Proyección de costos por concepto de pagos laterales en el contexto de sistemas de almacenamiento de energía basados en baterías en el sistema eléctrico nacional

Abstract

Los pagos laterales son un mecanismo para solventar costos adicionales de la operacióndel Sistema Eléctrico Nacional debido a múltiples restricciones no convexas. Son retribuidos por todas las empresas generadoras que realicen retiros para dar suministro a clientes finales, a prorrata de dichos retiros físicos. Varios análisis del mercado eléctrico nacional, incluidos los de este trabajo, han mostrado cómo estos pagos han crecido considerablemente, llegando a triplicar sus valores en un año. Esto los ha posicionado como un costo relevante en la evaluación de proyectos de generación. A partir de esto, surge el interés por conocer cómo se comportarán estos costos en el futuro, especialmente en un contexto donde los sistemas de almacenamiento de energía son considerados una tecnología fundamental y habilitante para la transición energética. Debido a que esta tecnología es reciente en el mix de generación, existe poca experiencia sobre cómo interactúan con estos pagos. Para proyectar los pagos laterales se realizan simulaciones de la operación del sistema planteando distintos escenarios a través del software Flex-Tran. Estas simulaciones se llevan acabo considerando el modelo representativo del Sistema Eléctrico Nacional de la Propuesta de Expansión de la Transmisión 2023 del Coordinador Eléctrico Nacional. Además, se formulan modelos matemáticos que permiten calcular los pagos laterales a partir de los resultados de las simulaciones. Los resultados muestran una tendencia razonable, en especial para los primeros años de simulación. La mayoría de los escenarios simulados presentan una tendencia a la baja en el largo plazo. Se aprecia como un plan de descarbonización acelerado a 2030 puede disminuir los sobrecostos asociados a la operación por fuera del orden económico, mientras que una mayor participación de Energías Renovables No Convencionales y Sistemas de Almacenamiento de Energía pueden aumentar los sobrecostos debido a la prestación de Servicios Complementarios. Finalmente, al considerar los costos debido a pagos laterales, se obtiene que estos pueden llegar a representar aproximadamente hasta un 8,5 % del costo nivelado de almacenamiento (LCOS) de un proyecto standalone, evidenciando la magnitud de estos pagos y la necesidad de proyectarlos para incluirlos en evaluaciones económicas. Side-payments are a mechanism designed to cover additional costs in the operation of the National Electric System (SEN) due to multiple non-convex constraints. They are compensated by all generating companies that make withdrawals to supply energy to end customers, in proportion to those physical withdrawals. Various analyses of the national electricity market, including those in this study, have shown how these payments have grown considerably, tripling in value within a year. This has positioned them as a significant cost in the evaluation of generation projects. Consequently, there is interest in understanding how these costs will behave in the future, especially in a context where energy storage systems are considered a fundamental and enabling technology for energy transition. Since this technology is recent in the generation mix, there is limited experience regarding how it interacts with these payments. To project side-payments, simulations of the system’s operation are carried out by proposing different scenarios using Flex-Tran software. These simulations consider the representative model of the National Electric System from the 2023 Transmission Expansion Proposal (PET 2023) by the National Grid Operator (ISO). Additionally, mathematical models are formulated to calculate side-payments based on the simulation results. The results show a reasonable trend, especially for the first years of simulation. Most of the simulated scenarios present a downward trend in the long term. It is observed that an accelerated decarbonization plan by 2030 can reduce the overcosts associated with operating outside of economic order, while a greater share of Non-Conventional Renewable Energies (ERNC) and energy storage systems can increase the overcosts due to the provision of Ancillary Services. Finally, considering the costs due to side-payments, it is found that these can represent up to approximately 8,5 % of the levelized cost of storage (LCOS) of a standalone project. This highlights the magnitude of these payments and the need to project them for inclusion in economic evaluations.