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Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 1 Impacto medioambiental, estudio técnico- económico y marco regulatorio Gabriel García Naveda Raquel Garde Aranguren Workshop final LIFE ZAESS, 14 de junio, Pamplona

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Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 1

Impacto medioambiental, estudio técnico-

económico y marco regulatorio

Gabriel García Naveda – Raquel Garde Aranguren

Workshop final LIFE ZAESS, 14 de junio, Pamplona

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Estudio medioambiental

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Estudio medioambiental

η cycles DoD Total energy delivered Energy delivered per kWh capacity

0.6 8,000 0.8 25,600 MWh 6,400 kWhproduced/kWhcapacity

El estudio se ha realizado para una planta a escala de 1 MW / 4 MWh

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Estudio medioambiental

Metodología del estudio de ciclo de vida (LCA)

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Estudio medioambiental

Indicadores de impacto ambiental

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Estudio medioambiental

PIPING ANODE CATHODE ELECTROLYTE TANK CELL FRAME SEPARATOR BMS

fossil depletion 6 3 2 1 6 6 5 4

freshwater ecotoxicity 8 3 2 1 5 6 7 4

freshwater eutrophication 6 3 2 1 6 6 4 5

human toxicity 8 3 2 1 5 6 7 4

ionising radiation 7 3 2 1 6 4 5 7

marine ecotoxicity 8 3 2 1 5 6 7 4

marine eutrophication 8 3 2 1 6 7 5 4

metal depletion 5 3 2 1 5 5 4 5

ozone depletion 8 3 2 1 5 4 6 7

particulate matter formation 8 3 2 1 4 5 7 6

photochemical oxidant formation 6 3 2 1 4 5 7 8

terrestrial acidification 8 3 2 1 4 5 7 6

terrestrial ecotoxicity 8 3 2 1 4 5 6 7

water depletion 7 4 2 1 5 6 3 8

Indicadores de impacto ambiental por componente de la batería

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Estudio medioambiental

Contribución a la huella de carbono por componente de la batería

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Estudio medioambiental

Huella de carbono en los diferentes casos de uso

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Estudio medioambiental

Comparativa de huella de carbono con otras tecnologías de

almacenamiento

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Comparativa de huella de carbono en base a diferentes aplicaciones

Estudio medioambiental

APLICACIÓN: Ciclos (20 años) DoD

Energía entregada

(kWh/kWh capacidad)

Min. Máx. Min. Máx. Min. Máx.

2.1 Peak shaving 7.300 14.600 75 100 5.475 6.400

2.2 Nivelación de carga 2.000 4.000 100 100 2.000 4.000

2.3 Regulación de frecuencia 146.000 292.000 2 25 608 6.400

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Escenarios 2030 – RES Comparación con y sin almacenamiento

Estudio medioambiental

9,1

9,1

46,5

48,0

0,4

0 10 20 30 40 50 60

With storage

Withoutstorage

mill. tCO2eq

Renewable energy

CCGT

Energy storage

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Escenarios 2030 – Nuclear Comparación con y sin almacenamiento

Estudio medioambiental

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Estudio técnico-económico

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• Mercado actual y futuro del almacenamiento – Fuente: Navigant

research

Estudio técnico-económico

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• Comparativa de características de tecnologías – Fuente: DNV GL

2017

Estudio técnico-económico

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• Comparativa de características de tecnologías – Fuente: IEA 2009

Estudio técnico-económico

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• Comparativa de características de tecnologías – Fuente: EPRI 2010

Estudio técnico-económico

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• Comparativa de características de tecnologías – Fuente: AECOM

