A medida que más energías renovables intermitentes se integran al sistema —a un ritmo más rápido de lo que la red de transmisión puede soportar— generan una gran presión sobre la red en forma de congestión. Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías pueden ayudar a resolver este problema y beneficiarse de las diferencias de precios que surgen debido a la congestión.
¿Pero qué es la congestión? ¿Por qué se ha vuelto más común en los últimos años? ¿Y qué significa esto para los sistemas de almacenamiento de energía en baterías?
La congestión de transmisión se ha convertido en un problema mayor en los últimos años
La congestión de transmisión ocurre cuando algún elemento del sistema eléctrico principal está sobrecargado activamente o en riesgo de sobrecargarse como resultado de la pérdida de otro elemento del sistema.
Generalmente, la congestión ocurre cuando no hay suficiente capacidad de transmisión para importar o exportar energía hacia o desde donde se necesita. Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías, que pueden importar y exportar energía, pueden ayudar a aliviar esta situación.
En los últimos años, la congestión ha empeorado por varias razones:
- La expansión de la infraestructura de transmisión no puede seguir el ritmo de la nueva capacidad de generación.
- Los nuevos recursos renovables suelen estar ubicados lejos de las zonas de mayor demanda.
- La energía eólica y solar son intermitentes por naturaleza.
- La demanda ha aumentado en todo el estado.
De una región a otra, la congestión afecta los precios marginales locales
Cuando es necesario redistribuir grandes cantidades de generación (por ejemplo, cientos de megavatios o más) para resolver la congestión, esto genera más variación de precios en todo el sistema.
Por ejemplo, entre las 19:00 y las 20:00, los precios promedio de liquidación en 2023 fueron un 42% más altos en Load Zone West que en Load Zone South.
Hubo dos grandes factores detrás de esta variación de precios:
- La falta de capacidad de transmisión hizo que el excedente de generación eólica en el sur de Texas no pudiera exportarse a otros lugares. Cuando la generación se redujo, los precios se mantuvieron bajos.
- Al atardecer, la generación solar ya no pudo cubrir la gran demanda industrial en el oeste de Texas. Esto elevó los precios, ya que la región necesitaba importar más energía.
Con problemas recurrentes de congestión como estos, los precios en una ubicación determinada pueden ser constantemente más altos o más bajos que en otras partes. Y esto tiene un impacto directo en los ingresos del almacenamiento de energía en baterías.
La congestión crónica puede aumentar las diferencias de precios en ciertas áreas
Las diferencias de precios en ERCOT fueron altas en todas las ubicaciones en 2023. Esto se debió en gran parte a la mayor volatilidad observada durante el año. (La desviación estándar respecto a los precios promedio del Hub Bus fue un 46% mayor en 2023 que en 2022). Los principales impulsores de esta volatilidad fueron:
- Condiciones climáticas extremas, que contribuyeron a una mayor demanda del sistema.
- Grandes y rápidas subidas de carga neta (cuando la demanda aumenta al mismo tiempo que disminuye la generación intermitente).
La congestión también influye en el aumento de la volatilidad, especialmente cuando es recurrente y difícil de resolver para el despacho económico.
Más volatilidad significó que las diferencias de precios diarias medianas de liquidación en la mayoría de las principales Load Zones fueron de $75-$85/MWh en 2023.
Sin embargo, los precios en Load Zone West fueron aproximadamente el doble que en otras regiones, debido a múltiples problemas crónicos de congestión. La diferencia diaria mediana fue de $158/MWh.
La flexibilidad de los sistemas de almacenamiento en baterías ayuda a resolver la congestión y crea oportunidades de arbitraje
Cuando una región tiene un exceso de oferta (en relación con la demanda), pero no suficiente capacidad de transmisión para exportarla, esto reduce los precios. En estos casos, es una buena oportunidad para que un sistema de almacenamiento en baterías se cargue. También significa que el excedente de generación renovable intermitente puede usarse más tarde en el mismo día operativo.
Por el contrario, si una región tiene problemas para importar la energía suficiente para satisfacer la demanda, los precios locales subirán. Esto incentiva a que la generación adicional cercana (incluidas las baterías) proporcione energía. De nuevo, esto no solo beneficia a los generadores, sino que también alivia la presión sobre la red y ayuda a reducir los costes generales del sistema.
La flexibilidad de las baterías permite aprovechar ambos efectos en un mismo día operativo. Una misma región puede tener un exceso de oferta en un momento del día y luego tener dificultades para satisfacer la demanda mediante importaciones más tarde. Con recursos de almacenamiento (como baterías), ese excedente puede utilizarse para cubrir esa misma demanda.
Las mayores diferencias de precios intradía permiten que los sistemas de almacenamiento en baterías obtengan ingresos mediante arbitraje. Por ejemplo, de enero a octubre de 2023, las baterías en Load Zone West obtuvieron aproximadamente el doble de ingresos que las baterías en otras zonas.
Los sistemas de almacenamiento en baterías suelen ubicarse para ayudar a aliviar la congestión
Al cierre de 2023, la expansión de baterías en ERCOT ha sido bastante equilibrada. Sin embargo, existen algunas áreas de concentración, generalmente cerca de los principales centros de demanda, recursos renovables intermitentes o ambos.
Por ejemplo, el 53% de las baterías están ubicadas a menos de 80 km de los principales centros de demanda: Dallas-Fort Worth, Austin, San Antonio, Houston y la Cuenca Pérmica. Y, aunque la distancia física no equivale necesariamente a proximidad eléctrica, sigue mostrando el valor percibido de ubicar baterías cerca de zonas densamente demandantes.
El oeste de Texas no solo cuenta con un gran centro de demanda (por la industria petrolera y de gas de la Cuenca Pérmica), sino también con grandes cantidades de generación eólica y solar.
Las restricciones individuales más costosas pueden variar de un año a otro, pero los problemas recurrentes de transmisión suelen persistir hasta que se realizan cambios importantes en la infraestructura.
Tradicionalmente, esto se ha abordado mediante mejoras en la red de transmisión. Sin embargo, activos como baterías y grandes cargas flexibles (por ejemplo, centros de datos y minas de bitcoin) ofrecen soluciones alternativas a la congestión, principalmente por su capacidad de respuesta rápida y adaptación a los precios.
Por ejemplo, las baterías ubicadas a ambos lados del Westex GTC pueden ayudar a aliviar la congestión crónica. El Westex GTC es un grupo de líneas de transmisión que ERCOT monitorea para mantener la estabilidad del sistema.
Las baterías en el oeste de Texas experimentan precios más bajos cuando hay congestión activa en el Westex GTC, generalmente debido a un exceso de generación eólica y solar. Por el contrario, las baterías ubicadas cerca de los centros de demanda inmediatamente al otro lado de la restricción —como Dallas-Fort Worth y Austin— verán precios marginales locales más altos durante esos mismos periodos.
La congestión es un problema continuo y la volatilidad de precios probablemente persistirá
La infraestructura de transmisión se está construyendo a gran velocidad en ERCOT. Esto ayudará a atender el rápido crecimiento de la demanda y a resolver problemas crónicos de congestión. Sin embargo, esto genera un equilibrio natural: cuando se resuelve la congestión crónica en una parte del sistema, probablemente aparecerá en otra.
La volatilidad de precios en ERCOT también es probable que continúe, a medida que aumenta la proporción de demanda cubierta por generación intermitente. La flexibilidad natural de los sistemas de almacenamiento en baterías los posiciona bien para seguir actuando como un factor de estabilidad para la red de ERCOT.
