McKINSEY 11 de febrero de 2025.
El potencial de ingresos del almacenamiento de energía suele subestimarse. Los inversores podrían ajustar su enfoque de evaluación para obtener una estimación real, mejorando así la rentabilidad y respaldando los objetivos de sostenibilidad.
A medida que continúa a buen ritmo la construcción global de fuentes de energía renovable, las redes están experimentando fluctuaciones sin precedentes entre exceso y defecto de oferta debido a la naturaleza intermitente de las energías renovables, como la solar fotovoltaica y la eólica. 1
Los sistemas de almacenamiento de energía ofrecen una solución importante para abordar este desafío: desplazar la energía renovable desde períodos de exceso de generación a períodos de escasez de suministro en carga máxima.
Si bien ya se está implementando el almacenamiento de energía para respaldar las redes en los principales mercados energéticos, un nuevo análisis de McKinsey sugiere que los inversores a menudo subestiman el valor del almacenamiento de energía en sus modelos de negocio. Los enfoques de valoración tradicionales ya no son adecuados para el propósito en las nuevas dinámicas del mercado o pueden no tener en cuenta los efectos de cartera, lo que podría hacer que el cálculo de los ingresos totales en juego sea incorrecto. Esto puede hacer que el modelo de negocio del almacenamiento de energía parezca menos atractivo de lo esperado para muchos inversores. 2
Hay una razón para esto. Evaluar los flujos de ingresos potenciales de activos flexibles, como los sistemas de almacenamiento de energía, no es sencillo. Los inversores deben considerar los diversos grupos de valor disponibles para un activo de almacenamiento, incluidos los mercados mayoristas, de servicios de red y de capacidad, así como la volatilidad inherente de los precios de cada uno (véase el recuadro “Glosario”). Evaluar el valor futuro en estos mercados a menudo exige capacidades de modelado sofisticadas para calcular la evolución de las condiciones del mercado y el impacto de los factores externos en el caso de negocio. Tal complejidad significa que los rendimientos económicos esperados a menudo están infravalorados, especialmente si se toman atajos para simplificar el análisis.
La adopción de un enfoque holístico que tenga en cuenta todos los flujos de ingresos en una amplia gama de eventos externos podría mejorar las perspectivas de rentabilidad del almacenamiento de energía. Este enfoque requiere una evaluación exhaustiva de la posible evolución del mercado energético, análisis profundos de las regulaciones locales y el desarrollo de herramientas esenciales como el modelado estocástico fundamental.3
Para capturar el valor total previsto, puede ser necesario fortalecer las capacidades de gestión de riesgos comerciales y de cartera, o puede ser necesario formar nuevas asociaciones con especialistas en comercio y optimización.
Fuentes de ingresos para el almacenamiento de energía
Los propietarios de sistemas de almacenamiento de energía pueden aprovechar productos diversificados del mercado energético para captar ingresos. La denominada “acumulación de ingresos” de diversas fuentes es fundamental para el caso de negocio, ya que depender únicamente del arbitraje de precios en el mercado mayorista puede ser insuficiente para satisfacer los requisitos de rentabilidad de la inversión. Además, se espera que estos mercados se vuelvan cada vez más competitivos a medida que se añadan al sistema más fuentes de flexibilidad (incluido el almacenamiento, pero también otras tecnologías), lo que pondrá mayor énfasis en la necesidad de comprender y captar el conjunto completo de ingresos disponibles.
Hay varios factores importantes que deben tenerse en cuenta para optimizar los retornos. Por ejemplo, es importante dimensionar correctamente la batería tanto para la capacidad energética como para la capacidad de potencia disponible para carga y descarga. La asignación óptima del despacho de energía entre los productos del mercado también es fundamental, tanto para carga como para descarga (un activo de almacenamiento puede encontrar oportunidades de carga atractivas en servicios auxiliares mientras descarga al por mayor). La capacidad también puede estar “sobrevendida” (comprometida entre múltiples productos del mercado que exceden el 100 por ciento de su capacidad) con la expectativa de que no se utilizarán todos los servicios simultáneamente. Es importante que estos factores se controlen continuamente para informar la toma de decisiones y las estrategias de maximización de ganancias en el futuro.
