El término Smart Grid se define más comúnmente como una red eléctrica que ha sido digitalizada para permitir la comunicación bidireccional entre productores y consumidores. [1] El objetivo de Smart Grid es actualizar la infraestructura eléctrica para incluir tecnología sensorial, de control y de comunicación más avanzada con la esperanza de aumentar la comunicación entre consumidores y productores de energía. Los beneficios potenciales de una Smart Grid incluyen una mayor confiabilidad, un uso más eficiente de la electricidad, una mejor economía y una mayor sostenibilidad.
El concepto de Smart Grid comenzó a surgir a principios de la década de 2000. Desde entonces, muchos países han estado buscando una red inteligente. Cada país tiene su propia definición única de Smart Grid basada en sus propias políticas y objetivos. Por lo tanto, cada país se acerca un poco a lograr una Smart Grid. [2]
A continuación se muestra una descripción general de las principales leyes y proyectos de redes inteligentes en países seleccionados.
África
Sudáfrica
Sudáfrica tiene Smart Grid Los esfuerzos se centran en tres objetivos: aumentar la penetración de la generación renovable, descarbonizar su generación de electricidad y mejorar la confiabilidad y disponibilidad de la red.
Esfuerzos de redes inteligentes
1. Aumento de la penetración de la generación renovable
Para lograr el objetivo de aumentar la generación renovable, Sudáfrica comenzó a organizar subastas de energía renovable en 2010. [3] Las tecnologías elegibles incluyen eólica terrestre, solar térmica, solar fotovoltaica, biomasa, biogás, gas de vertedero y pequeñas centrales hidroeléctricas. Los productores de energía independientes (IPP) pueden ofertar entre 1 y 75 MW y los ganadores reciben su tarifa de licitación durante 25 años. A 2013 se habían contratado 2,47 GW de capacidad renovable. [4]
2. Generación de electricidad descarbonizada
Para lograr el objetivo de descarbonizar su generación de electricidad, Sudáfrica está empleando tres estrategias. El primero es incorporar más generación renovable a través de las subastas de energía IPP discutidas anteriormente. La segunda estrategia consiste en aumentar su generación de gas. La Actualización del Plan Integrado de Recursos (IRP) de Sudáfrica de 2013 proyectó que para 2030 se construirían 800 MW de cogeneración , 2,37 GW de turbina de gas de ciclo combinado (CCGT) y 3,9 GW de turbina de gas de ciclo abierto (OCGT). [4] La tercera estrategia que se está considerando es un límite de emisiones, un impuesto al carbono o un presupuesto de carbono. El objetivo de cualquiera de los dos mecanismos sería mantener las emisiones de la generación de electricidad entre 95 y 193 millones de toneladas por año (TM / a) para 2050. [4]
3. Mejorar la confiabilidad y disponibilidad de la red
Para abordar el objetivo final de mejorar la confiabilidad y disponibilidad de la red, Sudáfrica planea expandir sus redes de transmisión y distribución. [4] El PIR de 2013 identificó cinco corredores de líneas de transmisión que serían necesarios para ayudar a conectar la nueva generación a los centros de demanda. [4]
Asia
porcelana
Los esfuerzos de las redes inteligentes de China se centran en tres áreas clave. La primera área de enfoque es la expansión de la generación, para abordar el crecimiento explosivo de la demanda de electricidad durante los últimos 20 años; que se espera que continúe. [5] La segunda área de enfoque se correlaciona con la expansión de la generación y se centra en la expansión de los sistemas de transmisión y distribución de electricidad de China. La tercera área de enfoque de China es la reducción del impacto ambiental de su sector de generación de electricidad.
