Fraunhofer-Chile descubre que la combinación fotovoltaica y termosolar tiene mejor LCOE que el gas

Un estudio encuentra que el híbrido PV-CSP chileno tiene un LCOE más bajo que el del gas

Un nuevo estudio de la consultora de ingeniería energética Fraunhofer – para Chile descubrió que un híbrido solar que combina fotovoltaica y CSP con almacenamiento de energía térmica podría replicar la flexibilidad de las centrales eléctricas de gas, con un LCOE más bajo.

el estudio es Comparación entre Energía Solar de Concentración y Generación a Gas en Aspectos Económicos y de Flexibilidad en Chile. En él, Fraunhofer enumera las ventajas y desventajas de los atributos de confiabilidad y las externalidades de ambas tecnologías de energía térmica; Gas Natural de Ciclo Combinado (CCNG) y energía termosolar (CSP).

El almacenamiento de energía térmica de CSP brinda confiabilidad a la red

«Estamos tratando de incluir en nuestra política pública dar cuenta de los servicios auxiliares de CSP», explicó la física María Teresa Cerda, jefa de investigación de CSP en Fraunhofer Chile.

“En plantas solares híbridas que combinan fotovoltaica y CSP, la flexibilidad del almacenamiento de energía térmica CSP es un beneficio para la red. Por eso estamos tratando de poner un precio a estos beneficios y por eso hacemos este tipo de estudios; incentivar la política pública en el ministerio. Estamos tratando de ayudar al país a determinar y hacer los cálculos adecuados. Aquí en Chile, muy pocas personas conocen la CSP, por lo que tienen miedo. No saben cómo incluir esto en sus cálculos de planificación a largo plazo”.

El estudio comparó cuatro configuraciones posibles de las dos tecnologías solares para crear cuatro perfiles de entrega diferentes.

Cuatro perfiles de generación solar demostraron ser más bajos que el gas a $86/MWh

Los cuatro perfiles operativos diferentes son para un híbrido solar que comprende 150MW PV y 130MW CSP de torre con 13 horas de almacenamiento de energía térmica. Los cuatro perfiles de generación incluyen la generación fotovoltaica diurna normal. Sin embargo, la flexibilidad de cambio de hora de la CSP a través de su almacenamiento de energía térmica le permite entregar generación en diferentes momentos del día, así como estacionalmente.

Para operar bajo los diferentes perfiles, la CSP estaría diseñada para un múltiplo solar de hasta 2. Con un múltiplo solar de 2; el campo solar tiene el doble de la capacidad del bloque de potencia. Esto permite que la planta almacene el máximo almacenamiento de energía térmica. Aunque esto sería más costoso que una relación múltiple solar normal de 1 a 1, la compensación es que el almacenamiento adicional significa que genera más energía y, por lo tanto, gana más dinero.

El LCOE de los cuatro perfiles de generación osciló entre $53 y $71/MWh, en comparación con el LCOE del gas de $86/MWh, suponiendo un factor de capacidad (FC) del 85 % y un costo de combustible de $2/MMBtu.

Los cuatro perfiles generadores de híbridos PV-CSP en Chile:

Caso base: Entregaría sin restricciones durante todo el año (azul: $53)
CSP solo noche: Entregaría solo por la noche durante todo el año. (verde: $71)
CSP nocturna en invierno: Entregaría solo por la noche en invierno, pero sin restricciones en verano (amarillo: $56)
Perfil plano: Entregaría solo por la noche en verano; tanto de día como de noche en invierno (marrón: $63)

Los investigadores se sorprendieron con sus hallazgos. “Desde un punto de vista académico, habíamos pensado que sería más barato ofrecer solo por la noche”, dijo Cerda. «Pero lo que descubrimos fue que el híbrido solar PV/CSP sin restricciones durante el día o la noche es en realidad más barato».

El almacenamiento térmico en CSP reduce la reducción de la energía fotovoltaica

El Ministerio de Energía, en su Hoja de Ruta 2018-2022, ha prohibido efectivamente la nueva generación de energía con carbón. Chile se comprometió a cerrar las existentes para 2040. Además, los nuevos requisitos para la costosa captura y almacenamiento de carbono ahora hacen que el carbón no sea competitivo. Sin embargo, la generación de gas natural, tanto de ciclo único como de ciclo combinado, sigue compitiendo con las renovables en las subastas. Chile tiene subastas de todos contra todos en las que los recursos de generación de energía limpia y de combustibles fósiles compiten en precio.

Las subastas tienen tres franjas horarias de puja. La franja horaria diurna es adecuada para PV; 8 de la mañana a 6 de la noche. Los otros dos serían donde los híbridos solares competirían con el gas; De 6 a 11 de la noche y de 11 a 8 de la mañana.

La sobregeneración en algunas horas de la energía solar fotovoltaica ya es un problema en Chile. Los híbridos de las dos tecnologías solares ofrecen una solución. Cuantas más horas de almacenamiento tiene la planta de CSP, más reduce el riesgo de reducción. Además, esto aumenta su capacidad de vender energía durante precios spot altos.

La CSP es ideal para Chile ya que tiene el recurso solar más alto del mundo (un DNI de 3.614 kWh/m 2). Sin embargo, importa el 80% de los combustibles fósiles que utiliza para la electricidad. Por lo tanto, la comparación del LCOE con el gas natural es crucial, porque el gas natural y la CSP brindan los mismos beneficios de flexibilidad a la red debido a que son centrales térmicas.

Mediante estudios como este, la consultora energética Fraunhofer reduce el riesgo de los inversores.