Resumen
El tradicional uso que se le ha dado a las baterías corresponde a la acumulación de energía para posteriores usos, tan habituales en nuestros vehículos, electrodomésticos, en el sector comunicación, etc. Esta visión del almacenamiento se ha quedado corta hoy en día dados los avances en esta tecnología, como consecuencia de la reducción del costo para almacenar un kWh de energía, así como la posibilidad de gestionar inteligentemente esta acumulación, por medio de monitoreo remoto, aprovechando las mejoras en la seguridad de estos equipos, entre otros aspectos.
Pero uno de los avances más promisorios está justamente en los servicios complementarios, como los aportes que podrían tener las baterías a la descongestión de las redes de transmisión, a la respuesta de la demanda, mejoras en la confiabilidad y muchas más proyecciones para este tipo de dispositivos que hoy en día ya se ven en el país con empresas que incursionan en estas temáticas, como parte de programas innovadores al interior de estas compañías y como respuesta a necesidades del sector.
Abstract
The traditional use that has been given to batteries corresponds to the accumulation of energy for subsequent uses, so common in cars, motorcycles, in the communication sector, etc. This vision of storage has fallen short today given the advances in this technology, as a consequence of the reduction in the cost to store one kWh of energy, as well as the possibility of intelligently managing this accumulation, through remote monitoring, taking advantage of the improvements in the safety of this equipment, among other aspects.
But one of the most promising advances is precisely in complementary services, such as the contributions that batteries could have to the decongestion of transmission networks, to demand response, improvements in reliability and many more projections for this type of service. devices that today are already seen in the country with companies that venture into these topics, as part of innovative programs within these companies or in response to the needs of the sector
Introducción
El almacenamiento de energía, de uso de antaño, es ampliamente conocido en las zonas rurales por medio de baterías pequeñas de 1.5 V para alimentar pequeñas cargas de linternas, radios, electrodomésticos, así como juguetes, pero también, y es un ejemplo de tantos que hay, en las ciudades, oficinas o en cualquier parte, con las baterías en los computadores. Así mismo, conocemos las baterías por nuestra constante interacción y uso en diversos medios de transporte como carros, motos y las modernas patinetas eléctricas “skateboard”. En igual sentido, se han utilizado las baterías en las centrales de comunicación telefónica donde se trabaja con corriente directa, almacenando energía con tensiones tan extrañas como las de -48 V utilizadas en estas latitudes o los 60 V utilizados en Rusia.
Y es que conservar la energía de cualquier forma para ser liberada cuando se necesite parece ser una receta infalible para nuestra vida cotidiana en constante interacción con la tecnología. El fenómeno físico de almacenar energía eléctrica como energía química, generando iones cargados eléctricamente (flujo de electrones que desembocan en ciclos carga-descarga) nos acompañará durante mucho tiempo, puesto que solo es cuestión de analizar la solución que se ofrece hoy en día a la intermitencia o variabilidad de las Fuentes no Convencionales de Energía Renovable (FNCER, tales como la solar FV o eólica): instalar baterías para aportarle confiabilidad a estas fuentes limpias que tienen el inconveniente, por su naturaleza, de tener bajos factores de capacidad al compararlas con otros recursos energéticos como las hidroeléctricas o las térmicas.
Dicho de otra forma, concentrando la atención, por ejemplo, en una granja solar fotovoltaica (una disposición de módulos FV e inversores principalmente), ésta trae un sinnúmero de beneficios ambientales, de diversificación de la matriz energética, de ahorros en los costos de adquisición de la energía (expresado naturalmente en kWh), no obstante, no se tiene el recurso energético disponible las 24 horas.
Las baterías entran a resolver este dilema, permitiendo no solo guardar esta energía en los momentos de escasez (en las noches, baja irradiancia, etc.), sino facilitando unos servicios complementarios que pueden resultar muy atractivos más allá de la intuitiva y sencilla acumulación de energía.
Almacenamiento de electricidad en tres niveles
Una interesante clasificación del almacenamiento de energía es considerarlo en tres puntos o bordes (Moreno, 2023): el primero, en borde de generación, empleado en instalaciones de gran escala, donde se almacena energía para sistemas de generación, de emergencia y los servicios auxiliares. En borde de la red de transporte, cuyo objetivo es el almacenamiento en la red de transmisión nacional (aportando en últimas a un uso eficiente de la energía) y, en tercer lugar, en borde de los puntos de consumo, o del consumidor final, de escalas pequeñas, similar a los usos o aplicaciones que se mencionaron al inicio.
