Planificación de la expansión en generación considerando sistemas de almacenamiento en escenarios con incertidumbre hidrológica

Abstract

La planificación en capacidad de generación a largo plazo es un problema sumamente complejo y de múltiples variables, siendo abordado en el último tiempo de diversas maneras posibles. Este problema busca decidir cuánta nueva generación se adoptará y qué tipo de tecnologías serán las que expandirán esta nueva capacidad de generación. En el último tiempo este problema está viéndose inmerso a diversas consideraciones que antes los planificadores de red no presupuestaban, siendo una de éstas la gran integración de tecnologías renovables intermitentes en la matriz energética. Las energías renovables, a lo largo del último tiempo, han aumentado en forma sustancial su presencia en los sistemas eléctricos de potencia alrededor del mundo. Hoy en día en Chile, la dependencia energética en combustibles fósiles y el calentamiento global, han impulsado el desarrollo de tecnologías que aprovechen las ventajas renovables del país (para el año 2019 en Chile, la adopción térmica alcanzó los 12,500[MW], generando 45,000 [GWh] el mismo año). El desafío de esta adopción a gran escala es la intermitencia en el recurso primario, provocando diversos problemas en la operación del sistema eléctrico En este contexto, los sistemas de almacenamiento ofrecen alternativas para sobrellevar altas penetraciones de energía renovable, permitiendo el almacenamiento de energía en aquellos bloques de exceso de generación renovable, y su despacho en aquellos bloques horarios de ausencia de recursos primarios. Es por lo anterior, que su evaluación en la expansión del sistema es clave, de manera de observar cuáles son las ventajas que trae su integración en conjunto a la adopción de tecnologías renovables en la matriz energética. Este trabajo busca realizar una planificación en capacidad de generación del sistema eléctrico chileno, evaluando la integración de sistemas de almacenamiento en la expansión. Conjuntamente, se busca evaluar dentro de estas proyecciones las diversas condiciones hidrológicas a las cuales puede verse afecto el sistema eléctrico nacional, siendo éstas predominantemente adversas últimamente. En primer lugar, se evidencia que los sistemas de almacenamiento BESS/CSP otorgan planificaciones con menores costos de generación, siendo una componente importante la proyección de precios de estos equipos para su adopción. Estos menores costos de generación se basan en el desplazamiento de generación térmica de alto costo en bloques de ausencia solar y eólica. Por otro lado, se evidencia la capacidad en reserva de estos elementos para un aumento en la integración solar en la matriz energética chilena. En cuanto a la estocasticidad del problema, es posible evidenciar el bajo protagonismo que toma la componente hídrica en el futuro (bajo el supuesto que nuevas centrales de embalse no son incorporadas al sistema), en donde al verse el sistema eléctrico afecto a condiciones hidrológicas desfavorables, y una nula expansión en centrales hidráulicas, la presencia hídrica en la generación pierde progresivamente relevancia.