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Oportunidades de negocios de la GD en Colombia

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Presentation Transcript

  1. Juan Manuel Gers Bogotá, Colombia – 30 de Mayo, 2019

  2. Tabla de contenido DG y DER Contexto Regulatorio Colombiano Sistemas Eléctricos de Colombia y USA Opciones de Negocios Integración de DG Conclusiones

  3. DG y DER Cualquier tecnología que produzca energía  Generación Distribuida: eléctrica fuera de la red eléctrica como p.ej.: paneles solares en techos, microturbinas, celdas de combustible, etc.  Recursos Distribuidos de Energía-DER: Cualquier tecnología que se incluya en DG, así como las medidas del lado de la demanda. Bajo esta configuración, la energía se puede volver a vender a la red cuando lo permita la regulación. Además, esta definición a menudo se ha ampliado para incluir energética, la respuesta a la demanda (DR) y la gestión del lado de la demanda (DSM) la eficiencia Fuente: WBDG

  4. Disrupción de la DG Tiempo 8.000 Millones de personas en el mundo 2025 60% Energías renovables 2040 50% Solar y Eólica % importante de la energía generada por “Prosumidores” La DG es un DISRUPTOR del Negocio de la Energía a nivel global Los retos que se tendrán que afrontar son entre otros:  Integración de los DER  Incremento de las expectativas de los consumidores  Nuevos competidores en la cadena de valor Fuente: Accenture Survey 2017

  5. Sistema Eléctrico Colombiano Max P: 10.086 (MW) Fuente UPME-CREG -XM

  6. Sistema Eléctrico Colombiano Área: 1’141.748 km2 Población: 49’583.637 (estimada en 2017) Número de Operadores de Sistemas Independientes (ISO): 1 Número de Empresas transmisoras de Energía: 16 Número de empresas Generadoras de Energía: 74 Número de empresas de distribución de Energía: 32 Número de agentes minoristas/mayoristas: 109 Demanda Pico: 10.086 MW Consumo Anual de Energía: 69.365 GWh/año Carga no atendida: 50.6GWh

  7. Contexto Regulatorio Colombiano •Ley 1715 de 2014 •Política pública de generación a gran escala (Dec. 2469 de 2014) •Política pública de generación a pequeña escala (Dec. 248 de 2017) •Autogeneración a gran escala-SIN. Res. CREG 024/15 •Autogeneración ZNI. Res. CREG 038/18 •Autogeneración pequeña escala y GD. Res. CREG 030/18 •Modificación transitoria Reglamento de Operación. Res. Transitoria CREG 123/18 Fuente: CREG

  8. Contexto Regulatorio Colombiano Res. CREG 038/18 Zonas no Generación interconectadas -ZNI Con conexión para inyección a Red Gran escala (> 1 MW) Autogeneración (1-5 MW) Res. CREG 024/15 Generación Distribuida (< 100 kW) Pequeña escala AGPE (< 100 kW) (< 1 MW) Autogeneración a pequeña escala AGPE Res. CREG 030/18 AGPE (> 100 kW) Res. CREG 124/18 Fuente: CREG

  9. Evolución de DER en Colombia En 2014 un inventario adelantado por UPME presentaba lo siguiente: En 2019 la UPME presenta el siguiente panorama País: Fuente: UPME

  10. Desafíos para la Integración de ERs en Colombia  Debido a su ubicación geográfica, Colombia cuenta con importantes recursos solares y eólicos, especialmente en el norte del departamento de La Guajira.  La irradiación media en el lugar es superior a 5kWh/m2/día y las velocidades del viento superiores a 9m/s a 80m de altura.  De acuerdo con el plan de expansión G-T 2017/31 de la UPME, las proyecciones de potencia muestran tendencias muy positivas para las integraciones de Energías Renovables tanto para la generación eólica como para la solar a gran escala (> 1 MW). Proyección de potencia instalada SFV GE escenarios 1 y 2 UPME Plan G-T 2017-2031 Proyección de potencia eólica instalada escenarios 1 y 2 UPME Plan G-T 2017-2031 Escenario 2 UPME Escenario 1 UPME Escenario 2 UPME Escenario 1 UPME 1086 1200 1086 1086 3500 986 1000 846 3000 828.5 2858 776 Potencia (MW) 717 Potencia (MW) 2500 800 2398 2000 600 634 1231 616 624 1500 851 400 459469 1211 229 1000 319 339 200 632 10 500 161 50 32 182 170 2020 82 452 60 10 0 0 32 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2018 2022 2024 2026 2028 Año Año Source: Estudio CREG

