¿Tu industria demanda entre 150 y 300 MVA y opera las 24 horas?

Existe una posibilidad de reducción importante del pago a CFE sin modificar el proceso productivo: utilizar un sistema de almacenamiento BESS para disminuir deliberadamente la demanda observada por la red durante el horario de punta.

El planteamiento aquí analizado corresponde a una gran industria de operación continua, conectada en nivel de transmisión y efectivamente facturada en tarifa DIT. Para ilustrar el orden de magnitud se adopta un caso de referencia de alrededor de 200 MW de demanda y un BESS de 50 MW.

El objetivo principal deja de ser el arbitraje

Inicialmente, la aplicación natural de un BESS parece ser almacenar energía durante las horas de menor costo y utilizarla en los periodos de mayor precio. Sin embargo, al revisar la estructura de la tarifa DIT aparece un beneficio potencialmente mucho mayor: reducir la demanda máxima coincidente en horario de punta y, con ello, disminuir el cargo mensual por capacidad asociado a esa demanda.

Por esta razón, la estrategia económica del proyecto cambia. La función principal del BESS es rasurar la demanda en punta. El ahorro de energía por desplazamiento horario permanece, pero se considera un beneficio secundario.

La variable que interesa es la demanda máxima coincidente en punta

En DIT, CFE establece que la demanda a la que se aplica el cargo por capacidad es la menor entre la demanda máxima coincidente con el periodo de punta y un valor derivado del consumo mensual y del factor de carga aplicable.

La demanda máxima se obtiene a partir del mayor promedio registrado en un intervalo de 15 minutos dentro del periodo correspondiente. Para una industria continua, el segundo término de la fórmula suele quedar suficientemente alto como para que la variable económicamente atacable con el BESS sea precisamente D_max,punta.

Es importante observar que el BESS no reduce el consumo mensual total si se carga desde la misma red; debido a sus pérdidas, incluso puede aumentarlo ligeramente. Por ello, el diseño no pretende “bajar” el segundo término de la fórmula, sino confirmar que no limite el beneficio conseguido al reducir la demanda punta.

Una industria de 200 MW

Supongamos una planta con operación continua y una demanda del orden de 200 MW. Para 30 días, un consumo aproximado sería:

Usando un factor de carga DIT de referencia de 0.71, el término energético de la fórmula resulta aproximadamente:

Sin BESS, si la demanda máxima punta es 200 MW, la demanda para capacidad sería 200 MW. Si el BESS reduce la toma de red en 50 MW durante el periodo crítico, la máxima puede bajar a 150 MW:

Por qué 50 MW / 200 MWh

Para una ventana punta de tres horas, un BESS de 50 MW necesita 150 MWh para sostener una descarga plana de 50 MW:

Sin embargo, dimensionarlo exactamente en 150 MWh deja poco margen para degradación. La propuesta conceptual adopta 200 MWh de capacidad energética, conservando los mismos 50 MW de electrónica de potencia.

El sobredimensionamiento energético no se plantea como capacidad ociosa. Su función es proteger durante más años el valor económico de los 50 MW de potencia ya instalados. Con una degradación de referencia hasta aproximadamente 70% al final de 12 años, 200 MWh quedarían en unos 140 MWh, equivalentes a cerca de 46.7 MW durante tres horas.

El cargo por demanda domina el resultado

Para visualizar el orden de magnitud se usa un cargo representativo de capacidad DIT Golfo Norte de aproximadamente $395 MXN/kW-mes. El valor exacto debe actualizarse con la tarifa vigente del mes y con los recibos reales del Centro de Carga.

CAPEX de referencia

Para un BESS de cuatro horas se adopta como caso central preliminar una inversión del orden de $1,100 millones de pesos, únicamente para evaluar la magnitud económica. Este valor no sustituye una cotización EPC y debe actualizarse cuando exista un proyecto concreto.

Los valores anteriores son de prefactibilidad. No incluyen financiamiento, impuestos ni una curva real de carga; tampoco acreditan ahorros por calidad de potencia. El arbitraje de energía se mantiene fuera de la justificación principal.

