Claves para elegir una fuente de alimentación

Para satisfacer la demanda energética ante los retrasos, las empresas de transporte y almacenamiento de energía tienen varias opciones.

A medida que la demanda de energía sigue aumentando, la necesidad de fuentes de energía confiables, especialmente en regiones remotas o con infraestructura limitada, se vuelve cada vez más crítica. El sector energético intermedio suele enfrentarse a interrupciones en el suministro eléctrico debido a los largos plazos de conexión a la red. Como señala Ryan Rudnitzki, vicepresidente sénior de ventas de RPower, las opciones para cubrir estas necesidades energéticas dependen en gran medida de las particularidades de cada situación.

Aunque el empleador de Rudnitzki, RPower, con sede en Texas, ofrece una gama de servicios que incluyen el diseño, la construcción, la propiedad, la operación y el mantenimiento de sistemas de generación de energía, él dijo que cada aplicación es diferente.

“No existe una solución universal. La mejor opción para satisfacer sus necesidades energéticas depende de las circunstancias particulares”, afirmó Rudnitzki durante una presentación en la Conferencia de Maquinaria de Gas (GMC) 2024 en Houston. La presentación de Rudnitzki, titulada “A la espera de la electrificación: cómo la electrificación de nuestra industria está afectando a los proyectos y qué opciones existen para satisfacer la demanda”, analizó las opciones y los retos de la electrificación de las operaciones en la industria del gas natural .

Tendencias actuales en la generación de energía

Rudnitzki destacó que el panorama energético actual ha experimentado un estancamiento en el crecimiento de la demanda durante las últimas dos décadas, debido en parte a la mejora de la eficiencia en el uso de la energía, a pesar del creciente consumo electrónico y digital. Sin embargo, nuevos factores, como la electrificación de las industrias y el auge de los centros de datos, están impulsando la demanda al alza. «Con la tendencia a electrificarlo todo y el crecimiento de los centros de datos, se prevé un aumento significativo de la demanda », afirmó.

Uno de los principales factores que contribuyen a este aumento de la demanda es el rápido crecimiento de la inteligencia artificial (IA) y la computación en la nube, que dependen en gran medida de los centros de datos. Según Rudnitzki, las previsiones más extremas sugieren que la demanda de energía podría duplicarse teóricamente en los próximos cinco años, aunque es probable que desafíos como las limitaciones de la capacidad de la red y las mejoras en la eficiencia impidan un aumento tan rápido.

Simultáneamente, la matriz energética está cambiando. «En el primer semestre del año, el 70 % de la nueva generación de energía provino de la eólica y la solar», señaló, junto con el crecimiento del almacenamiento en baterías . A pesar de esto, la intermitencia de las fuentes de energía renovables y la necesidad de energía gestionable han puesto de relieve la continua importancia del gas natural. Rudnitzki destacó que el gas natural sigue siendo una parte crucial de la matriz energética, particularmente en Texas, donde existen importantes incentivos para impulsar una mayor generación de energía a partir de gas natural con el fin de fortalecer la red.

Desafíos en el suministro eléctrico: Un estudio de caso en Texas

Un desafío importante en la disponibilidad de energía es el desajuste entre la demanda y la velocidad con la que las compañías eléctricas pueden establecer nuevas conexiones. Rudnitzki presentó un escenario hipotético en el que una empresa de transporte y almacenamiento de hidrocarburos necesita energía para una nueva planta de procesamiento, pero se enfrenta a una espera de varios años para obtener las conexiones de la compañía eléctrica.

Como dijo Rudnitzki, “Una empresa de transporte y almacenamiento de hidrocarburos podría solicitar energía a la compañía eléctrica, pero esta podría no estar en condiciones de suministrarla hasta 2030, lo que provocaría un retraso de varios años antes de que la planta pueda entrar en funcionamiento”. Este desfase, que inicialmente podría causar un retraso adicional de 18 meses en un cronograma de proyecto previsto de 18 meses, a menudo se extiende mucho más debido a problemas sistémicos y al aumento de la demanda de energía, particularmente en áreas como Texas.