Esfuerzos de redes inteligentes
1. Expansión de generación
China está siguiendo una estrategia de todas las anteriores para satisfacer las necesidades de su generación. El carbón y el petróleo representan actualmente la gran mayoría del mix de generación de China y esta tendencia continuará con su plan de expansión de generación. [6] China tiene planes de construir nueve nuevas plantas de carbón para 2015. [7] China también incluirá la generación nuclear en su plan de expansión. El duodécimo plan quinquenal dicta que se instalarán 40 GW en 2015. [7] China también tiene planes para expandir su generación renovable. La mayor expansión provendrá de la energía hidroeléctrica, que se espera que se amplíe a 120 GW. [7] La expansión de la generación eólica incluirá 70 GW de capacidad y la generación solar incluirá 5 GW de capacidad instalada. [7]
2. Expansión de la transmisión
Para respaldar el agresivo plan de expansión de generación, existen amplios planes para expandir la transmisión también. La expansión de las líneas de transmisión ayudará a China a conectar la nueva generación a los centros de demanda e integrar las siete redes eléctricas independientes que existen actualmente en China. [7] [8] Gran parte de la nueva transmisión de China serán líneas de voltaje ultra alto (UHV). [8] Las líneas UHV deberían transferir energía a un costo menor con menos pérdidas. El 21 de mayo de 2009, China anunció un marco agresivo para la implementación de Smart Grid. En comparación con EE. UU. Y Europa, la red inteligente china parece estar más centrada en la transmisión. [9]
3. Reducción de emisiones
Para abordar las preocupaciones sobre las emisiones, el duodécimo plan quinquenal dicta que las emisiones de CO 2 se reducirán en un 17% por unidad de PIB. [7] Para lograr este objetivo, China tiene dos iniciativas planificadas para el sector eléctrico. Primero, aumentar la eficiencia energética hasta que el consumo se reduzca en un 16% por unidad de PIB para 2015. Esto se logrará con la implementación de varios programas de educación del consumidor y aplicaciones de medidores inteligentes para que los consumidores puedan ser informados sobre el uso de la electricidad. [7] El duodécimo plan quinquenal también analiza la instalación de subestaciones inteligentes y algoritmos de control inteligentes para reducir las fluctuaciones de voltaje y mejorar la calidad de la energía, lo que aumentará la eficiencia eléctrica. [7] La segunda iniciativa consiste en reducir la contaminación generada por las plantas de carbón. China ha invertido mucho en tecnología de carbón limpio (CCT) para abordar las emisiones de las plantas de carbón. [7] China está implementando CCT en todas las plantas nuevas y cerrando las plantas más antiguas que son más contaminantes. [10]
Como parte de su plan actual de 5 años, China está construyendo un sistema de monitoreo de área amplia (WAMS) y para 2012 planea tener sensores PMU en todos los generadores de 300 megavatios y más, y todas las subestaciones de 500 kilovoltios y más. Toda la generación y transmisión está estrictamente controlada por el estado, por lo que los estándares y los procesos de cumplimiento son rápidos. Se cumplen estrictamente los requisitos para utilizar las mismas PMU del mismo fabricante chino y estabilizadores que se ajusten al mismo estado especificado. Todas las comunicaciones se realizan a través de banda ancha utilizando una red privada, por lo que los datos fluyen hacia los centros de control sin retrasos importantes. [11]
India
República de Corea
El gobierno coreano ha lanzado un programa piloto de $ 65 millones en la isla de Jeju con los principales actores de la industria. El programa consiste en un Sistema de Red Inteligente totalmente integrado para 6000 hogares; Los parques eólicos y cuatro líneas de distribución están incluidos en el programa piloto. Esto demuestra el alcance del compromiso de Corea con un futuro ambientalmente viable.
Corea planea recortar el consumo total de energía en un 3% y reducir el consumo total de energía eléctrica en un 10% antes de 2030. El gobierno también planea reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en 41 millones de toneladas para este momento. El gobierno ha anunciado que emprenderá una implementación de Smart Grid a nivel nacional para 2030.
En enero de 2010, Corea dio un paso adelante significativo en sus esfuerzos por afianzarse en el sector mundial de redes inteligentes, llegando a un acuerdo con el estado de Illinois para desarrollar y probar tecnologías para redes inteligentes en conjunto. Las dos partes firmaron un memorando de entendimiento con el Departamento de Comercio de Illinois para establecer un programa piloto para crear tecnología de redes inteligentes en una instalación en la isla de Jeju. Según el plan, las tecnologías que se desarrollan a través de esta asociación y que se consideran viables para la comercialización se implementarán tanto en Illinois como en las ciudades coreanas. Las dos partes acordaron lanzar un modelo comercial para una red inteligente en la isla de Jeju-do y aplicarlo en Seúl y Chicago más adelante. El Instituto de Investigación de Electrotecnología de Corea y otros centros locales relacionados se unirán con el Laboratorio Nacional Argonne de Illinois y la Universidad de Chicago para probar y desarrollar tecnologías.
