Qué esIindustrial yCcomercialEenergíaSalmacenamiento yCcomúnBnegociosMmodelos

IAlmacenamiento de energía industrial y comercial

“Almacenamiento de energía industrial y comercial” se refiere a los sistemas de almacenamiento de energía utilizados en instalaciones industriales o comerciales.

Desde la perspectiva de los usuarios finales, el almacenamiento de energía se puede clasificar en almacenamiento del lado de la alimentación, del lado de la red y del lado del usuario. El almacenamiento del lado de la alimentación y del lado de la red también se conoce como almacenamiento de energía premedición o almacenamiento a granel, mientras que el almacenamiento de energía del lado del usuario se conoce como almacenamiento de energía postmedición. El almacenamiento de energía del lado del usuario se puede dividir en almacenamiento de energía industrial y comercial y almacenamiento de energía doméstico. En esencia, el almacenamiento de energía industrial y comercial se incluye en el almacenamiento de energía del lado del usuario, dirigido a instalaciones industriales o comerciales. El almacenamiento de energía industrial y comercial se aplica en diversos entornos, como parques industriales, centros comerciales, centros de datos, estaciones base de comunicaciones, edificios administrativos, hospitales, escuelas y edificios residenciales.

Desde una perspectiva técnica, la arquitectura de los sistemas de almacenamiento de energía industriales y comerciales se puede clasificar en dos tipos: sistemas acoplados a CC y sistemas acoplados a CA. Los sistemas acoplados a CC suelen utilizar sistemas de almacenamiento fotovoltaico integrados, compuestos por diversos componentes, como sistemas de generación de energía fotovoltaica (compuestos principalmente por módulos y controladores fotovoltaicos), sistemas de generación de energía con almacenamiento de energía (que incluyen principalmente paquetes de baterías, convertidores bidireccionales (“PCS”), sistemas de gestión de baterías (“BMS”), que integran la generación y el almacenamiento de energía fotovoltaica), sistemas de gestión de energía (“sistemas EMS”), etc.

El principio operativo fundamental consiste en la carga directa de baterías con energía de CC generada por módulos fotovoltaicos mediante controladores fotovoltaicos. Además, la energía de CA de la red eléctrica se puede convertir en CC mediante el sistema de acoplamiento de baterías (PCS) para cargar la batería. Cuando la carga demanda electricidad, la batería libera corriente, y el punto de captación de energía se encuentra en el extremo de la batería. Por otro lado, los sistemas de acoplamiento de CA constan de varios componentes, entre ellos sistemas de generación de energía fotovoltaica (principalmente módulos fotovoltaicos e inversores conectados a la red eléctrica), sistemas de almacenamiento de energía (que incluyen principalmente baterías, PCS, BMS, etc.), sistemas EMS, etc.

El principio básico de funcionamiento consiste en convertir la energía de CC generada por módulos fotovoltaicos en energía de CA mediante inversores conectados a la red, que pueden suministrarse directamente a la red o a las cargas eléctricas. Alternativamente, se puede convertir en energía de CC mediante PCS y cargarla en el paquete de baterías. En esta etapa, el punto de captación de energía se encuentra en el extremo de CA. Los sistemas de acoplamiento de CC son conocidos por su rentabilidad y flexibilidad, ideales para situaciones donde los usuarios consumen menos electricidad durante el día y más por la noche. Por otro lado, los sistemas de acoplamiento de CA se caracterizan por su mayor coste y flexibilidad, ideales para aplicaciones donde ya existen sistemas de generación de energía fotovoltaica o donde los usuarios consumen más electricidad durante el día y menos por la noche.

En general, la arquitectura de los sistemas de almacenamiento de energía industriales y comerciales puede funcionar independientemente de la red eléctrica principal y formar una microrred para la generación de energía fotovoltaica y el almacenamiento de baterías.

II. Arbitraje de Peak Valley

El arbitraje de valle-pico es un modelo de ingresos comúnmente utilizado para el almacenamiento de energía industrial y comercial, que implica la carga desde la red a precios de electricidad bajos y la descarga a precios de electricidad altos.

