{"id":2943,"date":"2019-01-21T00:29:38","date_gmt":"2019-01-20T23:29:38","guid":{"rendered":"http:\/\/albertorios.eu\/?p=2943"},"modified":"2019-01-22T14:50:52","modified_gmt":"2019-01-22T13:50:52","slug":"iquitos-sistemas-renovables-y-almacenamiento-energetico","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/albertorios.eu\/?p=2943","title":{"rendered":"IQUITOS: SISTEMAS RENOVABLES Y ALMACENAMIENTO ENERG\u00c9TICO"},"content":{"rendered":"

El 23 de noviembre del a\u00f1o 2018, por Resoluci\u00f3n Ministerial del MINEM, se cre\u00f3 una Comisi\u00f3n Sectorial con el objetivo de formular propuestas para garantizar el desarrollo energ\u00e9tico integral y sostenible de la Regi\u00f3n Loreto. Asimismo, en el Segundo Simposio de Energ\u00edas Renovables, organizado por la Universidad de Piura, en diciembre del a\u00f1o pasado, el Presidente del COES indic\u00f3 la necesidad de profundizar y analizar la informaci\u00f3n existente sobre proyectos de integraci\u00f3n de instalaciones renovables con almacenamiento energ\u00e9tico en el SEIN. La presente propuesta responde al desaf\u00edo planteado por el Presidente del COES y proporciona informaci\u00f3n de inter\u00e9s para la Comisi\u00f3n Sectorial de Desarrollo Energ\u00e9tico Integral y Sostenible de la Regi\u00f3n Loreto en relaci\u00f3n al dise\u00f1o e implementaci\u00f3n de un sistema renovable de generaci\u00f3n el\u00e9ctrica con almacenamiento energ\u00e9tico en bater\u00edas en la ciudad de Iquitos. En un anterior art\u00edculo se describi\u00f3 la propuesta del dise\u00f1o e implementaci\u00f3n en Iquitos de un sistema de aprovechamiento de los residuos s\u00f3lidos urbanos y de sistema de generaci\u00f3n solar fotovoltaico con almacenamiento de energ\u00eda. El sistema de aprovechamiento de residuos s\u00f3lidos urbanos, con 15 MW de potencia instalada, suministrar\u00eda energ\u00eda en base, mientras que la central solar fotovoltaica, con una potencia instalada de 180 MW y un sistema almacenamiento de energ\u00eda de 90 MW-4 horas, se encargar\u00eda del seguimiento horario de la demanda el\u00e9ctrica a lo largo del d\u00eda. El sistema anteriormente indicado se podr\u00eda combinar con la integraci\u00f3n masificada de peque\u00f1os sistemas fotovoltaicos en edificios p\u00fablicos, residenciales, comerciales e industriales de la ciudad de Iquitos, permitiendo reducir la potencia instalada de una gran instalaci\u00f3n fotovoltaica centralizada. Sin embargo, la mencionada propuesta de integraci\u00f3n solar fotovoltaica distribuida ser\u00e1 desarrollada en otro art\u00edculo.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

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Tecnolog\u00edas de Almacenamiento Energ\u00e9tico <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Los sistemas de almacenamiento energ\u00e9tico se clasifican en mec\u00e1nicos, el\u00e9ctricos, electro-qu\u00edmicos, t\u00e9rmicos y pilas de hidr\u00f3geno. Las bater\u00edas electro-qu\u00edmicas disponen de un rango de potencia desde 1 kW hasta 100 MW y de un tiempo de descarga de algunos segundos a varias horas, figura 1 y figura 2. En tanto que las centrales hidr\u00e1ulicas de bombeo y los sistemas de compresi\u00f3n de aire tienen un rango de potencia entre 100 MW y 1 GW y un tiempo de descarga de varias horas. <\/p>\n\n\n\n

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Figura 1: Clasificaci\u00f3n y caracter\u00edsticas t\u00e9cnicas de los sistemas de almacenamiento energ\u00e9tico, Climat Council of Australia. <\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Figura 2: Rangos de potencia, vol\u00famenes de energ\u00eda y tiempos de descarga de los sistemas de almacenamiento energ\u00e9tico, ATA Insights. <\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

