Las oportunidades lucrativas en el mercado mayorista para los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) se han vuelto más frecuentes en los últimos meses. Como se muestra en la Figura 1 (abajo), los diferenciales mayoristas promedio disponibles a diario en los intercambios de energía han alcanzado un récord de cinco años, con diferenciales aún mayores para los activos BESS de mayor duración.

La ‘duración’ de una batería es la relación entre la capacidad de energía almacenada (MWh) y la potencia nominal (MW) de un activo. Quizá la pregunta más frecuente que recibimos actualmente sobre los sistemas BESS es: ¿debería construir un sistema de una hora (1h) o de dos horas (2h)?

En este artículo, analizamos cómo la duración afecta los ingresos de los BESS y cómo están cambiando las condiciones del mercado para:

• Servicios auxiliares.
• Mercados mayoristas.
• Mecanismo de Balance (BM).
• Mercado de Capacidad (CM).

Servicios auxiliares

La potencia nominal es el factor determinante de cuánto pueden ganar los activos BESS en servicios auxiliares (ver nuestro artículo Comparando los ingresos). Esto es importante porque, hasta ahora, los servicios auxiliares han sido la principal fuente de ingresos para los BESS.

La razón por la que los BESS se adaptan tan bien a muchos de estos servicios es su rápida capacidad de respuesta, no su capacidad para suministrar energía durante largos períodos. Dado que el flujo de energía requerido para los servicios auxiliares es relativamente bajo, un sistema de 2h tiene un beneficio adicional limitado (es decir, gestión del estado de carga) frente a uno de 1h en términos de obtención de ingresos.

La Figura 1 (abajo) muestra los ingresos (£/MW) de tres activos de diferentes duraciones que siguieron exactamente la misma estrategia de negociación en mayo de 2021. Se eligió mayo de 2021 porque cada activo permaneció en Dynamic Containment (DC) a plena capacidad y disponibilidad durante todo el mes.

• Cada activo obtuvo exactamente la misma cantidad (£12,648/MW) en DC.
• En este caso concreto, tener una mayor duración no proporcionó un beneficio adicional de ingresos para Hill Farm (1,2h) ni Holes Bay (2h) en comparación con Roosecote (0,7h).
• Al comparar los ingresos de DC frente a la inversión CapEx (en sitios de distinta duración), los activos de mayor duración tienen más probabilidades de estar en desventaja financiera.

Ya se están planificando una nueva generación de servicios auxiliares, algunos o todos los cuales probablemente ofrecerán amplias oportunidades de ingresos para los BESS.

Entonces, si los servicios auxiliares han sido hasta ahora el principal motor de ingresos para los BESS, ¿por qué alguien construiría un activo de 2h en lugar de uno de 1h?

Mercados mayoristas

En los mercados de respuesta de frecuencia, los activos reciben pagos por disponibilidad. Sin embargo, en los mercados mayoristas, se paga por utilización. Esto es muy favorable para los activos de 2h, ya que pueden entregar el doble de energía que sus equivalentes de 1h.

Para entenderlo mejor, veamos un ejemplo real. En las Figuras 2 y 3 (abajo), mostramos los perfiles operativos de Breach Farm (un activo de 1h) y Contego (un activo de 2h) para el 14-16 de septiembre de 2021. Hay dos factores importantes que ocurrieron en este período y que deben tenerse en cuenta:

• Hubo tres picos consecutivos de precios nocturnos superiores a £1,500/MWh.
• DC pasó a la adquisición por bloques EFA el 16 de septiembre.

• Ambos activos siguieron una estrategia de negociación similar. El 14 y 15, antes de que DC pasara a la adquisición por bloques EFA, ambos sitios se mantuvieron fuera de DC para negociar diferenciales en los mercados mayoristas. El 16, ambos salieron de DC para el bloque 5 de EFA y aprovechar los altos precios mayoristas durante el pico nocturno.
• Contego (2h) pudo cargar/descargar en varios bloques de subasta cada día, permitiéndole capturar diferenciales mayores que Breach Farm (1h).

La posibilidad de negociar en varios bloques de subasta en los mercados mayoristas significa que los activos de 2h pueden capturar ingresos mayores que los de 1h. Esto se ilustra en la Figura 4 (abajo), que muestra una estimación de los ingresos mayoristas obtenidos por ambos activos durante estos tres días.

La inconsistencia de las oportunidades mayoristas

El hecho de que los sistemas de 2h puedan ganar más en los mercados merchant puede resultar atractivo, pero los eventos de picos de precios como los destacados anteriormente no han ocurrido históricamente con frecuencia. Dicho esto, como vimos al principio del artículo, hay indicios de que se están volviendo más frecuentes: la Figura 1 (abajo) muestra los diferenciales mayoristas diarios promedio disponibles de enero de 2016 a octubre de 2021 (inclusive).

Hacer comparaciones a largo plazo y en el mercado real entre activos de diferente duración en los mercados merchant es complicado. Esto se debe a que factores como la disponibilidad y la estrategia del operador rara vez son consistentes entre dos activos. Sin embargo, podemos modelar los ingresos de una estrategia estrictamente mayorista para activos de diferentes duraciones haciendo un par de suposiciones:

• Cada activo realiza un ciclo al día.
• Los diferenciales disponibles para los activos dependen de su duración y de los precios de referencia máximos/mínimos disponibles en un día dado.