Se establecerá un comité de cooperación conjunta para elaborar un programa de cooperación detallado para los próximos tres años. El gobierno coreano busca completar la instalación de redes inteligentes en el país para 2030 y establecer otras 27,000 o más estaciones de carga de energía para autos eléctricos. Se inyectará un total de 27,5 billones de wones según la hoja de ruta. El gobierno planea manejarlo desarrollando tecnología central, nuevos mercados, nueva infraestructura y atrayendo inversiones voluntarias de las empresas.
Australia
Australia
El gobierno australiano se ha comprometido a invertir $ 100 millones en redes inteligentes. [12] La convocatoria de propuestas del gobierno federal para estudiar la tecnología de redes inteligentes en 2009 fue seguida por un anuncio de un equipo ganador en junio de 2010. El estudio, destinado a aumentar la conciencia y la participación de los clientes en el uso de la energía y establecer la gestión de la demanda distribuida y la generación distribuida. La administración comenzará en el verano de 2010. EnergyAustralia, anunciada como la empresa líder en el consorcio patrocinado por el gobierno federal para estudiar Smart Grid en Australia, construirá la red inteligente en cinco sitios en Nueva Gales del Sur con socios IBM, Grid Net, un San Francisco- empresa de software de energía basada en GE Energy. La red inteligente basada en WiMAX admitirá aplicaciones como la automatización de subestaciones y los vehículos eléctricos híbridos enchufables (PEV), y en última instancia también admitirá 50.000 medidores inteligentes y 15.000 dispositivos domésticos (IHD).
En Australia, la adopción de redes inteligentes se ve obstaculizada por la falta de obligaciones de nivel de servicio en las empresas de distribución de electricidad para conectar dispositivos de generación distribuida de manera oportuna. [13]
Europa
Iniciativas de la Unión Europea
El desarrollo de tecnologías de redes inteligentes forma parte de la iniciativa Plataforma Tecnológica Europea (ETP) y se denomina plataforma tecnológica SmartGrids [1] . La Plataforma Tecnológica Europea SmartGrids para las Redes Eléctricas del Futuro comenzó a funcionar en 2005. Su objetivo es formular y promover una visión para el desarrollo de las redes eléctricas europeas de cara a 2020 y más allá. [14]
El concepto de Smart Grids en Europa
El concepto mismo de Smart Grids, que ahora comienza a implementarse, fue desarrollado en 2006 por la Plataforma Tecnológica Europea para Smart Grids. Dicho concepto se refiere a una red eléctrica que puede integrar de manera inteligente las acciones de todos los usuarios conectados a ella - generadores, consumidores y aquellos que hacen ambas cosas - con el fin de entregar de manera eficiente un suministro eléctrico sostenible, económico y seguro. La Plataforma Tecnológica Europea identifica que la red inteligente emplea productos y servicios innovadores junto con tecnologías inteligentes de monitorización, control, comunicación y autorreparación para:
- Facilitar mejor la conexión y operación de generadores de todos los tamaños y tecnologías. [15]
- Permitir que los consumidores participen en la optimización del funcionamiento del sistema. [15]
- proporcionar a los consumidores mayor información y opciones para elegir el suministro. [15]
- Reducir significativamente el impacto medioambiental de todo el sistema de suministro eléctrico. [15]
- mantener o incluso mejorar los altos niveles existentes de fiabilidad, calidad y seguridad del suministro del sistema. [15]
- mantener y mejorar los servicios existentes de manera eficiente y fomentar la integración del mercado hacia un mercado europeo integrado. [15]
Implementación de medidores inteligentes en los países miembros y transición a una red inteligente
La UE tiene como objetivo reemplazar el 80% de los contadores de electricidad actuales por contadores inteligentes para 2020 siempre que el análisis de costes y beneficios demuestre un resultado positivo. [16] Este despliegue de contadores inteligentes y redes inteligentes puede reducir las emisiones en la UE hasta en un 9% y el consumo anual de energía de los hogares en cantidades similares.