En el a\u00f1o 2017, la potencia instalada global de los sistemas de almacenamiento de bombeo hidr\u00e1ulico fue de 169 mil MW, el 97,8% del total de sistemas de almacenamiento actualmente existentes en el mundo, figura 3. Aproximadamente unos 3840 MW se distribuyen entre diferentes sistemas de almacenamiento energ\u00e9tico como los sistemas de aire comprimido, CAES, volantes de inercia y bater\u00edas el\u00e9ctricas, entre las que destacan las bater\u00eda de ion-litio, plomo \u00e1cido, sulfuro de sodio y las prometedoras bater\u00edas de flujo, que exigen un an\u00e1lisis especial. Entre los a\u00f1os 2007 y 2017, la potencia instalada global de las bater\u00edas de ion-litio han experimentado un incremento del 99%, alcanzando a finales del a\u00f1o 2017 una valor de 2600 MW y conformando el 77% del total de la potencia instalada de los sistemas de almacenamiento electro-qu\u00edmicos. Es importante indicar que las bater\u00edas de sulfuro de sodio, NaS, con 530 MW ya superaron a los sistemas de almacenamiento de aire comprimido, figura 3. <\/p>\n\n\n\n

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Figura 3: Potencia instalada de diferentes sistemas de almacenamiento energ\u00e9tico en el a\u00f1o 2017, Department of Energy. <\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Los sistemas de almacenamiento energ\u00e9tico participan activamente en diferentes servicios auxiliares y funcionalidades del sistema el\u00e9ctrico, tabla 1. As\u00ed, por ejemplo, las centrales de bombeo pueden participar en el ajuste de los precios en las horas pico y en la disposici\u00f3n de capacidad de reserva de potencia en periodos de tiempo de 2 a 6 horas. Los ultracondensadores y los volantes de inercia se pueden emplear para el seguimiento de las rampas de generaci\u00f3n de los sistemas renovables y en el control de tensi\u00f3n y frecuencia en periodos de algunos segundos a 15 minutos. <\/p>\n\n\n\n

Por otro lado, las bater\u00edas electro-qu\u00edmicas avanzadas pueden participar en pr\u00e1cticamente todas los servicios auxiliares y funcionalidades exigidas por los modernos sistemas el\u00e9ctricos con alta penetraci\u00f3n de sistemas renovables de generaci\u00f3n el\u00e9ctrica y con una elevada necesidad de flexibilizar los procedimientos de control y operaci\u00f3n en la red de distribuci\u00f3n el\u00e9ctrica y en la gesti\u00f3n inteligente de la demanda, tabla 1. <\/p>\n\n\n\n

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Tabla 1: Funcionalidades de los diferentes sistemas de almacenamiento energ\u00e9tico en la operaci\u00f3n del sistema el\u00e9ctrico, IFC & ESMAP.<\/strong> <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

De las actuales bater\u00edas electro-qu\u00edmicas se podr\u00eda destacar a las que probablemente tienen un prometedor rango de innovaci\u00f3n: las bater\u00edas de ion litio, de flujo redox y de plomo \u00e1cido avanzadas, figura 4. La masificaci\u00f3n de las bater\u00edas de ion-litio se debe fundamentalmente a su acelerada reducci\u00f3n de precios y a sus caracter\u00edsticas t\u00e9cnicas, especialmente a su reducido nivel de degradaci\u00f3n con los a\u00f1os, la elevada profundidad de descarga y ciclos de descarga, 5% en 5 a\u00f1os, entre el 90% y 95%, y entre 1000 y 10000 ciclos, respectivamente, figura 5 y tabla 2. Las bater\u00edas de flujo disponen de un reducido nivel de degradaci\u00f3n con el paso de los a\u00f1os, 0,7%, que implica una reducci\u00f3n de gastos en el reemplazo de bater\u00edas, adem\u00e1s de un elevado n\u00famero de ciclos de descarga, m\u00e1s de 10000, y de un elevado potencial de reducci\u00f3n de costes, entre 2016 y 2030 se podr\u00eda reducir su precio de 500 $\/kWh a 120 $\/kWh, seg\u00fan IRENA. Entre las bater\u00edas de flujo, las m\u00e1s evolucionadas son las bater\u00edas de flujo redox de vanadio. Sin embargo, la eficiencia de las bater\u00edas de flujo es sustancialmente inferior a las bater\u00edas de litio, 70% frente a 95% de las bater\u00edas de ion-litio. No obstante, las bater\u00edas de flujo evolucionan r\u00e1pidamente hacia el manejo de grandes vol\u00famenes de energ\u00eda y reducidos tiempos de descarga. <\/p>\n\n\n\n

