Diseñando un Marco Regulatorio para el Almacenamiento en Mexico: Una Propuesta*

Elementos Esenciales de Implicaciones para la I+D

Marcelino Madrigal, Ph.D.Comisionado

Comisión Reguladora de Energía

*The views and opinions expressed in this presentation are

strictly of the author/presenter and do not necessarily reflect

the position of the Commission (CRE) as a whole or other

government agency

Cuernavaca Morelos14 Nov 2018

Por que el almacenamiento?

Mexico´s Clean Energy Targets

2018

25%

2021

30%

2024

35%

3Source: Programa de Desarrollo del Sistema EléctricoNacional 2017-2031, Secretaria de Energía

Clean energy generation targets

Law of energy transition

2016-2030

1.9

2031-2050

3.7

Average annual rate of reduction of final energy consumption*

*Source: Press release, Ministry of Energy of Mexico, 2016

Transition Strategy

40 millions of users

Chih

Coah

BC

NL

Tamps

Oax

SLP

Gto

Ags

Mor

Pue

Son

Yuc

Jal

TX

Long Term Auctions Are Accelerating Low-Cost Clean Energy Integration

4

Solar

Eólica

44.97

55.33

31.70

35.50

USD/MWh

USD/MWh

1st 2nd

Resulting prices

34 companiesfrom more than 10

countries, including

Mexico

6.6 billionof investment in the

coming years

Increase of 5,000 MW to the current generation

capacity in Mexico

SolarWind

HydroCombined

Cycle

Interconnection contracts on small and medium scale

Increasing Growth of Behind the Meter Installations

5

14,27332,745

55,663

130,065

3 24 145 812 4,65814,858

29,131

61,876

117,539

247,604

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Installed Capacity (kW)

Capacity (Annual)

Capacity (Aggregate)

1,3162,627

4,400

7,970

12,577

1 9 45 231 6701,986

4,613

9,013

16,983

29,560

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Number of contracts

Contracts (Annual)

Contracts (Aggregate)

Source: Elaborated with CFE information, CRE.

Storage one of potential solutions to variability: example Baja System

6

Investment: $16.4 USD mill

59.059.159.259.359.459.559.659.759.859.960.060.1

0

5

10

15

20

25

30

35

3:1

1:0

0

3:1

2:0

0

3:1

3:0

0

3:1

4:0

0

3:1

5:0

0

3:1

6:0

0

3:1

7:0

0

3:1

8:0

0

3:1

9:0

0

3:2

0:0

0

3:2

1:0

0

3:2

2:0

0

3:2

3:0

0

3:2

4:0

0

3:2

5:0

0

Hz

MW

16 MW Loss Leads to Load Curtailment

Load Shedding

30 MW Solar Output Cloudy Day

Storage Facility

Allowing: 50MW additional renewable sources without affect reliability

Storage: 20 MW

Operation conditions

Potential Solution

System capacity 1,017 MW

Existing DG capacity 5.9 MW

Location

*Newton hurricaneSource: Prodesen 2017-2031, Sener

Max 435 MW

Min 59 MW*

Demand

Integration limits:

DG. 10 MW

Large Scale. 60 MW

Existing PV capacity 31 MW

Features

2016

Source: Prodesen 2017-2031, Sener.

Source: Cenace.

Es viable? Que sabemos ?

Que conocemos hasta el momento: reflexiones iniciales

• Estudios indican ya la viabilidad económica del almacenamiento puro de energía en Mexico

• Las principales aplicaciones del almacenamiento, en orden de valor son

• Diferimiento de necesidades de transmisión y distribución• Arbitraje de energía• “Balanceo” de renovables variables• Servicios auxiliares

• Capitalizar estos beneficios será cada vez más importante por lo siguiente:

• Sistema de transmisión seguirá siendo radial en algunas zonas y con crecimiento de demanda en los extremos

• Los renovables variables continuaran incrementando su presencia en el sistema• Gradualmente se desarrolla un mercado con múltiples productos y actores que valoraran algunos

de los servicios del almacenamiento• Existe un interés expreso de consumidores de energía, en combinar renovables en sitio con

almacenamiento

Studies Identify the Economic Viability of Large Scale Storage in Mexico

Yucatán Peak Shaving

30MW; $70M; IRR 9%

Source: Feasibility Study for Large Scale Energy Storage Systems in Brazil, Colombia and Mexico. Project done by Quanta Technology for ISA, under USTDA support

Electric Energy Supply

545 MW (23%)

Ancillary Services 201 MW (9%)

Grid System 631 MW (27%)

End User / Utility Customer 570 MW (24%)

Renewables Integration

386 MW (17%)

475 MW

399 MW

228 MW190 MW 182 MW

TransmissionCongestion

Relief

Electric SupplyCapacity

Demand ChargeManagement

Time-of-use(TOU) Energy

CostManagement

WindGeneration Grid

Integration,short duration

Applications with best potentialMarket potential Sample projects

10 years ahead market size: 1,419 millions of USD2,333 MW 3,841 MWh

17 different applications5 categories

BCS Renewable Integration

10MW; $8M; IRR 23%

BCS Arbitrage

10MW; $25M; IRR 9%

Que elementos clave debería tener una regulación innovadora que remueva las barreras al almacenamiento y sea de aplicación general?