Estas decisiones son importantes. Por ejemplo, el ingreso promedio de una batería del Consejo de Confiabilidad Eléctrica de Texas (ERCOT) en 2023 fue de 182 dólares por kilovatio al año, pero el activo con mejor desempeño en la misma región estuvo cerca de los 300 dólares por kilovatio al año, un aumento del 60 por ciento.4 Una dinámica similar (donde hay una gran diferencia entre los mejores y los peores actores) se observa en otros mercados de baterías a escala de red, como el Reino Unido.5 Una variedad de factores, incluidas opciones de diseño como la duración de la batería y la estrategia comercial, pueden afectar estos resultados.
Arbitraje del mercado mayorista
El arbitraje del mercado mayorista en los mercados diarios e intradiarios normalmente representa entre el 20 y el 50 por ciento de los ingresos totales por almacenamiento en la actualidad y se espera que aumente a más del 60 por ciento para 2030 en algunos mercados, impulsado por el desarrollo de fuentes de energía renovables.
Los operadores de baterías podrían aprovechar la dinámica del mercado cargando sus baterías en momentos del día en que la oferta de energías renovables es alta y los precios son más bajos, y vendiendo durante los períodos pico, cuando los precios están determinados por activos más caros, como las turbinas de gas. Los desequilibrios entre la oferta y la demanda de energía después de la entrega del día anterior (normalmente debido a la variación climática o a la oferta insuficiente o excesiva de energías renovables) también pueden brindar oportunidades estratégicas para cargar o descargar.
En el contexto del arbitraje del mercado mayorista, la frase “comprar barato, vender caro” suele entenderse bien. Pero la realidad de la participación en el mercado mayorista es más compleja, ya que los compromisos se realizan en diferentes momentos (como el día anterior) y las posiciones de negociación pueden reajustarse en el transcurso de la operación (por ejemplo, intradía y continua).
Servicios de red
Los servicios auxiliares que estabilizan la red eléctrica suelen representar entre el 50 y el 80 por ciento de los ingresos totales de los activos de almacenamiento de energía implementados en la actualidad. Esto se observa en varios mercados de almacenamiento maduros, pero se espera que disminuya a menos del 40 por ciento para 2030. Este cambio está impulsado por la saturación prevista de estos mercados a medida que los sistemas de almacenamiento de energía se implementen ampliamente en el futuro.
Los operadores de activos de almacenamiento con tiempos de reacción rápidos generalmente proporcionan regulación de frecuencia, pero existe una creciente demanda de servicios adicionales (por ejemplo, reserva, voltaje o potencia reactiva y arranque en negro).
Pagos por capacidad y otros incentivos regulados
Los pagos por capacidad o incentivos regulados similares pueden representar un promedio del 20 al 30 por ciento del total de ingresos por almacenamiento en geografías seleccionadas (por ejemplo, Italia y Polonia), y en algunos casos alcanzan casi el 100 por ciento cuando están respaldados por esquemas de incentivos similares a la infraestructura, como las subastas MACSE italianas.6 Este nuevo mecanismo regulado está diseñado para adquirir capacidad de almacenamiento para el sistema eléctrico italiano, remunerando a los desarrolladores de almacenamiento en función de su capacidad instalada, con acceso limitado a los flujos de ingresos comerciales.
Los pagos por capacidad (otorgados mediante subastas competitivas) son la forma más común de incentivo, ya que remuneran la capacidad instalada para garantizar un suministro suficiente de energía para el sistema. Están surgiendo nuevos esquemas a medida que más países ofrecen incentivos para la implementación de sistemas de almacenamiento para apoyar la transición energética. Por ejemplo, Grecia está brindando apoyo a los gastos de capital y garantizando ingresos objetivo a través de un esquema de Contrato por Diferencias respaldado por la Comisión Europea.7
El contexto del mercado individual es importante
En medio de todas estas oportunidades, el potencial real de ingresos de los activos de almacenamiento de energía dependerá del contexto local: las condiciones del mercado energético del país, las regulaciones e incentivos específicos del almacenamiento, los precios de los productos básicos o del carbono, y la evolución esperada de la oferta de energía frente a la combinación de demanda (por ejemplo, la relativa expansión de la capacidad de almacenamiento y de las energías renovables, incluido el riesgo de exceso de flexibilidad).
