El éxito de la electrificación pasa por eliminar las barreras a las nuevas tecnologías

Los asistentes a la conferencia Electrificación 2018 del Electric Power Research Institute (EPRI) hablaron mucho del concepto de "electrificación beneficiosa". El concepto encierra la idea de que pasar de la energía fósil a la electricidad en el transporte y edificios tiene un tremendo potencial para aumentar drásticamente la flexibilidad de la red, reducir costos de energía, y reducir la contaminación del aire y las emisiones de gases de efecto invernadero. En esta visión positiva, el futuro es totalmente eléctrico.

Sin embargo, a pesar de que electrificar algunos edificios y muchos tipos de vehículos ya es rentable, los veteranos de las políticas eléctricas saben que el cambio rara vez pasa sin ser cuestionado en los sectores altamente regulados. La electrificación beneficiosa generalizada requiere anticipar y eliminar las barreras técnicas e institucionales para aprovechar al máximo las tendencias tecnológicas. A menos que los formuladores de políticas comiencen a prepararse para la ola electrificadora ya, sus beneficios positivos pueden demorarse o no materializarse.

La primera barrera es comprender el comportamiento del cliente. Lograr que los clientes adopten tecnologías eléctricas de manera beneficiosa requiere saber qué incentivos y educación del cliente impulsan el cambio de combustible, y qué esquemas de precios de electricidad (es decir, diseños de tarifas) pueden hacer que el cambio sea aún más rentable para todos.

La segunda barrera es el modelo de negocio eléctrico. Los expertos piensan que la electrificación mejora el modelo de negocio de la red eléctrica porque aumenta la demanda, pero para obtener el máximo rendimiento de la electrificación es necesario incentivar las empresas reguladas para optimizar la carga del vehículo y cambiar las nuevas cargas eléctricas para minimizar los costos y mejorar la flexibilidad del sistema.

¿Qué hace que la electrificación sea beneficiosa?

The Regulatory Assistance Project (RAP) habla de " electrificación beneficiosa " para determinar cuándo los usos finales de electrificación son de interés público. Para que la electrificación se considere beneficiosa, debe cumplir una o más de las siguientes condiciones sin afectar adversamente a las otras dos:

• Ahorra dinero a los consumidores a largo plazo
• Permite una mejor gestión de la red
• Reduce los impactos ambientales negativos

El cumplimiento de estas condiciones es beneficioso para las empresas eléctricas y los clientes, ya que ofrece nuevos servicios y aumenta las ventas. Esto requiere nuevos marcos para que las comisiones de servicios públicos evalúen los beneficios de la electrificación.

Considere las medidas de eficiencia energética. Las métricas para el éxito de estos programas generalmente se centran en la rentabilidad y se reducen los megavatios-horas totales. Los países con políticas ambientales pueden incluir los beneficios sociales de la contaminación y la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. Estas métricas tendrán que revisarse de manera que la electrificación beneficiosa, que puede aumentar la demanda y los costos totales de electricidad, no esté en contra de los propósitos tradicionales de la eficiencia de los servicios eléctricos. Medir e incentivar la electrificación beneficiosa significa considerar una imagen holística de los costos totales de energía del cliente cuando se evalúa la eficiencia.

Electrificación basada en el tiempo y la ubicación

El mejor caso de electrificación surge cuando las compañías eléctricas y los reguladores gestionan activamente el tiempo y la ubicación de los nuevos usos finales eléctricos a nivel local y del sistema general.

Los vehículos eléctricos (EV) ofrecen una gran oportunidad para reducir los costes y eliminar las emisiones locales dañinas, pero debido a que los EV representan nuevas cargas significativas, como un análisis reciente de McKinsey ha demostrado, las tasas de adopción de EV pueden estresar la red y aumentar los costos si la carga no se gestiona de manera efectiva

La electrificación de EEUU ha sido examinada por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), y su escenario de "alta electrificación" 2050 explora los impactos de la demanda a la hora de electrificar la mayoría de las calefacciones y casi todos los vehículos. Aunque la demanda de EV domina el aumento de la carga total en este escenario, la carga máxima se desplaza hacia el invierno en climas más fríos debido al gran impacto estacional de las cargas de calefacción electrificadas.

El escenario de flexibilidad mejorada de NREL también examina qué sucede cuando los usos finales electrificados se desplazan para reducir la demanda máxima. Estos estudios demuestran a fondo los beneficios de administrar la ubicación y el cronometraje de las nuevas cargas a partir de la electrificación. Sin embargo, la cantidad de cambio de carga que sea posible variará según la región y los modelos de negocio que la impulsen. Esto significa que la clave de la electrificación beneficiosa es la creación de un entorno de políticas que maximice la flexibilidad y la eficiencia de los nuevos usos finales eléctricos.

La electrificación de dos oportunidades institucionales y técnicas puede maximizar los beneficios públicos:

• Uso del diseño de tarifas eléctricas para optimizar la demanda y la adopción
• Desarrollar modelos comerciales para administrar y optimizar nuevos usos finales eléctricos

El diseño de tarifas es una herramienta clave para aprovechar al máximo la electrificación. Los clientes con las señales de precio y las herramientas adecuadas para administrar automáticamente sus cargas pueden electrificar a costes aún más bajos sin sacrificar la comodidad. Los dispositivos automatizados controlados por la eléctrica u otro agregador podrían convertirse en recursos del sistema que ayuden a equilibrar la oferta y la demanda, y proporcionar potenciales flujos de ingresos de los clientes. Y las tasas e incentivos correctos ayudarán a promover la electrificación donde la congestión local no sea un problema. Pero esta relación dinámica entre la adopción de la electrificación por parte del cliente, el precio final pagado por la energía, los hábitos de consumo y las tecnologías de automatización no se entiende bien.