El 30 de noviembre de 2016, la Comisión publicó una propuesta en la que establecía que todos los consumidores deberían tener derecho a solicitar un contador inteligente a su proveedor. Los contadores inteligentes deberían permitir a los consumidores aprovechar los beneficios de la digitalización progresiva del mercado de la energía a través de varias funciones diferentes. Los consumidores también deberían poder acceder a contratos dinámicos de precios de la electricidad. [17] Un informe de la Comisión de 2014 sobre el despliegue de la medición inteligente encontró:
- Cerca de 200 millones de contadores inteligentes de electricidad y 45 millones de gas se desplegarán en la UE en 2020. Esto representa una inversión potencial de 45 000 millones de euros. [17]
- Para 2020, se espera que casi el 72% de los consumidores europeos dispongan de un contador inteligente de electricidad. Aproximadamente el 40% tendrá uno para el gas. [17]
- el coste de instalación de un contador inteligente en la UE se sitúa en promedio entre 200 € y 250 €. [17]
- de media, los contadores inteligentes suponen un ahorro de 160 € en gas y 309 € en electricidad por punto de medida (distribuidos entre consumidores, proveedores, operadores de redes de distribución, etc.) así como un ahorro energético medio del 3%. [17]
Reino Unido
Redes inteligentes
El Smart Grid Forum había identificado que la tecnología inteligente daría a los consumidores de energía un mayor control de su uso de energía, facturas, mayor seguridad de suministro y permitiría el uso de menos carbono. También había indicado que la integración de las redes inteligentes con la tecnología regular podría ahorrar hasta £ 12 mil millones para 2050 y generar 9,000 empleos adicionales y crear un mercado de exportación de £ 5 mil millones. [18]
Contadores inteligentes
Para completar la transición a las redes inteligentes, el Reino Unido planea implementar 53 millones de medidores inteligentes en 26 millones de hogares entre 2015 y 2020. [19] Iniciado por el Departamento de Energía y Cambio Climático bajo la coalición Cameron-Clegg de 2010 a 2015 y ahora. Según el Departamento de Negocios, Energía y Estrategia Industrial y la Oficina de Mercados de Gas y Electricidad , se estima que el (despliegue de) medidores inteligentes costará £ 11 mil millones, proporcionando a la economía británica un beneficio neto de £ 6,7 mil millones. Smart Energy UK identifica los diferentes roles de seis partes interesadas involucradas en el despliegue de medidores inteligentes:
- Gobierno: instalación de medidores inteligentes, creación de una nueva red de comunicaciones inalámbricas y garantía de que todos obtengan los beneficios
- Ofgem: asegurarse de que los consumidores estén protegidos durante la etapa de cimentación, la etapa de instalación y mucho más allá, y garantizar que los proveedores de energía se adhieran a los estándares establecidos en el Código de prácticas de instalación de medición inteligente (SMICOP)
- The Data Communications Company: una agencia de Ofgem que proporciona la infraestructura de comunicaciones que maneja los datos de los medidores inteligentes y se asegura de que los medidores inteligentes envíen la información correcta para garantizar que las facturas sean precisas.
- Proveedores de energía: venta y montaje de contadores inteligentes; Deben cumplir con las reglas y regulaciones establecidas en el Código de Práctica (SMICOP), lo que incluye asegurarse de que las personas sepan cómo funcionan los medidores inteligentes y cómo controlar sus datos.