Para aprovechar las oportunidades, los operadores podrían mejorar sus modelos de mercado eléctrico para evaluar mejor las implicaciones para el potencial de ingresos por almacenamiento. Simulamos los ingresos en diferentes escenarios en un país del sur de la UE para mostrar cómo pueden variar los ingresos entre diferentes perspectivas sobre la evolución del sistema eléctrico (Gráfico 1).
Aprovechar las oportunidades que ofrecen los servicios de sistemas emergentes
Si bien los fondos de valor descritos anteriormente son flujos de ingresos de almacenamiento establecidos, a medida que el sistema energético evoluciona y se descarboniza, también lo hacen los productos, servicios y mercados disponibles.
Por ejemplo, el aumento de la electrificación y la integración de las energías renovables pueden generar problemas como la congestión, el desequilibrio y la inestabilidad de la red. Están surgiendo nuevos mecanismos de mercado y esquemas de compensación para aprovechar los activos flexibles con el fin de resolver estos problemas. Por ejemplo, en los Países Bajos, los operadores de sistemas de transmisión (TSO) y los operadores de sistemas de distribución (DSO) están creando una plataforma de gestión de la congestión para remunerar los activos que pueden mitigar la congestión de la red local causada por un alto suministro de energía y una capacidad de red limitada.8 De manera similar, los TSO alemanes están desarrollando activos “Netzbooster”, donde se implementan activos de almacenamiento en lugar de expansión de la red para brindar servicios de gestión de red y resolver restricciones.9 Al mantenerse atentos a la dinámica cambiante del mercado, los operadores de almacenamiento de energía podrían aprovechar nuevas oportunidades a medida que surjan.
También están surgiendo oportunidades en la gestión de la energía reactiva y de la inercia. Tradicionalmente, estos servicios los han proporcionado las centrales térmicas convencionales, como las turbinas de gas de ciclo combinado. Sin embargo, cuando la demanda de energía es baja y las energías renovables proporcionan la mayor parte del suministro de energía, estos activos térmicos no estarán en funcionamiento con tanta frecuencia. En lugar de que los operadores del sistema envíen específicamente estas plantas a gas para proporcionar estos servicios, podrían recurrir a activos de almacenamiento de energía como alternativa.
Un enfoque estocástico para evaluar los flujos de ingresos potenciales
Es posible que ahora los operadores de sistemas energéticos necesiten desarrollar capacidades para determinar el verdadero valor comercial de sus activos de almacenamiento en un mercado energético cambiante.
Para calcular eficazmente el arbitraje del mercado mayorista, se necesita un modelo estocástico sólido para evaluar las perspectivas de los precios del mercado spot y del mercado intradiario con una granularidad horaria en todos los escenarios. Esto es particularmente importante para las baterías y otros activos flexibles donde los ingresos están impulsados por picos ocasionales en los precios de la energía (y las oportunidades de carga se mejoran con precios bajos o negativos). Sin un conocimiento tan detallado de los precios, las oportunidades son más difíciles de identificar.
En un modelo fundamental estocástico, las variables de entrada (como el clima, los precios de las materias primas y los cortes de suministro) se aleatorizan para generar cientos de miles de precios y, de ese modo, crear una distribución de perspectivas. Diferentes combinaciones de estas variables de entrada (por ejemplo, alta demanda y bajo nivel de energías renovables) producen posibles extremos en los precios de la energía (como el aumento de precios en el mercado alemán del día siguiente de hasta aproximadamente 900 euros por megavatio hora el 12 de diciembre de 2024).10Como estos picos suelen estar sesgados al alza (debido a la mayor variedad de extremos, por ejemplo, en los precios de las materias primas), un enfoque de modelado más sólido puede captar esta asimetría y evaluar mejor el potencial (oculto) del almacenamiento de energía (Gráfico 2). De hecho, estudiar este potencial alcista puede tener un impacto dramático: el análisis en Texas muestra que unos pocos días seleccionados (y los intervalos de tiempo dentro de ellos) pueden representar la mayoría de los picos desproporcionados de ingresos.11
Estos modelos de precios estocásticos se aplican normalmente a los mercados diarios, dada la relativa facilidad de desarrollar modelos fundamentales para el despacho de las centrales eléctricas, pero podrían aproximarse para cubrir también los mercados intradiarios y de servicios auxiliares. Sin embargo, dado el cambio esperado hacia una mayor contribución de los ingresos de los mercados mayoristas, es probable que el uso de modelos estocásticos para estos productos tenga el mayor impacto en el caso de negocio general.
