MERCADOS ELÉCTRICOS Y FERROCARRIL

Transcripción

1 Jornada Técnica de la PTFE: GESTIÓN ENERGÉTICA SOSTENIBLE E INTELIGENTE EN EL ÁMBITO FERROVIARIO Madrid, 12 de marzo de 2015 MERCADOS ELÉCTRICOS Y FERROCARRIL Ignacio González y Eduardo Pilo Fundación de los Ferrocarriles Españoles Financiado por: Ref. PTR

2 Contenido 1. La energía eléctrica en el ferrocarril 2. El mercado de la electricidad 3. Problemática de la adquisición de energía para FFCC. 4. Soluciones: Smart Grid Ferroviarias.

3 La energía eléctrica en el ferrocarril La energía eléctrica juega un papel muy importante en los FFCC modernos.

4 La energía eléctrica en el ferrocarril G ~ Generadores GWh/año 2.456,6 Spain Electric Generation Mix (2011) 21,2 % Nuclear 18,7% Solar 18,6% Natural Gas 16% Coal 15,3% Wind 10,2% Hydroelectric ton CO2 231 M Red de Transporte y Distribución Subestación Entrada Subestación Energía regenerada 2.363,2 GWh/año 62,6 GWh/año Regenerada Auxiliares infraestructura Otras Cargas (Estaciones Talleres) 235 GWh/año 300 GWh/año 64,3 GWh/año Otros Trenes 163 GWh/año 62,6 GWh/año Energía regenerada Catenaria Pantógrafo 1968,8 GWh/año Freno Reostático Energía Freno Rail Tracción 1820,4 GWh/año Auxiliares 148,4 GWh/año 264 GWh/año 36 GWh/año

5 La energía eléctrica en el ferrocarril En los últimos años se han realizado numerosos proyectos de mejora de eficiencia energética de los FFCC Rendimiento cadena de tracción Conducción Iluminación Calefacción Aire acondicionado etc

6 La energía eléctrica en el ferrocarril Aunque la mejora de la eficiencia energética es evidente, no es suficiente Fuente: Air and Rail competition and complementarity: Steer Davies 2006

7 1. La energía eléctrica en el ferrocarril 2. El mercado de la electricidad 3. Problemática de la adquisición de energía para FFCC. 4. Soluciones: Smart Grid Ferroviarias.

8 El mercado de la electricidad La adquisición de la electricidad es un aspecto clave para la competitividad del ferrocarril. El mercado de la electricidad permite adquirir energía eléctrica empleando: Diferentes tipos de mercado (Organizados y No Organizados (OTC)) Diferentesplazos (Largo Plazo, Corto Plazo y Tiempo Real)

9 El mercado de la electricidad La adquisición de energía eléctrica se suele realizar mediante una combinación de: Corto Plazo (Short Term) Mercados Spot Directamente. Por medio de un Broker. Acuerdos de corto plazo Comercializadora Generador Largo Plazo (Long term) Mercado de derivados Directamente. Por medio de un Broker. Acuerdos de largo plazo Comercializadora Generador

10 El mercado de la electricidad Los mercados diarios (spot markets) de la electricidad se organizan en sesiones. El periodo de tiempo cubierto por cada sesión varia. Mercado Diario e Intradiario España ej. para la hora 5 del Día D, las sesiones válidas serían: Mercado diario, Intradiario 1, Intradiario 2 e Intradiario 3.

11 1. La energía eléctrica en el ferrocarril 2. El mercado de la electricidad 3. Problemática de la adquisición de energía para FFCC 4. Soluciones: Smart Grid Ferroviarias.

12 Problemática adquisición de energía FFCC La adquisición de la energía eléctrica en mercados liberalizados es complicada, debido: Volatilidad del precio de la energía. Volatilidad del volumen (dificultad de conocer a priori la demanda). Por eso en España se suele adquirir la energía de uso ferroviario a través de un intermediario (comercializadora)

13 Problemática adquisición de energía FFCC La volatilidad del precio de la energía conlleva el desarrollo de mecanismos que ofrecen la posibilidad de mitigar el riesgo. Fuente: OMIE