Tomando China como ejemplo, sus sectores industrial y comercial suelen implementar políticas de precios de electricidad según el horario de consumo y políticas de precios de electricidad en horas punta. Por ejemplo, en la región de Shanghái, la Comisión de Desarrollo y Reforma de Shanghái emitió un aviso para mejorar aún más el mecanismo de precios de electricidad según el horario de consumo en la ciudad (Comisión de Desarrollo y Reforma de Shanghái [2022] n.º 50). Según el aviso:

Para fines industriales y comerciales en general, así como para otros consumos eléctricos de dos partes y de grandes industrias de dos partes, el período punta es de 19:00 a 21:00 en invierno (enero y diciembre) y de 12:00 a 14:00 en verano (julio y agosto).

Durante las temporadas punta de verano (julio, agosto, septiembre) e invierno (enero, diciembre), el precio de la electricidad aumentará un 80 % con respecto a la tarifa plana. Por el contrario, durante las temporadas bajas, el precio de la electricidad disminuirá un 60 % con respecto a la tarifa plana. Además, durante las temporadas punta, el precio de la electricidad aumentará un 25 % con respecto a la tarifa punta.

En otros meses, durante los períodos pico, los precios de la electricidad aumentarán en un 60% con base en el precio fijo, mientras que durante los períodos bajos, los precios disminuirán en un 50% con base en el precio fijo.

Para el consumo eléctrico general industrial, comercial y de otros sistemas, solo se distinguen las horas punta y valle, sin mayor división. Durante los períodos punta de verano (julio, agosto y septiembre) e invierno (enero y diciembre), el precio de la electricidad aumenta un 20 % con respecto a la tarifa plana, mientras que en los períodos bajos, disminuye un 45 %. En otros meses, durante las horas punta, el precio de la electricidad aumenta un 17 % con respecto a la tarifa plana, mientras que en los períodos bajos, disminuye un 45 % con respecto a la tarifa plana.

Los sistemas de almacenamiento de energía industriales y comerciales aprovechan esta estructura de precios comprando electricidad a bajo precio durante las horas valle y suministrándola a la carga durante los periodos de mayor demanda o de mayor demanda. Esta práctica ayuda a reducir los gastos de electricidad de las empresas.

IIICambio de tiempo energético

El "desplazamiento horario de la energía" implica ajustar el horario de consumo eléctrico mediante el almacenamiento de energía para compensar los picos de demanda y cubrir los periodos de baja demanda. Al utilizar equipos de generación de energía, como las células fotovoltaicas, el desajuste entre la curva de generación y la curva de consumo de la carga puede dar lugar a que los usuarios vendan el exceso de electricidad a la red a precios más bajos o compren electricidad de la red a precios más altos.

Para solucionar esto, los usuarios pueden cargar la batería durante las horas de bajo consumo eléctrico y descargar la electricidad almacenada durante los periodos de mayor consumo. Esta estrategia busca maximizar los beneficios económicos y reducir las emisiones de carbono corporativas. Además, el ahorro del excedente de energía eólica y solar de fuentes renovables para su uso posterior durante los periodos de mayor demanda también se considera una práctica de cambio de horario energético.

El cambio de horario de energía no tiene requisitos estrictos en cuanto a los cronogramas de carga y descarga, y los parámetros de potencia para estos procesos son relativamente flexibles, lo que lo convierte en una solución versátil con una alta frecuencia de aplicación.