Australia

Estudio técnico-económico

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• Para validar técnicamente la tecnología de un modo

sistemático se ha desarrollado una herramienta

comparativa de tecnologías de almacenamiento

ofreciendo servicios bajo diferentes aplicaciones

• Permite comparar la adecuación de tecnologías en

distintas posiciones en la cadena de valor de la red

eléctrica

• Combina diferentes aplicaciones o servicios energéticos

• Asimismo, la herramienta permite realizar análisis

económicos y de sensibilidad

Estudio técnico-económico

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Estudio técnico-económico

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Estudio técnico-económico

Escenario Posición Cadena de Valor Aplicaciones

1 Generación Capacidad de suministro

Arbitraje

Arbitraje solar y eólico

Reserva rodante

2 Transporte Capacidad de suministro

Arbitraje

Arbitraje solar y eólico

Reserva rodante

3 Transporte

Seguimiento de carga

Black Start

Soporte de Tensión

Regulación de área

4 Transporte Refuerzo de capacidad renovable

Suavizado solar y eólico

Arbitraje solar y eólico

5 Distribución Seguimiento de carga

Refuerzo de capacidad renovable

Suavizado solar y eólico

Soporte de Tensión

6 Comercial/Industrial Gestión de demanda

Control de picos

Fiabilidad de suministro

La validación técnica permite comparar

la posición que ocupa la tecnología

zinc-aire frente a otras tecnologías, y

cuáles son los parámetros que más

impactan en su viabilidad

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• Análisis económico

– CAPEX: 4.520 €/kW

– OPEX: 5% CAPEX

– Vida del proyecto: 20 años

– Financiación: 80%

– Tasa de descuento: 10%

– IPC: 2%

– Amortización: 8%

Estudio técnico-económico

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• Análisis económico

Estudio técnico-económico

Escenario Ingresos €/año

NPV M€

IRR % Payback años

Coste objetivo €/kW

1, 2 1.022.000 4 45,5 8 1.600

3 1.081.000 4,7 38,4 7 1.700

4 856.000 2,3 33,4 10 1.350

5 1.126.000 5,1 42,5 7 1.750

6 1.866.000 12,9 124,7 4 2.950

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Estudio legal-regulatorio

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Estudio legal-regulatorio

• La Estrategia Europea de Energía se ha diseñado de acuerdo a tres

objetivos principales:

• Seguridad de suministro

• Competitividad y precios asequibles

• Sostenibilidad

• Con objetivos ambiciosos de energía y cambio climático a 2020:

• Reducción de GEI de al menos el 20%

• Aumento del porcentaje de renovables hasta al menos el 20% del

consumo de energía primaria

• Ahorro de energía de un 20% o superior

• Todos los Estados Miembro deben alcanzar un 10% de combustibles

alternativos en el sector del transporte

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Estudio legal-regulatorio

• Estos compromisos se han reforzado con objetivos a largo plazo

para 2030:

• Una reducción del 40% en GEI respecto a los niveles de 1990

• Un consumo de energía renovable de por lo menos el 27%

• Un ahorro de al menos el 27% comparado con los escenarios base

• Para 2050 una reducción de los GEI de un 80-95% respecto a 1990

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Estudio legal-regulatorio

• Third Internal Energy Market Package

• Adoptado para alcanzar los objetivos de la Estrategia 2020 Europea de 2009

• El Third Energy Package incluye dos Directivas y tres Regulaciones:

• Directive 2009/72/EC concerning common rules for the internal market in

electricity and repealing Directive 2003/54/EC

• Directive 2009/73/EC concerning common rules for the internal market in natural

gas and repealing Directive 2003/55/EC

• Regulation (EC) No 714/2009 on conditions for access to the network for cross-

border exchanges in electricity and repealing Regulation (EC) No 1228/2003

• Regulation (EC) No 715/2009 on conditions for access to the natural gas

transmission networks and repealing Regulation (EC) No 1775/2005

• Regulation (EC) No 713/2009 of the European Parliament and of the Council of 13

July 2009 establishing an Agency for the Cooperation of Energy Regulators

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Estudio legal-regulatorio

• Clean Energy for All Europeans Package

• Publicado en Noviembre de 2016, persigue tres objetivos principales:

