La gestión de la demanda de energía , también conocida como gestión del lado de la demanda ( DSM ) o respuesta del lado de la demanda ( DSR ), [1] es la modificación de la demanda de energía de los consumidores a través de diversos métodos, como incentivos financieros [2] y cambios de comportamiento a través de la educación.
Por lo general, el objetivo de la gestión del lado de la demanda es alentar al consumidor a usar menos energía durante las horas pico , o trasladar el tiempo de uso de energía a horas de menor actividad, como la noche y los fines de semana. [3] La gestión de los picos de demanda no necesariamente disminuye el consumo total de energía , pero se podría esperar que reduzca la necesidad de inversiones en redes y/o plantas de energía para satisfacer los picos de demanda. Un ejemplo es el uso de unidades de almacenamiento de energía para almacenar energía durante las horas de menor actividad y descargarla durante las horas de mayor actividad. [4]
Una aplicación más nueva de DSM es ayudar a los operadores de redes a equilibrar la generación variable de unidades eólicas y solares, particularmente cuando el momento y la magnitud de la demanda de energía no coinciden con la generación renovable. Los generadores que se ponen en funcionamiento durante los períodos de máxima demanda suelen ser unidades de combustible fósil. Minimizar su uso reduce las emisiones de dióxido de carbono y otros contaminantes. [5] [6]
El término DSM fue acuñado después de la crisis energética de 1973 y la crisis energética de 1979 . [7] Los gobiernos de muchos países exigieron la ejecución de varios programas para la gestión de la demanda. Un ejemplo temprano es la Ley de Política Nacional de Conservación de Energía de 1978 en Estados Unidos , precedida por acciones similares en California y Wisconsin . La gestión del lado de la demanda fue introducida públicamente por el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica (EPRI) en los años 1980. [8] Hoy en día, las tecnologías DSM se vuelven cada vez más factibles debido a la integración de las tecnologías de la información y las comunicaciones y el sistema eléctrico, nuevos términos como gestión integrada del lado de la demanda (IDSM) o red inteligente . [9] [10]
La industria eléctrica estadounidense originalmente dependía en gran medida de las importaciones de energía extranjera, ya fuera en forma de electricidad consumible o de combustibles fósiles que luego se utilizaban para producir electricidad. Durante la época de las crisis energéticas de la década de 1970, el gobierno federal aprobó la Ley de Políticas Reguladoras de Servicios Públicos (PURPA) , con la esperanza de reducir la dependencia del petróleo extranjero y promover la eficiencia energética y fuentes de energía alternativas. Esta ley obligó a las empresas de servicios públicos a obtener la energía más barata posible de productores de energía independientes, lo que a su vez promovió las energías renovables y alentó a las empresas de servicios públicos a reducir la cantidad de energía que necesitaban, impulsando así agendas para la eficiencia energética y la gestión de la demanda. [11]
El uso de electricidad puede variar drásticamente en períodos de tiempo cortos y medianos, dependiendo de los patrones climáticos actuales. Generalmente, el sistema eléctrico mayorista se ajusta a los cambios en la demanda despachando generación adicional o menor. Sin embargo, durante los períodos pico, la generación adicional suele ser suministrada por fuentes menos eficientes ("pico"). Desafortunadamente, el costo financiero y ambiental instantáneo del uso de estas fuentes "máximas" no necesariamente se refleja en el sistema de precios minoristas. Además, la capacidad o voluntad de los consumidores de electricidad para adaptarse a las señales de precios alterando la demanda ( elasticidad de la demanda ) puede ser baja, especialmente en períodos de tiempo cortos. En muchos mercados, los consumidores (particularmente los clientes minoristas) no enfrentan ningún precio en tiempo real, sino que pagan tarifas basadas en costos anuales promedio u otros precios construidos. [ cita necesaria ]
Las actividades de gestión de la demanda de energía intentan acercar la demanda y el suministro de electricidad a un nivel óptimo percibido y ayudar a que los usuarios finales de electricidad se beneficien al reducir su demanda. En el sistema moderno, el enfoque integrado de la gestión del lado de la demanda es cada vez más común. IDSM envía automáticamente señales a los sistemas de uso final para reducir la carga según las condiciones del sistema. Esto permite un ajuste muy preciso de la demanda para garantizar que coincida con la oferta en todo momento y reduce los gastos de capital de la empresa de servicios públicos. Las condiciones críticas del sistema podrían ser las horas pico, o en áreas con niveles de energía renovable variable , durante los momentos en que la demanda debe ajustarse hacia arriba para evitar la sobregeneración o hacia abajo para ayudar con las crecientes necesidades. [ cita necesaria ]
