Qué esIindustrial yCcomercialEenergíaSira 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 en el lado de la generación, en el lado de la red y en el lado del usuario. El almacenamiento en el lado de la generación y en el lado de la red también se conoce como almacenamiento de energía antes del contador o almacenamiento a granel, mientras que el almacenamiento en el lado del usuario se denomina almacenamiento de energía después del contador. El almacenamiento de energía en el lado del usuario se puede subdividir en almacenamiento de energía industrial y comercial, y almacenamiento de energía doméstica. En esencia, el almacenamiento de energía industrial y comercial se incluye dentro del almacenamiento de energía en el lado del usuario, destinado a instalaciones industriales o comerciales. El almacenamiento de energía industrial y comercial encuentra aplicaciones 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, que constan de varios componentes, como sistemas de generación de energía fotovoltaica (que comprenden principalmente módulos fotovoltaicos y controladores), sistemas de generación de energía de almacenamiento (que incluyen principalmente paquetes de baterías, convertidores bidireccionales ("PCS"), sistemas de gestión de baterías ("BMS"), logrando la integración de la generación y el almacenamiento de energía fotovoltaica), sistemas de gestión de energía ("sistemas EMS"), etc.

El principio operativo fundamental implica la carga directa de baterías con corriente continua (CC) generada por módulos fotovoltaicos mediante controladores fotovoltaicos. Además, la corriente alterna (CA) de la red se puede convertir en CC mediante un convertidor de potencia (CPP) para cargar la batería. Cuando la carga requiere electricidad, la batería libera corriente, y el punto de recolección de energía se encuentra en el extremo de la batería. Por otro lado, los sistemas de acoplamiento de CA comprenden varios componentes, incluidos sistemas de generación de energía fotovoltaica (principalmente módulos fotovoltaicos e inversores conectados a la red), sistemas de almacenamiento de energía (principalmente baterías, CPP, BMS, etc.), sistema de gestión de energía (EMS), etc.

El principio operativo básico consiste en convertir la energía de CC generada por los módulos fotovoltaicos en energía de CA mediante inversores conectados a la red, que puede suministrarse directamente a la red o a las cargas eléctricas. Alternativamente, puede convertirse en energía de CC mediante un convertidor de potencia y cargarse en la batería. En esta etapa, el punto de recolección de energía se encuentra en el extremo de CA. Los sistemas de acoplamiento de CC se caracterizan por su rentabilidad y flexibilidad, siendo adecuados para escenarios donde los usuarios consumen menos electricidad durante el día y más durante la noche. Por otro lado, los sistemas de acoplamiento de CA se caracterizan por mayores costos y flexibilidad, siendo ideales para aplicaciones donde ya existen sistemas de generación de energía fotovoltaica o donde los usuarios consumen más electricidad durante el día y menos durante 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 en baterías.

II. Arbitraje de pico y valle

El arbitraje de picos y valles es un modelo de ingresos comúnmente utilizado para el almacenamiento de energía industrial y comercial, que consiste en cargar desde la red eléctrica a precios bajos y descargar a precios altos.

Tomando a China como ejemplo, sus sectores industrial y comercial suelen implementar políticas de tarificación eléctrica por franjas horarias y tarifas para 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 tarificación eléctrica por franjas horarias en la ciudad (Comisión de Desarrollo y Reforma de Shanghái [2022] n.º 50). Según el aviso:

Para fines industriales y comerciales generales, así como para otros consumos de electricidad de dos partes y de grandes industrias de dos partes, el período pico 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 los periodos de mayor demanda en verano (julio, agosto y septiembre) e invierno (enero y diciembre), los precios de la electricidad aumentarán un 80 % con respecto a la tarifa plana. Por el contrario, durante los periodos de menor demanda, los precios de la electricidad disminuirán un 60 % con respecto a la tarifa plana. Además, durante los periodos de mayor demanda, los precios de la electricidad aumentarán un 25 % con respecto a la tarifa máxima.