  11. Capacidades Instaladas Colombia y USA 1.075 GW 16,8 GW Fuente UPME-CREG SSPD Source: Energy Information Administration-16

  12. Consumo de Energía en Colombia y USA 4.076.000 GWh 69.365 GWh Source: Energy Information Administration-16 Fuente XM

  13. Contexto Regulatorio en USA Gran escala (> 20 MW) Generación NERC TPL-001-4/15 NERC PRC-024-2/15 Rule Order 2003/03 Rule Order 845/18 Pequeña escala Generación Distribuida (< 20 MW) (< 20 MW) Rule Order 2006/05 Fuente: FERC-NERC-IEEE Rule Order 792/13 Rule Order 828/16 Std IEEE 1547

  14. Contextos Regulatorios en Colombia y USA Department of Energy Federal Energy Regulatory Commission North American Electric Reliability Corporation Many Vertical Monopoly Transmission Operators Many ISOs/RTOs The ISO/RTO Council

  15. Contextos Regulatorios en Colombia y USA Entidades* Responsabilidades Ambos definen responsabilidades y políticas para otras organizaciones y entidades. MinMinas DOE • CREG tiene un mercado más pequeño, su regulación es a nivel nacional • La FERC regula sólo los mercados interestatales • NERC regula los aspectos técnicos de planificación y operación • Estados Unidos tiene 50 mercados diferentes • Cada estado tiene sus propias regulaciones ( por ejemplo: Comisión de Servicio Público de Florida) • Cada estado puede cambiar las regulaciones de FERC hasta cierto punto CREG FERC/NERC • • • NERC está formado por nueve grandes entidades de confiabilidad. NERC es una organización no gubernamental, pero es una autoridad reguladora internacional. PME hace propuestas para actualizaciones regulatorias de CREG, NERC desarrolla y aplica estándares de confiabilidad. Planeamiento • UPME a medio y largo plazo • NERC a corto y largo plazo UPME NERC • • • XM es la única ISO para Colombia IRC integra cada ISO de Estos Unidos en una sola voz para la toma de decisiones y la participación. XM IRC * Las mismas entidades de fila no son puramente equivalentes, como se muestra en esta diapositiva

  16. Estudios de Conexión en Colombia y USA Proceso Niveles de tensión Niveles de potencia Up to [5, 15, 30, 69] kV Up to [0.5, 3, 4, 5] MW Fast Track (FERC’s Order 792)* Up to 1 kV Up to 0.1 MW Formato de Solicitud Simplificado Any Voltage Up to 5 MW Estudio de Conexión Simplificado Tiempo Proceso Entrega resultados (Utility) Revisión (Utility) Firma IA (Ambos) Projecto Interconexión (Cliente de conexión) Fast Track (FERC’s Order 792)* 15 b. days NA 5 b. days Mutually agreed on IA Formato de Solicitud Simplificado 5 b. days NA No specified 6 months Estudio de Conexión Simplificado NA 7 b. days 5 b. days 6 months Fuente: CREG, FERC * No se requiere estudio si se cumple con la revisión rápida

  17. Posibilidades de Negocios Paneles solares Dispositivos para almacenamiento de energía Generación a partir de DER Celdas de combustible Microturbinas a Gas Máquinas reciprocantes Pequeños generadores eólicos Generación de respaldo Sistemas combinados de calor y potencia CHP Microgeneración hidroeléctrica Generación con Biomasa Vehículos Eléctricos Respuesta de la Demanda (DR) Servicios aux. o complementarios Fuente: GERS

  18. Paneles solares en techo Usos: Autogeneración y/o generación de excedentes para inyectar a la Red Tecnología: Sistemas fotovoltaicos mono o Policristalinos sin baterias Inversión*: USD 1.000/ KW to 3.000/ KW * Valores de referencia Fuentes: GERS Energysage, sunrun

  19. Paneles solares en techo (Potencial en Colombia) Si utilizáramos este potencial, podemos hablar de una cifra de USD 5.658 Millones Fuente: UPME- BID

  20. Paneles solares en techo (Potencial en Colombia) Sistema Fotovoltaico Piloto 3 kW 1.2 kWh Genera en promedio cada módulo fotovoltaico por día Genera en promedio todo el sistema fotovoltaico por día 12.9 kWh 3.26 MWh Se ha generado hasta la fecha con el sistema fotovoltaico

