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Pronóstico, la historia hasta ahora y la ruta por delante

Forecasting, the story so far and the route ahead

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Daniel Antonio Herrmann

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Manager Renewables Advisory - Mexico

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En la última década ha habido un enorme desarrollo de capacidad eólica instalada alcanzando 400 GW. Durante este tiempo, las capacidades de pronóstico de energía eólica han avanzado significativamente. Pero, ¿cómo continuarán las previsiones de energía eólica para hacer avanzar la industria eólica y ayudar a maximizar el valor de la energía renovable?

En la última década ha habido un enorme desarrollo de capacidad eólica instalada alcanzando 400 GW. Durante este tiempo, las capacidades de pronóstico de energía eólica han avanzado significativamente. Pero, ¿cómo continuarán las previsiones de energía eólica para hacer avanzar la industria eólica y ayudar a maximizar el valor de la energía renovable?

El viento no siempre sopla y el sol no siempre brilla. A diferencia de las plantas de energía de combustibles fósiles convencionales que pueden programar su generación, la producción de una planta de energía renovable es tan cambiante como el clima. Un parque eólico no puede generar energía sin una brisa. Por lo tanto, ser capaz de comprender y predecir los patrones climáticos puede afectar considerablemente la rentabilidad de un proyecto de aerogenerador o parque eólico.

A medida que se conectan más fuentes renovables a la red, se vuelve esencial una previsión precisa a corto plazo. Los pronósticos precisos brindan importantes beneficios financieros y sociales para las partes interesadas a lo largo de la cadena de valor de la energía, lo que permite operaciones de red confiables y una mejor toma de decisiones para los comerciantes. Dado que la previsión contribuye a hacer de las energías renovables una fuente de energía viable y económica, desempeña un papel clave para contribuir a la transición energética y mejorar la calidad del aire para un medio ambiente más saludable para la sociedad.

En 2010, la capacidad mundial de parques eólicos era de alrededor de 200 GW. Pero en el transcurso de la última década se han instalado 400 GW. Este aumento significativo en las instalaciones de parques eólicos ha asegurado que cada año se produzca más energía a partir de fuentes de energía limpia y renovable y que se genere menos a partir de plantas de energía de combustibles fósiles, como el carbón y el gas. Esta es una noticia particularmente buena para los países que desean cumplir con los objetivos de reducción climática legalmente vinculantes para 2050, ya que el carbón produce alrededor de 980 gramos de dióxido de carbono por kilovatio-hora y gas natural alrededor de 465 gramos de dióxido de carbono por kilovatio-hora. Por lo tanto, el aumento del uso del viento en los últimos diez años ha ahorrado miles de millones de emisiones de gases de efecto invernadero y ha hecho que el aire sea un poco más limpio para que todos respiremos.

Ha habido algunos avances increíbles dentro de la industria durante este tiempo, como la tecnología innovadora de grandes turbinas marinas, mejoras en el diseño de cimientos y nuevas técnicas de instalación. Pero uno de los desarrollos menos apreciados se ha producido durante la fase operativa de un proyecto de parque eólico, en forma de pronóstico de producción de energía. La previsión de energía eólica no es un concepto nuevo, existe desde hace más de 15 años. Sin embargo, su capacidad para ayudar a los propietarios y operadores a predecir y maximizar el valor de la producción de energía se ha acelerado durante la última década, a medida que los mercados de energía están madurando para integrar las energías renovables.

Mercado global de pronósticos

El enfoque clave para el pronóstico de energía a corto plazo ha estado tradicionalmente en la precisión de los pronósticos diarios en Europa y América del Norte. Con pronósticos diarios más precisos, los comerciantes pueden minimizar los costos de desequilibrio y maximizar el valor de la energía que comercializan.