• Dar prioridad a la eficiencia energética

• Conseguir el liderazgo global en energías renovables

• Ofrecer un trato justo a los consumidores

• Comprende un conjunto de iniciativas para implementar la Unión Energética,

que incluye propuestas legislativas y no-legislativas para crear un marco

apropiado que ofrezca beneficios a los ciudadanos y que contribuya a los

cinco aspectos mencionados en la introducción

• A través de la Directiva de Energías Renovables COM(2016), se fijará un

marco regulatorio con igualdad de condiciones para todas las tecnologías sin

poner en riesgo los objetivos de energía y clima, junto con las propuestas del

nuevo Diseño de Mercado de la electricidad

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Estudio legal-regulatorio

• El almacenamiento en el Winter Package

• Los sistemas de almacenamiento han recibido mucha atención en las

nuevas Directivas y Regulaciones

• El Artículo 1 de la Directiva Eléctrica afirma: “This Directive establishes common

rules for the generation, transmission, distribution, storage and supply of

electricity, together with consumer protection provisions, with a view to creating

truly integrated, competitive, consumer-centred and flexible electricity markets in

the Union.”

• El Artículo 2 incluye esta definición: 'energy storage' means, in the electricity

system, deferring an amount of the electricity that was generated to the moment

of use, either as final energy or converted into another energy carrier.”

• Además, los roles de las TSOs y DSOs respecto al almacenamiento han sido

aclarados; ahora se les permite operar y ser propietarios de estas instalaciones

en caso de ausencia de oferta competitiva “por otros actores”.

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• Barreras identificadas en el Third Internal Energy Market Package

• Modelo de negocio actual

• Viabilidad

• Soporte financiero

• Marco regulatorio

• Principio de desagregación

• Definición de almacenamiento

• Market Design

• Señales de mercado

• Peajes y tasas de conexión

• Mercado de balanceo

Estudio legal-regulatorio

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• Barreras abordadas en el Winter Package

• No igualdad de condiciones

• Regulación de los componentes existentes del sistema energético, ej. RES

• Insuficiente acceso al mercado

• Códigos de red

• Apertura, acceso a mercados mayoristas de energía, mayor competición

• Posición del almacenamiento en el sistema

• Falta de definición del almacenamiento

• Principio de desagregación

• Potencial del almacenamiento térmico y de calor subestimado

• Implementación deficiente

• Peajes y tasas

• Insuficientes incentivos aparte de los de I+D

• Falta de normas técnicas

Estudio legal-regulatorio

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Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 32

• Recomendaciones de mejora en el Winter Package

• Igualdad de condiciones

• El almacenamiento podría establecerse también como un activo

particular, un 4º elemento junto con la generación, el

transporte/distribución y la demanda

• Posición del almacenamiento en el sistema

• El término “generado” podría sustituirse por “producido” para

evitar la connotación de que provenga de un activo de

generación.

• En contraposición a permitir la titularidad solamente mediante

una excepción aprobada por el regulador, la disposición podría

permitir la titularidad en función del servicio.

Estudio legal-regulatorio

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• Recomendaciones de mejora en el Winter Package

• Implementación deficiente (tasas e impuestos)

• La disposición podría especificar que el almacenamiento no

debería ser objeto de doble imposición.

• Falta de normas técnicas

• El almacenamiento podría entenderse como un sub-elemento

del demand-response. Reescribir el texto para situar el

almacenamiento al mismo nivel como un elemento en los

códigos de red.

Estudio legal-regulatorio

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Conclusiones

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– El diseño del sistema debe optimizar el uso de recursos para reducir el impacto ambiental de la tecnología

– El 1% de ahorro de CO2 en los escenarios 2030 podría ser mayor incrementando la eficiencia del almacenamiento

– Las características técnicas de esta tecnología no difieren mucho de la de sus competidores. El factor más determinante a día de hoy es la madurez/fiabilidad.

– Esta tecnología puede ser económicamente competitiva reduciendo los costes y seleccionando la combinación de servicios adecuada

– Se ha avanzado mucho en el ámbito regulatorio en los últimos 4 años pero aún quedan aspectos que mejorar

Conclusiones

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Muchas gracias por su atención

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