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Figura 4: Rangos de potencia, vol\u00famenes de energ\u00eda y tiempos de descarga de las bater\u00edas electro-qu\u00edmicas m\u00e1s importantes, ATA Insights. <\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Figura 5: Niveles de degradaci\u00f3n y potencial de reducci\u00f3n de costes de las bater\u00edas electro-qu\u00edmicas, ATA Insights.<\/strong> <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Tabla 2: Caracter\u00edsticas t\u00e9cnicas de diferentes sistemas de almacenamiento energ\u00e9tico en bater\u00edas electro-qu\u00edmicas, IFC & ESMAP.<\/strong> <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

La evoluci\u00f3n de los costes de los sistemas de almacenamiento energ\u00e9tico est\u00e1 estrechamente relacionado con la implementaci\u00f3n de nuevos proyectos, figura 6 y 7. En la figura 6 se observa el gran potencial de reducci\u00f3n de precios que existe para las bater\u00edas de ion-litio y de flujo que podr\u00edan pasar de algo m\u00e1s de 800 $\/kWh, en el a\u00f1o 2014, a menos de 400 $\/kWh, en el a\u00f1o 2024. <\/p>\n\n\n\n

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Figura 6: Evoluci\u00f3n esperada de los costes de sistemas de almacenamiento entre los a\u00f1os 2014 y 2024, IFC & ESMAP.<\/strong>
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Figura 7: Evoluci\u00f3n esperada de la potencia instalada de los sistemas de almacenamiento energ\u00e9tico entre los a\u00f1os 2016 y 2025, FCI.<\/strong> <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

En la figura 7 se observa que la potencia instalada en sistemas energ\u00e9ticos de almacenamiento alcanzar\u00eda un valor superior a 20 GW e ingresos superiores a 25 mil millones de d\u00f3lares. En el a\u00f1o 2025, China y Estados Unidos concentrar\u00e1n m\u00e1s de la mitad de la potencia instalada global, algo m\u00e1s de 12 GW. Previsiones m\u00e1s actualizadas de la evoluci\u00f3n de los precios de los sistemas de almacenamiento de ion-litio, que incluye no s\u00f3lo las celdas, bater\u00edas y sistemas de control electr\u00f3nico sino tambi\u00e9n la instalaci\u00f3n, costes de ingenier\u00eda y ejecuci\u00f3n de los proyectos, y puesta en marcha de los sistemas de almacenamiento indican que los costes de inversi\u00f3n de las bater\u00edas de ion-litio se podr\u00edan reducir de 818 $\/kWh a 229 $\/kWh entre el 2015 y 2020, figura 8. <\/p>\n\n\n\n

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Figura 8: Evoluci\u00f3n esperada de los costes de los sistemas de almacenamiento de ion-litio entre los a\u00f1os 2015 y 2020, Taylor Gunn, Cobank.<\/strong> <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Finalmente, en noviembre del a\u00f1o 2018, se present\u00f3 el estudio \u201cLazard\u2019s Levelized Cost of Storage Analysis \u2013 Version 4.0\u201d, que eval\u00faa y presenta un an\u00e1lisis comparativo de los precios nivelados de los sistemas de almacenamiento energ\u00e9tico. En la figura 9 se observa que una instalaci\u00f3n solar fotovoltaica con un sistema de almacenamiento energ\u00e9tico, basada en bater\u00edas de ion-litio, para su conexi\u00f3n al sistema el\u00e9ctrico, actualmente, oscila entre 108 $\/MWh y 140 $\/MWh. Valores muy competitivos, incluso para el sistema el\u00e9ctrico aislado de Iquitos, con costes de generaci\u00f3n di\u00e9sel superiores a 200 $\/MWh, sin considerar el beneficio medioambiental y la insostenibilidad de continuar con un sistema de generaci\u00f3n basado en un recurso f\u00f3sil caro, escaso y contaminante.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 9: An\u00e1lisis comparativo de los costes nivelados de los sistemas de almacenamiento de ion-litio en el a\u00f1o 2018, Lazard.<\/strong> <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

