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red. Una interrogante que suele plantearse es si esos diseños de mercado son suficientes para los sistemas dominados
por fuentes que carecen de costos de combustible y poseen
otras características singulares o si es necesario que se den
cambios sustanciales para garantizar la eficiencia y confiabilidad económica.
Los Estados, las empresas de servicios públicos y las
compañías han establecido mandatos u objetivos para suministrar el 100 % de la energía mediante fuentes de energía
renovable o fuentes que no producen emisiones. (Véase la
figura 1). A principios de mayo de 2020, 16 estados han
implementado mandatos u objetivos de energía 100 % limpia/renovable, y más han adoptado objetivos menos estrictos. Por último, muchos de los mercados organizados ya
están experimentando altos niveles de cantidades instantáneas de energía renovable variable (VRE, por sus siglas en
inglés), como la eólica y la solar. Estas experiencias demuestran que el estudio de los sistemas eléctricos con un suministro de combustible al 100 % de costo cero no es un ejercicio académico. Los mercados de electricidad diseñados de
manera eficiente pueden permitir soluciones para alcanzar
esos objetivos y, al mismo tiempo, proporcionar electricidad
asequible y confiable a los consumidores.
En este artículo, los autores analizan algunos desafíos
claves y posibles opciones para diseñar mercados de electricidad cuando la flota de suministro carece de costos de
combustible. Esto incluye la transición para cumplir estos
objetivos, así como los diseños que incentivan la inversión
y el funcionamiento de la futura flota de suministros. Antes
de describir los posibles diseños del futuro, es importante
destacar los esfuerzos actuales para superar los desafíos y
mejorar los diseños de mercado.

Preguntas claves para los diseñadores
de mercado
Con los objetivos de descarbonización, la futura flota de
suministro puede parecer bastante diferente de la actual.
Puede consistir en cantidades sustanciales de VRE e hidropotencia, otras tecnologías facilitadoras como el almacenamiento de electricidad a corto plazo o estacional, mayores
niveles de respuesta a la demanda y fuentes locales de numerosos tipos de tecnología (ya sea en el sistema de distribución
o en el sitio del cliente). También puede consistir en otras
fuentes de bajo carbono como la potencia nuclear y algunas centrales térmicas eficientes restantes. Con excepción
de algunas tecnologías restantes de quema de combustible,
las flotas de suministro futuras y actuales tendrán algo en
común: los costos de operación variables que no dependen
de los costos de combustible.
En el centro de cualquier futuro escenario está la VRE.
La VRE tiene varias características únicas que es importante considerar, dadas las cantidades de VRE que pueden
estar presentes en estos escenarios. La producción de VRE
depende del clima, lo que significa que la energía disponible cambia a lo largo del tiempo y no puede predecirse con
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absoluta precisión. La VRE también tiene otras características técnicas únicas, como su interfaz basada en inversores.
Finalmente, debido a que la VRE depende del clima para
su producción, tiene esencialmente cero costos variables,
estando la mayoría de sus costos ligados al capital. Cada una
de estas características puede influir de manera diferente en
los resultados futuros del mercado de electricidad.
Al igual que otros servicios, los precios mayoristas de
electricidad indican cuándo la oferta es limitada y la reducción de la demanda es más valiosa (periodos de precios altos)
o cuándo la oferta es abundante y el aumento de la demanda
puede satisfacerse con poco costo adicional (periodos de
precios bajos). Estas señales de precios mayoristas proporcionan un papel de coordinación entre diversas decisiones,
tanto para las decisiones operacionales a corto plazo como
para las decisiones de inversión y retiro a largo plazo. En los
últimos años, el motor dominante de las variaciones anuales
en el precio promedio mayorista de la electricidad han sido
los precios del gas natural, ya que los generadores de gas
natural han sido la tecnología predominante en la fijación de
precios. En la última década, el auge de la producción de gas
de esquisto de Estados Unidos ha hecho que los precios estén
muy por debajo de sus promedios históricos.
El crecimiento de la VRE está empezando a tener efectos
notables en los precios mayorista de electricidad. La falta de
costos de combustible empuja la curva de suministro durante
los periodos de alta producción de VRE. Sin el correspondiente crecimiento de la demanda o el retiro de la capacidad
excedente, se produce el efecto de orden de mérito, es decir,
la disminución de los precios de la electricidad. También
puede dar lugar a una mayor variabilidad de los precios a
través del tiempo y el espacio, así como a impactos en los
precios de los servicios auxiliares, dependiendo de las condiciones. Sin embargo, el verdadero impacto en los precios
no siempre es fácil de entender o predecir.
Los impactos del aumento de la producción solar en
los patrones de precios son obvios en la ISO de California
(CAISO, por sus siglas en inglés), donde la energía solar produjo más del 18 % de la demanda anual en 2019. Esto ha
contribuido a la reducción de los precios durante el mediodía, especialmente en primavera, pero también empuja a los
periodos de precios altos hacia las primeras horas de la tarde
después de la puesta del sol. Las fuentes térmicas que se
descomponen durante el mediodía pueden tener más dificultades para suministrar energía después de la puesta del sol
debido a las limitaciones de compromiso. Estas pautas temporales y los efectos de la variabilidad de los precios pueden
incentivar una mayor flexibilidad tanto del lado de la oferta
como de la demanda. La abundancia de la oferta en primavera también puede repercutir en la capacidad de proporcionar reservas a la baja a partir de fuentes que deben estar en
línea y generarse por encima de un nivel mínimo. Así, las
reducciones de los precios de la energía pueden darse simultáneamente con aumentos en los precios de las reservas a la
baja (figura 2).
enero/febrero 2021

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