que el WG realizará a la comunidad eléctrica chilena.

Estamos convencidos que el trabajo del WG será un análisis serio, acabado, eminentemente técnico y ajeno a intereses propios de cualquier sector en particular. Esperamos que los resultados de estos estudios sean una real contribución de CIGRE Chile a la búsqueda constante de mejoramiento del sector eléctrico del país.

Más detalles sobre como participar en el WG u otras materias relacionadas, por favor tomar contacto vía email con los coordinadores de cada subgrupo de trabajo:

Subgrupo 1

• Katherine Hoelck Thjoernelund | kathyhoelck@gmail.com 
• Eduardo Escalona Vásquez | escalona@ppulegal.com

Subgrupo 2

• Rosana Carrasco Vidal | rcarrasco@transelec.cl 
• Javier Bustos Salvagno | rjb92@georgetown.edu 

Durante el transcurso de e-RIAC 2021 hubo presentaciones que aportaron temas que modernizan la industria eléctrica como los siguientes:

Elaboración de Pronósticos de Generación Renovable para la Operación del Sistema. CAMMESA de Argentina expuso cómo los pronósticos de potencia eólica y solar son importantes para realizar una gestión óptima de los recursos energéticos en diferentes horizontes. Presentación muy innovadora porque utilizan algoritmos de aprendizaje automático o machine learning para mejorar el desempeño y adicionalmente el dashboard resume la evaluación que se realiza cada día dando señales oportunas para corregir y retroalimentar la máquina en caso de ser necesario.

Impacto de los recursos energéticos distribuidos y vehículos eléctricos en los sistemas activos de distribución. La Universidad Federal do Paraná de Brasil presentó la importancia de la integración de vehículos eléctricos a las redes, de una manera innovadora porque los usan como apoyo para el control de frecuencia (primaria y secundaria) así como para el servicio de black start, y de esta manera ayudan a evitar cortes de red y mejorar la flexibilidad del sistema.

Integración de vehículos eléctricos en las redes eléctricas. En el mismo sentido que la anterior, la Universidad do Porto de Portugal propone la integración de vehículos eléctricos en redes eléctricas, al utilizar de manera innovadora los sistemas V2G y V4G, de manera que la operación controlada del vehículo eléctrico con la producción, se convierta en un respaldo del sistema eléctrico mediante la prestación de servicios complementarios, ayudando a evitar cortes de red y mejorando la flexibilidad del sistema.

Ciberseguridad en el sistema eléctrico colombiano. XM, operador nacional de Colombia, expuso sobre las políticas gubernamentales sobre seguridad de la información y ciberseguridad, entrenamiento especializado en respuesta a incidentes para equipos técnicos, y su experiencia con el Centro de Operaciones de Seguridad (SOC) para el monitoreo de tráfico y logs, cooperación con el Estado en la gestión de ciberseguridad (Convenio con el Comando Conjunto Cibernético, CCOC), controles tecnológicos y pruebas de ciberseguridad, gestión de seguridad en relación con proveedores críticos, plan de continuidad y arquitectura crítica redundante implementada. Un tema innovador al combinar diferentes aspectos de TI y OT que muestran ventajas de controles frente a situaciones que ya en algunos países se han presentado y han puesto en riesgo los sistemas.

Dynamic Line Rating: CdT segura y flexible. Red Eléctrica de España presentó los modelos que predicen la capacidad de transporte con sensores, estaciones meteorológicas y comunicaciones. Proponen el uso más eficiente de las líneas, reduciendo costos y mejorando la eficiencia en la operación. Actualmente monitorean 4 líneas en tiempo real y adelantan propuestas regulatorias.

Gestión inteligente de activos en la era de la industria 4.0. El ingeniero Matos Araujo de Brasil compartió su experiencia en el uso de tecnologías disruptivas, con sostenibilidad y empoderamiento de los clientes. Resalta la adecuada regulación para la gestión inteligente de activos basada en los pilares de la transformación digital, poniendo a disposición de los sistemas energéticos el internet de las cosas, big data, computación en la nube, sistemas en tiempo real, blockchain, ciberseguridad, realidad aumentada e inteligencia artificial, permitiendo visualizar mejor los procesos, identificar patrones, mejorar técnicas de entrenamiento y simulación de procesos. La industria 4.0 debe ser considerada para el equilibrio económico de las empresas y debe ser integrada en la estrategia del negocio para generar mayor valor.

