Por Andrés Jáuregui Cabrera, Coordinador general tutorial, Miembro CIGRE.
La integración de grandes volúmenes de energía generada por fuentes renovables, que permitan viabilizar el proceso de descarbonización ya en curso en el país, para crear una red nacional más robusta y resiliente ante los posibles efectos del cambio climático, son algunas de las positivas características del desarrollo de un nuevo sistema de transmisión en HVDC. Esta tecnología, una vez que entre en servicio el Proyecto “HVDC Kimal-Lo Aguirre”, cuyo proceso de licitación internacional fue lanzado por el Ministerio de Energía en febrero 2021, permitirá la plena integración al Sistema Eléctrico Nacional (SEN).
El tutorial online «Tecnología HVDC y su Integración al SEN”, realizado los días 23, 24 y 25 de marzo de 2021, fue una importante contribución del Comité Chileno del CIGRE y el Comité de Estudios B4 de Sistemas DC y Electrónica de Potencia al sector profesional y empresarial para abordar los desafíos que representa la integración de la tecnología HVDC al SEN. Este evento congregó a los principales expertos internacionales de CIGRE Internacional con experiencia en el desarrollo de proyectos HVDC de Alemania, Brasil, Canadá, China, Inglaterra, Suiza y Suecia, entre otros, además de empresas nacionales, consultores y entidades gubernamentales como el Ministerio de Energía, la Comisión Nacional de Energía y la Superintendencia de Electricidad y Combustibles. El tutorial también contó con la participación de expertos internacionales de empresas proveedoras de tecnología HVDC, líderes de esta tecnología con aportes de experiencias en mercados internacionales con diferentes proyectos en sistemas HVDC desarrollados y actualmente en operación.
CIGRE Chile se planteó este importante objetivo de organizar un tutorial para entregar fundamentos de la tecnología HVDC, necesarios para que el sector profesional y empresarial pudiera abordar de mejor forma los desafíos tecnológicos que presentará este emblemático proyecto, uno de los más relevantes de Chile en las últimas décadas. Este evento, buscó fortalecer las capacidades técnicas de los ingenieros y la comunidad involucrada para apoyar adecuadamente las distintas fases del desarrollo del Proyecto HVDC Kimal-Lo Aguirre, que será el primero en Chile en transmisión en corriente continua (HVDC) y que operará en paralelo al corredor Kimal-Cardones-Polpaico de 500 kV en corriente alterna (HVAC). Este enlace HVDC Kimal-Lo Aguirre no conectará un único proyecto de generación, ni tampoco servirá para un reducido número de éstos, sino más bien permitirá unir el norte con el centro del país para transportar energía –principalmente solar y eólica– proveniente de múltiples proyectos de generación de distintos desarrolladores, a través de una distancia mayor a 1500 kilómetros.
La relevancia y urgencia de este proyecto, según las autoridades del Ministerio de Energía, se debe a que la zona norte del país tiene una alta disponibilidad de recursos renovables para generación eléctrica, la que se verá incrementada en los próximos años con la incorporación de nuevos energéticos tales como el hidrógeno verde que traerá un intenso desarrollo de proyectos renovables en dichas regiones del norte de Chile.
Actualmente, el sistema de transmisión nacional es de tipo radial, lo que implica un alto flujo de generación hacia la zona central del país por una línea de 500 kV con alta carga. Por lo anterior, la línea HVDC Kimal-Lo Aguirre contribuirá con el proceso de descarbonización de la matriz energética de Chile.
Entre varios de sus beneficios, la nueva línea HVDC posibilitará los intercambios de energía entre centros de carga, crea una red nacional más robusta y resiliente ante los posibles efectos del cambio climático, mejora la estabilidad y control del Sistema Eléctrico Nacional, medioambientalmente tiene menos impacto porque sus estructuras son más esbeltas y disminuye el uso de suelo y además posibilita una futura integración regional entre países del Cono Sur.
Las Bases Definitivas de la licitación y el Registro de Participantes fueron puestos a disposición de los interesados el 1 de febrero de 2021.
Las autoridades nacionales hicieron un llamado a todos los inversionistas y empresas de transmisión interesadas, nacionales y extranjeras, a involucrarse e interiorizarse en este gran proyecto con el objetivo de que esta licitación internacional se lleve a cabo de la mejor manera posible, con altos niveles de competencia y que congregue además a los mejores desarrolladores de obras de transmisión HVDC del mundo.
RESULTADOS
Dada la gran relevancia que tendrá la integración de esta tecnología HVDC en el SEN, el evento atrajo a una gran cantidad de interesados de distintos ámbitos y áreas de especialidad, tanto del sector público como del privado.
El evento generó en cada uno de los tres días una rica discusión sobre variados tópicos de la tecnología HVDC, así como también aspectos del desarrollo de este proyecto que de por sí plantea un gran desafío país que deberemos enfrentar todos los actores y agentes del sector.
Un aspecto consultado en los paneles fue que el Proyecto HVDC Kimal-Lo Aguirre no quedó condicionado a la realización de un estudio de franja por parte de la autoridad. Lo anterior debido a que en agosto de 2020 con el objeto de adelantar los beneficios del proyecto y como consecuencia de las restricciones que imponía la pandemia, el Ministerio de Energía emitió el Decreto 163 de 2020 que revocó el requisito de estudio de franja del proyecto Kimal-Lo Aguirre y estableció un plazo de 14 meses para que el Coordinador Eléctrico Nacional desarrollara la licitación y adjudicara la obra. El Coordinador desarrolló las especificaciones de este proyecto HVDC de modo de cumplir con lo señalado en el Decreto 163 y lanzó la licitación pública internacional el pasado 1 de febrero de 2021.
