Diseño de un mercado eléctrico para redes marítimas malladas

Abstract

[ES] A fin de lograr la neutralidad climática para el 2050, que es lo que quiere el acuerdo europeo "European Green Deal", se espera un desarrollo masivo de energía eólica marina en las próximas décadas. De hecho, la Unión Europea podría tener que desarrollar entre 230 y 450 GW de capacidad eólica marina para 2050, mientras que la capacidad en aguas europeas es sólo de 22 GW por el momento. Actualmente, la mayor parte de esta generación eólica se transmite a la costa mediante conexiones punto a punto. Pero, para integrar cantidades masivas de energía eólica marina de manera económica y fiable en el sistema energético europeo, se necesitan redes marinas específicas: radiales multiterminales o malladas.

Actualmente se están desarrollando proyectos híbridos que combinan la conexión de generación eólica marina con interconexiones, formando así estructuras de red radial multiterminales, y las estructuras malladas podrían hacerse realidad en las próximas décadas. Sin embargo, se requieren diseños de mercado pertinentes para las redes marítimas radiales multiterminales o malladas, diferentes de las prácticas actuales de los parques eólicos marítimos conectados radialmente a la costa mediante conexiones punto a punto. En efecto, un parque eólico marino conectado radialmente a la costa mediante una conexión punto a punto pertenece a la zona nacional de licitación correspondiente, porque la capacidad de la red que los conecta a la costa corresponde a la capacidad del parque eólico marino y no puede producirse ninguna congestión entre el parque eólico marino y la zona nacional de licitación. Por el contrario, en las redes marítimas radiales multiterminales o malladas, pueden producirse congestiones entre un parque eólico marítimo y su zona de licitación nacional. Por lo tanto, estas posibles congestiones deben considerarse en el diseño del mercado.

En este contexto, esta tesis de maestría tiene por objeto, tanto para las redes marítimas radiales multiterminales como para las malladas, i) analizar las posibles configuraciones del mercado de la electricidad para proyectos híbridos, ii) recomendar uno de estos diseños de mercado, y iii) establecer mecanismos de redistribución económica para diseños de mercado alternativos.

[EN] In order to achieve the climate neutrality by 2050 wanted by the European Green Deal, a massive development of offshore wind energy is expected in the upcoming decades. Indeed, the European Union might have to develop between 230 and 450 GW of offshore wind capacity at sea by 2050 while the capacity in European waters is only 22 GW for the moment. Currently, most of this wind generation is transmitted to shore using point-to-point connections. But, in order to integrate massive amounts of offshore wind energy in an economic and in a reliable manner in the European power system, dedicated offshore grids, radial multi-terminal or meshed, are needed.

Hybrid projects, combining the connection of offshore wind generation with an interconnector, and forming thus radial multi-terminal grid structures, are currently under development and meshed structures could become a reality over the upcoming decades. However, relevant market designs are required for radial multi-terminal or meshed offshore grids, different from the current practices for offshore wind farms connected radially to the shore using point-to-point connections. Indeed, an offshore wind farm connected radially to the shore using a point-to-point connection belongs to the related national bidding zone, because the rating of the grid connecting them to the shore corresponds to the rating of the offshore wind farm and no congestion can occur between the offshore wind farm and the national bidding zone. On the contrary, in radial multi-terminal or meshed offshore grids, congestions can occur between an offshore wind farm and its national bidding zone. These possible congestions must thus be considered in the market design.

In this context, this master thesis aims at, for both radial multi-terminal and meshed offshore grids, (i) analyzing possible electricity market arrangements for hybrid projects, (ii) recommending one of these market designs, and (iii) establishing economic redistribution mechanisms for alternative market designs.