Flexibilidad factor clave para la seguridad del sistema. XM, operador nacional de Colombia, colaboró con el estudio de flexibilidad como factor clave para la seguridad del Sistema Interconectado Nacional. La flexibilidad se debe evaluar periódicamente para dar señales oportunas sobre la atención confiable de la demanda teniendo en cuenta la dinámica de los proyectos de expansión y demás insumos. Este estudio de flexibilidad está construido sobre muchos escenarios y pronósticos en un horizonte de tiempo de 5 años, respecto a las condiciones de hidrología seca y húmeda que pueden afectar el funcionamiento de las centrales hidráulicas como primera fuente de generación eléctrica en el país. Permite analizar la capacidad y flexibilidad del SIN para recibir e incorporar nuevas fuentes de generación de energía necesarias para diversificar la matriz eléctrica y alcanzar la transición energética. El enfoque de la metodología es muy innovador al integrar diferentes herramientas y procesos del planeamiento operativo para evaluar de forma holística la flexibilidad del sistema. A escala municipal, los expertos explican que, debido a la variabilidad e incertidumbre de los tipos de energía solar y eólica, se hace necesario coordinar su integración de forma tal que no se ponga en riesgo la continuidad del servicio de energía. Igualmente, se debe asegurar que estas tecnologías se complementen con los recursos que hoy se encuentran disponibles en el SIN como son las plantas térmicas e hidráulicas.

Tendencias actuales y retos en los mercados de energía y servicios complementarios en Europa. Red Eléctrica de España, REE, y el Operador del Mercado Ibérico de la Electricidad, OMIE de España, mostraron cómo integrando diferentes metodologías innovadoras de las nuevas tendencias tecnológicas, buscan que el sistema peninsular español sea implementado en una innovadora plataforma para la regulación de frecuencia terciaria. Resaltan la importancia de incrementar las interconexiones internacionales, promover la participación en los servicios de balance del lado de la demanda mediante la utilización de sistemas de almacenamiento, desarrollar el hidrógeno verde, acercar la programación al tiempo real y mejorar herramientas para aumentar la flexibilidad del sistema.

Inteligencia artificial para la planificación de la red. XM, operador nacional de Colombia, expuso como la inteligencia artificial va de la mano con la arquitectura de la información para realizar una planeación innovadora como lo exige la nueva realidad. El uso de analítica avanzada, blockchain, medición inteligente, IoT y la robotización en sus procesos ha sido un factor clave para incorporar la transformación digital y minimizar riesgos en la operación. Compartieron su experiencia y el camino a seguir para utilizar inteligencia artificial en los pronósticos de fuentes de energía renovables no convencionales, en la identificación de escenarios hidrológicos y en la validación de modelos de control para minimizar los riesgos en la operación. Presentaron un innovador algoritmo avanzado que identifica variables operativas por fuera de sus rangos normales.

Impactos de la e-movilidad en el Sistema Eléctrico Mexicano. El instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias realizó un innovador estudio en la zona comercial de ciudad de México para determinar el número de cargadores y el análisis de posibles conexiones de vehículos eléctricos. Se presentó una especial forma de inyectar energía a la red, se concluyó que este sistema funciona como asistencia para soportar picos de demanda e inyecta excedentes de generación renovable a la red.

Incorporación de tecnologías flexibles de vanguardia en los sistemas eléctricos de potencia. La Universidad Técnica Federico Santa María de Chile propuso como eje de acción para la integración de energías renovables una adecuada infraestructura de la red y mejorar la flexibilidad operacional. Se debe incrementar la capacidad de transmisión de la infraestructura existente, con tecnologías flexibles como las opciones de Line Uprating, la utilización de centrales de bombeo, plantas de concentración solar, hidrógeno verde y sistemas de almacenamiento, como asimismo utilizar esquemas de protecciones especiales, un adecuado marco regulatorio y promover mercados para servicios complementarios.