En términos de regulación para esta clasificación, las autoridades en materia energética se han tardado para regularlo en Colombia, siendo necesario, valga aclarar, reglamentar, no como un fin en sí mismo, pero sí como un medio para el avance, el impulso y la solidez de un mercado de almacenamiento de energía, a parte de los preceptos de seguridad que se requieren.
Del almacenamiento en borde de generación y en los puntos de consumo, no se cuenta con regulación particular, solo de manera genérica (por ejemplo, lo indicado en el RETIE) algunas menciones o tendencias de regulaciones de las FNCER en donde se presumía que iban a impactar o cobijar jurídicamente al almacenamiento de energía. Moreno (2023), respecto a lo anterior, enfatiza que el hecho de que no se haya regulado no implica que exista una restricción para desarrollar esta actividad, puesto que “lo que no está prohibido y regulado se puede desarrollar en plena libertad, conforme con los artículos 6 y 333 de la Constitución Política y la jurisprudencia de la Corte Constitucional”.
Acumulación de energía
En cuanto al tipo de batería que se utiliza de manera extensiva a nivel mundial, de acuerdo con CHESS (2023), los sistemas de almacenamiento que utilizan baterías de iones de Litio corresponden a un 93%. Así mismo, se han anunciado varios proyectos de almacenamiento de energía a gran escala a nivel mundial que se considera un crecimiento exponencial. Tal es así que para el 2012 se tenían instalados 146 MW de potencia nominal y, una década después, para el 2022, ya la cifra estaba en 41.314 MW.
Colombia no es ajena a esta tendencia y conservando las proporciones, se cuentan con sistemas aislados, híbridos, entre otras tipologías, que ratifican esta tendencia a nivel mundial. Referente a las baterías, con relación a la regulación o normativa que les aplica, se tiene, en primera instancia, la actual versión del RETIE (Resolución 40117 del 2 de abril de 2024 del Ministerio de minas y Energía), que trae como novedad la inclusión de las baterías.
Inicialmente, se cuenta con el certificado de conformidad de producto, cuyos ensayos de productos, normas internacionales de referencia, entre otros aspectos, se encuentran en el libro 2 de productos, numeral 2.3.3 “baterías o sistemas de acumulación eléctrica”. En la parte de la instalación o montaje, esta información se encuentra en el numeral 3.17.3. Entre otros aspectos importantes, por tratarse de almacenamiento para FNCER, se indica que la profundidad de descarga (tipo ciclo profundo) debe ser superior al 80%, disponer de varios preceptos de seguridad como la existencia de un medio de desconexión fácilmente accesible y visual para los funcionarios de operación o mantenimiento, así como todo el equipamiento para la extinción del fuego y la resistencia de temperatura en cableado, protecciones, etc.
Mucho del almacenamiento que se tiene en nuestro país, a borde de consumo, según la clasificación expuesta al inicio, se presenta en las Zonas No Interconectadas (ZNI). Así es como vemos soluciones híbridas que están operando entre una fracción de horas del día con Plantas Diésel y, por otro lado, con la solución solar más las baterías, para tratar de completar las 24 horas del día. Algunas experiencias:
De igual manera, una solución asilada, en una ZNI, donde se sustituye 100% el consumo de Plantas Diésel por una solución amigable con el medio ambiente como la solar FV, se tiene en La Flor de La Guajira, un sistema solar FV instalado por EPM para la Fuerza Aeroespacial Colombiana. Según información publicada por la compañía, se trata de un sistema off-grid (autónomo, sin conexión a la red convencional), de 333 kWp con el fin de evitar durante su operación 3.720 toneladas de CO2.
Más allá de la acumulación
El uso de las baterías evoluciona, pasando de una concepción de acumulación de energía a unos servicios complementarios y fundamentales hoy en día en los sistemas eléctricos. Previamente podemos recordar una ley del Congreso que, desde un punto de vista jurídico, tiene mayor jerarquía que una resolución de la CREG (normas regulatorias específicas para la industria energética y gasífera):
Este tema del almacenamiento de energía se introduce con rango de ley con la Ley 2099 de 2021 en el que se implanta por primera vez la promoción del desarrollo de sistemas de almacenamiento de fuentes no convencionales, que implica además el uso eficiente de la energía. Al decir “y uso eficiente de la energía” incluye dentro de este concepto almacenamiento en la red y en los puntos de consumo. Es de reconocer que dicha ley declara la actividad de almacenamiento como de utilidad pública e interés social (Moreno, 2023, p. 90).
