Servicios auxiliares frente a los retos que implica la transición energética con fuentes variables de generación

56° Reunión de Altos Ejecutivos de la CIER

Noviembre de 2021

Jaime Alejandro Zapata Uribe - Gerente CND

Charles Darwin

No es la especie más fuerte la que sobrevive, ni la más inteligente,

sino la que responde mejor al cambio

“”

Servicios Complementarios

Servicios complementarios¿Qué son?, ¿por qué se requieren?

En Colombia¿Cuál es el estado actual?

En el mundo¿Qué existe en otros países?

InnovaciónEn servicios complementarios02

01

04

03

Servicios Complementarios01

Servicios Complementarios

Mecanismos asociados a la operación y control de los sistemas eléctricos, requeridos para operar el sistema

dentro de los parámetros de seguridad, confiabilidad y eficiencia.

¿Qué son?

Servicios Complementarios

Balance (Frecuencia) Generación y carga

Potencia reactiva Regulación de tensión

Restablecimiento Recuperación del sistema

Flexibilidad Para todo el sistema

Necesidades del sistema

Servicios Complementarios

Incremento de generación con fuentes variables

Fuente: Red Eléctrica de España- REE

Servicios Complementarios

Incremento de generación con fuentes variables

Adaptado de NREL

Servicios Complementarios¿Por qué se requieren en el sistema?

Desvíos de programas de generación

Errores de pronóstico (demanda, generación)

Contingencias en el sistema eléctrico.

Fuente: Red Eléctrica de España- REE

Servicios Complementarios

5800

6200

6600

7000

7400

7800

8200

8600

0:00

1:00

3:00

4:00

5:00

6:00

7:00

8:00

9:00

10:00

11:00

12:00

13:00

14:00

15:00

16:00

17:00

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19:00

20:00

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23:00 0:0

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Wind Production 30/03/2008

¿Por qué se requieren en el sistema?

Gradientes de variación eólica y solar

Fuente: Red Eléctrica de España- REE

Servicios Complementarios

Requisitos técnicos (código de redes)Contratos LP - CP

LicitaciónMercado

¿Principales mecanismos existen para obtenerlos?

Servicios Complementarios

Incentivos para la prestación y formación de precios eficiente

Flexibilidad en productos

Asignación de responsabilidad y pago (demanda y generación)

Mitigar el poder de mercado

Principios de mercado de Servicios Complementarios

Conjunto de reglas definidas, que permitan la transparencia en la participación de los agentes, eficiencia y garantizar la seguridad del sistema.

Servicios Complementarios

● Elementos de diseño:

○ Capacidad

○ Productos

○ Tiempos de activación

○ Requerimientos a subir/bajar

○ Cooptimización de reservas Fuente REE

Principios de mercado de Servicios Complementarios

En el mundo02

Servicios Complementarios

USA AustraliaInercia

PrimariaSecundaria

TerciariaCtrl de voltaje

UKPrimaria

SecundariaCtrl de voltaje

España

FranciaEsquema

ObligatorioContrato

LicitaciónMercado de corto

plazo

PrimariaSecundaria

Ctrl de voltaje

PrimariaSecundaria

TerciariaCtrl de voltaje

Esquemas de asignación

PrimariaSecundaria

Ctrl de voltajePrimariaSecundaria

Ctrl de voltaje

Alemania

Fuente: EPRI, Red Eléctrica de España, IEEE, Energy UK, ENTSO-E, AEMO

Black Start

15

En Colombia03

Servicios Complementarios

MERCADOS CAPACIDAD /

CONFIABILIDADDÍA SIGUIENTE

OTC Y MERCADOS DE

DERIVADOS

INTRADIARIO / TIEMPO REAL

SERVICIOS COMPLEMENTARIOS P2P

DER

MERCADO MINORISTA

CAPACIDAD FINANCIEROS FÍSICOS

Mercado Mayorista

Contratos hasta 20

años Implementado

Requiere mejoras

En proceso

No implementado

Mercados Completos

Servicios Complementarios

¿Cuánta FERNC se espera a 2026?

Una matriz más diversa con participación importante de FERNC.La capacidad efectiva neta esperada es de 28.3 GW. El 68% (7212 MW) de los proyectos se conectará en el

STN, el 22% (2297 MW) en el STR y el 11% (1140 MW) en el SDL. Con recursos energéticos complementarios y tecnologías suficientes para respaldar condiciones críticas.