  21. Paneles solares en techo (Potencial en Colombia) Aporte a la Demanda de Energía Eléctrica SFV - PILOTO GERS 3 kW CASA 1 – ZONA SUR CASA 2 – ZONA NORTE Julio 2016 – Junio 217 Julio 2016 – Junio 217 Energía Max: 2.675,0 kWh/mes Energía Max: 330,8 kWh/mes Energía Min: 1.749,0 kWh/mes Energía Min: 209,5 kWh/mes Energía Prom: 2.112,9 kWh/mes Energía Prom: 261,6 kWh/mes RED DISTRIBUCIÓN Julio 2016 – Junio 217 Julio 2016 – Junio 217 Factura Max: $1’533.577 Ahorro Max: $181.899 Factura Min: $961.649 Ahorro Min: $113.181 Factura Prom: $1’175.262 Ahorro Prom: $145.240

  22. Paneles solares en techo (Potencial en USA) Fuente: NREL Across the USA, approximately 60% of households earned $68,000 or less per year, qualifying them as low- to moderate-income (LMI) households Si utilizáramos este potencial, podemos hablar de una cifra de USD 2.382 Billones, solo considerando viviendas.

  23. What is the federal solar tax credit?

  24. https://www.solar-estimate.org/solar-panels/florida

  25. https://www.solar-estimate.org/solar-panels/florida

  26. https://www.solar-estimate.org/solar-panels/florida

  27. Microturbinas a Gas y Pequeños Aerogeneradores Usos: Autogeneración y trigeneración-CHP/o generación de excedentes para inyectar a la Red Usos: Autogeneración Tecnología: Turbina eólica con generador De magneto permanente de baja velocidad Tecnología: Turbinas de combustión con Generador de imán permanente de alta vel. Inversión*: USD 4.000 / KW Inversión*: USD 1.300/ KW Fuente: GERS * Valores y modalidad de referencia

  28. Microgeneración Hidro y Sistemas Híbridos Usos: Autogeneración Usos: Autogeneración Tecnología: Hidrogenerador acoplado a Válvulas reductoras de presión Tecnología: Combinación de sistemas de Generación y/o almacenamiento Inversión*: ND USD/ KW Inversión*: N.D.USD/ KW-h Fuente: GERS * Valores y modalidad de referencia

  29. Gestión de la Demanda Aplicación: Viviendas, Comercio, Industria, Puertos Zonas francas, Redes de acueducto, Hoteles, Hospitales Sistema de medición**:Ley 1715 de 2014 y Res. CREG 030/18. Quién lo ofrece: Empresas de servicios públicos de energía y particulares, ESCO’s Beneficios: Reducción de la tarifa del servicio, Reducción de cortes, Calidad de la energía, otros servicios Modalidad: Inversión directa del usuario, leasing, créditos especiales, renting, PPAs. ** Para las FNCER está permitido net billing o net metering Fuente: GERS

  30. Vehículos eléctricos Aplicación: Vehículos eléctricos Usos: Transporte Tecnología: BEV Inversión*:USD 30.000 Beneficios: Reducción consumo y de emisiones Batería: Iones de litio 16 kWh Potencia: 67 caballos Torque: 196 Nm Autonomía: 160 kilómetros Peso: 1.085 kilogramos Tiempo de recarga (230V): 8 horas Proyección de motos y vehículos eléctricos - UPME * Valor de referencia modelo i –Miev (Mitsubishi) Fuente: UPMEE

  31. Vehículos eléctricos Para residencial típico de 150 hogares con un 25 por ciento de penetración local de EV, el análisis indicó que la carga máxima local aumentaría en aproximadamente un 30 por ciento. un circuito alimentador Los VE sumarán un 6,8% al consumo global de electricidad en 2040, e impulsarán un aumento en la demanda de baterías de ion-litio para dichos vehículos, de 151 GWh en 2019 a 1.748 GWh en 2030 (BNEF) Fuente: McKinsey & Company

  32. Almacenamiento con Baterías Aplicación: Viviendas, Comercio, Industria Agro Usos: Autogeneración Tecnología: Baterías Ion- Litio, recargarbles Inversión* USD 850-900/ KW-h Sistema de medición: CREG 030/18 Quién lo ofrece: Empresas particulares Beneficios: Reducción de cortes, otros. Modalidad*: Inversión directa del usuario Leasing, créditos especiales, renting. Según Global Data: “las baterías se están implementando para respaldar las redes inteligentes, integrar las energías renovables, crear mercados de electricidad sensibles, proporcionar servicios auxiliares y mejorar tanto la resiliencia del sistema como la autosuficiencia Energética”. “El mercado mundial de almacenamiento en baterías crecerá un 7% y alcanzará USD13.130 millones en 2023.” * Valor de referencia para una batería Tesla Powerwall de 7KWp, 13,5 KWh Fuente: GERS/Global Data