En estos casos, las empresas de transporte y almacenamiento de hidrocarburos deben considerar soluciones energéticas alternativas , ya que las compañías eléctricas tradicionales no pueden cumplir con los plazos requeridos. La experiencia de Rudnitzki con estas empresas pone de relieve la creciente preocupación: «No se trata solo de necesitar energía, sino también de evitar que el productor reciba una factura mensual de luz más alta que la competencia», afirmó.

Opciones de energía para cerrar la brecha

Para satisfacer la demanda energética ante los retrasos, las empresas de transporte y almacenamiento de hidrocarburos tienen varias opciones, que Rudnitzki clasificó en tres enfoques básicos:

Equipos accionados por motor: El uso de equipos de compresión accionados por motor de gas natural es una solución común cuando las empresas tienen acceso limitado o tardío a la electricidad. Este enfoque resulta especialmente atractivo cuando el gas natural está disponible en las instalaciones. Rudnitzki afirmó: «Si ya se necesita suministrar energía a la instalación, a veces es más rentable electrificarla por completo, consumiendo 30 MW en lugar de solo 15 MW. Sin embargo, si la subestación local solo puede soportar 15 MW, se puede optar por compresores accionados por motor para evitar la necesidad de generación de energía adicional en las instalaciones».

Alquiler de equipos de generación de energía: El alquiler de energía es una solución eficaz para cubrir la demanda energética durante períodos cortos. Rudnitzki lo describió como una opción idónea para necesidades energéticas temporales: «El alquiler de equipos de generación de energía es ideal cuando se necesita una solución rápida a corto plazo».

Microrredes: A medida que se prolonga el corte de energía, las microrredes se convierten en una solución más viable económicamente. «La economía de las microrredes cobra mayor sentido cuando se trata de cubrir cortes de energía de tres, cuatro o más años», señaló Rudnitzki. Las microrredes suelen ser instalaciones llave en mano a largo plazo que integran activos de generación de energía, celdas de distribución y, si es necesario, transformadores.

Microrredes: una solución a largo plazo

Las microrredes se consideran cada vez más una solución eficaz para los cortes de energía en industrias de alto consumo energético, especialmente aquellas que requieren un suministro eléctrico constante y fiable. Si bien el coste inicial de construir una microrred puede parecer elevado en comparación con el alquiler o el uso de equipos con motor de combustión, los beneficios a largo plazo pueden compensar con creces estos costes en situaciones donde cubrir un corte de energía podría llevar años.

“La viabilidad económica de las microrredes se vuelve más evidente al considerar las necesidades energéticas temporales para los próximos tres a cinco años”, afirmó Rudnitzki. Destacó que la integración de fuentes de energía renovables , almacenamiento en baterías y generación local de energía proporciona una mayor seguridad, reduciendo la dependencia de las compañías eléctricas tradicionales y mitigando los riesgos asociados a la volatilidad del suministro eléctrico.

Desafíos en la disponibilidad y programación de energía

Un problema clave para las empresas es la imposibilidad de acceder a la energía eléctrica a tiempo, a menudo debido a los largos tiempos de espera para que las compañías eléctricas revisen y aprueben las solicitudes. Como lo expresó Rudnitzki: “No es tanto que no haya energía disponible; ciertamente, a menudo hay cortes de luz. Pero también puede suceder que la lista de espera para que estas compañías eléctricas revisen la solicitud sea tan larga que podrías esperar un año antes de que se considere algo desde el momento en que la presentas, así que incluso si hay energía disponible, la respuesta se demora mucho tiempo”.

Una vez revisada una solicitud de interconexión, las compañías eléctricas suelen descubrir que necesitan instalar equipos específicos para garantizar una distribución de energía segura y estable. Estos equipos pueden incluir transformadores, interruptores, reconectadores y disyuntores, cada uno de los cuales puede sufrir plazos de entrega considerables debido a problemas en la cadena de suministro. Algunas compañías eléctricas, además, tienen dificultades para instalar todo a tiempo debido a limitaciones de personal.