Tenemos una matriz de generación limpia con Capacidad instalada de 17.6 GW.En condiciones normales, la demanda se atiende 80% con hidroelectricidad y 20% con térmica.Alta vulnerabilidad por dependencia de las lluvias.

Actualmente

Solar 6,018 MW

Eólica2,531 MW

Térmica 599 MW

Hidráulica1,499 MW

Proyectos con garantías de acuerdo con la Res. CREG 075 2021Actualización 25/10/2021. Fecha máxima entrada 31/10/2026

A 2026

Hidráulica11945 MW, 68%

Térmica5333 MW, 31.1%

Eólica18 MW, 0.1%

Solar135 MW, 0.8%

Hidráulica, …

Térmica,

6076, 21%

Solar, 6153, 22%

Eólica, 2550,

9%

Servicios Complementarios

¿Cuáles servicios complementarios tenemos en Colombia?

Servicios Complementarios

¿Cuáles servicios complementarios tenemos en Colombia?

Innovación04En servicios complementarios

Servicios Complementarios

Innovación en servicios complementarios

Nuevos servicios

Nuevos participantes

Fuente: IRENA 2019

Servicios Complementarios

Factores clave

Definición y remuneración basada

en desempeño

Diferenciar productos a subir y bajar, y remuneración

Separar productos de capacidad (reserva) y energía y periodos de

contratación

Compensación /Desempeño

Innovación en servicios complementarios

Fuente: IRENA 2019

Diferenciación de productos

Productos Separados

Servicios Complementarios

Innovación en el mercado de servicios complementarios

Participación de las FERNC en los mercados existentes

Diseño de nuevos productos por la integración de las FERNC

Australia, Bélgica, Alemania, Holanda, UK, USA. Unión Europea: Códigos de Red mercados de balance,

operación y servicios complementarios.Alemania: cargos por pronósticos incorrectosUK: incremento de cargos por pronósticos incorrectos, recompensa por estar en el gap.

Eólica balance: Bélgica, Dinamarca, Estonia, Finlandia, Holanda, Polonia, España, Suecia,

UK. Chile piloto PV - Estabilidad

UK: Almacenamiento – frecuenciaPJM: Reg. frecuencia con baterías rápidasUSA: Rampas

Participación de baterías Reformas a los mercados de servicios complementarios o de balance

Fuente: IRENA 2019

A nivel mundial existen diferentes servicios complementarios, sin embargo cada país debe contar con los que se ajustan a sus propios requerimientos,

según sus requisitos técnicos, operativos y de mercado, su matriz energética, y el comportamiento de la demanda.

Respecto a los mecanismos de asignación de estos servicios, no se trata que incorporar un mercado por “crearlo”, se deben analizar las condiciones

de la naturaleza, la abundancia del bien y la eficiencia económica.

Reflexión

Servicios Complementarios

Sumando energíaspara crear el futuro

USA02

Servicios ComplementariosServicios Complementarios USA

1

2 34

4

USA

Servicios Complementarios

Servicios Complementarios USA

Servicios Complementarios

● Principales servicios complementarios implementados

Servicios Complementarios USA

Servicios Complementarios

● Principales servicios complementarios implementados

Requerimientos de reservas para la demanda pico en cada región. 2017

Servicios Complementarios USA

Servicios Complementarios

32

● Principales servicios complementarios implementados

Requerimientos de reservas vs energía en cada región. 2017

Servicios Complementarios USA

Servicios ComplementariosCostos de los Servicios Complementarios

33

New England:

Servicios Complementarios

34

• Unión Europea:

• Hay una tendencia en que los costos de Black Start vayan incrementándose en la mayoría de paises donde las plantas convencionales de generación comienzan a bajar su participación ante la creciente penetración de ls fuentes de Energía renovables.

BLACK START

España02

Servicios Complementarios

36Fuente: Red Eléctrica de España- REE

Servicios Complementarios España

Servicios Complementarios

37

Mecanismos de mercado

Activación manual

Gestión de desvíos (GD) =1h

Servicios transfronterizos de balance (STB) =1h

Regulación terciaria (TER) ≤1h

Activación automática

Regulación primariaSin mecanismo de mercado

Regulación secundaria (SEC)

=15 min

Servicios Complementarios España

Mercado

Servicios Complementarios

Servicios Complementarios España