Estrategias óptimas del agregador de demanda: desde la licitación hasta la ejecución

Mattia Barbero

Cristina Corchero García

la dirección de Cristina Corchero García, del grupo Energy System Analytics, del Institut de Recerca en Energia de Catalunya - IREC

Europa se encuentra en plena revolución energética. El viejo paradigma, donde las grandes centrales eléctricas producían energía y los consumidores pasivos la consumían, está llegando a su fin. La penetración de las energías renovables distribuidas y la electrificación del consumo cambiarán la forma en que se produce, gestiona y consume la electricidad. Además, la situación sociopolítica actual intensifica la necesidad de que Europa ponga fin a su dependencia energética de otros países y de los combustibles fósiles. Los ciudadanos están ahora más comprometidos con el medio ambiente y desean participar activamente en la transición energética. En este contexto, los avances en el Internet de las Cosas (IdC) permiten la recopilación de datos y el control remoto de diferentes dispositivos. Al mismo tiempo, las directivas europeas incentivan a los consumidores a participar activamente en los mercados eléctricos. Sin embargo, no es fácil gestionar la coexistencia de consumidores y generadores en los mismos mercados, debido a sus diferencias intrínsecas. Los agregadores de demanda son la nueva figura del mercado eléctrico que situará a los consumidores en el centro del sistema eléctrico. La función de los agregadores es agregar, ofrecer y gestionar la flexibilidad de los diferentes consumidores en los mercados eléctricos. La flexibilidad de la demanda es la capacidad de un consumidor para modificar su consumo en función de determinadas situaciones, como el precio de la electricidad o las necesidades de la red. Esta tesis doctoral explora las estrategias óptimas de un agregador que gestiona la flexibilidad de diferentes consumidores en los mercados de electricidad y flexibilidad, desde la elaboración de ofertas hasta la ejecución en tiempo real. Para lograr este objetivo, la tesis analiza primero la regulación de cuatro mercados europeos, con el fin de detectar barreras y facilitadores para el desarrollo comercial a gran escala de agregadores de demanda. A continuación, la tesis explora el funcionamiento óptimo del agregador de demanda: 1) la tesis propone tres algoritmos para predecir el consumo de cuatro tipos de consumidores y propone una metodología para compararlos; 2) el trabajo propone modelos para predecir la flexibilidad de diferentes activos energéticos y permitir ofrecer esta flexibilidad en diferentes mercados; y 3) la tesis propone dos nuevos modelos de optimización para permitir la participación combinada de consumidores en los mercados de electricidad y flexibilidad en tiempo real. Los resultados demuestran la viabilidad técnica y económica de la participación de agregadores de demanda en los mercados analizados y la novedad de la metodología propuesta. También se identifican diferentes líneas de investigación futuras. A pesar de las dificultades del contexto, basándose en los algoritmos y el conocimiento desarrollados durante esta tesis, el autor, junto con su director, fundó BambooEnergy en 2020. BambooEnergy es una empresa creada para comercializar el software desarrollado durante la tesis, haciendo realidad la agregación de la demanda en España. Esta tesis presenta un caso de éxito de lo que comenzó con los primeros pasos en un entorno de investigación, convirtiéndose en una empresa disruptiva en el contexto de la gestión de la demanda agregada.

Posibles clientes y problema resuelto para ellos: Las funcionalidades desarrolladas permiten a cualquier entidad convertirse en agregador de demanda gestionando su cartera de clientes para ofrecer flexibilidad al mercado. Al mismo tiempo, permite a los consumidores finales desbloquear su potencial de flexibilidad, poniendo a los consumidores en el centro del sistema eléctrico. - Comercializadoras de energía: Para las comercializadoras de energía es muy difícil diferenciarse de la competencia y están en una transformación hacia la conversión en empresas de servicios energéticos (ESE). Hoy en día en España son las únicas que pueden actuar como agregadoras y nunca han operado activos físicos ni participado en mercados de flexibilidad. La tecnología desarrollada será un habilitador para que sean agregadores de demanda y ofrezcan este nuevo servicio a sus clientes. La tecnología desarrollada durante la tesis les ayudará de las siguientes maneras: o Diferenciarse de la competencia ofreciendo nuevos servicios a sus clientes. o Encontrar una nueva fuente de ingresos comerciando en mercados de flexibilidad. o Mejorar su imagen corporativa, siendo innovadores y responsables con el medio ambiente. o Ofrecer las tarifas más baratas a sus clientes aprovechando la flexibilidad disponible. - Gestor de activos y consumidor final: Los consumidores finales pueden aprovechar su flexibilidad adaptando su consumo a las horas más económicas. De esta forma, pueden generar ahorros directos en su factura. Además, los consumidores finales también pueden participar directamente o a través de la figura del agregador de demanda en los mercados de flexibilidad para obtener ingresos adicionales. La tecnología desarrollada ayuda a los consumidores finales a: o Generar ahorros e ingresos adicionales gracias a la gestión de la flexibilidad (entre el 5 y el 10 % del coste total de la electricidad). o Reducir las emisiones de CO2 y, en consecuencia, mejorar la responsabilidad social y corporativa. La flexibilidad de la demanda favorece indirectamente la integración de las energías renovables en la red y sustituye directamente las plantas de generación de combustibles fósiles en los mercados de flexibilidad. o Digitalizar y automatizar sus procesos energéticos. Esto implica tener más conocimiento sobre cómo se consume la energía en sus procesos y ayuda a detectar posibles mejoras en la eficiencia energética. - Gestor de comunidades energéticas: Las comunidades energéticas son un nuevo impulsor de la transición energética. La nueva regulación permite a las personas colaborar en proyectos energéticos como el autoconsumo colectivo, el comercio colectivo de energía o la inversión en baterías colectivas. La tecnología desarrollada ayuda a las comunidades energéticas a: o Monitorear y gestionar activos energéticos compartidos, como sistemas fotovoltaicos, baterías o cargadores de vehículos eléctricos. o Reducir los costos energéticos dentro de la comunidad maximizando el autoconsumo y reduciendo los picos de demanda. Esto significa que las comunidades energéticas pueden alcanzar un retorno de la inversión más rápido. o Permitir que las comunidades energéticas participen en mercados de flexibilidad para obtener ingresos adicionales y aprovechar su flexibilidad para consumir durante las horas más económicas.

Revolución Energética; Recursos Renovables Distribuidos; Electrificación del Consumo; Dependencia Energética; Combustibles Fósiles; Transición Energética; Internet de las Cosas (IoT); Mercados Eléctricos; Agregadores de Demanda; Flexibilidad de la Demanda; Estrategias Óptimas; Construcción de Ofertas; Ejecución en Tiempo Real; Regulación del Mercado Europeo; Barreras; Facilitadores; Desarrollo Comercial; Algoritmos de Predicción del Consumo; Tipos de Consumidores; Modelos de Predicción de Flexibilidad; Activos Energéticos; Participación Combinada; Modelos de Optimización; Viabilidad Técnica; Viabilidad Económica; Metodología Novedosa; Investigación Futura; BambooEnergy; Comercialización de Software; Agregación de Demanda en España; Spin-off Disruptiva; Gestión de la Demanda Agregada.