Aprovechar el valor añadido de los sistemas de almacenamiento con fuentes renovables
Dada su flexibilidad inherente para cargar y descargar energía según demanda, los activos de almacenamiento están bien posicionados para rendir en condiciones inciertas y volátiles. Esto podría generar más valor a través de efectos positivos en la cartera y oportunidades comerciales adyacentes:
- Desbloqueo de valor a nivel de cartera: las partes interesadas con múltiples activos en distintas tecnologías (como la eólica y la solar) podrían diversificar sus carteras añadiendo almacenamiento, lo que podría reducir su riesgo general y su exposición al mercado, como el coste de desequilibrio. Los márgenes brutos de los activos solares y de almacenamiento están correlacionados negativamente debido a los impulsores de valor subyacentes del mercado de la electricidad, lo que permite una mayor creación de valor potencial para los actores de la cartera. Por tanto, añadir un nuevo activo puede dar lugar a un menor riesgo incremental para la cartera general en comparación con el riesgo independiente del activo, al tiempo que proporciona los mismos rendimientos. La reducción del riesgo incremental también puede mejorar los resultados financieros proyectados, como el flujo de caja ajustado al riesgo, lo que reduce los costes de gestión del riesgo.
- Comercialización de productos de cobertura: el desarrollo y la oferta de productos de cobertura (por ejemplo, ofrecer un producto de carga base a los actores del sector de energías renovables) podría permitir a los operadores de almacenamiento proporcionar servicios de valor añadido tanto a los productores de energía (al reducir su perfil de riesgo) como a los consumidores (al satisfacer su necesidad de un suministro de energía descarbonizada que coincida con su perfil de demanda específico).
Al explorar estas oportunidades alcistas derivadas de los efectos de cartera y los productos de cobertura comercial, los actores sofisticados pueden extraer mayor valor de los activos de almacenamiento de energía, como lo demuestra el aumento incremental en la pila de ingresos ilustrativa para un actor en Europa Central (Gráfico 3).
Las iniciativas descritas en este artículo se han centrado en la optimización del modelo comercial y la maximización de los ingresos de un activo determinado. Tales esfuerzos suelen representar entre el 30 y el 40 por ciento del aumento máximo alcanzable de la tasa interna de retorno de un proyecto determinado. Para aprovechar todo el potencial del almacenamiento de energía, los inversores en este sector podrían explorar otras palancas de creación de valor, como la selección óptima del mercado (geografía), el desarrollo de oleoductos en ubicaciones estratégicas, la excelencia en los gastos de capital y operativos y la optimización de la financiación.
A medida que el sector energético continúa su transición hacia fuentes más sostenibles y renovables, surge una oportunidad importante para los propietarios de tecnologías de almacenamiento de energía. El uso de modelos estocásticos, junto con estrategias comerciales innovadoras, podría ayudar a los operadores a evaluar mejor el potencial de estos activos, mejorando los modelos de negocio y apoyando la aceleración continua de la transición energética.
AUTORES
Fransje van der Marel es socia senior en la oficina de McKinsey en Ámsterdam, donde Godart van Gendt es socio; Joscha Schabram es socio en la oficina de Zúrich; Carlos Bermejo es gerente de entrega de soluciones en la oficina de Washington, DC; Luca Rigovacca es socio asociado en la oficina de Milán; e Yves Gulda es consultor en la oficina del Área de la Bahía.
Los autores desean agradecer a Apostolos Zampelas, Diego Hernández-Díaz, Federico Canti, Jonathan Nieman, Sam Woods, Shia Yamamoto, Simon Tywuschik y Viktor Hanzlik por sus contribuciones a este artículo.