Mientras mejor se comprenda esta relación, mejor podrán planificar y afectar las tasas de electrificación las compañías eléctricas. Debido a los impactos de la electrificación localizada, los servicios públicos podrían orientar geográficamente a los clientes con tecnologías de administración de carga, reduciendo todos los costes del sistema del cliente, teniendo en cuenta las preocupaciones sobre la equidad entre clientes. Las compañías eléctricas podrían aprovechar los modelos exitosos de planificación de distribución integrada para alentar otros recursos de energía distribuidos locales complementarios, como la eficiencia y la generación distribuida.

Para mitigar esta brecha de conocimiento, los reguladores y las compañías eléctricas deben pilotar diferentes diseños de tarifas y esquemas de gestión para usos finales electrificados. La experiencia piloto ChargeForward de Pacific Gas & Electric, en California, demuestra el potencial para el futuro desarrollo del programa EV. En el plan piloto, BMW busca optimizar la carga de los clientes en respuesta a dos factores: los precios al por mayor de la energía y la penetración de la energía renovable (que están altamente correlacionados en California). Los clientes pueden ver el valor de la carga cuando la energía es más barata y no tienen que administrar la carga ellos mismos. BMW comparte los datos agregados con la eléctrica, creando un registro de respuesta a los precios que la empresa puede construir en la planificación futura y los esquemas de gestión de recursos.

Electrificación de edificios

La electrificación de edificios también puede aprovechar las tasas variables en el tiempo, en particular los calentadores de agua eléctricos. Debido a que los clientes solo se preocupan por la disponibilidad de agua caliente, no cuando el agua se calienta, las bombas de calor pueden encenderse en tiempos de electricidad de bajo coste, lo que hace que la carga se aleje del pico del sistema. Los calentadores de agua interactivos de red gestionados por la empresa de distribución ya están demostrando su valor para gestionar la frecuencia de la red, el voltaje y la demanda pico en varios proyectos piloto estatales, como se destaca en un informe reciente del Consejo estadounidense para una economía de eficiencia energética.

El desarrollo de modelos comerciales para usos finales eléctricos flexibles puede ayudar a cumplir los objetivos ambientales, mejorar la fiabilidad y reducir los costes energéticos totales de los clientes. Pero no está claro quién debe administrar o gestionará estas cargas flexibles.

Las compañías eléctricas son las principales candidatas, por su conocimiento exclusivo del sistema de distribución, pero la regulación actual del costo del servicio limita la cantidad de servicios de gestión de la demanda flexible que podrán realizar por sí mismas. En su opinión, el aumento de las cargas máximas creadas por la carga no gestionada puede justificar nuevas inversiones en infraestructura, tanto en la red como en las centrales eléctricas. Es un buen negocio para los servicios eléctricos, que quieren contener los costes lo suficiente para mantener contentos a los reguladores y a los clientes, pero carecen de un verdadero incentivo, además de mantener la fiabilidad, para administrar proactivamente el momento y la ubicación de la electrificación para optimizar el uso de activos.

Los incentivos de rendimiento de eficiencia son herramientas comprobadas para motivar a las compañías eléctricas a reducir las ventas. Los objetivos de eficiencia alineados con los objetivos de las políticas estatales y locales deben capturar con precisión los ahorros de carbono como resultado del cambio de combustible, incluso si aumenta la carga eléctrica. Los reguladores pueden aprovechar estos mecanismos y crear incentivos de desempeño que incorporen la eficiencia del uso total de energía en lugar de solo el uso de electricidad. Se deberán desarrollar nuevas medidas de eficiencia bajo estos mecanismos, como CO2 / valor para el cliente, donde se consideran los beneficios ambientales, o las facturas totales de energía como una nueva alternativa métrica de asequibilidad a las facturas totales de electricidad.

Estos cambios pueden complementarse con nuevos mecanismos de incentivos de rendimiento y de fijación de tarifas basados en el desempeño para animar a las eléctricas a que administren estos usos finales como recursos del sistema que desplazan a las centrales eléctricas y reducen las emisiones. Por ejemplo, los incentivos para reducir la demanda pico y mejorar el factor de carga (la relación entre la demanda pico y la demanda promedio) alentarán a las compañías eléctricas a cambiar la carga del vehículo y otros usos finales eléctricos en los tiempos en que la energía es más cara.

Estos próximos pasos en la electrificación beneficiosa abren nuevas líneas de trabajo para las eléctricas y los reguladores. También requieren explorar modelos como los nuevos diseños de tarifas basados ​​en el valor y los esquemas de administración de recursos basados ​​en incentivos, la creación de tarifas basada en el desempeño y los nuevos modelos comerciales de servicios públicos, anticipándose a los cambios en los servicios regulados de gas natural. Solo entonces se podrá alcanzar el nivel de electrificación previsto por EPRI y otros.