Renovables e Inteligencia
Energía Eléctrica en el Uruguay Jornadas de Ingeniería Matemática 18 de Setiembre de 2014
Universidad Católica – Set 2014 Gonzalo Casaravilla
Costos de Generación Esperado
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
USD
/MW
h
5% PROBABILIDAD
MEDIO ESPERADO
10% PROBABILIDAD
HIDRAULICA
TERMICA
Opciones de cambio para Uruguay
Claves del cambio: Economía, fortaleza, soberanía
y cuidado ambiental Objetivo Principal: ECONOMIA
CV + fd/fcPP = LCoE ∗ (*) PPs incluye costos de integración a la red
COSTOS TOTALES
PP(*) CV fd fc
FUENTE USD/MWhINTERMI
TENTEPUNTA
SEGUIM de
CARGA
EN LA BASE
USD/ MWh
USD/ MWh % %
SOLAR FOTOVOLTAICA 94 • • 16 0 100 17BIOMASA 120 • • 60 60 85 85EOLICA EN TIERRA 69 • 30 0 100 44GEN. DE PUNTA c/GAS 258 • • 14,5 135 85 10GEN. DE PUNTA c/GASOIL 368 • • 14,5 245 85 10CARBON 183 • 60 70 85 45CICLO COM. c/GAS 155 • • 23 104 85 38CICLO COMB. c/GASOIL 240 • • 23 188 85 38
FORMA DE DESPACHO
ALTE
RNAT
IVA
CON
VEN
CIO
NAL
Cambio de la Matriz de Abastecimiento • Rápido crecimiento Eólica
• 1300 MW a fines de 2016
• Respaldo con Ciclo Combinado de 530 MW • TG+TG+TV (180+180+170 MW)
• Regasificadora de GNL • 10 MM/m3/día (50% para Uruguay)
• Fuerte Interconexión Alternativa con Brasil • 500 MW en 500 kW
• Potenciar el Sistema de Transmisión • Subestaciones y Redes
Potencia Instalada al 2016
1538 1538 1538 1538
487 870 1224 1404
1200
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
1992 2009 2013 2016
POTE
NCI
A [M
W]
SOLAR EOLICA BIOMASA TERMICA HIDRAULICA
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019
USD
/MW
h
5% PROBABILIDAD
MEDIO ESPERADO
10% PROBABILIDAD
Costos de Generación Esperado
Si no se hubiese cambiado radicalmente la matriz de generación, en el año 2016 la
generación costaría un 40% más
800 a
300:
AÑO DE LLUVIA MEDIA
90% RENOVABLES 45 % HIDRO 30% EOLICA 15% BIOMASA
Cambios de la Matriz de Generación
EÓLICA (93 MW)
BIOMASA NETA (264 MW)
GEN RENOVABLES PRIVADOS
EÓLICA 1ª. ETAPA (150 MW)
ZENDA (3,2 MW)
GEN PRIVADA CON GAS NATURAL
GEN EÓLICA UTE
EÓLICA EXISTENTE (20 MW)
Eólica 2 y 1/2 (437 MW)
BIOMASA FUTURA (40 MW)
UTE (137 MW)
2ª ETAPA: Eólica 2 y ½ (150 MW)
PV - Solar Fotovoltaica (257 MW)
UTE EN S.A. (390 MW)
UTE - ELETROBRÁS (199 MW)
UTE – EXPANSIÓN (500 MW)
Proyectos con dificultades
GEN EÓLICA K39607 Y EXT.