IV.Modelos comerciales comunes para el almacenamiento de energía industrial y comercial

1.SujetoIinvolucrado

Como se mencionó anteriormente, la clave del almacenamiento de energía industrial y comercial reside en el uso de instalaciones y servicios de almacenamiento de energía, así como en la obtención de beneficios mediante el arbitraje de precios pico-valle y otros métodos. En esta cadena, los principales participantes incluyen al proveedor de equipos, al proveedor de servicios energéticos, al arrendador financiero y al usuario:

2.ComúnBnegociosMmodelos

Actualmente, existen cuatro modelos de negocio comunes para el almacenamiento de energía industrial y comercial: el modelo de autoinversión del usuario, el modelo de arrendamiento puro, el modelo de gestión energética por contrato y el modelo de gestión energética por contrato + arrendamiento financiero. Los resumimos a continuación:

(1)Use Iinversión

Bajo el modelo de autoinversión, el usuario adquiere e instala sistemas de almacenamiento de energía por su cuenta para disfrutar de sus beneficios, principalmente mediante el arbitraje de picos y valles. En este modelo, si bien el usuario puede reducir directamente el consumo de picos y el llenado de valles, así como los costos de electricidad, aún debe asumir la inversión inicial y los gastos diarios de operación y mantenimiento. El diagrama del modelo de negocio es el siguiente:

(2) PuroYofacilitación

En la modalidad de arrendamiento puro, el usuario no necesita adquirir instalaciones de almacenamiento de energía por su cuenta. Solo debe alquilarlas al proveedor del equipo y pagar las tarifas correspondientes. El proveedor del equipo proporciona servicios de construcción, operación y mantenimiento al usuario, quien disfruta de los ingresos generados por el almacenamiento de energía. El diagrama del modelo de negocio es el siguiente:

(3) Gestión de energía por contrato

En el modelo de gestión energética por contrato, el proveedor de servicios energéticos invierte en la adquisición de instalaciones de almacenamiento y las proporciona a los usuarios en forma de servicios energéticos. El proveedor y el usuario comparten los beneficios del almacenamiento de energía de forma convenida (incluyendo participación en beneficios, descuentos en el precio de la electricidad, etc.). Es decir, utilizan el sistema de la central eléctrica de almacenamiento para almacenar energía eléctrica durante los periodos de precios valle o normales y, posteriormente, suministran energía a la carga del usuario durante los periodos de precios pico. El usuario y el proveedor comparten los beneficios del almacenamiento de energía en la proporción acordada. A diferencia del modelo de autoinversión del usuario, este modelo introduce proveedores de servicios energéticos que prestan los servicios de almacenamiento correspondientes. Los proveedores de servicios energéticos desempeñan el papel de inversores en el modelo de gestión energética por contrato, lo que, en cierta medida, reduce la presión inversora sobre los usuarios. El diagrama del modelo de negocio es el siguiente:

(4) Gestión de Energía por Contrato + Financiación de Arrendamiento

El modelo de "Gestión Energética por Contrato + Arrendamiento Financiero" se refiere a la incorporación de un arrendador financiero como arrendador de instalaciones de almacenamiento de energía y/o servicios energéticos bajo el modelo de Gestión Energética por Contrato. En comparación con el modelo de gestión energética por contrato, la introducción de arrendadores financieros para la adquisición de instalaciones de almacenamiento de energía reduce considerablemente la presión financiera sobre los proveedores de servicios energéticos, permitiéndoles así centrarse mejor en los servicios de gestión energética por contrato.

El modelo de "Gestión Energética por Contrato + Arrendamiento Financiero" es relativamente complejo y cuenta con múltiples submodelos. Por ejemplo, un submodelo común consiste en que el proveedor de servicios energéticos primero obtiene las instalaciones de almacenamiento de energía del proveedor de equipos, y luego la parte del arrendamiento financiero selecciona y compra las instalaciones de almacenamiento de energía según su acuerdo con el usuario, y se las arrienda.

Durante el período de arrendamiento, la propiedad de las instalaciones de almacenamiento de energía pertenece al arrendador financiero, y el usuario tiene derecho a usarlas. Tras el vencimiento del arrendamiento, el usuario puede obtener la propiedad de las instalaciones de almacenamiento de energía. El proveedor de servicios energéticos presta principalmente servicios de construcción, operación y mantenimiento de las instalaciones de almacenamiento de energía a los usuarios, y puede obtener una contraprestación correspondiente del arrendador financiero por la venta y operación de los equipos. El diagrama del modelo de negocio es el siguiente:

A diferencia del modelo de capital inicial anterior, en este último, la parte del arrendamiento financiero invierte directamente en el proveedor de servicios energéticos, en lugar de en el usuario. En concreto, la parte del arrendamiento financiero selecciona y adquiere instalaciones de almacenamiento de energía del proveedor de equipos, de acuerdo con su acuerdo con este, y las arrienda a este último.

