¿Qué tipo de desafíos genera a XM el aluvión de proyectos de energías renovables no convencionales que entrarán en funcionamiento entre el 2022 y el 2023?

El sector energético atraviesa un proceso de transformación a nivel mundial. Colombia está avanzando en estos cambios, promovidos especialmente por el desarrollo de políticas y regulación que incentivan la integración de nuevas tecnologías al sistema, en los cuales desde XM como operador del Sistema Interconectado Nacional (SIN), y administrador del Mercado de Energía Mayorista (MEM) nos venimos preparando desde hace varios años y estamos trabajando en conjunto con el sector y, en especial, con la Comisión de Regulación de Energía y Gas (CREG), el Ministerio de Minas y Energía y demás entes gubernamentales para que el sistema y el mercado colombiano estén preparados para la inminente integración de estas tecnologías.

Actualmente el sistema eléctrico colombiano cuenta con 17.5 GW de capacidad instalada, de los cuales 11 GW son hidráulicos, 5.1 GW térmicos, el restante, aproximadamente 1 GW, corresponde a plantas menores.

No obstante, se espera para el año 2023 cambios importantes en la matriz energética, integrando al menos 2 GW de generación no síncrona que actualmente cuentan con concepto de conexión, de los cuales cerca de 0.5 GW corresponderán a generación solar y 1.5 GW a generación eólica, que resultaron de las subastas del Cargo por Confiabilidad (CxC) y subastas de largo plazo (CLPE), realizadas en 2019.

Según información de la Unidad de Planeación Minero Energética (UPME), se espera que estas cifras se incrementen significativamente, dado que se han registrado solicitudes de conexión al SIN de aproximadamente 5GW de fuentes no síncronas adicionales (ver gráfica).

En un sistema predominantemente hidrotérmico, como el colombiano, el análisis de planificación operativa se ha centrado principalmente en el estudio de la gestión óptima de los recursos de generación hidráulica (uso del agua) y el parque térmico (disponibilidad de combustible y costos de suministro). La matriz energética colombiana está dominada por la energía hidroeléctrica, que representa el 62% de la capacidad instalada (11 GW de 17.5 GW). La capacidad de generación instalada en el sistema consiste en un 29% (5.1GW) de generación térmica, 9% (1.4GW) en pequeños generadores no despachados centralmente y el resto de la capacidad corresponde a generación hidráulica.

¿Qué desafíos les genera este salto en la incorporación de fuentes renovables no convencionales?

La generación eólica y solar por su característica no síncrona, así como por su variabilidad y dependencia del clima, obligó la revisión y actualización de temas particulares del Código de Red del Sistema Interconectado Nacional, para su adecuada integración, de modo que se pueda operar el sistema de forma flexible, manteniendo las condiciones de confiabilidad, seguridad y economía que lo rigen.

Para ello, fue necesario actualizar la reglamentación con los requisitos mínimos técnicos y operativos para la integración de fuentes no síncronas al SIN. Esta nueva normatividad fue desarrollada por la Comisión de Regulación de Energía y Gas, CREG, mediante la Resolución Transitoria 060 de 2019, donde se establecen los requisitos de conexión y operación de la plantas eólicas y solares conectadas al Sistema de Transmisión Nacional (STN) y Regional (STR).

Esta nueva regulación permitirá que las plantas eólicas y solares que se conecten en el STN y STR contribuyan a la flexibilidad y resiliencia del sistema. En particular, los estudios realizados por XM como llevan a las siguientes conclusiones:

  • Es indispensable que tanto los proyectos de generación existentes del tipo convencional y los asociados a FERNC, como los que entren a operar en los próximos, años cumplan con los requisitos técnicos y de conexión estipulados en la regulación para garantizar la seguridad del sistema.
  • Es fundamental monitorear y cuantificar los recursos distribuidos y la aparición de micro redes para ajustar los estudios, permitir una integración coherente y segura, y estimar su impacto en la operación del sistema. La integración de fuentes no síncronas en los sistemas de distribución hace necesario desarrollar nueva regulación que defina los requerimientos técnicos que estos deben tener para garantizar la seguridad de la operación del sistema eléctrico colombiano.
  • Se debe realizar de forma periódica un análisis del desempeño de la frecuencia del sistema y de los factores que intervienen a medida que aumente la incorporación de FERNC al SIN, con el fin de cuantificar las necesidades por parte de los FERNC y las plantas convencionales manteniendo los estándares de calidad, seguridad y confiabilidad en el sistema.
  • En la medida que se cuente con mayor y/o mejor información acerca de los proyectos de expansión del SIN, XM realizará actualización de los resultados presentados.

Colaboradores de XM realizando operaciones

¿Cómo están planificando estas nuevas operaciones?

Desde 2017 en XM hemos venido referenciándonos con países que han incursionado con alta penetración de estas tecnologías, con empresas de investigación especializadas a nivel internacional y capacitando a nuestros ingenieros en planeación y operación de sistemas de potencias con este tipo de recursos.

Esto nos ha permitido desarrollar propuestas regulatorias para la integración de estas nuevas tecnologías al SIN, tanto en el STN, STR y en los sistemas distribución.

