Publican estudio de almacenamiento de energía para seguir avanzando en la transición energética

Martes 12 de septiembre de 2023.- La Gerencia de Planificación y Desarrollo de la Red del Coordinador Eléctrico Nacional realizó un estudio de escenarios de expansión de la capacidad de almacenamiento en el Sistema Eléctrico Nacional (SEN) para el período 2025-2032. ¿El objetivo? identificar capacidades, posibles localizaciones y duración de la capacidad óptimas, con el fin de minimizar los costos totales de inversión, operación y falla del sistema eléctrico.

La elaboración de los escenarios de expansión del SEN se realizó a través de un proceso de optimización de inversiones en generación y almacenamiento, teniendo como función objetivo el desarrollo del sistema a mínimo costo.

Para este proceso de optimización se toman como base los parámetros y topología existente del SEN para su modelación, y se realizan proyecciones de variables de alta incertidumbre que afectan el desarrollo del sistema, entre ellas los costos de inversión de tecnologías, los precios de combustibles, la proyección de demanda, entre otros.

Las bases y supuestos del estudio corresponden a una actualización de la información utilizada en la Propuesta de Expansión de la Transmisión 2023 elaborada por el Coordinador, y que fuera enviada a la Comisión Nacional de Energía en enero de 2023. En dicho informe, se incluye la descripción de la proyección de variables utilizadas, los escenarios a analizar, la descripción de la metodología utilizada en el proceso de optimización, y la descripción de la modelación realizada del SEN.

El estudio se desarrolló en una red eléctrica simplificada, con una representación de 22 barras que cubren geográficamente el SEN, con los siguientes propósitos:

- Identificar los requerimientos de desarrollo en transmisión interregional que pudiesen ser requeridos para el período 2025-2032. El sistema de transmisión identificado se mantiene fijo para el resto de los análisis.
- Realizar una optimización generación-almacenamiento, con el fin de identificar los requerimientos futuros de los sistemas de almacenamiento de larga duración en cuanto a su capacidad, duración y potenciales localizaciones a nivel regional.
- Identificar la fecha de puesta en servicio óptima de los sistemas de almacenamientos, a través de simulaciones de la operación con estos sistemas, evaluando los beneficios económicos de una entrada
más temprana o tardía de los mismos.

Principales resultados

Los resultados obtenidos indican que los niveles óptimos de almacenamiento debiesen localizarse mayoritariamente en la zona del norte del SEN, con capacidades entre 1.000 y 4.000 MW y con una duración de 6 a 8 horas, en el período 2026-2030. A fin de obtener una estimación más específica de la capacidad de almacenamiento de energía, se efectúan simulaciones de la operación para 3 diferentes escenarios de capacidad, concluyendo que los mayores beneficios corresponden al caso en que se incorporan 13,21 GWh de baterías al año 2026.

Tomando como referencia los sistemas de almacenamiento de la red simplificada, se estima una inversión inicial de alrededor de 3.165 millones de dólares al año 2026, para una capacidad de 2.000 MW o 13,2 GWh.

Adicionalmente, los resultados muestran una reducción de recortes de energía de hasta un 40% respecto del caso sin almacenamiento.

El almacenamiento de larga duración puede estar localizado en áreas alrededor de dichas zonas o también estar distribuido en centrales ERV híbridas, es decir, centrales renovables con capacidad de almacenamiento al interior de la central o "behind the meter", dentro de las mismas zonas con alta concentración de generación.

Finalmente, para garantizar una operación segura y confiable en un sistema 100% renovable al 2030, los sistemas de almacenamiento de larga duración deberán desempeñar un papel clave, aportando en la estabilidad y fortaleza que la red necesita. Para ello, es fundamental que estos sistemas incorporen como característica base de diseño, capacidades de soporte a la seguridad y calidad del servicio de la operación, proporcionando atributos del tipo Formador de Red (Grid-Forming), tales como control dinámico de tensión y frecuencia, control rápido de rampas, capacidad para operar de forma estable en redes con bajo nivel de potencia de cortocircuito, partidas en negro, inyección rápida de corriente de falla de corta duración, entre otros.