La Figura 5 (abajo) muestra los ingresos mayoristas anualizados (modelados) de un activo de 1h frente a uno de 2h, usando las suposiciones antes mencionadas. Se incluye una línea de referencia que muestra los ingresos disponibles por DC en el mismo período.

• Al comparar por duración, el activo de 2h obtiene un 69,9% más en ingresos mayoristas que el de 1h.
• Sin embargo, si un activo de 2h hubiera operado únicamente en mercados mayoristas durante el período enero-octubre 2021, usando las suposiciones anteriores, aún habría ganado un 22% menos en ingresos que si hubiera ingresado solo en DC a plena capacidad durante ese mismo período.
• Por tanto, aunque los activos de 2h pueden aprovechar mejor los altos precios en los mercados mayoristas que los de 1h, la respuesta de frecuencia siguió siendo la fuente de ingresos más estable para todas las baterías durante este período.

Mecanismo de Balance

La Figura 6 (abajo) muestra los ingresos anualizados (modelados) del BM para activos BESS de diferentes duraciones, usando las siguientes suposiciones:

• Cada activo realiza un ciclo al día.
• Los diferenciales disponibles para los activos dependen de su duración y de los precios de referencia máximos/mínimos de Aceptación de Ofertas (BOA) disponibles en un día dado.

Hemos tomado el precio promedio de todas las BOA en cada período de liquidación para calcular nuestro precio de referencia. (Se incluye una línea de referencia que muestra los ingresos disponibles de DC para el mismo período).

Teóricamente, existe potencial para obtener mayores ingresos en el BM. Sin embargo, estos ingresos asumen que todas las ofertas y pujas son aceptadas y durante todo el período de liquidación. En la práctica, los BESS suelen utilizarse durante menos de 15 minutos y no tendrán una tasa de éxito perfecta en su despacho.

¿Qué hacen realmente los BESS en el BM?

La Figura 7 (abajo) muestra los ingresos anualizados del BM de Unidades del Mecanismo de Balance (BMUs) del Modo Leaderboard, para el período enero-octubre 2021.

• Los ingresos de los BESS en el BM no son tan altos como en el escenario modelado (Figura 6), por las razones indicadas anteriormente.
• Además, más de la mitad de estos ingresos son en realidad negativos, lo que refleja que la actividad en el BM es utilizada principalmente por los BESS para la gestión del estado de carga.

Por tanto, los activos de mayor duración son teóricamente capaces de obtener mayores ingresos en el BM que los de menor duración. Sin embargo, debido a la falta de oportunidades consistentes en el BM, es difícil justificar comercialmente un BESS de cualquier duración basándose significativamente en su idoneidad para este mercado en particular.

Mercado de Capacidad

El CM proporciona contratos a largo plazo para activos BESS, pagándoles en £/MW por su disponibilidad para aportar capacidad si ocurre un evento de estrés en el sistema. Sin embargo, se aplica un factor de reducción a su capacidad de conexión, ya que las baterías de menor duración no pueden operar durante eventos prolongados. Este factor de reducción se muestra en la Tabla 2 (abajo).

• Los activos de 2h pueden ganar aproximadamente el doble que los de 1h en ingresos CM (para contratos adjudicados en la misma subasta).
• En promedio, los ingresos del CM representan el 13% de los ingresos para los activos en el Modo Leaderboard.

Las subastas y resultados del CM proporcionan cierta visibilidad sobre la duración de los activos BESS que se están construyendo. La Figura 8 (abajo) muestra los contratos CM adjudicados a nuevos BESS según duración, excluyendo los sitios ya comisionados.

Conclusión

La operación de los activos es cada vez más compleja y las estrategias híbridas de optimización son cada vez más comunes. Comprender cómo la duración afecta los flujos de ingresos de los BESS es fundamental para tomar una decisión informada sobre construir un activo de 1h o 2h. En este artículo analizamos cuatro fuentes de ingresos para los BESS:

• Servicios auxiliares - benefician a los activos de 1h si se considera la inversión CapEx necesaria para que los activos de mayor duración presten los mismos servicios con la misma disponibilidad y potencia nominal.
• Mercados mayoristas - benefician a los activos de 2h, permitiéndoles capturar diferenciales mayores gracias a su capacidad para suministrar el doble de energía (en comparación con los de 1h).
• Mecanismo de Balance - debido a la falta de oportunidades consistentes en el BM, es difícil justificar comercialmente un BESS de cualquier duración basado en su idoneidad para este mercado en particular.
• Mercado de Capacidad - el factor de reducción aplicado a la capacidad de conexión beneficia a los activos de 2h. Sin embargo, los contratos CM solo representan una pequeña parte de los ingresos de los BESS.

En última instancia, al decidir entre activos de 1h o 2h, los propietarios e inversores deben sopesar las probabilidades de que las oportunidades de ingresos merchant se vuelvan más relevantes en el futuro, frente a la posibilidad de que NG ESO siga creando nuevos y potencialmente lucrativos productos de respuesta de frecuencia. Actualmente, la respuesta de frecuencia sigue representando la mayor parte de los ingresos de la flota BESS, pero la actividad merchant está creciendo claramente.