04 July 2022

Resposta de frequência: DC, DM e DR devem substituir o MFR?

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Resposta de frequência: DC, DM e DR devem substituir o MFR?

Aqui na Modo, nossos usuários frequentemente nos fazem ótimas perguntas que realmente nos fazem pensar. Nos esforçamos para responder a todas as perguntas que recebemos. Às vezes, essas perguntas nos levam a investigações profundas – e resultam em artigos como este. Após a publicação do nosso guia sobre Resposta de Frequência Obrigatória (MFR), Steven Meersman (Co-Fundador & Diretor da Zenobē, e recente convidado do Modo: The Podcast) entrou em contato para nos perguntar:

Por que o MFR não é integrado aos mercados competitivos de resposta dinâmica de frequência?

Neil e Imrith discutem se o MFR será incorporado pelos serviços de resposta dinâmica de frequência.

Portanto, com isso em mente – alerta de spoiler – aqui está nossa resposta para essa pergunta: resumindo, provavelmente é uma questão de “quando”, não “se”. Se quiser a explicação completa, continue lendo. Considere esta a segunda parte do nosso guia sobre Resposta de Frequência Obrigatória.

Reformas na resposta de frequência

Os mercados de resposta de frequência do National Grid ESO estão atualmente passando por grandes reformas. Os serviços dinâmicos – Dynamic Containment, Dynamic Moderation e Dynamic Regulation (DC, DM e DR) – estão substituindo o Firm Frequency Response (FFR). Isso é uma ótima notícia para o consumidor final. Os três novos serviços, em conjunto, devem ser mais eficientes do que o FFR. Isso porque o ESO poderá gerenciar seus serviços pré e pós-falha separadamente, em um nível mais detalhado. O resultado será um pacote de resposta de frequência mais enxuto, eficiente e focado.

No último ano, o ESO supervisionou melhorias significativas que aumentaram a eficiência da contratação de resposta. Foram adotadas curvas de demanda elástica, contratação por blocos EFA, previsões de curto prazo, tolerância para overholding e remoção de restrições de ordem de mérito. Tudo isso aumenta a eficiência, beneficiando o consumidor.

Dito isso, ainda há um caminho a percorrer até que os serviços dinâmicos estejam funcionando em seu pleno potencial. Esperamos que o ESO continue contratando uma certa quantidade de FFR até o final do primeiro trimestre de 2023 (no mínimo). Isso ocorre porque ainda há muitos testes a serem realizados antes da transição completa. E, até agora, a adesão ao DM e DR tem sido abaixo do esperado – mesmo com limites de volume mais restritos do que o DC.

Frequency Response requirements table for DR, DM, and P/S/H services
Figura 1: Requisitos indicativos de DR e DM. Fonte: National Grid ESO Frequency Response Requirements Update (março de 2022)

Quando o conjunto dinâmico estiver funcionando plenamente, o ESO poderá transferir seus requisitos de FFR (e parte dos requisitos de MFR) para os serviços dinâmicos. Segundo o Market Roadmap de março de 2022: “Após a introdução dos novos produtos dinâmicos de frequência pré-falha, DM e DR, os volumes absolutos de Primary/Secondary/High-volume (P/S/H) pré-falha contratados via MFR ou leilão mensal de FFR começarão a cair.”

Então, o MFR está sendo integrado ao conjunto de resposta dinâmica de frequência?

Se a história serve de guia, o ESO não conseguirá fazer isso até que os serviços DC, DM e DR estejam totalmente operacionais. Quando o DC foi lançado, os preços de £17/MW/h provocaram uma saída de ativos BESS (sistemas de armazenamento de energia por bateria) dos serviços FFR. Isso fez com que os volumes pré-falha caíssem, aumentando, consequentemente, os gastos com o MFR. Isso foi ótimo para as receitas dos BESS (que eram mais altas no DC do que antes no FFR), mas não tão bom para a operação de baixo carbono do sistema (pois a maior dependência do MFR significava que as usinas CCGT eram acionadas para fornecer resposta de frequência).

Frequency Response costs: January 2019 - December 2021 (graph)
Figura 2: Custos de resposta (jan 2019 - dez 2021). Fonte: National Grid ESO Markets Roadmap (março de 2022)

O impacto de carbono do MFR

Se nos permite um pequeno desvio: mencionamos o impacto de carbono porque o MFR é majoritariamente contratado de usinas termelétricas. Só isso já significa que o serviço emite mais carbono do que os serviços de resposta de frequência fornecidos exclusivamente por BESS. Além disso, as usinas termelétricas operam abaixo de seu ponto mais eficiente – o que faz com que emitam ainda mais carbono por MWh do que emitiriam normalmente.

O que está atrasando a transição do MFR?

