7 de abril, 2025 - 7 min
A medida que las operaciones mineras avanzan hacia la descarbonización, se enfrentan a una multitud de complejidades, lo que requiere que los operadores y sus socios adopten un enfoque holístico.
Para que las minas se descarbonicen completamente, será necesario considerar diversos aspectos ambientales, técnicos y comerciales. Entre las consideraciones ambientales, sociales y gubernamentales se incluyen las incertidumbres geopolíticas, la necesidad de seguridad energética, y el cumplimiento de las normativas y políticas. Los desafíos financieros y comerciales implican mantener el menor costo nivelado de electricidad (LCOE), asegurar el retorno sobre la inversión y evitar pérdidas en la eficiencia de producción. Desde el punto de vista técnico, la alta intermitencia de las fuentes de energía renovable incrementa la necesidad de soluciones de balanceo, como motores estabilizadores de red. Además, la creciente complejidad de las microrredes y el aumento de la demanda eléctrica debido a la electrificación minera agregan más retos. Las microrredes están diseñadas para proteger áreas que dependen de un suministro eléctrico constante, como es el caso de las operaciones mineras.
En este artículo abordaremos los desafíos técnicos y comerciales que puede enfrentar la minería durante su camino hacia la descarbonización. Las microrredes mineras están cambiando debido a la transición energética, incorporando distintos activos de generación (almacenamiento de energía, solar y/o eólica) junto con la generación de energía de balanceo, en un proceso conocido como hibridación. Exploraremos el sistema de gestión de la energía como solución a estos desafíos, y presentaremos un nuevo modelo comercial para minas híbridas.
En esta sección examinaremos cómo un sistema de gestión de energía puede abordar los desafíos de la hibridación. A medida que aumenta la proporción de generación proveniente de fuentes variables e intermitentes como la solar y la eólica, operar y optimizar el sistema eléctrico se vuelve cada vez más complejo. En lugar de simplemente despachar unidades de energía de balanceo para cubrir la necesidad de las minas, los operadores deben considerar múltiples variables, tales como:
Si estas complejidades no se abordan, se pueden recortar cantidades significativas de energía renovable para mantener la estabilidad del sistema, lo que resultará en un bajo retorno de la inversión para los proyectos renovables. Agregar renovables no necesariamente reducirá el consumo de combustible si los diferentes activos del sistema no se utilizan de manera óptima. Esto puede generar una carga subóptima en los motores, y por lo tanto, costos y emisiones elevadas. En el peor de los casos, el sistema podría no cumplir con los requisitos, generando problemas de confiabilidad y posibles apagones, lo que impacta directamente en las operaciones mineras y los ingresos.
La Plataforma Digital de Energía GEMS de Wärtsilä aborda estas complejidades técnicas asociadas con la hibridación del sistema. GEMS es un software de control y optimización independiente de la tecnología que monitorea, controla y optimiza los activos energéticos y el rendimiento del sistema para reducir costos cumpliendo con las restricciones operativas. La plataforma utiliza previsiones avanzadas de producción renovable y demanda eléctrica en su proceso de optimización, y admite una amplia variedad de activos de generación para lograr el rendimiento óptimo del sistema.
El software GEMS integra y controla recursos individuales y flotas completas compuestas por almacenamiento de energía, fuentes renovables y generación de energía de balanceo. Utilizando el aprendizaje automático y el análisis de datos históricos en tiempo real, optimiza la combinación energética, GEMS permite a los clientes monitorear, operar, identificar y diagnosticar equipos de forma remota con una seguridad, confiabilidad y flexibilidad sin precedentes. GEMS también puede actuar como controlador de microrred, ofreciendo un control secundario y terciario para optimizar aún más la generación.
La estructura típica que utilizan las minas en los proyectos de hibridación no permite el aprovechamiento de sistemas sofisticados como GEMS, y las prácticas tradicionales de adquisición no ofrecen un marco comercial que incentive la optimización a nivel de sistema. A continuación, se presenta un ejemplo típico de cómo una mina puede abordar la hibridación de microrredes y los desafíos comerciales que conlleva este enfoque:
El cliente posee una planta de generación con motores vendida con garantías de rendimiento estándar. Al mismo tiempo, se firma un contrato de servicios con garantías adicionales sobre el rendimiento a lo largo del ciclo de vida de los activos.