En general, los ajustes a la demanda pueden ocurrir de varias maneras: a través de respuestas a señales de precios, como tarifas diferenciales permanentes para los horarios vespertinos y diurnos o días de uso ocasionales con precios elevados, cambios de comportamiento logrados a través de redes de área doméstica , controles automatizados como los controlados remotamente aires acondicionados, o con ajustes permanentes de carga con electrodomésticos de bajo consumo. [ cita necesaria ]
La demanda de cualquier producto básico puede modificarse mediante acciones de los actores del mercado y del gobierno ( regulación e impuestos). La gestión de la demanda de energía implica acciones que influyen en la demanda de energía. DSM se adoptó originalmente en la electricidad, pero hoy en día se aplica ampliamente a los servicios públicos, incluidos el agua y el gas. [ cita necesaria ]
La demanda de energía cambia ampliamente entre lugares con diversos medios de transporte de población, tamaños de familia, aspectos destacados de la ingeniería, capacidades y marcos sociales. Se acepta ampliamente la modificación de los niveles de oferta de control territorial que coincidan con la solicitud territorial. [12] Reducir la demanda de energía es contrario a lo que tanto los proveedores de energía como los gobiernos han estado haciendo durante la mayor parte de la historia industrial moderna. Mientras que los precios reales de diversas formas de energía han ido disminuyendo durante la mayor parte de la era industrial, debido a las economías de escala y la tecnología, la expectativa para el futuro es lo contrario. Anteriormente, no era descabellado promover el uso de energía, ya que se podían anticipar fuentes de energía más copiosas y más baratas en el futuro o el proveedor había instalado un exceso de capacidad que sería más rentable con un mayor consumo. [ cita necesaria ]
En las economías de planificación centralizada, los subsidios a la energía eran una de las principales herramientas de desarrollo económico. Los subsidios a la industria del suministro de energía siguen siendo comunes en algunos países. [ cita necesaria ]
Contrariamente a la situación histórica, se espera que los precios y la disponibilidad de la energía se deterioren. Los gobiernos y otros actores públicos, si no los propios proveedores de energía, tienden a emplear medidas de demanda de energía que aumentarán la eficiencia del consumo de energía. [ cita necesaria ]
En términos generales, la gestión del lado de la demanda se puede clasificar en cuatro categorías: escala nacional, escala de servicios públicos, escala comunitaria y escala de hogares individuales.
La mejora de la eficiencia energética es una de las estrategias de gestión del lado de la demanda más importantes. [19] Las mejoras de la eficiencia pueden implementarse a nivel nacional a través de legislación y normas en materia de vivienda, construcción, electrodomésticos, transporte, máquinas, etc.
Durante las horas de máxima demanda, las empresas de servicios públicos pueden controlar los calentadores de agua de almacenamiento, las bombas de piscina y los acondicionadores de aire en grandes áreas para reducir la demanda máxima, por ejemplo, en Australia y Suiza. Una de las tecnologías más comunes es el control de ondas: una señal de alta frecuencia (por ejemplo, 1000 Hz) se superpone a la electricidad normal (50 o 60 Hz) para encender o apagar los dispositivos. [20] En economías más basadas en servicios, como Australia, la demanda máxima de la red eléctrica a menudo ocurre entre las últimas horas de la tarde y las primeras horas de la noche (de 4:00 p. m. a 8:00 p. m.). La demanda residencial y comercial es la parte más importante de estos tipos de demanda máxima. [21] Por lo tanto, tiene mucho sentido que las empresas de servicios públicos (distribuidores de redes eléctricas) gestionen calentadores de agua residenciales, bombas de piscina y aires acondicionados.
Otros nombres pueden ser barrio, distrito o distrito. Los sistemas de calefacción central comunitarios existen desde hace muchas décadas en regiones de inviernos fríos. De manera similar, es necesario gestionar los picos de demanda en las regiones con picos de verano, por ejemplo, Texas y Florida en los EE. UU., Queensland y Nueva Gales del Sur en Australia. La gestión del lado de la demanda se puede implementar a escala comunitaria para reducir la demanda máxima de calefacción o refrigeración. [22] [23] Otro aspecto es lograr un edificio o comunidad de energía neta cero . [24]
La gestión de la energía, los picos de demanda y las facturas a nivel comunitario puede ser más factible y viable, debido al poder adquisitivo colectivo, el poder de negociación, más opciones en eficiencia o almacenamiento energético, [25] más flexibilidad y diversidad en la generación y consumo de energía en diferentes veces, por ejemplo, utilizando energía fotovoltaica para compensar el consumo diurno o para almacenar energía.