Ante tales retrasos, las empresas a menudo deben replantearse sus expectativas. «La gente esperaba ciertos plazos de interconexión basándose en experiencias anteriores, y ahora se dan cuenta de que no basta con enchufar el cable a la pared y esperar que haya electricidad», afirmó Rudnitzki. En consecuencia, las empresas deben explorar soluciones de energía alternativas para cubrir los periodos de inactividad hasta que se complete su conexión a la red eléctrica.

Compresión accionada por motor para reducir la demanda de electricidad

Una posible solución para las empresas que necesitan energía inmediata es el uso de compresores accionados por motor . Rudnitzki destacó que el uso de compresores accionados por motor para la compresión de entrada y/o de residuos podría reducir la demanda de energía de la red eléctrica. Este enfoque podría ser especialmente beneficioso en regiones donde la infraestructura de la red eléctrica no es fiable.

Una ventaja adicional de las soluciones con motor, especialmente para las empresas de gas, es que suelen estar totalmente cubiertas. Como señala Rudnitzki: «El gas utilizado para alimentar el equipo de compresión se devuelve al productor. Y si el productor paga un precio elevado por el consumo de gas en sus instalaciones, también obtiene un buen precio por su gas en el mercado, por lo que no le preocupa tanto».

Sin embargo, a pesar de su eficacia, el uso de motores de gas conlleva ciertas desventajas. Si bien los motores de gas pueden ser eficientes, suelen generar mayores emisiones que las alternativas eléctricas . Esto es especialmente importante en el contexto de la reducción de emisiones y los objetivos de sostenibilidad . «Los motores de gas son limpios, pero la red eléctrica, sobre todo en Texas, es más limpia en términos de dióxido de carbono equivalente (CO2e)», afirmó Rudnitzki. Las empresas que se centran en la reducción de emisiones podrían verse en conflicto con sus objetivos si dependen demasiado de los motores de gas .

Un grupo electrógeno de reserva instalado en Kristen Distribution en Byron, Texas.

Además, los motores de gasolina requieren mayor mantenimiento y tienen menor disponibilidad si no se les da el mantenimiento adecuado. «Los motores tienen muchos componentes y más piezas móviles que un motor eléctrico , por lo que mantener su disponibilidad requiere más esfuerzo», explicó Rudnitzki.

Generación de energía para alquiler: una solución energética a corto plazo

Otra opción viable para asegurar el suministro eléctrico es la generación de energía a plazo fijo, que se suele utilizar para necesidades puntuales. Rudnitzki describe una solución ingeniosa que consiste en remolques con turbinas. Para espacios reducidos, como los de la región de Marcellus Shale , los generadores de turbina de alquiler pueden ser una opción muy eficaz. «Es una solución excelente», afirma, «sobre todo para clientes, por ejemplo, en Marcellus, donde el espacio es limitado, y mucho menos para la generación in situ».

Sin embargo, las turbinas de alquiler presentan algunos inconvenientes. Estas unidades son susceptibles a una degradación de su rendimiento a grandes altitudes y/o temperaturas extremas. Rudnitzki menciona una pérdida del 25 % en la potencia disponible cuando las turbinas se instalan a grandes altitudes y temperaturas elevadas. Un aspecto adicional a considerar con las turbinas es que, si bien "a mayor tamaño, mayor eficiencia suele ser la eficiencia", si una unidad falla por cualquier motivo, se pierde una gran capacidad de forma repentina. Asimismo, si la carga de la instalación fluctúa, puede haber momentos en que la turbina no opere cerca de sus condiciones de diseño, lo que puede afectar los intervalos de mantenimiento y el consumo de combustible.

Una alternativa a las turbinas son los generadores con motores de combustión interna , que pueden ayudar a mitigar los problemas mencionados, según su diseño. Sin embargo, el alquiler de motores suele ser más caro, requieren mayor esfuerzo operativo y de mantenimiento, y a menudo necesitan más espacio para una misma demanda de energía.

