¿Sabe porqué el gas natural es un aporte a la flexibilidad en la operación del sistema eléctrico?

25 Octubre 2019
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El gas natural puede tener un rol importante en la oferta de flexibilidad del sistema eléctrico, particularmente en el mercado chileno que crece aceleradamente en inversión e introducción de energías renovables variables -solar fotovoltaica y eólica-, a la vez que ejecuta un ambicioso plan de retiro de centrales a carbón. Sin duda la llegada de gas natural desde Argentina, sumado a la contribución de los dos terminales de gas natural licuado existentes en el país, pueden ser fuente de flexibilidad para el sistema eléctrico sin descuidar la seguridad energética del suministro energético chileno.

 


La creciente presencia de energías renovables variables (ERV) en nuestra matriz de generación eléctrica contribuirá, sin duda, a un suministro más económico y limpio. Sin embargo, dada la característica volátil y muchas veces difícil de pronosticar de este tipo de producción de energía, al mismo tiempo genera desafíos regulatorios y técnico-económicos. Desde el punto de vista regulatorio, la Ruta Energética 2018-2022 -documento guía de la política sectorial del gobierno del presidente Piñera- plantea la necesidad de modificar la normativa eléctrica actual en Chile para responder a la inserción de nuevas centrales que operen con ERV en el sistema eléctrico nacional (SEN). Se fijaron 20 modificaciones legales y reglamentarias que buscan alcanzar las metas fijadas al 2022. Uno de los ejes principales planteados en ella corresponde al “Eje 4. Energía baja en emisiones: hacia un mundo más limpio”, en el cual se establecen los lineamientos y directrices necesarios para avanzar hacia una “matriz energética renovable sostenible”, que incorpore atributos de flexibilidad al sistema. Entre las actividades se propone el complementar el marco regulatorio y poner en marcha el nuevo mercado de servicios complementarios, así como también evaluar los elementos que dificultan la entrada de tecnologías que provean de flexibilidad al sistema. Desde el punto de vista técnico-económico, el sistema eléctrico se verá enfrentado a una creciente volatilidad e incertidumbre en la oferta disponible en cada momento, lo que se traduce en la necesidad de asegurar que el sistema eléctrico tenga un desempeño mucho más dinámico que le permita adaptarse de forma rápida y eficiente para mantener el suministro en óptimas condiciones de confiabilidad y costo para los usuarios. Esta característica del sistema eléctrico se conoce como atributo de “flexibilidad”. Los desafíos de flexibilidad han sido inicialmente observados a nivel de corto plazo, sin embargo, la discusión más reciente ya comienza a visualizar otras dimensiones del concepto de flexibilidad, incluyendo la necesidad de asegurar equilibrios de mediano y largo plazo.


 

Flexibilidad de corto plazo. Las fuentes de flexibilidad para mantener los equilibrios de corto plazo, pueden ser: (i) tecnologías de generación que pueden encenderse, apagarse y/o controlarse; (ii) respuesta de la demanda; (iii) tecnologías de almacenamiento; e (iv) interconexiones. Las fuentes que actualmente aportan flexibilidad desde el lado de la oferta son la energía hidroeléctrica , las centrales térmicas -ya sean de ciclo abierto o ciclo combinado-, y motores que permitan con su rápida respuesta complementar la oferta de energía renovable.
Sin embargo, ya se evidencian en la actualidad cambios con respecto a la operación de centrales de generación convencionales debido a la alta penetración ERV, incluyendo:

  Mayor número de ciclajes de las unidades (arranques y detenciones);

  Reducción de los niveles mínimos de operación;

  Reducción del factor de carga de la generación de combustibles fósiles que actúa como energía de respaldo;

Lo anterior impacta en la vida vida útil y costos operativos de este tipo de tecnologías, puesto que fueron diseñadas para operar en base y no “ciclando”. Entre los temas enunciados, aquellos que requieren un mayor trabajo y analisis por parte de los distintos actores son la flexibilidad de la demanda, el almacenamiento y las interconexiones regionales.