Se mencionó renglones atrás la jerarquización regulatoria, puesto que, con la ley, se tiene una incidencia mayor, en este caso un impulso al almacenamiento, que lo pone de alcance nacional y con injerencia en todas las entidades del país. No obstante, mediante la Resolución GREG 098 del 2019, se había empezado a hablar de almacenamiento en la red de transmisión nacional y regional con baterías, según se aprecia en el diario oficial de ésta: “por la cual se definen los mecanismos para incorporar sistemas de almacenamiento con el propósito de mitigar inconvenientes presentados por la falta o insuficiencia de redes de transporte de energía en el Sistema Interconectado Nacional” (Comisión Regulación de Energía y Gas, 2019).
Servicios complementarios
Independientemente del éxito o ausencia de este que se haya tenido en el procedimiento de selección (convocatoria pública) que habilitó la mencionada resolución CREG 098 de 2019, fue una gran promoción para el almacenamiento de energía con una visión más completa y evolutiva del mismo, con mayores beneficios.
Se trató de resolver un problema real de restricciones en el departamento del Atlántico y Barranquilla principalmente, por un lado, impactando el sistema de Transformación (220/110 kV) y la Red de transporte (sin soporte de contingencia N-1), ambos sistemas saturados (Jornadas del conocimiento, ISA, 2019). En coherencia con lo anterior, se pretendió definir las responsabilidades que se desprendían para la instalación, operación y mantenimiento, la remuneración de la energía utilizada, con el Centro Nacional de Despacho programando y seleccionando las horas de carga y descarga, así como las garantías, etc.
Algunos años después, deviene la Resolución CREG 101 023 de 2022, como un complemento a la Resolución CREG 098 de 2019, definiendo obligaciones para la calidad del servicio para los sistemas de almacenamiento de energía con baterías (SAEB), tales como las exigencias de reporte de eventos y calidad del servicio previstas para los activos de uso de los Sistemas Regionales de Transmisión.
Concordante con lo expuesto hasta el momento, en el 2022 se publica un estudio, la “Circular CREG 122 de 2022”, con el fin de revisar, analizar y evaluar los servicios complementarios establecidos en el Código de Redes y propuestos en el Mercado de Energía Mayorista para la operación segura, confiable, económica y con calidad del Sistema Interconectado Nacional.
Allí se indicó para los SAEB los servicios complementarios que le aplicaban:
El futuro ya llegó
De acuerdo con XM (2024), en Colombia ya se comenzó a reflejar la integración de las FNCER, producto de un marco regulatorio que ha incentivado esta generación, así como del esfuerzo de empresas nacionales y extranjeras que le apuestan a la transición energética en el país, un accionar que no se detiene, donde se espera que para el 2029-2030, se integren 16 GW de generación basada en inversores.
Se ratifica en consecuencia, con base en la evolución de la capacidad instalada de generación de energía, aunado a los servicios complementarios de los SAEB junto con los déficits en expansión de la transmisión de energía, el papel preponderante que jugarían las baterías. Datos actualizados de XM recalcan:
Teniendo en cuenta los puntos de conexión aprobados por la Unidad de Planeación Minero-Energética, más del 70% de la expansión de la generación será solar; en este entorno, el almacenamiento está llamado a convertirse en el habilitador de la transición energética, como mecanismo de administración de la variabilidad de este tipo de fuentes (2024).
Conclusión
Al considerar el entorno colombiano, su evolución en materia normativa, como habilitante del despliegue que se tiene hoy en día para las FNCER, asociado a unos retos de demoras en entrada de proyectos de energía solar, muy pronunciado en la energía eólica, así como las complejidades de las pruebas que se extienden durante más tiempo del esperado, etc., se espera que para los SAEB se continúe avanzando en los preceptos de seguridad que ya se tienen pero que son susceptibles de mejora, esperando además llegar a una claridad en términos de conexión con sus respectivos requerimientos técnicos y operativos.
El RETIE ha dado un paso adelante con la inclusión de estos equipos en dicho documento, enfocado en la seguridad y calidad o garantía del producto y de la instalación. También, la CREG, con un caso particular para Barranquilla, expidió unas resoluciones que dan una línea a seguir para los siguientes pasos del almacenamiento, dando a entender que deben redoblarse los esfuerzos en este sentido, cuyo enfoque se dirige a los Servicios Complementarios.
Referencias
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*Camilo Andrés Agudelo Sánchez: Ingeniero Electricista, Especialista en Alta Gerencia Estratégica, Especialista en Energías Alternativas, Candidato a Magister en Regulación Energética de la Universidad Externado de Colombia. Profesional Operaciones Negocios, miembro del Equipo Autogeneración Solar – EPM
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