- Smart Energy GB: información sobre los beneficios de los contadores inteligentes y ayuda a los clientes a comprender cómo utilizarlos en los hogares
- Socios de Smart Energy GB: organizaciones de confianza, organizaciones benéficas e individuos que trabajarán con Smart Energy GB para informar al público sobre los contadores inteligentes. [20]
América del norte
Estados Unidos
El apoyo a las redes inteligentes se convirtió en política federal con la aprobación de la Ley de Seguridad e Independencia Energética de 2007 . [21] La ley, Título 13, establece $ 100 millones en financiamiento por año fiscal de 2008 a 2012, establece un programa de contrapartida para los estados, los servicios públicos y los consumidores para construir capacidades de redes inteligentes, y crea una Comisión de Modernización de la Red para evaluar los beneficios de la demanda. respuesta y recomendar los estándares de protocolo necesarios. [22] La Ley de Seguridad e Independencia Energética de 2007 ordena al Instituto Nacional de Estándares y Tecnología que coordine el desarrollo de estándares de redes inteligentes, que luego la FERC promulgaría a través de la reglamentación oficial . [23]
Las redes inteligentes recibieron más apoyo con la aprobación de la Ley de Recuperación y Reinversión Estadounidense de 2009 , que reservó $ 11 mil millones para la creación de una red inteligente.
Sudamerica
Brasil
Los esfuerzos de Smart Grid de Brasil se han centrado principalmente en diversificar sus fuentes de generación y mejorar la infraestructura de la red eléctrica. Hay tres fuerzas impulsoras detrás de ese enfoque. La primera fuerza impulsora es el alto crecimiento de la demanda eléctrica de los últimos veinte años que se prevé que continúe. [24] [25] Brasil está haciendo grandes esfuerzos para mantenerse al día con la creciente demanda de electricidad y es un factor importante en sus decisiones de política de redes inteligentes. La segunda fuerza impulsora es su actual dependencia excesiva de la hidroelectricidad. La fuerte dependencia de Brasil de la energía hidroeléctrica hace que su suministro de electricidad sea vulnerable a la escasez durante las temporadas de sequía. La agenda de políticas de redes inteligentes de Brasil tiene la intención de abordar esto fomentando el desarrollo de otras fuentes de generación de electricidad. La tercera fuerza impulsora son las elevadas pérdidas no técnicas de Brasil. [26] Brasil espera implementar tecnología moderna de redes inteligentes para reducir estas pérdidas.
Esfuerzos de redes inteligentes
1. Subastas de generación de energía alternativa
Brasil está trabajando arduamente para abordar la diversidad de la generación de electricidad mediante la implementación de subastas de energía para una variedad de fuentes de generación de energía. La biomasa es una de las fuentes en las que Brasil está invirtiendo para diversificar su mezcla de generación. La biomasa representa actualmente la tercera fuente de generación de electricidad más grande de Brasil. [24] La biomasa es una fuente preferible en Brasil debido a la prevalencia de la agricultura, especialmente la caña de azúcar y su temporada alta de generación se correlaciona bien con la temporada del valle hidroeléctrico. [27] En 2012, Brasil introdujo una nueva enmienda que requeriría que los distribuidores locales adquirieran al menos 2 GW de generación de biomasa cada año durante 10 años. [28] Además de fomentar la inversión en generación de biomasa, Brasil también está promoviendo la generación eólica. De manera similar a la generación de biomasa, el viento es una fuente preferible porque su temporada alta de generación también se correlaciona con la temporada del valle hidroeléctrico. El potencial de generación eólica se estima en 143,5 GW. [27] Brasil inició subastas de energía para energía eólica en 2009 y espera tener una capacidad instalada de 11 GW. [29] También se organizaron subastas de generación de electricidad solar a partir de 2013. [30] El mercado solar en Brasil es mucho más pequeño que el mercado de energía eólica y biomasa, pero está creciendo con la ayuda del gobierno.
2. Implementación del medidor inteligente
Además de la expansión de la generación, Brasil también está planificando un extenso despliegue de medidores inteligentes. En 2012, la autoridad reguladora de la electricidad de Brasil decretó que todos los nuevos consumidores residenciales y rurales recibirán un medidor inteligente. Los clientes existentes que deseen tener una red inteligente pueden solicitar una. [31] Green Tech Media estima que se instalarán 27 millones de medidores inteligentes para 2030. [32] Brasil espera que la instalación de medidores inteligentes ayude a reducir sus pérdidas no técnicas. [33]
Ver también
- Red inteligente unificada (EE. UU.)
- Protocolo de red inteligente abierto
Referencias
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