disrupción tecnológica en el sector eléctrico
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Panamá – Mayo 2018
Tonci BakovicInternational Finance Corporation
Disrupción Tecnológicaen el Sector Eléctrico
World Bank Group Creative Commons by Attribution
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Descargo
-Esta presentación no puede ser citada sin permiso-
Tonci Bakovic
T Bakovic 3
Indice
1. El sol –una solución singular a nuestras necesidades energéticas
2. Energías eólica y solar –acá para quedarse
3. Viento y sol compitiendo con gas y carbón
4. Baterías
5. Esquemas híbridos solar-batería
6. La Red – Los cables desgastados que separan a nuestros usuarios de su futuro energético
7. La Digitalización del Sector Eléctrico y la Energía Distribuida
Source: Professor Nate Lewis, Chemistry Department, California Institute of Technology GCEP Theme Leader – Solar Energy, Stanford University
2100: 40-50 TW
2050: 25-30 TW
- El sol una solución singular a nuestras necesidades energéticas
Rayos de Esperanza
T Bakovic 4
T Bakovic
https://youtu.be/9yNj1zEh-nM
Solar
Costo de Módulos Solares ($/W) Costos Generación Eólica ($/MWh)
Solar y Viento – acá para quedarse
Source: D. Roberts, Peking University and University of British Columbia
Solar Costs Have Fallen 90% since 2009
Wind Costs Have Fallen 50% since 2009
…costos caerán otro 50% sobre los próximos 10-años
T Bakovic 5
Solar and Wind
TBakovic
TBakovic TBakovic
Viento “onshore” Proyecciones del LCOE
$/MWh, 2015 Real
Source: BNEF
Energía Solar “PV utility scale” –Proyecciones del LCOE
$/MWh, 2015 Real
Source: BNEF
…un futuro brillante para las energías renovables
T Bakovic 6
TBakovic TBakovic
Solar and WindLCOE = levelvized cost of energy (costo nivelado de energía)
Gas LCOE con Factor de Carga Fijo Gas LCOE con Factor de Carga Realizado
$/MWh, 2015 Real
Source: BNEF
$/MWh, 2015 Real
Carbon LCOE con Factor de Carga Fijo
$/MWh, 2015 Real $/MWh, 2015 Real
Carbon LCOE con Factor de Carga Realizado
Source: BNEF
Source: BNEF
Source: BNEF
T Bakovic 7
TBakovic TBakovic
TBakovicTBakovic
Gas and Coal
LCOE = levelvized cost of energy (costo nivelado de energía)
$/MWh, 2015 Real
Source: BNEFSource: BNEF
China LCOE Solar PV y Viento “Onshore” vs.
Costo Marginal de Plantas a Carbon$/MWh, 2015 Real
AlemaniaLCOE Solar PV y Viento “Onshore” vs.
Costo Marginal de Turbinas Ciclo Combinado a Gas
Solar and Wind
T Bakovic 8
TBakovic TBakovic
LCOE = levelvized cost of energy (costo nivelado de energía)
USA - PJM Germany
Coeficiente Pico y Factor de Carga
Source: EIA, BNEF Source: ENTSOE, BNEF
T Bakovic 9
TBakovicTBakovic
PJM = Pennsylvania Jersey Maryland Power Pool
TBakovicTBakovic
…de Patos y Camellos
Curva Horaria de Carga-Neta California Curva de Despacho de Carga
T Bakovic 10
Zero Cost Renewables
Zero Marginal Cost
https://www.amazon.com/Zero-Marginal-Cost-Society-Collaborative/dp/1137280115
T Bakovic 11
Virtiendo Renovables
Suministrando el PJM todo con Renovables
Journal of Power Sources: Cost-minimized combinations of wind power, solar power and electrochemical storage, powering the grid up to 99.9% of the time. Budischak et al.
Hours
TBakovic
Spilling Renewables
PJM = Pennsylvania Jersey Maryland Power Pool
El Nuevo Orden Mundial – Ricos en Energía Pobres en Potencia (Capacidad)
India – Rush Hour
T Bakovic 12
Source: TBakovic
Energy Rich Capacity Poor
Source: BNEF
… pero las baterías vienen
Solar
Batteries
Batteries
T Bakovic 13
TBakovic
Precio de las Baterías de Litio y Pronostico
T Bakovic 14
TBakovic
Costo Nivelado de las Baterias (LCOE) – Fuente Lazard
Source: Lazard
Batteries
T Bakovic 15
TBakovic
LCOE = levelvized cost of energy (costo nivelado de energía)
El fin de las plantas termoeléctricas de punta…?
Souce: GTMresearch, Wood Mackenzie
Las baterías reemplazado a las plantas térmicas de punta
Batteries
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TBakovic
TBakovicTBakovic
$/MWh
“Juntos son Dinamita” - energía solar y baterías
Source: Omar Rodriguez - IFC
Hybrid PV-Storage
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TBakovic
Ancillary Services Assumption = 8 US$/MWh
LCOE = levelvized cost of energy (costo nivelado de energía)
Pronosticando el 2035
https://youtu.be/Kxryv2XrnqM
T Bakovic 18
TBakovic
Global Light Duty Vehicle Sales
Source: BNEF
…que pasa si los vehículos eléctricos llegan ?