EÓLICA 2ª. ETAPA (192 MW)
MINI HIDRÁULICAS (21 MW)
CASABLANCA
B A
I
MONTEVIDEO
NEPTUNIA
LA FLORESTA
PAN DE AZÚCAR
SAN CARLOS
MALDONADO
PANDO
SUÁREZ
ROCHA
CASTILLOS
CHUY LASCANO
JOSÉ P.VARELA
ENRIQUE MARTÍNEZ
RÍO BRANCO
TERRA
LIBERTAD
RODRÍGUEZ A.CORRIENTES
CANELONES
CARDONA
NUEVA HELVECIA
CONCEPCIÓN
COLONIA ELÍA
MERCEDES
CONCHILLAS
ROSARIO
CONCORDIA
SALTO GRANDE ARGENTINA
ARAPEY
TOMÁS GOMENSORO ARTIGAS
RIVERA
TACUAREMBÓ
PALMAR
SALTO GRANDE URUGUAY
VERGARA
SAN LUIS
ARROZAL 33
RINCÓN DE RAMÍREZ
MANUEL DÍAZ
STEL
CUCP
SOLYMAR
LAS TOSCAS
LAS PIEDRAS
C
LIVRAMENTO
CONVERSORA DE FRECUENCIA
EFICE
ALUR 5
PONLAR 7
BIOENER 11,5
LIDERDAT 4,85
NUEVO MANANTIAL 11,8
PALMATIR 50
MONTES DEL PLATA 80
DOLORES
ESTRELLADA
Vientos de Pastorale_49,2
Ladaner_50
PINTADO
PAYSANDÚ
Cadonal_50
Red Prevista 2023 – T1
GENERACIÓN EXISTENTE, CONTRATADA, ADJUDICADA
COLONIA J.P. TERRA 67,2
PV 0,48
COLINIA ARIAS 70
COLONIA RUBIO RENTNG 65
PALOMAS
ARBOLITO 50
ARERUNGUÁ 80
5
PV 5 PV 5
PV 50
PV 66
SALTO PV 10
AGUA LEGUAS_100
PV 40
PV 10
PV 30
PV 5
YOUNG
GALOFER 12,5
CONVERSORA MELO
TREINTA Y TRES
CUCHILLA PERALTA
116
VALENTINES
VALENTINES 70
125
TRINIDAD
ASTIDEY
NUEVA PALMIRA
COLONIA
KENTILUX 17,2
FLORIDA
Polesine_50
|
FINGANO 50
Vengano_40
LUZ DE LOMA 20
LUZ DE MAR 18
LUZ DE RÍO 50
SALTO 50
TACUAREMBÓ 150
CONV. MELO 100
PANDO 50
BIFURCACIÓN
JOSÉ IGNACIO
PUNTA DEL ESTE
SAN CARLOS 150
MINAS PV 0,48
CENTRAL GEN. LIBERTADOR I 15
GEN. EOLICA MINAS 42
LAS ROSAS 1
BIOENERGY 40
FENIROL 10
WEYERHAEUSER 5 PAMPA 140
MELO
CONTRATOS FUTUROS BIOMASA
40
CEBOLLATÍ
FRAY BENTOS
COLONIA
COLONIA JUAN LACAZE
Cobra ing. Uy_48,6
CENTRAL BATLLE
CTR
CENTRAL GEN. LIBERTADOR I 50
CARACOLES 20
UPM - UTE 18+19
UPM 40
DURAZNO Astidey_50
BAYGORRIA
CARDAL 500
PUNTA DEL TIGRE
S.VÁZQUEZ
SAN JAVIER 0
LAS PIEDRAS 0
ZENDA 3,2
SAN JAVIER
Darinel_50
R_Del_Sur_50
AGROLAND 0,25
Molino de Rosas_ 50
ANDRESITO 50
Estrellada_ 50
TOGLEY 7,75 L.LANAS BLENGIO
0,9
LUMIGANOR 9,9
ENGRAW 1,8
PV 10
PV 5
PV 5 PV 5
PV 10
Central Gen. Libertador II_50
TACUARÍ I 9.2
TACUARÍ II 6.6
PASO SEVERINO 5
ARATIRÍ PUERTO 20 MW
ARATIRÍ MINERA 170 MW
Generación Distribuida, Renovables, GNL, Redes e Interconexiones
500 MW
70 MW
2000 MW
La optimización supuso venta de excedentes a bajo precio y que toda la energía eólica se pagará sea despachada o no.