Esquema de Control de Contingencias del Sistema Eléctrico Paraguayo (ECCANDE). ANDE, el operador del sistema de Paraguay, presentó los problemas operativos por estabilidad dinámica al operar en 2 subsistemas y, dependiendo de sus condiciones operativas, cómo se deben reconfigurar. Expuso los avances de un innovador proyecto para analizar el esquema de control de contingencias en tiempo real, con actuación automática para evitar inestabilidad por fallas internas o externas. Utilizan medición fasorial que monitorea flujos y diferencia de ángulos para tomar decisiones de apertura de interruptores para reconfigurar áreas en milisegundos y evitar colapsos mayores. Este esquema cuenta con una arquitectura en fibra óptica e importantes sistemas de comunicación.

El encuentro virtual de la Región Iberoamericana de CIGRE (e-RIAC), denominado “Desafíos de la operación en la Región Iberoamericana. Una mirada postpandémica” se realizó entre los días 11 y 13 de mayo de 2021. Este evento contribuye a la difusión de las actividades regionales hacia la oficina central de CIGRE y se consolida como el evento clave de CIGRE en Latinoamérica, que se lleva a cabo en cada año en que no se realiza la Sesión Anual de CIGRE en París. Cabe recordar que este año 2021 será la excepción, dado que la oficina central de CIGRE está organizado la Sesión Centenaria para celebrar los 100 años de CIGRE.

El programa del día 11 de mayo concluyó con un bloque dedicado a conocer las principales características y retos futuros de los sistemas eléctricos de los países que participan en RIAC. En primer lugar, se realizó la presentación del sistema eléctrico colombiano a cargo de María Nohemí Arboleda, del operador eléctrico XM de Colombia, seguida por la presentación del sistema eléctrico brasileño a cargo de Ney Fukui da Silveira, del operador eléctrico ONS de Brasil, y finalmente cerró la presentación del sistema eléctrico chileno Juan Carlos Araneda, subgerente de Planificación del operador eléctrico Coordinador Eléctrico Nacional de Chile.

Araneda presentó los datos básicos de Chile y sus sistemas eléctricos, el operador del Sistema Eléctrico Nacional (SEN) y sus responsabilidades, y la organización del sector eléctrico. Luego describió la situación anual del año 2020 en términos de la capacidad instalada de generación y la producción anual por tecnología, y mostró el desarrollo en los últimos diez años de la capacidad instalada en generación y de las energías renovables. Seguidamente presentó el balance de generación y consumo en los últimos tres años, y la evolución de los precios en el mercado spot y a clientes finales. Finalmente, expuso los principales desafíos del sistema eléctrico chileno que incluyen el proceso de descarbonización y transición energética, la integración de energía renovable variable al SEN, el aseguramiento de los niveles de seguridad y calidad de servicio del SEN y el desarrollo de los sistemas de transmisión, que se requiere como una condición habilitante para el proceso de descarbonización, y donde la flexibilidad jugará un papel relevante, en especial en el balance oferta-demanda a nivel horario.

“En términos generales, mi evaluación del evento e-RIAC 2021 es muy positiva. Estuvo muy bien organizado y las presentaciones de los expositores fueron coordinadas y grabadas previamente para asegurar los tiempos de los distintos bloques. Se contó con los expositores para responder las preguntas que realizó la audiencia también, lo que permitió una interacción en vivo con los participantes. El bloque de presentación de los sistemas eléctricos de los países de RIAC fue completamente en vivo, pero se habían realizado breves reuniones en días previos para asegurar la calidad de la conexión y capacitar a los expositores en el uso de la plataforma virtual”, señaló el ejecutivo.

Según Araneda, el aporte de la pasada versión del e-RIAC es el fomento de la comunicación entre los operadores eléctricos y los agentes de la industria eléctrica de la región del RIAC, compartiendo experiencias y desafíos comunes, “lo que incentivará la colaboración en base a los niveles de avance que cada uno tiene en abordar los distintos desafíos de la transición energética y la reducción de gases de efecto invernadero”, concluyó.

Aquí puede acceder a la presentación del Coordinador >>