Em algum momento do próximo ano, provavelmente chegaremos a um estágio em que DC, DM e DR terão substituído totalmente o FFR. Então, por que o mesmo não acontece com o MFR? Em resumo, porque o MFR é contratado intra-diariamente.

No cenário pós-FFR, os serviços dinâmicos serão contratados com um dia de antecedência. Isso faz do MFR a ferramenta que o ESO usa para atender à demanda em tempo real, dentro do próprio dia, por resposta de frequência. Fazendo uma analogia com os mercados de energia: o conjunto dinâmico é uma posição planejada para o dia seguinte, enquanto o MFR é o ajuste intra-diário.

Figura 3: Ilustração dos componentes típicos da exigência de resposta de frequência. Fonte: National Grid Product Roadmap for Frequency Response and Reserve (dez 2017)

Por isso, o MFR vai sobreviver ao FFR – justamente para ajustar a resposta intra-diária. O ESO só irá eliminá-lo totalmente quando o conjunto dinâmico puder ser contratado intra-diariamente. Conforme declarado na Frequency Response Requirements Update de fevereiro de 2022: “A Resposta de Frequência Obrigatória (MFR) permanecerá em nosso portfólio durante esta transição e até que DC, DM e DR possam ser contratados intra-diariamente.”

Contratação intra-diária de resposta dinâmica de frequência

Migrar DC, DM e DR para contratação intra-diária será um grande desafio para o ESO – sem falar nos proprietários e operadores de BESS. Embora a lógica e as intenções sejam sólidas, isso levanta várias questões importantes.

Para o ESO, trata-se de uma grande reformulação dos processos atuais. Então:

  • Todos os serviços DC, DM e DR serão contratados intra-diariamente? Ou haverá mercados separados de resposta dinâmica para o dia seguinte e intra-dia?
  • Caso DC, DM e DR sejam contratados intra-diariamente, o ESO também passará a fazer contratação por período de liquidação?
  • Isso significa que DC, DM e DR serão contratados via Balancing Mechanism (como o MFR é atualmente)?
  • E quanto tempo essas mudanças – especialmente as digitais necessárias – levarão para serem implementadas?

Para proprietários e operadores de BESS, isso representa um salto de complexidade. Então:

  • Com a linha entre estratégias comerciais e ancilares se tornando menos clara, os investidores ficarão confortáveis com o caso comercial para futuros ativos BESS?
  • Como a complexidade de agendar negociações para o dia seguinte juntamente com a contratação de resposta intra-diária afetará a operação diária dos ativos BESS?
  • E essa mudança impactará a saturação nos serviços dinâmicos?

Mas devemos descartar o MFR tão rapidamente?

Sem acesso ao MFR, existe o risco de o ESO se tornar excessivamente dependente do BESS? A vantagem do MFR é ser obrigatório. Se for retirado e substituído por serviços dinâmicos intra-diários, pode bastar uma margem apertada para que o ESO fique sem resposta disponível (como já ocorreu em janeiro e setembro de 2021, por exemplo). Mas será que existe um futuro alternativo para o MFR?

Se o mercado de MFR fosse aberto para mais ativos e diferentes tecnologias (o MFR já é obrigatório para ativos BESS conectados à transmissão, mas poderia ser ampliado para ativos conectados à distribuição), o que poderia acontecer? Bem, para começar, os ativos BESS maiores (acima de 100 MW) poderiam ser mais utilizados pelo centro de controle do ESO para ações do Balancing Mechanism do que atualmente. Mas eles também poderiam ser usados para fornecer MFR. O DC já está saturado, enquanto DM e DR são mercados bem menores. Com o aumento do armazenamento previsto, é plausível que o MFR se torne uma fonte relevante de receita para esses grandes sites BESS. Se baterias maiores fossem contratadas (e efetivamente utilizadas) para o MFR, isso significaria uma transição das usinas térmicas para sistemas de armazenamento de energia por bateria mais limpos.

Considerações finais

Como pode ver, essa pergunta nos deu muito o que pensar. Fica claro que o ESO enxerga os serviços dinâmicos como o futuro da resposta de frequência. Dado o valor gasto com o MFR e o fato de o serviço ser majoritariamente fornecido por termelétricas, isso faz sentido. No entanto, devido às possíveis complicações na contratação intra-diária de DC, DM e DR, eliminar o MFR completamente não parece viável no momento.

Em resposta à questão de por que o MFR ainda não foi substituído pelos serviços dinâmicos, eis o que descobrimos:

  • Primeiro, o ESO precisa que DC, DM e DR estejam totalmente operacionais antes de transferir volumes de outros serviços de resposta de frequência.
  • Como o MFR é contratado de forma intra-diária, ele oferece um serviço valioso. O MFR pode ser usado para corrigir desvios de frequência próximos ao tempo real.
  • E, talvez o mais importante, os serviços dinâmicos vão substituir o MFR em algum momento. (Em parte. Provavelmente.)

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