Electric Vehicles
T Bakovic 19
TBakovic
PHEV=Plug-In Hybrid Electric Vehicles
BEV=Battery Electric Vehicles
ICE=Internal Combustion Vehicles
HEV=Hybrid Electric Vehicles
… cargarán en la noche ?
Electric Vehicles
T Bakovic 20
TBakovic
TBakovic
Las baterías llegarán pero aun se necesitará potencia térmica para hacer el “ramp-up”
Baterías traen potencia (kW) o energía (kWh) Las térmicas traen ambas Se necesitará potencia para el “ramp-up” del cuello del “pato”
Se necesitan ~ 430 baterias grandes(muy probable 2x430 puesto que son necesarias baterias de rapido descarge)
13,000 contenedores
California
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Power vs Energy
Solution to large renewable energy penetration:
Flexible gas generation (1-2 hour ramp up)
Coal plants can take 1-day to ramp up
Diesel expensive and dirty in terms of emissions
Flexible gas is key for the development of renewable energy
- Nada facilita más la penetración de las renovables que el gas FLEXIBLE
Sweden – Hourly Wind Power generation (MWh/h) 2009
T. Bakovic
Source: M. Amelin and L. Soder, Royal Institute of Technology - Stockholm
Spain – Demand vs Wind Production
Source: Red Electrica
Mientras tanto…Flexible LN
G
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Ya llegamos….?
Nikola Tesla JP Morgan
T Bakovic
El Sueño de Tesla:
Transportar Electricidad sin
Cables
Transmission &
Distribution
T Bakovic 23
TBakovic
https://youtu.be/IekjYzDHo_c
La RED –El OBSTACULO más grande al anhelo de compartir los beneficios de las renovables con los usuarios finales
Transmission &
Distribution
T Bakovic 24
TBakovic http://a.co/3RD8Td0
“La Red – Los cables desgastados que separan a nuestros usuarios de su futuro energético”
No todas las redes de transmisión pueden absorber un Sistema de 100% renovables
Sistemas Mallados
No todos temenos la misma RED
Sistemas Troncales
Europe Africa Chile
Transmission &
Distribution
TBakovicTBakovic
TBakovic
Expanding, maintaining and upgrading T&D infrastructure is projected to require US$3.0 trillion in investment through 2025, averaging US$299 billion per year. 67% of global T&D investment is expected in developing countries.
T Bakovic 25
T Bakovic 2626
Vale la pena esperar…. ?
MicroG
rids+ D
istributed Generation
La Digitalización del Sector Eléctrico:
27 Source: BCG “How to Jumpstart a Digital Transformation”; BNEF Digitalization of Energy Systems.
• DG incrementará la necesidad de la digitalización en el sector eléctrico• Capacidad de procesar grandes cantidades de pequeñas transacciones
Existing technologies aiding digitalization
Emerging digitalization technologies
Digitalization
Automatic Meters
Source: H. Ying, J.Heckman - IFC T Bakovic 27
DG = Distributed Generation = Generación Distribuida
De mayoristas a minoristas…
Donde: Brasil, Rusia, Turquia, Mexico, Europa, Filipinas, Colombia, India
T Bakovic 28
Google Nest
Digitalization
TBakovic
Storage
Distributed solar / off-grid
Empresas Eléctricas Invirtiendo en Tecnología de Generación Distribuida (DG)
Mobility
Digitali-zation
T Bakovic 29Source: H. Ying, J.Heckman - IFC
Minigrids / Offgrid Solar
Clientes del IFC Invirtiendo en DG/ Smart Grid IOT
30
30
Storage
IoT /
Digitalization
Distributed solar PV + storage
C&I DG Solar
PV Hybrid Solutions for Telecom Towers
India
$22M (VC)
2010
Solar IPP w/ DGIndia
$28.5M (VC/Power)2010
C&I Solar DG Developer
The Pacific
$2M (Power)
2014
Zinc-Air BatteriesUS
$7.5M (VC)2014
Lithium-TitanateBatteries
China $37.5M (VC)
2011
Smart Grid Tech
India $1.35M (VC)
2012
IoT Middleware
US
$7.5M (VC)
2014
Energy Optimization IOT
India
$1M (VC)
2013
PAYGO SolarE. Africa $5M (VC)
2017
+ StorageNew Global
Power Initiative2018
PV-hybrid minigrids/ telecom towersMyanmar
$6m (InfraV)2017
LPWA Network for IoTFrance
$5.6M (VC)
2017
C&I Solar Aggregator Platform
India
$15M (Power/VC)
2018
PAYGO SolarE. Africa $7M (VC)
2013
Energy Access Debt FundE. Africa
$17M (MAS/FIG)2013
New Solar Hybrid Capex Upgrade for Helio Towers
DRC
$56.5M (TMT)
2017
T Bakovic 30Source: H. Ying, J.Heckman - IFC
T Bakovic 31
GLOBAL KNOWLEDGE, LOCAL PRESENCE