Oportunidades en descentralización e integración de la gestión energética urbana

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1 Oportunidades en descentralización e integración de la gestión energética urbana Pablo Frías Marín Toledo, 7 abril 2016 La energía como oportunidad de empleo y de creación de empresas

2 Contenidos Las ciudades del futuro: sistemas eléctricos Oportunidades de negocio en las infraestructuras eléctricas Oportunidades de negocio en la integración del consumidor y la generación renovable Replicar los modelos de negocio y conclusiones 2

3 1 Las ciudades del futuro: los sistemas eléctricos

4 Las ciudades del futuro Componentes Smart cities Fuente: 4

5 Las ciudades del futuro Inversiones estimadas (millones $) para el año 2020 Energía Gestión del agua Transporte inteligente América del Norte Europa Asia Pacífico América Latina Oriente Medio Total M$ solo en HEMS en 2015! Fuente: Pike Research,

6 Las ciudades del futuro Red actual Red del futuro (1) Residential Consumer (2) Photovoltaic (PV) array (3) Thermal power station (4) Photovoltaic (PV) power station (5) Small-scale wind power (6) Commercial Consumer (7) Industrial Consumer (8) Distribution Network (9) Transmission Network Fuente: Smart grid interactive tool, EC, 2013 (1) Offshore wind power, (2) Electric Vehicle (3) Residential Consumer, (4) Photovoltaic (PV) array (5) Prosumer, (6) Thermal power station (7) ICT/Aggregator, (8) Industrial Consumer (9) Photovoltaic (PV) power station, (10) Small-scale wind power (11) Smart Grid, (12) Distribution Network (13) Transmission Network, (14) Electricity Storage (15) Commercial Consumer 6

7 Las ciudades del futuro: nuevos elementos Tecnologías: Infraestructura de comunicaciones Medida y supervisión Control avanzado Interfaz con operadores y usuarios Componentes: Normalización Generación distribuida Calidad de servicio Medidores inteligentes Gestor energía Virtual Power Plants Micro-grids Agregadores de productos y servicios Agentes: Consumidores finales Operadores de redes: transporte y distribución Comercializadores y empresas de servicios energéticos Promotores de generación especial: renovable y CHP Fabricantes de equipos Reguladores 7

8 Las ciudades del futuro Los components de Smart Energy Fuente: The Smart City Market: Opportunities for the UK, Department for Business, Innovation and Skills,

9 2 Oportunidades de negocio en las redes eléctricas

10 Estructura y funciones de las redes eléctricas (Fuente: Red Eléctrica de España) Red eléctrica TRANSPORTE (Seguridad de suministro) (400, 275, 220kV) Infraestructura Operación típica Nº usuarios Nº instalaciones Flexibi-lidad de operación Grado de monitorización Mallada Mallada Muy pocos Pocas Alto Alto DISTRIBUCIÓN AT Distribución (132, 45, 66kV) Mallada Mallada/ Radial Pocos Medio Medio Alto DISTRIBUCIÓN MT Media tensión (20, 15kV) Mallada/ Radial Radial Medio Medio Pobre Medio DISTRIBUCIÓN BT Baja tensión (400, 380V) Mallada/ Radial Radial Muchos Muchas Muy pobre Bajo 10

11 Limitaciones actuales de las redes eléctricas Necesitamos actualizar la red eléctrica actual Fuente: Las redes eléctricas inteligentes, N. Santiago 11

12 Nuevas necesidades: comunicaciones y aplicaciones Nicho de mercado 12

13 Inversiones estimadas en el sistema eléctrico US: 338, ,000 M$ Europa: 115,000 M para EU-27 hasta el año 2030 Costes Environment Reliability Capacity Cost Beneficios billion 13

14 Redes eléctricas inteligentes: transporte Fuente: Estimating costs and benefits of the Smart Grid, EPRI,

15 Redes eléctricas inteligentes: distribución Fuente: Estimating costs and benefits of the Smart Grid, EPRI,

16 3 Oportunidades de negocio en la integración del consumidor y renovables

17 Gestión activa de la demanda Requisitos técnicos Medidores inteligentes Infraestructura de comunicaciones Energy box Señales de precios Agentes Comercializadores Agregadores Empresas de servicios energéticos y domótica Distribuidores Fabricantes de equipos Regulador 17