La evoluci\u00f3n de los costes de las bater\u00edas de flujo de vanadio y zinc tambi\u00e9n son muy competitivas en la actualidad, con la ventaja que en las bater\u00edas de flujo, a diferencia de las bater\u00edas de ion-litio, no existe posibilidad de sobrecalentamiento e incendio de la celda por inestabilidad t\u00e9rmica. <\/p>\n\n\n\n

Sistemas Solares Fotovoltaicos con Almacenamiento en Bater\u00edas Electro-qu\u00edmicas<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\nEl\n9 de enero del a\u00f1o 2019, en Hawaii, la empresa de distribuci\u00f3n\nel\u00e9ctrica Kaua\u02bbi\nIsland Utility Cooperative inaugur\u00f3\nla\ninstalaci\u00f3n fotovoltaica Lawa\u2019i\nSolar de\n28 MW de potencia instalada con un sistema de almacenamiento de 20MW\n\u2013 5 horas, capaz de suministrar 100 MWh\nen\n5 horas, el sistema de almacenamiento en bater\u00edas el\u00e9ctricas m\u00e1s\ngrande del mundo en la actualidad.\nEl Estado de Hawaii tiene como objetivo\nsuministrar el 100%\nde la demanda el\u00e9ctrica anual\ncon energ\u00edas\nrenovables en el a\u00f1o\n2045. La nueva\ninstalaci\u00f3n fotovoltaica con almacenamiento suministrar\u00e1 el 11% del\ntotal de la demanda el\u00e9ctrica anual de la isla de Kaua\u2019i y\npermitir\u00e1 que el 50% del suministro el\u00e9ctrico total sea de origen\nrenovable. El coste de la energ\u00eda\nsuministrada por la instalaci\u00f3n solar fotovoltaica con\nalmacenamiento ser\u00e1 de 110 $\/MWh, gracias\na la firma de un contrato de\nventa de energ\u00eda, PPA, durante 25 a\u00f1os,\nque garantiza un\nahorro de 3,7 millones de galones de diesel cada a\u00f1o, con un coste\naproximado de 11 millones de d\u00f3lares anuales.\n \n<\/p>\n\n\n\n

Por otro lado, en enero del presente a\u00f1o, la mayor empresa suministradora de energ\u00eda el\u00e9ctrica del Estado de Hawaii, Hawaiian Electric Industries, present\u00f3 al organismo gubernamental regulador de empresas p\u00fablicas de los Estados Unidos, Public Utilities Commission, para su revisi\u00f3n 7 propuestas de proyectos solares fotovoltaicos con almacenamiento, con una potencia a instalar de 262 MW y 262 MW\/1024MWh, tabla 3. Se observa que los precios propuestos en los proyectos solares con almacenamiento oscilan entre 80 y 120 $\/MWh, muy por debajo de los 330 $\/MWh que cuesta generar energ\u00eda el\u00e9ctrico quemando derivados de petr\u00f3leo. El ejemplo de Hawaii es de particular importancia para la ciudad de Iquitos, puesto que tanto las ciudades de Hawaii como Iquitos conforman islas el\u00e9ctricas sin conexi\u00f3n a los sistemas el\u00e9ctricos convencionales.<\/p>\n\n\n\n

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Tabla 3: Propuestas de proyectos solares fotovoltaicos con almacenamiento en bater\u00edas a instalar en Hawaii, USA, PV Magazine.<\/strong> <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Conclusiones<\/strong><\/p>\n\n\n\n

La soluci\u00f3n propuesta por el Estado peruano para garantizar el suministro el\u00e9ctrico a Iquitos es la construcci\u00f3n de la Central T\u00e9rmica de Iquitos Nueva y de la L\u00ednea de Transmisi\u00f3n de Moyobamba-Iquitos. El coste de inversi\u00f3n inicial de la l\u00ednea era de 499 millones de d\u00f3lares, que posteriormente se elev\u00f3 a 798 millones de d\u00f3lares, lo que hubiese implicado un pago anual de 112 millones de d\u00f3lares durante 30 a\u00f1os, en total 3 mil 360 millones de d\u00f3lares a pagar por los usuarios finales por la construcci\u00f3n, operaci\u00f3n y mantenimiento de una l\u00ednea transmisi\u00f3n de casi 600 kil\u00f3metros. Otra corruptela m\u00e1s a investigar por el Poder Judicial peruano. Aunque el proyecto se paraliz\u00f3 eso no exime que se realice una investigaci\u00f3n sobre este posible pernicioso negociado. Adem\u00e1s, el impacto medioambiental de la construcci\u00f3n y operaci\u00f3n de la l\u00ednea Moyobamba-Iquitos se ha calculado en base a una deforestaci\u00f3n potencial de m\u00e1s de 24000 hect\u00e1reas y unas emisiones equivalentes a m\u00e1s de 4 millones de toneladas de CO2<\/sub>, seg\u00fan un estudio coordinado por Alberto Chirif, denominado \u201cDeforestaci\u00f3n en tiempos de cambio clim\u00e1tico\u201d. El impacto econ\u00f3mico de la deforestaci\u00f3n y de las emisiones de efecto invernadero ser\u00edan equivalentes a 174 millones de d\u00f3lares.<\/p>\n\n\n\n