Otro aspecto también discutido en los paneles fue que dado que el Proyecto HVDC Kimal-Lo Aguirre será una obra de transmisión de largo plazo, debiera permitir expansiones futuras de modo de aprovechar eficientemente el corredor Kimal-Lo Aguirre. La tecnología HVDC debiera permitir el repotenciamiento de las convertidoras terminales y en opinión de algunos de los profesionales presentes en el evento, resultaría conveniente considerar una línea de transmisión de capacidad superior a la capacidad de conversión de las terminales conversoras, ya que así se permitiría aumentar las transferencias por el corredor Kimal-Lo Aguirre por sobre los 3000 MW hasta ahora conocidos como capacidad nominal del enlace.
Contar con importantes expositores con una gran experiencia en sistemas HVDC fue, sin duda alguna, un gran beneficio para todos los asistentes a este evento. Se pudo contar de primera fuente con experiencias en el diseño y la operación de sistemas HVDC destacando algunos casos de éxito como también algunas lecciones a tener en cuenta. Cuando este nuevo sistema HVDC se incorpore al SEN, que operará en paralelo al sistema de transmisión HVAC existente, un punto importante aparte del diseño de las convertidoras de cada extremo, será definir un adecuado sistema de control que permita manejar distintas variables sistémicas críticas de ambos sistemas. Fue interesante escuchar la voz de expertos de centros de operación de HVDC como también a los especialistas en simulación digital de sistemas HVDC en tiempo real (RTDS) que utilizan potentes softwares que han incorporado mucha inteligencia y experiencia de sistemas HVDC en operación.
La tecnología de transmisión en corriente continua HVDC “se trata de una solución de transmisión basada en electrónica de potencia y control digital. Un sistema que permite el transporte controlado de 3.000 MW entre Kimal por el extremo norte y Lo Aguirre en Santiago. Es un sistema de transmisión altamente controlable que operará en paralelo al sistema de 500 kV AC por lo que impactará a todo el Sistema Eléctrico Nacional. A diferencia de las líneas HVAC, un sistema HVDC es inherentemente insensible a la frecuencia del sistema por lo que se requiere estudiar todos los modos de operación y todas las posibles condiciones operativas del SEN a objeto de diseñar y probar las estrategias de control”, mencionaron muchos de los especialistas.
“Los estudios eléctricos simulan la operación y permiten evaluar el funcionamiento conjunto del SEN y el proyecto Kimal-Lo Aguirre de modo que se satisfagan no solo los requerimientos de suficiencia en estado estable sino además los aspectos dinámicos. Una convertidora HVDC LCC es altamente controlable, pero requiere que se le indique cómo se quiere que se comporte en el sistema AC. Los estudios eléctricos permiten diseñar y verificar que la convertidora HVDC se comportará adecuadamente”, concluyeron los expertos y especialistas de HVDC.
No se puede dejar de mencionar también el interés de algunos profesionales en destacar los aspectos constructivos y desafíos de gestión de proyectos que demandará la implementación de esta tecnología HVDC desde sus fases más tempranas, para lo cual se destacaba que será necesario contar con una adecuada coordinación entre todos los actores.
Los desafíos técnicos y estratégicos, además de la experiencia en la dirección y construcción de obras de este tipo y los estudios eléctricos que implican estos sistemas, fueron comentados en torno al proyecto de transmisión HVDC Kimal-Lo Aguirre, iniciativa que está siendo seguida de cerca por muchos inversionistas e interesados en los últimos años.
En cuanto a los desafíos técnicos, se sostiene además entre los diversos especialistas que, a diferencia de los proyectos de HVAC, para los proyectos HVDC se requiere efectuar en una etapa previa, estudios sistémicos relevantes de integración al SEN, que permitan dimensionar en forma más económica y por lo tanto competitiva las ofertas, y luego desarrollar otros estudios más profundos durante la etapa de la ingeniería de detalles, construcción y puesta en servicio de la instalación. Se comentó que los estudios toman tiempo pero son absolutamente necesarios. Se afirmó que los estudios eléctricos para la tecnología y envergadura que plantea este proyecto son “absolutamente necesarios para el diseño e integración del enlace HVDC al SEN. El proyecto HVDC Kimal Lo- Aguirre se convertirá en un controlador de todo el Sistema Eléctrico Nacional”.
Con respecto al mensaje de las autoridades, en especial proveniente del Subsecretario del Ministerio de Energía, se destacó la enorme relevancia y gran importancia que tiene este proyecto en el concierto del plan actual de descarbonización de la matriz energética del país, para lo cual es fundamental que el proyecto ingrese al sistema en tiempo y forma según los plazos planificados.
Otro aspecto destacado por las entidades gubernamentales fue la conveniencia de efectuar por la autoridad competente, revisar y adaptar algunos aspectos de la regulación y reglamentación que podrían ayudar en parte a resolver algunos desafíos y lograr disponer de esta instalación técnicamente adecuada, de costo razonable y en tiempo.
Por último, según se destacó también desde el punto de vista normativo, la actualidad normativa chilena contempla normas y estándares para sistemas de transmisión en corriente alterna, pero no así para transmisión en corriente continua. Según el fiscalizador, será necesario adoptar normas específicas y llamó a hacer consultas desde el inicio a todos los interesados, que tengan dudas o requieran indagar sobre los aspectos fundamentales normativos de los sistemas de transmisión.