14 Problemática adquisición de energía FFCC El sistema eléctrico penaliza los desvíos: Si el consumo real es menor que la energía comprada, se paga una energía que no se utiliza Si el consumo real es mayor que la energía comprada, el precio de la energía adicional puede ser muy superior al precio del resto (mercado de desvíos) Fecha H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 H17 H18 H19 H20 H21 H22 H23 H24 S % 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% D % 0% 0% 0% 150% 154% 166% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% L % 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% M % 0% 0% 0% 0% 173% 202% 0% 144% 138% 138% 125% 131% 141% 162% 179% 151% 128% 0% 0% 0% 0% 0% 0% X % 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% J % 0% 0% 0% 126% 118% 124% 0% 0% 0% 0% 102% 103% 107% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% V % 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 105% 105% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% S % 0% 116% 114% 112% 116% 120% 106% 112% 109% 118% 147% 137% 155% 151% 0% 0% 107% 127% 124% 122% 0% 0% 0% D % 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 127% 99% 100% 0% 115% 114% 106% 0% 0% 109% 112% 92% 88% 96% 104% 105% L % 97% 113% 104% 105% 107% 113% 110% 107% 103% 108% 109% 113% 114% 115% 0% 0% 0% 111% 115% 115% 112% 111% 125% M % 0% 0% 0% 0% 0% 0% 112% 114% 105% 105% 125% 124% 127% 150% 163% 162% 153% 0% 119% 118% 0% 0% 0% X % 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 130% 126% 122% 113% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% J % 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% V % 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 107% 95% 94% 94% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% S % 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% D % 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 452% 336% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 158% 151% 196% L % 0% 0% 0% 0% 0% 0% 138% 119% 125% 116% 110% 110% 110% 110% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% M % 108% 124% 140% 0% 0% 0% 103% 102% 101% 101% 100% 100% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 102% 101% 101% 108% 124% X % 0% 0% 0% 0% 0% 0% 106% 112% 109% 110% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% J % 0% 0% 0% 0% 0% 0% 104% 107% 107% 107% 0% 0% 111% 111% 0% 0% 100% 101% 102% 100% 0% 0% 0% V % 0% 0% 0% 144% 136% 106% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 109% 110% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% S % 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 122% 124% 138% 0% 135% 124% 113% 0% 0% 0% 0% 0% D % 0% 0% 0% 0% 275% 284% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 139% 118% 115% 0% 101% 103% 0% 0% 0% L % 128% 132% 142% 131% 121% 128% 106% 108% 106% 108% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 104% 104% 0% 0% 0% M % 0% 116% 114% 124% 124% 118% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 96% 98% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% X % 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 76% 82% 93% 90% 93% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% J % 0% 0% 0% 118% 115% 116% 97% 101% 100% 102% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% V % 0% 0% 0% 0% 0% 0% 140% 117% 118% 117% 126% 120% 0% 0% 111% 105% 100% 99% 97% 99% 0% 0% 0% S % 0% 0% 0% 0% 0% 0% 125% 104% 96% 94% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 107% 108% 0% D % 149% 177% 0% 306% 346% 299% 300% 237% 170% 152% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Coste desvíos subir. REE. Noviembre 2014 Color oscuro: mayor precio que Mercado Diario

15 Problemática adquisición de energía FFCC La volatilidad de la demanda inherente a la operación ferroviaria dificulta la compra de energía con antelación, lo que incrementa el precio final. Elab. propia a partir de datos Adif

16 Problemática adquisición de energía FFCC Además, la incorporación de fuentes de energía renovables intermitentes añadirá una volatilidad adicional a la estimación de la demanda. Parque Eólico Experimental Sotavento Medidas horarias de energía generada. 11-Nov-2014

17 1. La energía eléctrica en el ferrocarril 2. El mercado de la electricidad 3. Problemática de la adquisición de energía para FFCC 4. Soluciones: Smart Grid Ferroviarias

18 Soluciones: Smart Grid Ferroviarias Las smart grid ferroviarias permiten controlar en tiempo real el comportamiento de cada uno de los elementos de la electrificación (trenes, iluminación, HVAC, etc.).

19 Soluciones: Smart Grid Ferroviarias Una de las acciones de control más importantes en una smart grid ferroviaria es la conducción de los trenes. Railway Electrical Smart Grids: An introduction to next-generation railway power systems and their operation. E Pilo de la Fuente, S Mazumder, I Gonzalez Franco IEEE Electrification Magazine, Sept. 2014

20 Soluciones: Smart Grid Ferroviarias La conducción inteligente de los trenes permite: Trasladar los consumos en el espacio (de una zona a otra). Trasladar los consumos en el tiempo (consumir antes o después). Railway Electrical Smart Grids: An introduction to next-generation railway power systems and their operation. E Pilo de la Fuente, S Mazumder, I Gonzalez Franco IEEE Electrification Magazine, Sept. 2014

21 Soluciones: Smart Grid Ferroviarias Las smart grid resuelven gran parte de las dificultades que los mercados eléctricos conllevan: Volatilidad del precio: compra optimizada de la energía, mitigando volatilidad en mercados con herramientas financieras. Volatilidad del volumen: operación capaz de compensar en tiempo real las variaciones de la demanda. También permiten aprovechar la volatilidad: Volatilidad del precio: modificando los consumos para aprovechar diferencias de precio horario. Volatilidad de volumen: modificando los consumos para aprovechar los excedentes de generación.

22 Soluciones: Smart Grid Ferroviarias Gracias a la controlabilidad mejorada de las smart grid ferroviarias, es posible resolver los problemas ligados a la interacción con el mercado eléctrico. El desarrollo de las smart grids ferroviarias va a permitir nuevas formas de interacción con la red eléctrica. El desarrollo de las smart grids ferroviarias es uno de los hitos más importantes en el campo de los sistemas eléctricos ferroviarios

23 MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN Ignacio GonzálezFranco Eduardo Pilo de la Fuente Financiado por: Ref. PTR