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
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
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 2
Estudio medioambiental
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 3
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
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 4
Estudio medioambiental
Metodología del estudio de ciclo de vida (LCA)
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 5
Estudio medioambiental
Indicadores de impacto ambiental
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 6
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
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 7
Estudio medioambiental
Contribución a la huella de carbono por componente de la batería
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 8
Estudio medioambiental
Huella de carbono en los diferentes casos de uso
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 9
Estudio medioambiental
Comparativa de huella de carbono con otras tecnologías de
almacenamiento
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 10
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
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 11
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
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 12
Escenarios 2030 – Nuclear Comparación con y sin almacenamiento
Estudio medioambiental
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 13
Estudio técnico-económico
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 14
• Mercado actual y futuro del almacenamiento – Fuente: Navigant
research
Estudio técnico-económico
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 15
• Comparativa de características de tecnologías – Fuente: DNV GL
2017
Estudio técnico-económico
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 16
• Comparativa de características de tecnologías – Fuente: IEA 2009
Estudio técnico-económico
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 17
• Comparativa de características de tecnologías – Fuente: EPRI 2010
Estudio técnico-económico
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 18
• Comparativa de características de tecnologías – Fuente: AECOM
Australia
Estudio técnico-económico
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 19
• 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
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 20
Estudio técnico-económico
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 21
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
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 22
• 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
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 23
• 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
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 24
Estudio legal-regulatorio
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 25
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
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 26
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
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 27
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
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 28
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
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 29
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”.
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 30
• 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
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 31
• 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
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
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 33
• 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
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 34
Conclusiones
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 35
– 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
Workshop final LIFE ZAESS 14/06/2017 36
Muchas gracias por su atención
www.zaess.eu