En otros meses, durante los períodos de mayor demanda, los precios de la electricidad aumentarán un 60% con respecto al precio fijo, mientras que durante los períodos de menor demanda, los precios disminuirán un 50% con respecto al precio fijo.

Para el consumo eléctrico industrial, comercial y otros sistemas individuales, solo se distinguen las horas pico y valle, sin subdividir las horas pico. Durante los periodos pico de verano (julio, agosto y septiembre) e invierno (enero y diciembre), los precios de la electricidad aumentarán un 20 % con respecto al precio base, mientras que durante los periodos de baja demanda disminuirán un 45 % con respecto al precio base. En los demás meses, durante las horas pico, los precios de la electricidad aumentarán un 17 % con respecto al precio base, mientras que durante los periodos de baja demanda disminuirán un 45 % con respecto al precio base.

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

IIICambio de tiempo energético

La gestión del consumo energético implica ajustar la sincronización del consumo eléctrico mediante el almacenamiento de energía para suavizar 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 puede provocar que los usuarios vendan el excedente 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 los periodos de bajo consumo eléctrico y descargar la energía almacenada durante los periodos de mayor consumo. Esta estrategia busca maximizar los beneficios económicos y reducir las emisiones de carbono de la empresa. Además, el almacenamiento del excedente de energía eólica y solar proveniente de fuentes renovables para su uso posterior durante los periodos de máxima demanda también se considera una práctica de gestión del consumo energético.

La gestión del consumo energético mediante desplazamiento temporal no tiene requisitos estrictos en cuanto a los horarios de carga y descarga, y los parámetros de potencia para estos procesos son relativamente flexibles, lo que la convierte en una solución versátil con una alta frecuencia de aplicación.

IV.Modelos de negocio 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 la utilización de instalaciones y servicios de almacenamiento de energía, así como en la obtención de beneficios energéticos mediante el arbitraje de fluctuaciones entre picos y valles, entre otros métodos. En esta cadena, los principales participantes incluyen al proveedor de equipos, el proveedor de servicios energéticos, la entidad financiera que realiza el arrendamiento y el 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 de energía por contrato” y el modelo de “gestión de energía por contrato + arrendamiento financiero”. Los hemos resumido de la siguiente manera:

(1)Use Iinversión

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

(2) PuroLaliviando

En la modalidad de arrendamiento puro, el usuario no necesita comprar las instalaciones de almacenamiento de energía. Simplemente las alquila al proveedor y paga las tarifas correspondientes. El proveedor ofrece servicios de construcción, operación y mantenimiento, y el usuario se beneficia de los ingresos generados por el almacenamiento de energía. El diagrama del modelo de negocio es el siguiente:

(3) Gestión de energía por contrato

Bajo el modelo de gestión energética por contrato, el proveedor de servicios energéticos invierte en la compra de instalaciones de almacenamiento de energía 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 acordada (incluyendo reparto de beneficios, descuentos en el precio de la electricidad, etc.), es decir, utilizando el sistema de almacenamiento de energía para almacenar energía eléctrica durante los periodos de precios bajos o normales, y luego suministrando energía a la carga del usuario durante los periodos de precios máximos. El usuario y el proveedor de servicios energéticos comparten entonces los beneficios del almacenamiento de energía en la proporción acordada. En comparación con el modelo de autoinversión del usuario, este modelo introduce proveedores de servicios energéticos que proporcionan los servicios de almacenamiento de energía correspondientes. Los proveedores de servicios energéticos actúan como inversores en el modelo de gestión energética por contrato, lo que reduce en cierta medida la presión de inversión sobre los usuarios. El diagrama del modelo de negocio es el siguiente:

(4) Contrato de gestión energética + arrendamiento financiero

El modelo “Gestión de Energía por Contrato + Arrendamiento Financiero” se refiere a la incorporación de una entidad de arrendamiento financiero como arrendador de instalaciones de almacenamiento de energía y/o servicios energéticos dentro del modelo de Gestión de Energía por Contrato. En comparación con este último, la inclusión de entidades de arrendamiento financiero para la adquisición de instalaciones de almacenamiento de energía reduce significativamente la presión financiera sobre los proveedores de servicios energéticos, permitiéndoles así centrarse mejor en los servicios de gestión de energía por contrato.