El proveedor de servicios energéticos puede utilizar dichas instalaciones de almacenamiento para prestar servicios energéticos a los usuarios, compartir los beneficios del almacenamiento con ellos en la proporción acordada y, posteriormente, reembolsar al arrendador financiero una parte de los beneficios. Una vez finalizado el arrendamiento, el proveedor de servicios energéticos adquiere la propiedad de la instalación de almacenamiento. El diagrama del modelo de negocio es el siguiente:

V. Acuerdos comerciales comunes

En el modelo analizado, los principales protocolos comerciales y aspectos relacionados se describen a continuación:

1.Acuerdo Marco de Cooperación:

Las entidades pueden suscribir un acuerdo marco de cooperación para establecer un marco de cooperación. Por ejemplo, en el modelo de gestión energética por contrato, el proveedor de servicios energéticos puede firmar un acuerdo de este tipo con el proveedor de equipos, en el que se detallan responsabilidades como la construcción y la operación del sistema de almacenamiento de energía.

2.Acuerdo de Gestión Energética para Sistemas de Almacenamiento de Energía:

Este acuerdo suele aplicarse al modelo de gestión energética por contrato y al modelo de "gestión energética por contrato + arrendamiento financiero". Implica la prestación de servicios de gestión energética por parte del proveedor de servicios energéticos al usuario, con los correspondientes beneficios para este. Las responsabilidades incluyen los pagos del usuario y la cooperación para el desarrollo del proyecto, mientras que el proveedor de servicios energéticos se encarga del diseño, la construcción y la operación.

3.Contrato de venta de equipos:

Salvo el modelo de arrendamiento puro, los contratos de venta de equipos son relevantes en todos los modelos comerciales de almacenamiento de energía. Por ejemplo, en el modelo de autoinversión del usuario, se celebran acuerdos con los proveedores de equipos para la compra e instalación de instalaciones de almacenamiento de energía. El control de calidad, el cumplimiento de las normas y el servicio posventa son aspectos cruciales.

4.Acuerdo de servicio técnico:

Este acuerdo se suele firmar con el proveedor del equipo para la prestación de servicios técnicos como el diseño, la instalación, la operación y el mantenimiento del sistema. La claridad de los requisitos de servicio y el cumplimiento de las normas son aspectos esenciales que deben abordarse en los acuerdos de servicio técnico.

5.Contrato de arrendamiento de equipos:

En los casos en que los proveedores de equipos conservan la propiedad de las instalaciones de almacenamiento de energía, se firman contratos de arrendamiento de equipos entre usuarios y proveedores. Estos contratos establecen las responsabilidades de los usuarios para el mantenimiento y el normal funcionamiento de las instalaciones.

6.Contrato de Arrendamiento Financiero:

En el modelo de "Gestión Energética por Contrato + Arrendamiento Financiero", se suele establecer un contrato de arrendamiento financiero entre los usuarios o proveedores de servicios energéticos y las partes del arrendamiento. Este contrato regula la adquisición y el suministro de instalaciones de almacenamiento de energía, los derechos de propiedad durante y después del plazo del arrendamiento, y las consideraciones para la selección de instalaciones de almacenamiento de energía adecuadas para usuarios domésticos o proveedores de servicios energéticos.

VI. Precauciones especiales para los proveedores de servicios energéticos

Los proveedores de servicios energéticos desempeñan un papel fundamental en la cadena de suministro de almacenamiento de energía industrial y comercial y en la obtención de sus beneficios. Para estos proveedores, existen diversos aspectos que requieren especial atención en el ámbito del almacenamiento de energía industrial y comercial, como la preparación, la financiación y la adquisición e instalación de instalaciones. A continuación, se enumeran brevemente estos aspectos: