Almacenamiento de Energía mediante bombeo Carlos Mendívil Ruas 9 de octubre de 2013 1
ÍNDICE TECNOLOGÍAS DE GENERACIÓN EL MERCADO MAYORISTA DE ELECTRICIDAD CENTRALES DE BOMBEO EXCEDENTES DE ENERGÍAS RENOVABLES CONCLUSIONES 22
Almacenamiento de Energía Introducción La energía eléctrica no puede ser (fácilmente) almacenada Los centros de control y despacho tienen como misión que la energía se genere en el momento de ser consumida Se vigila en todo instante que la demanda y la generación sean iguales 33
Almacenamiento de Energía Tecnologías de Generación Potencia (MW) en España peninsular a 31-12-2012 Energía(GWh) producida en España peninsular en 2012 2995 7240 Hidráulica 6298 Nuclear 17761 Carbón 7853 22573 Fuel 11248 25340 Eólica Solar 520 Ciclo combinado Otras Renovables Otra no Renovables 9362 11246 48103 33442 38593 19455 61470 54721 0 Hidráulica Nuclear Carbón Fuel Ciclo combinado Eólica Solar Otras Renovables Otra no Renovables Potencia Instalada: 101 828 MW; Energía producida: 276 392 GWh Demanda : 254 786 GWh; Bombeo: -5 023 GWh Intercambios: -11 770 GWh Aumenta la energía producida por tecnologías no gestionables * Fuente REE 44
Almacenamiento de Energía Tecnologías de Generación Potencia Producción %Prod. FC Tecnología MW GWh % % HIDRÁULICA 17 761 19 455 7% 13% NUCLEAR 7 853 61 470 22% 89% CARBÓN 11 248 54 721 20% 56% FUEL 520 0 0% 0% CICLO COMBINADO 25 340 38 593 14% 17% Rég. ORDINARIO 62 722 174 239 63% 32% EÓLICA 22 573 48 103 17% 24% SOLAR 6 298 11 246 4% 20% Otras Renovables 2 995 9 362 3% 36% Otra no Renovables 7 240 33 442 12% 53% Rég. ESPECIAL 39 106 102 153 37% 30% TOTAL GENERACIÓN 101 828 276 392 La producción de régimen especial NO GESTIONABLE, alcanza el 21% de la producción y el 28% en potencia instalada. * Fuente REE 55
Escenario Energético Demanda de electricidad de España peninsular La demanda de electricidad continúa bajando y se ha situado en niveles de 2005 TWh Entre 2006-2008, se modera el crecimiento de la demanda Demanda de Electricidad - 4,7% Impacto de la crisis económica Hasta 2005, fuerte crecimiento de la demanda Crec.: +5% Crec.: +2% * Valores de 2013 y 2014 estimados según datos de REE 66
Día D-1 H08 H09 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 H17 H18 H19 H20 H21 H22 H23 H24 Mercado Diario del día D Cierre Restricciones del día D Mercado de Regulación secundaria del día D Mercado de Regulación terciaria del día D 1ª Sesión Mercado Intradiario Apertura: Cierre: 2ª Sesión Mercado Intradiario Apertura: Cierre: 3ª Sesión Mercado Intradiario Apertur ura: Cierre: : 4ª Sesión Mercado Intradiario Mercado Diario del día D+1 Cierre: Restricciones del día D+1 Mercado de Regulación secundaria del día D+1 Mercado de Regulación terciaria del día D+1 5ª Sesión Mercado Intradiario 6ª Sesión Mercado Intradiario Última oportunidad de comprar / vender en el mercado intradiario Día D-1 H08 H09 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 H17 H18 H19 H20 H21 H22 H23 H24 1ª Sesión 2ª Sesión 3ª Sesión 4ª Sesión 5ª Sesión 6ª Sesión 10:00 16:00 17:45 10:00 21:00 21:45 Día D H01 H02 H03 H04 H05 H06 H07 H08 H09 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 H17 H18 H19 H20 H21 H22 H23 H24 1:00 1:45 Apertura: Cierre: 4:00 4:45 Apertura: Cierre: 8:00 8:45 Apertura: Cierre: Día D H01 H02 H03 H04 H05 H06 H07 H08 H09 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 H17 H18 H19 H20 H21 H22 H23 H24 12:00 12:45 Acumulación de Energía El mercado mayorista de electricidad. MERCADO DIARIO RESTRICCIONES TÉCNICAS MERCADO DE SERVICIOS COMPLEMENTARIOS Regulación secundaria Regulación terciaria Control de tensión MERCADO INTRADIARIO Regulación secundaria Regulación terciaria Control de tensión GESTIÓN DE DESVÍOS, etc Características del Mercado OPERADOR SISTEMA OPERADOR MERCADO Ventajas del Mercado Secuencia Diaria de negociación Todas las transacciones son firmes Participación obligatoria Sistema marginalista Precio mayorista referencia Pagos por Capacidad: incentivos a la inversión y a la disponibilidad. Herramienta de despacho eficiente y no discriminatorio de las centrales Precio indicativo fiel de la realidad del despacho Separación de operadores Libertad de contratación mayorista y minorista 10 77