18 Gestión de la demanda dónde? 18

19 Inversiones estimadas en consumidor doméstico Fuente: Estimating costs and benefits of the Smart Grid, EPRI,

20 Ej. Demanda doméstica + RES 20

21 Ej. Demanda PYME + RES 21

22 Ej. Demanda industrial + RES I Available tools /kwh Savings/Revenues sources Flexible demand only + Contract with VRE generator + On-site VRE generation III IV Savings Energy costs Supplier price response I (react to time-varying prices from a supplier); Network and other regulated charges Market price response (react to real time market prices) TOU network tariff response (reduce peak demand in accordance with network tariff structure) III Long-term electricity supply (establish long-term energy contract with VRE) Long-term electricity supply (through selfconsumption) V Volumetric tariff response with on-site VRE (reduce net demand) V II Revenues System services Balancing service II provision (provide frequency control reserves and balancing services); Other services provision (capacity remuneration, load interruptibility, distribution network services) IV Bilateral balancing service provision (establish flexibility contract to support VRE balance) Fuente: INDUSTRE EU Project, D2.4,

23 Ej. Demanda islas + RES 23

24 5 Replicar los modelos de negocio y conclusiones

25 Replicar los modelos de negocio Análisis de costes y beneficios Costes: Tecnologías disponibles y baratas (ej. Big data) Beneficios: Definir el beneficiario: consumidor final, utility, Depende de la regulación: autoconsumo, incentivos a pérdidas, Muchas metodologías disponibles: JRC, EPRI, Ofgem, Escalar y replicar Escalar: Economías de escala Replicar: Entorno: rural/urbano País: Europa y Norte América: automatización Países en vías de desarrollo: pérdidas no técnicas, micro-redes DC Japón: micro-redes AC 25

26 Conclusiones Redes eléctricas inteligentes: desafío tecnológico, económico y regulatorio Su necesidad viene asociada a los retos que nuestro sistema eléctrico tiene con motivo de las políticas globales (ej ) Costes y beneficios: necesitan ser evaluados en diferentes contextos y escenarios Necesidad de proyectos demostrativos con suficiente escala y resultados replicables Oportunidad de nuevos negocios y desarrollo tecnológico Regulación: debe equilibrar incentivos a los agentes regulados con reparto de beneficios entre las partes involucradas promoviendo eficiencia 26

27 Referencias European Regulators Group for Electricity and Gas (ERGEG). Position paper on smart grids: an ERGEG conclusions paper. Ref: E10-EQS June European Commission. European Smart Grids Technology Platform: Vision and Strategy for Europe s Electricity Networks of the Future. Directorate for Research International Energy Agency (IEA). Technology Roadmaps: Smart Grids Global Status and Vision to The Aspen Institute. An Electricity Grid for the 21 st Century Energy Policy Forum. Plataforma Española de Redes Eléctricas Visión Estratégica de Futured disponible en la web EPRI Smart Grid Demonstration Initiative: Two Years Update disponible en la web Walter Baer, et.al., Rand Corp., Estimating the Benefits of the GridWise Initiative Phase I Report, May Council of European Energy Regulators (CEER) and European Regulators Group for Electricity and Gas (ERGEG). Smart Grids and Smart Energy Regulation Can Help Implement Climate Change Objectives Disponible en Mobile Energy Resources in Grids of Electricity (MERGE). Deliverable D1.1. Specification for Enabling an Smart Technology, August Disponible en [acceso en 25 abril de 2011]. Market Models for the Roll-Out of Electric Vehicle Public Charging Infrastructure. EURELECTRIC Concept Paper. EURELECTRIC International Energy Agency (IEA) Technology Roadmap: electric and plug-in hybrid vehicle vehicles (EV/PHEV). Available at "Estimating the costs and benefits of the Smart Grid: a preliminary estimate of the investment requirements and the resultant benefits of a fully functioning smart grid". Electric Power Research Institute, EPRI, "The 21st century substation design". Power Systems Engineering Research Center, PSERC, Eurelectric, Regulation for Smart Grids, February ERGEG, Smart Grids and Smart Energy regulation can help implement climate change objectives, The Smart City Market: Opportunities for the UK, Department for Business, Innovation and Skills,

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