Un total de 37 hogares del distrito Schwemmiweg en la comuna suiza de Walenstadt compran y venden energía solar en un mercado local de electricidad basado en blockchain. Lo hacen en el marco del proyecto Quartierstrom, cuya fase piloto del mercado local de electricidad acaba de terminar, un proyecto con la premisa fundamental de que la electricidad producida localmente debe consumirse también de manera local dentro del propio vecindario.
Esta innovadora iniciativa, que cuenta con el apoyo de la Oficina Federal de Energía de Suiza (SFOE), se ha convertido en un proyecto emblemático en el país. Se trata del primer mercado local de electricidad de Suiza, una iniciativa destinada no solo a verificar la viabilidad técnica sino también a estudiar el comportamiento del usuario.
Después de un año, Quartierstrom completó con éxito las pruebas de campo en enero de 2020. Como era de esperar, el sistema condujo a un aumento sustancial en el autoconsumo y el suministro autogenerado.
En promedio, los prosumidores suministraron el 18% de su propia energía, y el 15% de la electricidad producida también se vendió en el distrito. El balance muestra que la autosuficiencia en el vecindario casi se duplicó. Lo mismo se aplica al consumo propio: el 33% de la electricidad producida con energía solar en el vecindario se consumía en el propio hogar. Y debido a la posibilidad de comercio local, se consumió un 27% adicional en el vecindario, casi el doble también.
Durante el año de duración del proyecto, los participantes han podido monitorear en tiempo real la producción y el consumo, así como sus compras y ventas, lo que resultó popular entre los usuarios y contribuyó a crear conciencia. De hecho, según los responsables el proyecto, muchos participantes han manifestado que ahora usan más electrodomésticos cuando luce el sol.
Entidades participantes en el proyecto
Representantes de universidades e industria están involucrados en Quartierstrom. El proyecto cuenta con el apoyo del programa piloto de la Oficina Federal de Energía de Suiza (SFOE), y está dirigido por ETH Zurich y la Universidad de St. Gallen (HSG).
Como operador de red local y proveedor de electricidad, Walenstadt de Water and Electricity Works (WEW) ha puesto a disposición su red de distribución para la prueba piloto con el fin de distribuir electricidad entre consumidores y prosumidores. Además, participa en el mercado local de electricidad, comprando energía solar excedente y suministrando electricidad a la red si no hay suficiente suministro disponible en el mercado local para cubrir la demanda.
Los sistemas combinados tienen una potencia de 290 kW y suministran alrededor de 300,000 kWh de electricidad anualmente, mientras que la demanda de electricidad de toda la comunidad es de alrededor de 250,000 kWh por año.
Los sistemas de almacenamiento de baterías estacionarias ayudan a equilibrar la producción y el consumo de electricidad, y todos los vecinos están conectados a través de sus medidores inteligentes. Las compras y ventas de electricidad se procesan automáticamente de acuerdo con las preferencias de los participantes. Se instala un medidor inteligente avanzado con una computadora de placa única integrada en cada hogar. Este medidor inteligente no solo mide el consumo/producción de electricidad, sino que también alberga un sistema de blockchain, que permite a los hogares intercambiar energía solar excedente dentro de la comunidad.
Sistema de blockchain
Los participantes desempeñaron un papel activo en el mercado eléctrico, con la compra y venta de energía solar dentro de su vecindario a través de un portal en el que los usuarios pudieran establecer sus propios límites de precio de compra y venta de energía solar. Las transacciones resultantes se procesaron automáticamente a través de blockchain.
El sistema blockchain demostró ser robusto, aunque su capacidad era limitada. Un total de 27 prosumidores actuaron como nodos de validación para aprobar las transacciones en la cadena de bloques.
A diferencia de las cadenas de bloques públicas, como las que se usan para bitcoin, la cadena de bloques Quartierstrom es privada, por lo que la aprobación de transacciones no depende de procesos computacionales elaborados. Los nodos llegan a un acuerdo sobre un comercio de energía propuesto, por lo que es un mecanismo que no requiere de una gran cantidad de potencia informática.
El software demostró ser altamente confiable y su consumo de energía fue bajo. Durante el primer año de duración del proyecto, los pequeños sistemas que se usan como medidores inteligentes y nodos de blockchain consumieron alrededor de 3,300 kilovatios/hora de energía. En términos del volumen de energía comercializado en el mercado local, este consumo ascendió a alrededor del 4%.
Metodología de precios
En cuanto a los precios, los participantes podían establecer un precio de venta mínimo para su energía solar y un precio de compra máximo para comprar energía solar a sus vecinos. Los participantes frecuentemente ajustaban los límites de costes, especialmente al principio. Pero el límite de precio que establecieron para comprar energía solar local rara vez fue más alto que para la energía normal de la red.
En promedio, los participantes estaban dispuestos a pagar un poco menos de 19 céntimos por kilovatio/hora, por debajo del coste de la red eléctrica, que es de 20,75 céntimos. Menos del 10% de las ofertas estaban por encima de esa cantidad.
Con el fin de comparar diferentes modelos de mercado, por un período de un mes los investigadores desactivaron la función que permite la fijación de precios individual y la reemplazaron con un sistema de fijación de precios automático. En las encuestas llevadas a cabo, poco más de la mitad de los hogares declararon que preferían la fijación automática.
Algunas conclusiones
Verena Tiefenbeck, de ETH Zurich, presentó a finales de febrero los hallazgos globales del proyecto, concluyendo que a pesar del nivel alto de autosuficiencia, el proveedor de energía sigue siendo central, especialmente en invierno cuando hay menos sol. También manifestó que los aspectos técnicos detrás de un mercado local de electricidad son complejos, pero solucionables.
En cuanto a la tecnología blockchain, la conclusión es mixta. Por un lado, el proyecto muestra la viabilidad de la solución para los mercados locales de energía, pero al mismo tiempo, con respecto al esfuerzo involucrado, surge la pregunta de si la tecnología blockchain es realmente necesaria en un país como Suiza. Los investigadores concluyeron que probablemente se necesitaría más automatización para quitar el trabajo de los hogares.
Próximos pasos: un proyecto de seguimiento
Después del primer año, la fase piloto del mercado local de electricidad como parte de Quartierstrom ha llegado a su fin, y ahora se pretende llevar a cabo un proyecto de seguimiento de forma diferente. El portal se ha rediseñado y simplificado ligeramente, y los precios se establecen de manera automática.
En los próximos meses, el hardware será reemplazado gradualmente por equipos producidos en serie, y también se espera desarrollar la plataforma comercial en un producto comercializable.
Este objetivo está siendo perseguido por la spin-off ‘Exnaton’, fundada por miembros del equipo de ETH Zurich. La opción en desarrollo permitiría a los participantes de la comunidad energética determinar sus proveedores preferidos de energía solar local, en lugar de establecer precios.
De esta forma, el mercado local de electricidad en Walenstadt apostará por su continuidad en el futuro.