Aspectos Claves para la Regulación

1. El almacenamiento provee servicios, parte de los cuales se remuneran de manera regulada y parte de los cuales tienen precios de mercado

2. El reto principal es que no existan barreras para que el almacenamiento pueda monetizar tanto los servicios regulados como los precios de los productos de mercado que provee

3. Estructurar una definición del activo que reconozca esta realidad: el almacenamiento es generador, carga, transmisión y distribución

4. Estructurar un marco contractual operativo que reconozca esta realidad: el almacenamiento puede proveer servicio tantos regulados como de mercado

5. La transmisión y distribución en Mexico es planeada y regulada, algunos servicios auxiliares tienen precios de mercado y otros regulados

Precios Diferentes Productos en Mercado

12

SIN

BCA

BCS

67,073 USD/MW-año

139,303 USD/MW-año

68,897 USD/MW-año

Tipo de cambio: 18 pesos/USD Fuente: Centro Nacional de Energía

Reservas rodantes (10min)*

Variaciones Diarias Precio SpotCurva de duración de precios del Mercado del Día en Adelanto(2016 vs 2017)

SIN

BCA

BCS

91.62 USD/MWh

34.42 USD/MWh

212.32 USD/MWh

Promedio ponderado

Precio por capacidad

≈ 66 USD/MWh

≈270 USD/MWh

BCS

Ene-May: ≈10 USD/MW

Jun-Jul: ≈40 USD/MW

Fuente: Monitor independiente del mercado , 8/9/17

*1 de 5 servicios auxiliares con precios de mercado

Que se requiere hacer

1. La CRE emitir regulación para servicios auxiliares que no están en el mercado (regulación de frecuencia, voltaje, arranque negro, operación en isla) que valúen las diferentes velocidades de respuesta de los agentes que proveen el servicio

2. La SENER planear considerando el almacenamiento como una de las opciones en la red, así como ahora se considera los CEVs, HVDC, y otras opciones, el STORAGE debe ser un activo parte del menú de opciones de las metodologías de planeación

3. Las reglas del mercado se deben afinar para evitar barreras indebidas o interpretación de reglas (al no tener un activo especifico de almacenamiento) que inhiban al almacenamiento

• Ejemplo acreditar potencia requiere disponibilidad del recurso por varias horas, mucho mas de lo que las tecnologías pueden lograr

4. El CENACE contar con un marco contractual que apruebe la CRE para: (i) la operación compartida/coordinada de activos de almacenamiento y (ii) definir el flujo de fondos de servicios tanto regulados como precios de mercado de los servicios/productos que provee el almacenamiento

Como se estructuraría el esquema en sus grandes líneas?

Como se Lanzaría Este Marco de Aplicación General

1. Plan de expansión que considere el almacenamiento

2. Valuación por parte de la CRE, en base al plan, del valor que representa el almacenamiento para la transmisión. Determinar que % del activo es un activo de transmisión

3. SENER instruir la realización de los proyectos por medio de asociación/contrato como ya lo prevé la ley para proyectos tradicionales de transmisión

4. La CRE aprobar un ingreso regulado en base al % del punto 2 (que resulte del costo ganador del proceso de licitación).

5. El almacenamiento captura de manera directa los otros precios del Mercado y servicios regulador

6. El almacenamiento de operan en base a un contrato de operación técnica compartida

Como se Estructuraría Este Marco de Aplicación General

Almacenmto. en plan de expansión

% Contrb. Almacenmto. Transmisión

CRE

SENERCENACE

Autoriza Ingreso (un %)

como Transmisión

Servicios Auxiliares Regulados

Productos y Servicios en

Mercado

Contrato Operación Técnica Coordinada

• Energía/Potencia• Regulación• 2 Reservas 10min• 2 Reservas 10min

• Regulación f• Regulación V• Arranque negro• Oper. isla

Licitación contrato

almacenmto.

Eliminar barreras en

reglas de mercado para

ofrecer estos productos

Definir estos

servicios en base a

performance

Que áreas de I+D serían valiosas para este esquema?

Algunas Implicaciones para I+D: Angulo de Integración con el Sistema

1. Modelado de almacenamiento para herramientas de planeación de G+T

2. Valorización de almacenamiento a la transmisión y distribución

3. Definición de modos de operación compartida de almacenamiento

4. Herramientas de optimización para gestionar activos de almacenamiento en mercados de corto plazo y servicios

5. Criterios de interconexión técnica de almacenamiento, respuesta a f y V etc

Gracias!

@M_Madrigal_M

www.gob.mx/cre @CRE_Mexico