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consiste en calentar los hogares más temprano que lo habitual, al tiempo que utiliza el almacenamiento inherente de
calor en la estructura de las casas y no pone en peligro la
comodidad del usuario. Adicionalmente, el control inteligente de las HHP puede aumentar su eficiencia operativa.
Se ha demostrado que la implementación de estrategias de
control inteligente mejoraría considerablemente la propuesta
de valor de las HHP. Los beneficios anuales adicionales oscilan entre £ 5,100 y £ 15,200 millones/año, dependiendo de la
disponibilidad de otras fuentes de flexibilidad operativa para
el sistema (gráfico 9).
El flujo de valor más importante de esta flexibilidad es
una inversión reducida en la capacidad de generación baja en
emisiones de carbono, incluida las VRE y la energía nuclear.
Este resultado está impulsado por la flexibilidad operativa
de las HHP, con una controlabilidad inteligente que aporta
servicios de equilibrio del sistema, y un aumento relacionado de la utilización de VRE, cumpliendo entonces con los
objetivos de carbono de manera rentable.

Electricidad y agua
Existen tres formas en que las interdependencias de los sistemas de electricidad y agua influyen en la provisión de flexibilidad operativa.
1) Instalaciones hidroeléctricas y de almacenamiento
por bombeo: la generación hidroeléctrica de curso de
río ofrece grandes cantidades de flexibilidad operativa, dependiendo de las limitaciones ambientales y
de agua disponibles. El almacenamiento por bombeo
normalmente puede contribuir a la regulación a corto
plazo y a los servicios de aumento. Adicionalmente,
puede responder de día al nivelar la demanda neta de
producción de energía renovable.
2) Cargas eléctricas relacionadas con el agua: dos tipos de cargas relacionadas con el agua son lo suficientemente grandes como para presentar oportunidades
de flexibilidad: las plantas de tratamiento de agua
(WTP, por sus siglas en inglés) y las plantas de tratamiento de aguas residuales (WWTP, por sus siglas en
inglés). Ambas representan una cantidad relativamente grande de carga, ofrecen una importante flexibilidad operativa y están disponibles a lo largo de todo
el año a diario. En la región de los Estados Unidos
operada por Midcontinent Independent System Operator (MISO), la capacidad nominal total de las WTP
y las WWTP es de aproximadamente 1,000 MW. Los
motores para bombeo consumen más del 90 % de la
carga. Si el 30 % de esta carga está encendida en un
momento determinado y se encuentra disponible para
el suministro de flexibilidad, esta podría aportar 270
MW de carga flexible. Una demanda de reserva con
regulación típica entre semana en la región del MISO
es de 400 MW, mientras que los requerimientos de aumento de 10 minutos oscilan entre 10 y 1,300 MW, y
los requerimientos de descenso de 10 minutos oscilan
noviembre/diciembre 2019

entre 70 y 1,500 MW. Por lo tanto, una contribución
de 270 MW a estos requerimientos sería significativa. Las WTP frecuentemente utilizan tanques de almacenamiento de agua, muchos de los cuales pueden
alimentar la demanda de agua por gravedad durante
horas antes de ser repuestos. Tanto las WTP como las
WWTP tienen tiempos de espera integrados en sus
procesos, y ofrecen capacidades de cambio de carga
en minutos u horas. Las nuevas bombas en plantas con
unidades de velocidad variable ofrecen la capacidad
de modular la carga, una característica atractiva para
la regulación de frecuencia. Se espera que los costos
de inversión asociados con el inicio de WTP y WWTP
como demandas controlables sean bajos, ya que solamente demandarían los costos asociados con su infraestructura de comunicación.
3) Recursos de cogeneración de WWTP: las WWTP
producen metano, el cual puede ser capturado con digestores anaeróbicos. El biogás se usa luego para alimentar un motor de combustión interna o una turbina
de gas para producir energía eléctrica. El sistema podría ser utilizado para proporcionar servicios de flexibilidad operativa a la red. De las aproximadamente 16,000 WTP en los Estados Unidos actualmente,
cerca de 1,500 emplean la digestión anaeróbica para
producir biogás que se usa en el sitio. De estos, solo
133 alimentan la generación eléctrica, por lo que la
cogeneración de las WWTP representa una oportunidad sin explotar para aumentar los recursos flexibles.

Estudio de caso de Dinamarca: beneficios
del acoplamiento de múltiples sectores
En Dinamarca, el acoplamiento de los sectores de la electricidad y la calefacción ya se encuentra en funcionamiento
desde hace varias décadas; véase el artículo de Lew et al. en
este número de IEEE Power & Energy Magazine. Un sistema extendido de calefacción de distrito, que incluye unidades cogeneradoras con grandes tanques de almacenamiento
de calor, facilita un cierto grado de producción desacoplada
de calor y energía. Algunas calderas eléctricas convierten
el barato exceso de electricidad en calor. Los sectores de la
electricidad y el gas están implícitamente acoplados a través
del gestor de la red de transmisión danés Energinet, responsable de ambos sistemas, capturando así sinergias a través de
su planificación conjunta.
Energinet investiga el acoplamiento de más sectores para
determinar cómo se vería un futuro sistema energético con
costos optimizados y sin combustibles fósiles con todos los
sectores acoplados. Para esto, el sistema eléctrico con sectores acoplados ha sido modelado a través de las llamadas
plantas de energía de diferentes tamaños. Las plantas de
energía pueden entenderse como unidades cogeneradoras
extendidas con más funcionalidades, como la electrólisis y la
gasificación. Suministran más que solo electricidad y calor y
operan a bajos precios como consumidores de electricidad,
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