Descargar los 50 MW completos durante la punta

En una gran industria del orden de 150 a 200 MW existe carga suficiente para absorber la descarga completa de 50 MW sin necesidad de exportar energía. Por tanto, mientras se esté dentro del periodo que determina la demanda máxima punta y exista energía disponible, la estrategia natural es reducir la toma de la red en los 50 MW completos.

Los arranques pesados y maniobras programables normalmente ya se evitan en horario punta en una industria bien administrada. El BESS no se propone para “corregir” esos arranques, sino para producir una reducción deliberada y sostenida de la demanda que observa CFE.

Estrategia de carga en una planta de tres turnos

Cuando la industria opera las 24 horas y no existe un periodo prolongado de baja producción, la carga del BESS debe realizarse preferentemente durante el horario base y a una potencia moderada, distribuyéndola durante varias horas. El objetivo es recuperar la energía utilizada en punta sin crear una nueva demanda máxima significativa durante la recarga.

Por ejemplo, después de una descarga de 150 MWh no es necesario volver a cargar el sistema a 50 MW. Si se dispone de seis horas base, una recarga del orden de 25 a 30 MW, ajustada por la eficiencia del sistema, puede ser suficiente. Si existen más horas disponibles, la potencia de carga puede reducirse aún más.

El sistema de control debe modular automáticamente la potencia de carga en función de la demanda instantánea de la planta, de manera que el BESS aproveche la capacidad disponible sin provocar un incremento innecesario de la demanda contratada o de la demanda máxima registrada.

Una vez satisfecha la función principal, la energía remanente puede utilizarse para disminuir compras en los periodos de mayor costo. Ese uso constituye un aprovechamiento adicional, pero no modifica el criterio de dimensionamiento.

La energía adicional protege el valor de la electrónica

La razón para pasar de 150 a 200 MWh no es aumentar los MW del sistema. El PCS permanece en 50 MW. Lo que se protege es la capacidad de mantener esos 50 MW durante el periodo punta a medida que las baterías envejecen.

En el escenario central, la inversión puede recuperarse aproximadamente hacia la primera mitad de la vida económica del sistema. El periodo restante permite formar un remanente importante y, en su momento, financiar augmentación de baterías o una renovación parcial sin reconstruir necesariamente el PCS, transformadores, protecciones, obra civil y conexión.

No requiere un permiso específico de almacenamiento, pero sí atención técnica

La regulación mexicana vigente contempla el SAEE asociado a un Centro de Carga como parte de las propias instalaciones del Centro de Carga; en esa modalidad no requiere un permiso específico de almacenamiento de energía eléctrica.

Esto no significa que pueda instalarse sin trámite. Para un Centro de Carga existente deben atenderse la modificación técnica, la solicitud o actualización de los estudios de conexión que correspondan y las condiciones aplicables al punto de conexión. La operación debe evitar la inyección no autorizada hacia la RNT o RGD y respetar los límites de demanda aplicables durante la carga.

Beneficios que no se acreditan en el caso base

La evaluación principal se justifica solamente con la reducción del cargo por demanda. A partir de ahí pueden existir beneficios adicionales que deben estudiarse caso por caso: aprovechamiento de energía remanente en otros periodos tarifarios, respaldo operativo, respuesta rápida de potencia, y eventualmente funciones de soporte reactivo o calidad de potencia mediante el PCS.

Si una instalación ya enfrenta la necesidad de ampliar, modernizar o sustituir un SVC u otro equipo relacionado con calidad de potencia, puede analizarse si el BESS asume parte de esas funciones. No se incluye ningún ahorro por este concepto en la evaluación económica presentada.

Un BESS orientado a reducir el cargo por demanda

Para una gran industria con operación continua y facturación DIT, el BESS puede tener un valor económico muy distinto al que normalmente se asocia con el almacenamiento de energía.

El caso conceptual de 50 MW / 200 MWh busca aprovechar completamente la electrónica de potencia durante el horario crítico, mantener ese beneficio durante una parte sustancial de la vida útil y dejar margen frente a la degradación. Con los valores tarifarios y de inversión usados como referencia, la recuperación preliminar se sitúa alrededor de cinco años, antes de acreditar beneficios adicionales.

Para una empresa determinada, la confirmación requiere únicamente sustituir los supuestos de este ejemplo por sus recibos DIT, su curva de demanda de 15 minutos y una cotización real del BESS.