Influencia de la integración de la generación renovable y la gestión de la demanda en el mercado

Resumen

Los principales efectos de la integración de la producción renovable en el mercado están ampliamente estudiados en la literatura, sin embargo, apenas se ha dedicado esfuerzo investigador al análisis de los efectos de las medidas de gestión de la demanda y el almacenamiento. Este trabajo trata de mitigar esta carencia analizando los efectos en el mercado mayorista de la energía eléctrica de tres tipos de actuaciones: • Integración de renovables, que servirá como base de comparación • Gestión de la demanda - ahorro y eficiencia energética y - desplazamiento temporal de cargas • Almacenamiento de energía - desde la generación (centrales de bombeo) y - del lado de la demanda (baterías). La fuente de información utilizada como referencia en este trabajo son las curvas horarias de generación y demanda (ofertadas y casadas) correspondientes al mercado español/ibérico durante el periodo 2008-2015 (70128 casaciones horarias), obtenidas del archivo histórico del Operador del Mercado (OMIE). A partir de ellas se han elaborado escenarios realistas de integración de renovables, de la gestión o respuesta de la demanda y el almacenamiento, a fin de estudiar sus efectos en el mercado. Con este propósito se ha desarrollado primero un sencillo modelo cualitativo, basado en la linelización del mercado en torno al punto de operación, con el que se han podido establecer algunas hipótesis sobre el potencial impacto de cualquiera de estas medidas en el mercado, especialmente las variaciones en la energía y precio casados. A partir del bien conocido efecto de ordenación por mérito de las renovables, este modelo cualitativo se ha utilizado también para describir y establecer lo que podría denominarse efecto de ordenación por mérito de la gestión de la demanda (ahorro energético y desplazamiento temporal de la demanda) y el almacenamiento (tanto desde la generación como desde la demanda). Posteriormente se ha utilizado el que se ha denominado procedimiento de desplazamiento y continuación de las curvas de generación y demanda, desarrollado para este trabajo, que permite simplificar el proceso de optimización del bienestar global (welfare) que conduce a la determinación del punto de equilibrio del mercado (energía y precio casados), la tarea más exigente en cuanto a tiempo de cómputo para el operador del mercado. Con este método se ha llevado a cabo un reanálisis de los datos históricos del mercado español/ibérico desde 2008 a 2015, incorporando las particularidades concretas de los escenarios considerados. Una vez analizado el efecto en el mercado, se estudiaran otro tipo de efectos más generales sobre el sistema eléctrico, los agentes del mercado o el medioambiente, como pueden ser las variaciones en el volumen de emisiones de CO2, las pérdidas técnicas en el sistema de transporte, la cuantificación económica del efecto de ordenación por mérito y de las primas neutras (cuando proceda), así como las transferencias de renta entre los diversos agentes participantes: generadores convencionales y renovables, consumidores, y posibles terceras partes (almacenamiento). El método cualitativo propuesto, basado en la linealización del mercado en torno al punto de casación real, ha permitido establecer una primera evaluación cualitativa del efecto esperable en el mercado de la adopción de cualquier política que conduzca a cualquier clase de variación de la oferta de compra y/o de venta. En esta estimación, las variaciones en las pendientes de las curvas de generación y demanda juegan un papel muy importante. Por todo ello puede decirse que es un instrumento aproximado, pero muy sencillo y rápido de utilizar, lo que lo hace útil como herramienta de análisis preliminar. Esta herramienta ha permitido identificar efectos de mérito ordenado (merit-order effect), aún no descritos en la literatura, asociados al ahorro o eficiencia energética, al desplazamiento temporal de las cargas y el almacenamiento, tanto desde la generación (bombeo) como desde la demanda (baterías). Resulta especialmente destacable el hecho de que haya sido capaz de predecir un ahorro de energía neto cada vez que se realiza un ciclo de desplazamiento temporal de la demanda, resultado tampoco descrito en la literatura. También ha permitido describir el almacenamiento en la demanda (baterías) como una forma de realización del desplazamiento de la carga, sin tener que alterar la programación de la producción de la planta industrial, pero con unos costes de inversión en la batería y un coste de operación, derivado de las pérdidas en el ciclo de carga-descarga. También ha permitido describir el almacenamiento en la generación como una variante de desplazamiento de la carga. Por otra parte, la metodología de continuación y desplazamiento de curvas, propuesta en este trabajo, ha permitido hacer frente al estudio de escenarios plurianuales en tiempos de cómputo abordables, superando los casi impracticables tiempos de cómputo resultantes de la utilización de la metodología Euphemia. Por otra parte, siempre que las variaciones de energía consideradas en los escenarios sea pequeña en comparación con la energía casada en el escenario real de base, no cabe esperar grandes errores derivados del método propuesto, ya que las variaciones se producirán únicamente en las últimas unidades eliminadas o añadidas de las lista de las realmente casadas en el escenario real de partida, que incluye centenares de unidades de compra y venta. Este método de continuación y desplazamiento de curvas ha permitido confirmar, en líneas generales, las hipótesis establecidas con el método cualitativo, basado en la linealización. Ha permitido una cuantificación más precisa de los efectos de ordenación por mérito (merit-order effect) correspondientes al ahorro o eficiencia energética, al desplazamiento de temporal de la carga, al bombeo y al almacenamiento, tanto desde la generación (bombeo) como desde la demanda (baterías). También ha permitido confirmar el ahorro neto de energía que se produce en cada ciclo de desplazamiento temporal de la demanda.