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Tabla 4: Caracter\u00edsticas t\u00e9cnicas y econ\u00f3micas de los sistemas de generaci\u00f3n propuestos para la ciudad de Iquitos.<\/strong> <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

En resumen, el Estado peruano estaba decidido a pagar entre 2 mil 250 y 3 mil 360 millones de d\u00f3lares y trasladar un impacto de 174 millones a las comunidades amaz\u00f3nicas en concepto de deforestaci\u00f3n y emisiones de gases de efecto invernadero, sin cuantificar el enorme impacto social por la llegada de colonos y traficantes de madera y recursos naturales. <\/p>\n\n\n\n

Hoy, el Estado peruano con una inversi\u00f3n cercana a 500 millones de d\u00f3lares podr\u00eda garantizar el suministro de energ\u00eda el\u00e9ctrica a Iquitos, empleando recursos renovables y solucionar el grave problema de la contaminaci\u00f3n medioambiental por el p\u00e9simo sistema de recogida y tratamiento de residuos s\u00f3lidos urbanos en la ciudad de Iquitos. Si la l\u00ednea de transmisi\u00f3n hubiese suministrado 900 MWh diarios durante 30 a\u00f1os, considerando un pago anual de 75 millones de d\u00f3lares por la l\u00ednea de transmisi\u00f3n, el coste de la energ\u00eda el\u00e9ctrica hubiese superado los 228 $\/MWh, mientras que si se hubiese pagado 112 millones de d\u00f3lares anuales por la operaci\u00f3n y mantenimiento de la l\u00ednea de transmisi\u00f3n, el coste de la energ\u00eda el\u00e9ctrica en la ciudad de Iquitos hubiese superado los 340 $\/MWh. <\/p>\n\n\n\n

En\nresumen, los\nmiles de millones de d\u00f3lares\nque el Estado ten\u00eda presupuestado pagar\ndurante 30 a\u00f1os\npor una l\u00ednea de transmisi\u00f3n con un gran impacto social y\nmedioambiental, los\npuede invertir en la licitaci\u00f3n, construcci\u00f3n y\noperaci\u00f3n de\nun sistema de aprovechamiento de residuos s\u00f3lidos urbanos y una o\nvarias centrales solares fotovoltaicas\ncon almacenamiento en bater\u00edas de ion-litio,\nadem\u00e1s, de la modernizaci\u00f3n de la redes de distribuci\u00f3n de la\nciudad de Iquitos, con unas\nperdidas el\u00e9ctricas promedio superiores al 12%.\n\n \n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

El 23 de noviembre del a\u00f1o 2018, por Resoluci\u00f3n Ministerial del MINEM, se cre\u00f3 una Comisi\u00f3n Sectorial con el objetivo de formular propuestas para garantizar el desarrollo energ\u00e9tico integral y sostenible de la Regi\u00f3n Loreto. Asimismo, en el Segundo Simposio … Sigue leyendo →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":2944,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[7,6,5,1],"tags":[],"class_list":["post-2943","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-energias-renovables","category-modelo-energetico","category-petroleo","category-sector-electrico"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/albertorios.eu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2943","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/albertorios.eu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/albertorios.eu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/albertorios.eu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/albertorios.eu\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=2943"}],"version-history":[{"count":10,"href":"https:\/\/albertorios.eu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2943\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2978,"href":"https:\/\/albertorios.eu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2943\/revisions\/2978"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/albertorios.eu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/2944"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/albertorios.eu\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=2943"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/albertorios.eu\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=2943"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/albertorios.eu\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=2943"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}