Transició energètica: electrificació de la demanda i gestió de la flexibilitat

Abstract

The European agendas for the coming years progressively limit greenhouse gas emissions. This implies the replacement of fossil sources with renewable sources and the electrification of the demand. Electrification is most evident in two main sectors: road transport and space heating and cooling (mainly in the tertiary and residential sectors). Thus, the responsibility for emissions falls directly to the electricity generation mix and increases the pressure to replace conventional generators (fossil fuels) with renew-able resources. This change entails a reduction in the control capacity of the network (both in frequency and voltage) due to the greater volatility of wind and solar energies in their distribution throughout the network. Better management of the flexibility that the demand can offer is needed to incorporate maximum renewable generation into the system. Different demand management strategies exist, which can consist of variable signal prices (implicit flexibility) or the establishment of flexibility markets (explicit flexibility), where the end consumer can participate through a representative manager for the provision of services of aggregation and of flexibility management. Distributed generation in the distribution network, the deployment of electric vehicle charging points and the electrifi-cation of heating/cooling systems add complexity to the distribution network's operation. It is necessary to increase the observability of the medium and low voltage grid and to provide greater intelligence to the distribution management systems (smart grid), with a greater participation of consumers in the electricity value chain

Les agendes europees dels propers anys progressivament limiten les emissions de gasos d’efecte hivernacle forçant, per una banda, la substitució de fonts fòssils per fonts renovables i, per una altra, l’electrificació de la demanda. Aquesta electrificació és més evident en dos sectors principals, el transport per carretera i la climatització d’espais (edificis principalment del sector terciari i residencial). D’aquesta manera passem la responsabilitat de les emissions a la combinació de fonts primàries utilitzades en la generació elèctrica i posant pressió en la substitució de generadors convencionals (combustible fòssil) per generadors de fonts renovables. Aquest canvi comporta una reducció de la capacitat de control de la xarxa (tant de la freqüència com de la tensió) degut a una major volatilitat d’aquestes fonts d’energia renovable (eòlica i solar) i, a la vegada, a una major distribució de la generació per tota la xarxa. Es fa necessària una millor gestió de la flexibilitat que la demanda pot oferir per tal d’incorporar el màxim de generació renovable al sistema. Existeixen diferents estratègies per gestionar la demanda, que poden consistir en tarifes variables (flexibilitat implícita) o en l’establiment de mercats de flexibilitat (flexibilitat explícita), en què el consumidor final podrà participar mitjançant un representant encarregat de proporcionar serveis d’agregació i de gestió de la flexibilitat. La generació distribuïda a la xarxa de distribució, el desplegament d’estacions de recàrrega de vehicle elèctric i l’electrificació dels sistemes de calefacció i refrigeració afegeixen complexitat a l’operació de la xarxa de distribució. Es fa necessari incrementar l’observabilitat de la mitjana i baixa tensió i dotar de més intel·ligència els sistemes de gestió de la xarxa de distribució (xarxa elèctrica intel·ligent) i comptar amb una participació més activa del consumidor final en la cadena de valor del sistema elèctric a partir de programes de gestió de la demanda

L'autor agraeix la col·laboració establerta amb els socis dels diferents projectes en què ha participat o que ha coordinat darrerament i el finançament rebut per les entitats respectives. Aquests projectes són els següents: FEVER (GA-864537, 2020-2023, EC, Horizon) sobre gestió de flexibilitat entorn les xarxes de distribució; RESCHOOL (GA-101096490, 2023-2026, Horizon-CL5-2022-D3-01) sobre comunitats energètiques i la seva participació en mercats de flexibilitat; OptiREC (TED2021-131365B-C42,2022-2024, Ministeri de Ciència i Innovació i Universitats, Proyectos de Transición Ecológica y Transición Digital), sobre gestió de flexibilitat en l’àmbit dels consumidors, i els recentment concedits GERIO (PID2022-142221OB-I00, 2023-2025, Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats, Proyectos de Generación de Conocimiento 2022), en què s’elaboraran models de flexibilitat dels consumidors i se n’optimitza l’operació, i el projecte CLIMA (2023 CLIMA00090, 2024-2025, AGAUR), sobre els reptes tecnològics i socials per al desenvolupament de les comunitats energètiques

7