Los estudios de análisis eléctricos y energéticos que lleva a cabo el Centro Nacional de Despacho de XM, consideran el efecto de este tipo de fuentes en el sistema colombiano.

A partir de 2018, XM ha venido actualizando sus procedimientos, metodologías y herramientas para operar y administrar estas nuevas fuentes de generación, al mismo tiempo capacitando su personal, desarrollando las competencias para llevar a cabo sus funciones de operación y administración del mercado, buscando siempre garantizar una operación segura, confiable y económica para el beneficio de todos los colombianos.

En el 2019 terminamos en XM la implementación del Proyecto mejoramiento tecnológico de la planeación, la operación, la supervisión y control del Sistema Interconectado Nacional y la Administración del Mercado, para facilitar la Integración de las energías renovables, los Recursos Energéticos Distribuidos (DER), las Baterías, y nuevos esquemas de mercado al Sistema Eléctrico Colombiano.

En general, se lograron implementar nuevos modelos y herramientas tecnológicas para planear, operar, supervisar y controlar el Sistema Interconectado Nacional y administrar el mercado, habilitando la integración de las Fuentes No Convencionales de Energía Renovable (FNCER), los Recursos Energéticos Distribuidos (DER), el almacenamiento y los nuevos mercados de energía al SIN.

Se elaboraron cinco propuestas regulatorias que fueron enviadas a la CREG:

  • Requisitos técnicos para conexión de generación basada en inversores en el STN y STR;
  • Requisitos técnicos para conexión de generación basada en inversores en el SDL;
  • Reservas requeridas en el SIN;
  • Esquemas de mercados de servicios complementarios;
  • Esquema de integración de los contratos de largo plazo y la Propuesta de modelos de carga.

¿Están manteniendo diálogo con otros países que ya hayan transitado este desafío?

Sí. Adicionalmente al trabajo realizado con operadores e instituciones a nivel mundial con alto conocimiento en este tipo de recursos como CAISO, ERCOT, ENERGINET, MISO, UTE, NREL y FRAUNHOFER, en el 2019 se realizaron actividades de capacitaciones en XM, con expertos internacionales en operación del sistema y administración del mercado, con recursos energéticos distribuidos y fuentes renovables no convencionales. También se participó, con otros agentes, en foros nacionales e internacionales sobre avances en la integración de FERNC y DER.

Se realizaron estudios para validar los servicios y el impacto en el SIN ante la integración de sistema de almacenamiento de energía eléctrica con baterías (CNO). Los estudios consideraron servicios como el control de tensión, alivio de congestiones, respuesta rápida de frecuencia, regulación primaria y secundaria de frecuencia, entre otros.

Se desarrollaron los requisitos técnicos para la conexión y pruebas de los sistemas de almacenamiento de energía eléctrica con baterías (CNO), entre las cuales incluyen las pruebas a los sistemas de control, pruebas requeridas para verificar los esquemas de activación. Adicionalmente se elaboró el documento para la carga y descarga de las baterías de acuerdo con lo establecido en la Resolución CREG 098 de 2019.

Una vez operativas estas centrales renovables no convencionales, ¿ampliarán las oficinas de XM para este despacho?

Más que la necesidad de ampliación de nuestras oficinas, realmente hemos preparado todos nuestros procesos de operación y mercado para que puedan incorporar estas nuevas necesidades.

La CREG ya aprobó el personal requerido por XM para llevar a cabo estas nuevas actividades. Con lo anterior, podemos decir que en XM estamos preparados para la llegada de estas nuevas tecnologías al país y para incorporarlas en la matriz de generación, minimizando riesgos para la atención confiable y segura de la demanda de energía.

¿Las renovables no convencionales desplazarán energía térmica o también hidroeléctrica?

Los estudios realizados con la información disponible muestran que estas fuentes permitirán gestionar de mejor forma la matriz energética colombiana, haciendo que la operación del sistema de energía en Colombia sea más confiable, limpia y resiliente. La composición de la generación diaria para atender la demanda dependerá principalmente de la oferta y demanda de cada día.

María Nohemí Arboleda Arango, gerente general de XM

¿Cuánta energía renovable no convencional podrá ‘soportar’ el sistema de respaldo actual de Colombia teniendo en cuenta la intermitencia de estas tecnologías eólica y solar fotovoltaica?

Los estudios muestran que el sistema eléctrico colombiano cuenta con la capacidad de poder integrar a la matriz energética las cantidades de energía eólica y solar de los proyectos que a la fecha cuentan con punto de conexión aprobado por parte de la UPME, que hoy están cercanos a los 7 GW, siempre que estos cumplan con los requisitos de conexión establecidos en la regulación vigente para el STN y STR.

Es importante resaltar, que el posible incremento de integración de fuentes no síncronas a nivel de los sistemas de distribución (SDL), hace necesario desarrollar nueva regulación que defina los requerimientos técnicos que estos nuevos recursos de generación deben cumplir para garantizar la seguridad de la operación del sistema eléctrico colombiano.

Desde XM continuaremos con el seguimiento riguroso a las variables del Sistema y dando las alertas oportunas para atender con confiabilidad, seguridad y economía la demanda de los colombianos.