Años más tarde, el cliente busca aprovechar la energía solar de bajo costo y firma un contrato de compra de energía (PPA) con un productor independiente (IPP).
Posteriormente, preocupado por la variabilidad de la generación solar, el cliente exige al IPP que también instale almacenamiento de energía para estabilizar la entrega.
El IPP posee, opera y mantiene tanto la planta solar como la batería, y por lo general también el sistema de gestión energética, el cual se limita principalmente a despachar la batería frente a la energía solar.
Por otro lado, el IPP adquiere los activos y servicios de terceros y cuenta con garantía estándar para cada activo, tales como relaciones de rendimiento o garantías de potencia y capacidad. Esta garantía se traslada al cliente bajo el contrato de compra de energía.
En este contexto, cada parte solo está incentivada a cumplir con los valores garantizados de los activos individuales bajo su responsabilidad, y a optimizar lo que está dentro de su alcance. Nadie tiene el incentivo ni la capacidad de optimizar todo el sistema. Todo esto da lugar a recortes de energía renovable, uso subóptimo del sistema de almacenamiento de energía, consumo de combustible innecesariamente alto y más horas de operación de los motores, posibles problemas de confiabilidad y, en última instancia, un mayor costo nivelado de electricidad.
Para abordar el desafío de las garantías individuales, Wärtsilä ha creado un concepto comercial en el que el sistema de gestión energética integra todos los activos de generación. La central con motores y el contrato de servicios están ahí para proporcionar confiabilidad y actuar como columna vertebral del sistema, mientras que el IPP, propietario de la energía solar y del sistema de almacenamiento, supervisa la operación y el mantenimiento. El sistema GEMS puede controlar y optimizar no solo las fuentes renovables y el sistema de almacenamiento, sino también la central con motores. El almacenamiento de energía ahora no solo respalda a las renovables, sino que también genera valor adicional al reemplazar las reservas rotantes de balanceo. Además, las capacidades de previsión de GEMS están mejorando las decisiones de despacho, tanto para la planta como para el sistema de almacenamiento.
Las garantías sobre los activos individuales aún se mantienen, pero ahora existe una obligación adicional para el sistema de gestión energética: despachar todos los activos y optimizar el sistema completo. Ahora es de interés compartido entre el cliente y Wärtsilä garantizar que toda la microrred funcione de manera eficiente y confiable. Esto se traduce en un menor costo nivelado de electricidad, reservas rotantes optimizadas y menor recorte de energía. En lugar de ofrecer garantías individuales, se adopta un modelo comercial basado en resultados que cubre todos los activos de la microrred. Wärtsilä mide la optimización general de la red a través de un contrato basado en ingresos por desempeño del sistema.
La transición hacia una minería con 100% de energía renovable presenta tanto desafíos significativos como soluciones prometedoras. Al adoptar un enfoque holístico que integre sistemas avanzados de gestión energética como GEMS de Wärtsilä, las minas pueden superar eficazmente las complejidades de la hibridación, optimizar el uso de la energía, y mejorar la confiabilidad del sistema.
Nuestros servicios de descarbonización utilizan contratos basados en resultados, por lo que nuestras ganancias están alineadas con los objetivos del cliente, como el ahorro, la reducción de emisiones y la confiabilidad. El cambio hacia un modelo comercial basado en resultados fomenta la colaboración entre las partes interesadas, asegurando que todos los componentes de la matriz energética trabajen juntos de manera eficiente.
Esto no solo reduce el costo nivelado de electricidad, sino que también maximiza el potencial de los recursos renovables, allanando el camino hacia un futuro sostenible y resiliente en las operaciones mineras.
Wärtsilä posee todas las capacidades necesarias para integrar y optimizar microrredes híbridas. Nuestras soluciones combinadas de software, hardware y acuerdos, junto con nuestro conocimiento y experiencia, empoderan a los operadores de microrredes para reducir emisiones de CO₂ y generar ahorros sin comprometer la confiabilidad.