Un día ventoso de Invierno
Matriz Optima 2040
28.000 GWh/year 10.300 GWh/year
1538 1538 1538 1538
1224 1404 1540 1540
1200
50004600
1250 2300
1800 2000
4950
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
2013 2016 2040 2040
MW
SOLAR
EOLICA
BIOMASA
TERMICA
890 CC650 TG
SOLAR a94 USD/MWh
SOLAR a69 USD/MWh
EOLICA a69 USD/MWh
Perfil diario Valor Esperado VERANO
BIEN
BIEN MAL
Perfil diario Valor Esperado INVIERNO
BIEN/POBRE
MEJOR BIEN
Correlación Mensual BIEN
M. BIEN MAL
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Ener
gía
espe
rada
/ en
ergí
a m
edia
mes
Eolica
Hidro
Solar FV
Demanda
EOLICA y DEMANDA: MUY BIEN SOLAR y HIDRO en VERANO: BIEN SOLAR y DEMANDA en INVIERNO: MAL
Setiembre 2014: 384 MW operativos
PORCENTAJE
GENERACION
UTE: “Somos amigos del viento, del agua y del sol”.
Variabilidad de la Eólica
384 MW
20 y 21 /8
Demanda Neta 1/1/2027
Automatic Generation Control (AGC) on all the Hidro Generators and Gas Turbines
Uruguay has plenty of spinning reserve for the next 20 years
Desvío Hidráulica acumulada AÑOS
Desvío Eólica acumulada MESES
Desvío Solar acumulada MESES
Valor de los pronósticos MAS INFORMADO vs. MENOS INFORMADO
Eólica: Desafíos y Oportunidades • Optimización: Generación, Redes y Operación
• Intercambios Regionales • Despacho Optimo en base a Pronósticos Climáticos • Control Automático de Carga (AGC) • Gestión de la Demanda
• Operar y Mantener los aerogeneradores • Centro de entrenamiento
• Centrales de Acumulación • Bombeo Reversible • Celdas de Combustible (Hidrógeno) y/o Baterías • Baterías del Transporte Eléctrico
Flota de autos Eléctricos de UTE Julio de 2014: primeras 30… La mayor flota en Sud América 2020: BSS con baterías hasta su fin de vida útil
¿Cuándo entra el Bombeo y Acumulación?
Bombeo y Acumulación
¿2020?
¿2030?
Definición Smart Grid (1) Una red inteligente es una red eléctrica que
puede integrar de manera eficiente el comportamiento y las acciones de todos los usuarios conectados a ella - generadores, consumidores y aquellos que hacen ambas cosas - con el fin de garantizar el sistema de energía económicamente eficiente, sostenible, con bajas pérdidas y altos niveles de calidad y seguridad del suministro.
CEN-CENELEC-ETSI Smart Grid Coordination Group
UTE y las Redes Inteligentes
RENOVABLES, INTERC. y GNL
RESPALDO TERMICO FLEX.
FILTRADO DE VOLATILIDADES
DESPACHO OPTIMO
OPTIMIZACION DE LA GENERACION
OPTIMIZACION DE LAS REDES
OPTIMIZACION DE LA OPERACION
UTE = Suministro de Energía Eléctrica con sostenibilidad ECONOMICA, SOCIAL y AMBIENTAL
GESTION DE LA DEMANDA
CONOCIMIENTO DEL CLIENTE
TECNOLOGIAS ESPECIFICAS
MATRIZ DE ABASTECIMIENTO OPTIMA
GESTION OPTIMA
Por que la efervescencia • Empresas proveedoras, consultores,
académicos, gobiernos, reguladores y empresas eléctricas quieren lograr que se hagan las necesarias inversiones en un marco de modelo de negocio fraccionado que no permite a los agentes por separado visualizar claramente quién las hace y cómo se remuneran.
• La definición que adopta la norma internacional [2] muestra que el término RI es más comercial que técnico.
Redes Inteligentes en Uruguay
• Gracias a la escala de Uruguay y a la condición de UTE de empresa verticalmente integrada, lo que para el mundo es un problema para nosotros es una fortaleza inigualable.