Con el desarrollo del mercado único de la electricidad en Europa, un número cada vez mayor de países forman parte ahora del mercado único diario. En 2018, vimos que el Mercado Único de Electricidad en la isla de Irlanda se unió al mercado, y Grecia ha sido la incorporación más reciente en diciembre de 2020. Esperamos ver una mayor expansión geográfica del mercado en Europa del Este. A medida que se conectan más energías renovables a la red, los participantes del mercado están cada vez más interesados en operar en los mercados intradiarios. Debido a la variabilidad de las energías renovables, los comerciantes pueden elegir estrategias de licitación para reducir los riesgos participando en el mercado intradiario en lugar del diario, y el mercado europeo está evolucionando para proporcionar un mercado de electricidad intradiario interzonal único de la UE para este cambio de requisitos. En otras partes del mundo, como América del Norte y Australia, también se está observando un cambio de enfoque hacia los pronósticos intradiarios con mayor granularidad.

En países donde las energías renovables están creciendo, pero los mercados de comercio de electricidad aún no se han establecido, principalmente en Asia y África, estamos observando un aumento en los operadores de redes que solicitan a los productores de energía que proporcionen pronósticos diarios e intradiarios. En algunos países existen sanciones asociadas con pronósticos inexactos, y esto proporciona un incentivo para la provisión de pronósticos precisos para minimizar los costos de desequilibrio para los productores de energía.

De cara al futuro, esperamos que el almacenamiento de energía desempeñe un papel clave en la integración de las energías renovables, ya que se convierten en una opción económicamente viable cada vez más para resolver los problemas de variabilidad asociados con las energías renovables. A lo largo de esta transición, esperaríamos ver un aumento en la demanda de programación de despacho económico para soluciones de almacenamiento, donde se espera que los pronósticos precisos de generación a corto plazo, junto con los pronósticos de precios, sean insumos cruciales.

¿Qué ha cambiado en la previsión de energía eólica?

Durante la última década, las capacidades de pronóstico de energía eólica han avanzado significativamente. Aunque el enfoque de conjunto de modelos múltiples que combina datos de modelos meteorológicos, reducción de escala aplicada y optimización sigue siendo relevante, los avances en la tecnología informática han permitido que los modelos meteorológicos se ejecuten a resoluciones mucho más altas y se actualicen con mayor frecuencia. Esto proporciona entradas más precisas para los modelos de pronóstico de energía. Las agencias meteorológicas también han reconocido el crecimiento de la industria de la energía eólica y han comenzado a proporcionar pronósticos de 100 metros sobre el nivel del suelo que son más relevantes para el propósito de la previsión de energía eólica. Esto no estaba comúnmente disponible hace una década.

En los últimos años, los avances en los modelos de aprendizaje automático han tenido un impacto significativo en las metodologías de pronóstico, al ayudar a capturar mejor las variaciones en la generación de energía eólica y solar, especialmente para sitios que eran difíciles de pronosticar con precisión utilizando metodologías estadísticas tradicionales. El último desarrollo de DNV GL de modelos de aprendizaje automático ha dado como resultado una mejora de hasta un 2% de error absoluto medio (MAE como% de capacidad instalada), en comparación con la metodología de pronóstico tradicional de DNV GL. Sobre la base de un estudio de caso realizado en 2019, DNV GL descubrió que el beneficio potencial de una mejora del 2% MAE en los pronósticos diarios puede estar en la región de 1 GBP / MWh de ingresos adicionales en el mercado de Gran Bretaña. Esto puede suponer 1,3 millones de libras esterlinas adicionales al año para un parque eólico marino de 500 MW. Este valor añadido ha sido reconocido por varios comerciantes.

De cara al futuro, esperaríamos ver avances técnicos en áreas donde los requisitos clave del mercado energético están cambiando, como pronósticos intradiarios de mayor frecuencia. A medida que el enfoque cambia hacia el tiempo real (menos de 5 minutos), el intercambio de datos eficiente y confiable será clave para garantizar que se entreguen pronósticos altamente precisos a los usuarios finales.

Las previsiones precisas han respaldado la integración de las energías renovables durante la última década y esperamos que sigan desempeñando un papel clave en la transición energética durante la próxima década.

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