Acumulación de Energía El mercado mayorista de electricidad. El mercado spot de España y Portugal se realiza de forma conjunta Los agentes presentan ofertas de compra y de venta situadas en España y/o Portugal. La energía comprada/vendida paga/cobra el precio de su zona El límite de capacidad de la interconexión lleva a la aparición de dos precios zonales (market splitting) 88
Acumulación de Energía El mercado mayorista de electricidad. Procedimiento de Casación. Curvas agregadas /MWh Última oferta de venta casada Ofertas de venta Precio Marginal Ofertas de adquisición Energía Casada 99
Acumulación de Energía Bombeo Aprovechamientos hidroeléctricos reversibles (bombeo) CENTRALES DE BOMBEO: Dos embalses a distinta altura: (almacenes de energía) Demanda irregular: Punta (turbinado) Venta de Energía Valle (bombeo) Compra Energía Las centrales de bombeo, también son llamadas reversibles ya que pueden mover el agua en diferentes sentidos. 10
Acumulación de Energía Bombeo Pueden ser diarios, semanales o BOMBEO PURO estacionales. El vaso superior no tiene aportaciones La única entrada de agua es por bombeo Suelen ser diarios o semanales BOMBEO MIXTO Tiene aportaciones de ríos o de otros embalses, además de los caudales bombeados Pueden ser diarios, semanales o estacionales 11
Acumulación de Energía Bombeo POTENCIA DE BOMBEO: 4 749 MW BOMBEO PURO: 2 484 MW BOMBEO MIXTO: 2 265 MW La Muela 628 MW Villarino 810 MW Sallente 446 MW Aldeadávila II 422 MW Tajo de la Enc. 360 MW Conso 228 MW Aguayo 338 MW Soutelo 206 MW Moralets 210 MW Tanes 133 MW Guillena 210 MW Torrejón 130 MW Bolarque 208 MW Gabriel y Galán 110 MW IP 84 MW Montamara Puente Bibey 88 MW 71 MW Guijo 53 MW Pintado 14 MW 12
Acumulación de Energía Bombeo Bombeo semanal y diario Todo lo que se bombea (compra) se turbina (vende) en la misma semana o día. Información básica: Estimación de costes evitados y gradientes horarios. Estimación de la evolución de los vasos inferior y superior. Estimación de la previsión eólica Bombeo estacional Todo lo que se bombea (compra) se puede turbinar (vender) incluso meses más tarde. Información básica: Estimación de bloques de precios con horizontes de varios meses. Modelos hidrotérmicos estocásticos - Cotizaciones. 13
Almacenamiento de Energía Excedentes Energías Renovables GESTIÓN VALLE PUNTA: funcionamiento tradicional 14
Almacenamiento de Energía Cobertura de la demanda El sistema es capaz de integrar altos porcentajes de energías renovables 1/4/2013 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24-500 -1000-1500 -2000-2500 -3000 El bombeo no sólo se emplea ya en los valles sino cuando es necesario para evitar vertidos eólicos 15
Almacenamiento de Energía Excedentes Energías Renovables Incremento de más de 6 000 MW coincidente con horas de valle La hidráulica responde antes y con mayor gradiente Eólica Resto reg. especial Nuclear Carbón Ciclo combinado Extraída de la presentación de la Secretaría General de Energía Retos de la Política energética realizada en la Mesa de Diálogo Social Industria y Energía de 8 de enero de 2009 16
Almacenamiento de Energía Nuevas centrales de bombeo Otros proyectos de bombeo En construcción o próximos a construir La Muela II Moralets II En proyecto Santa Cristina Jabalcón Belesar III Peares III Conchas-Salas 840 MW 400 MW 750 MW 550 MW 210 MW 150 MW 400 MW 1240 MW 2060 MW 3200 MW El Ministerio cuenta con esta potencia en 2020 TOTAL BOMBEO FUTURO 8100 MW 17
Almacenamiento de Energía Conclusiones Las centrales reversibles de bombeo permiten evitar costes, a los sistemas eléctricos, aún sin una elevada potencia eólica. La energía eólica es una energía renovable que contribuye a reducir la emisión de gases contaminantes y ayuda a reducir la dependencia energética exterior. Pero al mismo tiempo la energía eólica es intermitente y su predicción es complicada. La previsión de las desconexiones por exceso de viento es difícil en tiempo y cantidad. La optimización de la energía eólica en un sistema eléctrico requiere el apoyo de energías flexibles y con capacidad de almacenamiento. La centrales hidroeléctricas reversibles poseen ambas características, por lo que son excelentes para la integración de la energía eólica. 18