• En Uruguay, la gestión inteligente de las redes eléctricas es en definitiva lo que hace y debe hacer UTE.
Gestión de la Demanda (y Oferta) • Optimización de la Generación
• Compra y venta de Gas a partir de la Regasificadora • Pronóstico de mediano y corto plazo • Despacho Optimo con almacenes de agua y gas • Intercambios Regionales • Oferta de paquetes temporales a clientes*
• Optimización de la Red • Tarifas horarias* • Productos con capacidad de gestión temporal*
• *Señal Tarifaria para cada hora del año • *AMI: Infraestructura Avanzada de Medida
Tarifa Red Inteligente - tRI
• Tarifa para cada hora del año (365x24 horaria) • Depende de:
– costo de generación (señal energética) – congestión local de la red (señal potencia)
• Accesible públicamente en internet
Esquema AMI de Uruguay (1)
MEDIDOR BASICO
INTELIGENTE
DEMANDA NO GESTIONABLE
FIBRA OP o
MODEM CEL
RED ELECTRICA
INTERNET
SERVIDOR DE UTE tRI y ALMACENAMIENTO
MBI
Esquema AMI de Uruguay (2)
MEDIDOR BASICO
INTELIGENTE
DEMANDA NO GESTIONABLE
DEMANDA GESTIONABLE
DISPOSITIVO INTELIGENTE DE GESTION
RED ELECTRICA
INTERNET
SERVIDOR DE UTE tRI y ALMACENAMIENTO
MBI
DIG
FIBRA OP o
MODEM CEL
AMI=MBI+DIG • AMI: Infraestructura Avanzada de Medida • MBI: Medidor Básico Inteligente
– Registra consumos horarios y los almacena temporalmente – Se comunica con servidor por internet – Encriptado propietario de UTE (confidencialidad garantizada)
• DIG: Dispositivo Inteligente de Gestión • Consulta tarifa tRI a servidor de UTE • Se comunica con servidor por Internet – Adopta valores por defecto si no hay comunicación – Gestiona demandas específicas
Desafíos y plan de acción • Desarrollar y maximizar retorno de
inversiones en infraestructura - Compra , venta de GNL y regasificación en el exterior, - Compra/venta de energía eléctrica en la región, - Gestión de la demanda - Desarrollo de transporte eléctrico, - Innovación en la comercialización de paquetes energéticos.
• Desarrollo de capacidades de análisis, planificación y operación óptima
• Gestión, Gestión y más Gestión.
La integración vertical de los modelos de negocios es una fortaleza y una oportunidad para optimizar generación variable y demanda gestionable.
N° 1 150 kW
año 2000
Parque Juan Pablo Terra - Artigas
Agosto 2014 67.2 MW Artigas - Uruguay
Renovables e InteligenciaCostos de Generación EsperadoOpciones de cambio para UruguayCambio de la Matriz de AbastecimientoPotencia Instalada al 2016Costos de Generación EsperadoCambios de la Matriz de GeneraciónNúmero de diapositiva 8Un día ventoso de InviernoMatriz Optima 2040Perfil diario Valor Esperado VERANOPerfil diario Valor Esperado INVIERNOCorrelación MensualSetiembre 2014: 384 MW operativosVariabilidad de la EólicaDemanda Neta 1/1/2027Número de diapositiva 17Desvío Hidráulica acumulada AÑOSDesvío Eólica acumulada MESESDesvío Solar acumulada MESESValor de los pronósticosEólica: Desafíos y OportunidadesFlota de autos Eléctricos de UTE¿Cuándo entra el Bombeo y Acumulación?Bombeo y AcumulaciónNúmero de diapositiva 30Definición Smart Grid (1)UTE y las Redes InteligentesPor que la efervescenciaRedes Inteligentes en UruguayGestión de la Demanda (y Oferta)Tarifa Red Inteligente - tRIEsquema AMI de Uruguay (1)Esquema AMI de Uruguay (2)AMI=MBI+DIGDesafíos y plan de acciónNúmero de diapositiva 41Parque Juan Pablo Terra - Artigas