En zonas de Australia, más del 30% (2016) de los hogares tienen sistemas fotovoltaicos en el tejado. Les resulta útil utilizar la energía gratuita del sol para reducir la importación de energía de la red. Además, la gestión del lado de la demanda puede ser útil cuando se considera un enfoque sistemático: el funcionamiento de sistemas fotovoltaicos, aire acondicionado, sistemas de almacenamiento de energía en baterías, calentadores de agua de almacenamiento, medidas de eficiencia energética y rendimiento de los edificios. [26]
Las empresas de servicios públicos del estado de Queensland, Australia, tienen dispositivos instalados en ciertos electrodomésticos, como aires acondicionados o medidores domésticos, para controlar calentadores de agua, bombas de piscina, etc. Estos dispositivos permitirían a las compañías de energía programar de forma remota el uso de estos artículos durante las horas pico. horas. Su plan también incluye mejorar la eficiencia de los artículos que utilizan energía y dar incentivos financieros a los consumidores que usan electricidad durante las horas de menor actividad, cuando a las empresas de energía les resulta menos costoso producirla. [27]
Otro ejemplo es que con la gestión del lado de la demanda, los hogares del sudeste de Queensland pueden utilizar la electricidad del sistema fotovoltaico de los tejados para calentar agua. [28]
En 2008, Toronto Hydro, el monopolio distribuidor de energía de Ontario, tenía más de 40.000 personas inscritas para tener dispositivos remotos conectados a acondicionadores de aire que las empresas de energía utilizan para compensar los picos de demanda. La portavoz Tanya Bruckmueller afirma que este programa puede reducir la demanda en 40 megavatios en situaciones de emergencia. [29]
La Operación Alcoa Warrick participa en MISO como un recurso calificado de respuesta a la demanda, lo que significa que está brindando respuesta a la demanda en términos de energía, reserva giratoria y servicio de regulación. [30] [31]
La gestión del lado de la demanda puede aplicarse a sistemas eléctricos basados en centrales térmicas o a sistemas donde la energía renovable , como la hidroelectricidad , es predominante pero con una generación térmica complementaria , por ejemplo, en Brasil .
En el caso de Brasil, a pesar de que la generación de energía hidroeléctrica corresponde a más del 80% del total, para lograr un equilibrio práctico en el sistema de generación, la energía generada por las centrales hidroeléctricas abastece el consumo por debajo de la demanda máxima . La generación máxima se obtiene mediante el uso de centrales eléctricas de combustibles fósiles. En 2008, los consumidores brasileños pagaron más de mil millones de dólares [32] por generación termoeléctrica complementaria no programada previamente.
En Brasil, el consumidor paga toda la inversión para suministrar energía, incluso si una planta permanece inactiva. Para la mayoría de las plantas térmicas que utilizan combustibles fósiles, los consumidores pagan por los "combustibles" y otros costos operativos sólo cuando estas plantas generan energía. La energía, por unidad generada, es más cara procedente de centrales térmicas que de hidroeléctricas. Sólo unas pocas centrales termoeléctricas brasileñas utilizan gas natural , por lo que contaminan mucho más que las centrales hidroeléctricas. La energía generada para satisfacer la demanda máxima tiene costos más altos (tanto de inversión como de operación) y la contaminación tiene un costo ambiental significativo y, potencialmente, una responsabilidad financiera y social por su uso. Por lo tanto, la expansión y el funcionamiento del sistema actual no son tan eficientes como podrían serlo utilizando la gestión del lado de la demanda. La consecuencia de esta ineficiencia es un aumento de las tarifas energéticas que se traslada a los consumidores. [ cita necesaria ]
Además, como la energía eléctrica se genera y consume casi instantáneamente, todas las instalaciones, como líneas de transmisión y redes de distribución, están construidas para los picos de consumo. Durante los períodos de menor actividad no se utiliza su capacidad total. [ cita necesaria ]
La reducción del consumo pico puede beneficiar la eficiencia de los sistemas eléctricos, como el sistema brasileño, de varias maneras: como diferir nuevas inversiones en redes de distribución y transmisión, y reducir la necesidad de operación de energía térmica complementaria durante los períodos pico, lo que puede disminuir ambos. el pago por inversión en nuevas centrales eléctricas para abastecer sólo durante el período pico y el impacto ambiental asociado a la emisión de gases de efecto invernadero . [ cita necesaria ]
Algunas personas sostienen que la gestión del lado de la demanda ha sido ineficaz porque a menudo ha resultado en mayores costos de servicios públicos para los consumidores y menos ganancias para los servicios públicos. [33]
Uno de los principales objetivos de la gestión del lado de la demanda es poder cobrar al consumidor en función del precio real de los servicios públicos en ese momento. Si a los consumidores se les pudiera cobrar menos por usar electricidad durante las horas de menor actividad y más durante las horas pico, entonces la oferta y la demanda alentarían teóricamente al consumidor a usar menos electricidad durante las horas pico, logrando así el objetivo principal de la gestión del lado de la demanda. [ cita necesaria ]
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