Soluciones de microrredes: un enfoque sostenible a largo plazo

El concepto de microrredes presenta una solución innovadora a los desafíos energéticos, ofreciendo una infraestructura eléctrica más permanente y sostenible. Las microrredes pueden diseñarse para proporcionar energía de respaldo no solo al cliente, sino también, en muchos casos, a la red eléctrica principal. Rudnitzki explicó: “La idea es sencilla: ustedes nos suministran gas y nosotros les proporcionamos electricidad al voltaje que necesiten. Delimitamos nuestra pequeña parcela de terreno, y el gas entra y la electricidad sale ”.

Las microrredes resultan especialmente ventajosas en mercados desregulados como ERCOT, donde las empresas pueden protegerse contra la volatilidad de los precios de la energía y evitar el riesgo de fuertes fluctuaciones una vez que se complete la interconexión a la red eléctrica. Al monitorear los precios en tiempo real, las empresas pueden activar su microrred cuando los precios del mercado eléctrico son altos, controlando así los costos totales de energía y mitigando la exposición a la volatilidad del mercado.

Sin embargo, la implementación de una microrred no está exenta de desafíos. Requiere una inversión inicial de capital considerable —generalmente entre 1000 y 2000 dólares por kilovatio para la instalación—, lo que a menudo la convierte en una opción menos atractiva para necesidades a corto plazo. Además, la operación y el mantenimiento de las microrredes requieren conocimientos especializados, que pueden no estar fácilmente disponibles en las empresas centradas en sus operaciones principales.

Estos problemas pueden solucionarse mediante una alianza con una empresa que construya y arriende una planta llave en mano, propiedad de un tercero (como RPower), quien también se encarga de su operación y mantenimiento. En el caso de RPower, el permiso ambiental pertenece al propietario de la microrred, lo que suele evitar la agregación con el permiso del cliente que consume la energía.

Otro beneficio clave de una microrred es la oportunidad de generar ingresos mediante la gestión económica de la demanda y los servicios de respuesta a emergencias (SRE). Por ejemplo, cuando los precios de la electricidad se disparan, las empresas pueden generar energía in situ y venderla a la red. De manera similar, en mercados como ERCOT, la participación en programas como el de Cuatro Picos Coincidentes (4CP) permite a las empresas compensar los cargos por demanda reduciendo el consumo durante los periodos de máxima demanda. Dado que RPower es un proveedor minorista de electricidad y una entidad de programación cualificada de nivel 4 en ERCOT, con décadas de experiencia en gestión energética y equipos de generación de energía , la empresa está bien posicionada para optimizar el valor y la disponibilidad de los activos de generación, afirmó Rudnitski.

Conclusión

Ante el continuo aumento de la demanda energética y las dificultades de la infraestructura de la red eléctrica para mantenerse al día, las empresas de petróleo y gas buscan soluciones de energía alternativas. Si bien los compresores accionados por motor y las unidades de generación de alquiler ofrecen soluciones a corto plazo, las microrredes pueden brindar una solución sostenible a largo plazo para garantizar la confiabilidad del suministro eléctrico y la gestión de costos. A pesar de los desafíos asociados con los costos iniciales, la operación y el mantenimiento, las microrredes ofrecen a las empresas la oportunidad no solo de asegurar un suministro eléctrico confiable, sino también de generar ingresos y reducir su exposición a la volatilidad de los precios del mercado.

Como afirma Rudnitzki, “No estás tirando el dinero a la basura con tus alquileres, porque estás ganando dinero en el proceso”. La evolución de las soluciones de generación de energía —ya sea a través de motores de gas, turbinas o microrredes— representa un cambio significativo hacia infraestructuras de energía más descentralizadas, flexibles y financieramente viables para las industrias que se enfrentan a las demandas del panorama energético moderno.

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Acerca de RPower | Fundada en 2021, RPower es una empresa de generación de energía centrada en soluciones de generación de energía principal y de respaldo. RPower se especializa en proporcionar generación de energía a empresas con cargas críticas, con especial atención a negocios de alto consumo energético, como los centros de datos y el sector de petróleo y gas . El equipo de analistas e ingenieros de RPower cuenta con una sólida trayectoria en la industria eléctrica, brindando servicios a grandes clientes industriales y empresas de servicios públicos en el desarrollo de proyectos de generación de energía, operación y optimización de activos, financiamiento de proyectos y venta minorista de energía.