  33. Almacenamiento en USA • • 922 MW instalados, 5167 unidades. Más de 80% son con base en tecnología de litio.

  34. Sistemas de almacenamiento en USA Durante los anteriores 4 años, las instalaciones de sistemas de almacenamiento de energía residencial en USA han pasado de 2.25 MWh en 2014 a 185 MWh en 2018. Los incentivos locales, como el Programa de Autogeneración pueden proporcionar propietarios de viviendas un ahorro de $ 1,600 a $ 2,500 en los sistemas de residenciales típicos Incentivos de de California, a los almacenamiento Fuente: McKinsey & Company

  35. Respuesta de la demanda (RD)* Aplicación: Grandes y medianos consumidores Usos: Respaldo de plantas que reciben CxC y tienen paradas por Mtto o fallas Recursos: Generadores de respaldo (PE), reducción de consumo Remuneración: 50% Cargo por confiabilidad CxC Sistema de medición: Reducción de la Línea Base De Consumo - LBC (Res. CREG 063/2010) Quién lo ofrece: Agregadores de Demanda de energía** Beneficios: Remuneración por disponibilidad Modalidad: Contrato con el agregador de demanda * La ley 1715 define RD como en cambios en el consumo de energía eléctrica por parte del consumidor, con respecto a un patrón usual de consumo, en respuesta a señales de precios o incentivos diseñados para inducir bajos consumos. De momento esta actividad se basa en la Res. CREG 071/2006, con la figura de Demanda Desconectable Voluntaria DDV. ** Hoy existen como agentes comercializadores. Fuente: GERS

  36. Respuesta de la demanda (RD)*

  37. Gestión de Demanda en Brooklyn-Queens • Crecimiento de la demanda en 3 redes en Brooklyn-Queens hubiera requerido actualizaciones de aprox. Mill millones de USD. • En cambio, ConEdison planea usar un programa de 200 millones de USD para habilitar aplazamiento de las actualizaciones. • Inversiones de las empresas de servicios son tratadas como activos con retorno regulado a 10 años, con incentivo de desempeño en rentabilidad (TIR).

  38. Expectativa pre-proyecto, Brooklyn-Queens (durante un día pico de verano)

  39. Proyección de DER en USA La Figura ilustra las adiciones de capacidad de DER instaladas anuales estimadas y proyectadas para los Estados Unidos durante 2015-2024. Con varios estados que establecen objetivos altos de adquisición de energía renovable, la capacidad instalada podría aumentar más rápidamente. En 2016, solo el estado de California tenía instalado 7.000 MW de DER . Fuente: DER- FERC report Docket AD18-10-000

  40. Integración de DER al SIN Estudios de impacto Estudios de conexión  Estudio en estado estable  Sobrecargas ante N-0, N-1,N-2, N-1-1  Expansión requerida  Estudio de corto-circuito  Estudio en estado transitorio  Estabilidad del sistema al integrar las DER  Respuesta del inversor  Evitar la desconexión – LVRT y HVRT  Evitar “Momentary Cessation”  Verificar ajustes de protección  Sistemas de protección en la red ante presencia de DER  Estabilidad de tensión  Fuente: XM

  41. Integración de DER Estudios y prefactibilidad Ingeniería y desarrollo Compra de equipos Financiación Capacitación Inventario Definir máxima capacidad de conexión Estudios Eléctricos Normas Escenarios de crecimiento Aplicación Tecnologías Diseños Información provista por DER Análisis económico Construcción Pruebas y puesta en servicio Operación y Mtto Administración contratos Construcción Participación en Mercado Aplicación Regulación Fuente: GERS-XM

  42. Retos y Beneficio de DER Fuente:SEPA

  43. Futuro modelo del negocio de energía eléctrica Advanced Information & Telco Digitalization & IA

  44. Conclusiones  Los DER sirven para generar energía descentralizadamente, bien sea para autoconsumo o para inyectar a una red específica y también para proveer servicios a la Red de distribución a la que se conectan  Aunque a nivel nacional no se cuenta con un inventario actualizado de DER, existe la obligatoriedad de reportar a UPME y hay proyectos implementados y otros en desarrollo que hacen prever que el aprovechamiento de estos recursos son una realidad, tanto con las FNCER como FNCE  A nivel de políticas y de regulación, existe un marco que estimula y regula penetración de los DER, aunque está pendiente la regulación definitiva para tecnología como los sistemas de almacenamiento (Baterías), respuesta a la demanda y la integración de los DER al SIN. la  Una de las barreras de penetración son las restricciones de la infraestructura en MT y BT del OR. También las condiciones de conexión, medida y capacidad de inyección a la red que impone el Regulador

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