Flexibilidad de mediano y largo plazo. La descarbonización y el cambio climático, plantean un desafío a las alternativas de suministro históricamente utilizadas para resolver necesidades de flexibilidad de mediano y largo plazo. Problemas como gestión de la estacionalidad, que permita asegurar la suficiencia del sistema, normalmente habían sido resueltos con la gestión de embalses o mediante recursos que podían ser administrados, como la termoelectricidad basada en combustibles fósiles, que además son almacenables. Esta discusión está en ciernes y tendrá una gran relevancia para la transición energética.

En la actualidad, las unidades hidroeléctricas de embalse y las unidades térmicas proveen la base de la curva de generación. El compromiso de descarbonización de la matriz eléctrica nacional significa desplazar un 22% de la capacidad instalada en el SEN durante las próximas décadas. Por otra parte, los efectos del cambio climático han demostrado sus consecuencias con un menor volumen de agua disponible para la generación en los últimos años. Consecuentemente, para mantener los niveles de seguridad y suficiencia sistémicos es necesario que la participación creciente de las energías renovables sea complementada y la generación en base a gas natural y el uso eficiente de la infraestructura existente de gasoductos, redes de distribución y terminales de regasificación serían una solución. Todo lo anterior representa un desafío para el regulador, en el sentido de establecer una normativa que efectivamente permita que el sistema entregue los incentivos apropiados para mantener los niveles de flexibilidad que son requeridos para operar forma eficiente y efectiva y con la seguridad de suministro adecuada. En este marco, desde el ministerio de Energía han reconocido públicamente que, ante los nuevos requerimientos del sistema eléctrico, es necesario hacer mejoras el marco regulatorio y están trabajando en el desarrollo de una propuesta que remunere adecuadamente a aquellos agentes que aporten flexibilidad al sistema eléctrico y genere las señales de expansión eficientes no discriminatorias por tecnología para el desarrollo de un mercado de flexibilidad y sin subsidios, para dar la señales de expansion a quienes aportaran dicha flexibilidad al sistema al mínimo costo de expansión. Para asegurar la competitividad de Chile y la seguridad de suministro eléctrico, vemos que el gas natural es un combustible limpio, de alta disponibilidad y eficiente para lograr estos objetivos. Para migrar hacia una matriz energética limpia, con bajas emisiones de CO2, contribuir a la flexibilidad en la operación del sistema eléctrico y tener señales de precios eficientes de suministro, la industria del gas natural puede tener una participación significativa al contar con un suministro desde múltiples orígenes, ya sea mediante barcos de GNL o importado a través de gasoductos, de un combustible de bajas emisiones, con precios internacionales competitivos e infraestructura ya existente en el país. De esta forma, el gas natural puede aportar a la seguridad de suministro y suficiencia del sistema considerando la capacidad instalada cercana a 5.000 MW en unidades que utilizan este insumo. En forma adicional, este insumo puede potencialmente incrementar su participación como un puente hacia una matriz baja en emisiones, para ello es de relevancia analizar en profundidad la opción de reconversión de unidades carboneras para que operen con gas natural, contribuyendo de esta forma para mantener la seguridad de suministro de energía base del sistema. Por otro lado, en el contexto del plan de retiro de unidades a carbón oficializado por el Gobierno y las empresas del setor, debiera considerarse y evaluarse la conveniencia de convertir algunas de las unidades generadoras a carbón a gas natural, de manera de aprovechar la infraestuctura existente y de mantener la robustez del sistenma eléctrico, en un contexto de creciente presión por el retiro de las centrales a carbón. Finalmente, es importante destacar que las nuevas tecnologías de centrales de ciclo combinado a gas natural ofrecen un arranque y una conexión muy rápidos, ventaja que permite compensar los momentos de baja producción de energía eléctrica de las fuentes renovables. Destaca particularmente su rápida respuesta versus las centrales a carbón, las que pueden tardar más de 12 horas en alcanzar la carga máxima. Algunas tecnologías de combustión de GN tienen un start-up de solo minutos.