El modelo de “Gestión de Energía por Contrato + Arrendamiento Financiero” es relativamente complejo y cuenta con varios submodelos. Por ejemplo, un submodelo común consiste en que el proveedor de servicios energéticos adquiere primero las instalaciones de almacenamiento de energía del proveedor de equipos, y luego la entidad de arrendamiento financiero selecciona y compra dichas instalaciones según el acuerdo con el usuario, y se las arrienda.

Durante el período de arrendamiento, la propiedad de las instalaciones de almacenamiento de energía pertenece a la entidad financiera que realiza el arrendamiento, y el usuario tiene derecho a utilizarlas. Al finalizar el plazo del arrendamiento, el usuario puede adquirir la propiedad de las instalaciones de almacenamiento de energía. El proveedor de servicios energéticos se dedica principalmente a la construcción, operación y mantenimiento de las instalaciones de almacenamiento de energía para los usuarios, y puede obtener una contraprestación de la entidad financiera que realiza el arrendamiento por la venta y operación de los equipos. El diagrama del modelo de negocio es el siguiente:

A diferencia del modelo anterior, en este nuevo modelo, la entidad de arrendamiento financiero invierte directamente en el proveedor de servicios energéticos, en lugar de en el usuario. Concretamente, la entidad de arrendamiento financiero selecciona y adquiere instalaciones de almacenamiento de energía del proveedor de equipos, de acuerdo con su contrato con el proveedor de servicios energéticos, y posteriormente arrienda dichas instalaciones a este último.

El proveedor de servicios energéticos puede utilizar dichas instalaciones de almacenamiento de energía para proporcionar servicios energéticos a los usuarios, compartir con ellos los beneficios del almacenamiento en la proporción acordada y, posteriormente, reembolsar al arrendatario financiero una parte de dichos beneficios. Una vez finalizado el plazo del arrendamiento, el proveedor de servicios energéticos adquiere la propiedad de la instalación de almacenamiento de energía. 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 colaboración. 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 definan responsabilidades como la construcción y el funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía.

2.Acuerdo de gestión energética para sistemas de almacenamiento de energía:

Este acuerdo se aplica generalmente 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, quien recibe los beneficios correspondientes. Las responsabilidades incluyen los pagos del usuario y la cooperación en el desarrollo del proyecto, mientras que el proveedor de servicios energéticos se encarga del diseño, la construcción y la operación.

3.Contrato de compraventa de equipos:

Excepto en el modelo de arrendamiento puro, los contratos de compraventa de equipos son relevantes en todos los modelos comerciales de almacenamiento de energía. Por ejemplo, en el modelo de autofinanciación del usuario, se firman contratos con proveedores de equipos para la compra e instalación de sistemas de almacenamiento de energía. La garantía 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. Los requisitos de servicio claros y el cumplimiento de las normas son aspectos esenciales que deben abordarse en los acuerdos de servicios técnicos.

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 entre usuarios y proveedores. Estos contratos establecen las responsabilidades del usuario en cuanto al mantenimiento y el correcto funcionamiento de las instalaciones.

6.Contrato de arrendamiento financiero:

En el modelo de “Gestión de Energía por Contrato + Arrendamiento Financiero”, se suele establecer un contrato de arrendamiento financiero entre los usuarios o proveedores de servicios energéticos y las entidades arrendadoras. Este contrato regula la compra y el suministro de sistemas de almacenamiento de energía, los derechos de propiedad durante y después del plazo del arrendamiento, y los criterios para seleccionar sistemas de almacenamiento de energía adecuados 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, así como en la obtención de sus beneficios. Para estos proveedores, existen diversas cuestiones que requieren especial atención en el ámbito del almacenamiento de energía industrial y comercial, como la preparación y financiación de proyectos, la adquisición de instalaciones y la instalación de las mismas. A continuación, enumeramos brevemente estas cuestiones: