Mercado de servicios auxiliares de energía de Estados Unidos segmentado por tipo de servicio (servicios auxiliares controlados por frecuencia, servicios auxiliares controlados por red y otros), por aplicación (regulación de frecuencia, compensación de voltaje, integración renovable, gestión operativa y otros), por usuario final (residencial, comercial e industrial), por región y por competencia, 2

Descripción general del mercado

El mercado de servicios auxiliares de energía de Estados Unidos se valoró en USD 6.09 mil millones en 2022 y se prevé que proyecte un crecimiento sólido en el período de pronóstico con una CAGR del 6,14 % hasta 2028.

Impulsores clave del mercado

Aumento de la integración de energías renovables

Uno de los principales impulsores de los servicios auxiliares en el sector eléctrico de Estados Unidos es la integración continua de fuentes de energía renovables en la red. El cambio hacia opciones energéticas más limpias y sostenibles, como la energía eólica y solar, ha introducido variabilidad e intermitencia en el sistema. Los servicios auxiliares desempeñan un papel crucial para abordar los desafíos asociados con estas fluctuaciones.

A medida que aumenta la proporción de energía renovable en la combinación energética general, se hace más pronunciada la necesidad de servicios auxiliares de respuesta rápida. Los servicios de equilibrio, incluida la regulación de frecuencia y el seguimiento de la carga, son esenciales para mantener la estabilidad de la red. Además, la integración de sistemas de almacenamiento de energía, un componente clave de los servicios auxiliares, ayuda a mitigar la intermitencia de las fuentes renovables al almacenar el exceso de energía durante los períodos de alta generación y liberarla cuando la demanda es alta o la generación renovable es baja.

Este impulsor refleja el objetivo nacional más amplio de transición hacia un futuro energético más limpio. Los encargados de formular políticas y los operadores de la red reconocen la importancia de los servicios auxiliares para facilitar la integración confiable y segura de la energía renovable, lo que garantiza un sistema eléctrico sostenible y resistente para los Estados Unidos.

Mejora de la resiliencia y la confiabilidad de la red

La creciente frecuencia y gravedad de los fenómenos meteorológicos extremos, como huracanes, incendios forestales y vórtices polares, resaltan la necesidad crítica de resiliencia y confiabilidad de la red. Los servicios auxiliares desempeñan un papel fundamental en la mejora de la solidez general de la red eléctrica, ya que proporcionan mecanismos de respuesta rápida a interrupciones imprevistas. La regulación de frecuencia, el control de voltaje y el soporte de potencia reactiva son servicios auxiliares esenciales que contribuyen a la resiliencia de la red. Estos servicios ayudan a absorber y mitigar las perturbaciones, lo que evita fallas en cascada y escenarios de apagones. A medida que Estados Unidos experimenta patrones climáticos más impredecibles, la demanda de servicios auxiliares que refuercen la resiliencia de la red seguirá creciendo. El impulsor de la resiliencia de la red se alinea con el interés nacional más amplio de garantizar la seguridad y la confiabilidad energéticas. Los responsables de las políticas y los operadores de la red están invirtiendo en tecnologías avanzadas y mecanismos de mercado para fortalecer la capacidad de la red de resistir y recuperarse de las interrupciones, lo que hace que los servicios auxiliares sean una piedra angular para lograr este objetivo.

Evolución de las estructuras de mercado y reformas regulatorias

La evolución de las estructuras de mercado y las reformas regulatorias en curso en el sector eléctrico de los EE. UU. constituyen un impulsor significativo para los servicios auxiliares. Tradicionalmente, el sector eléctrico operaba de manera centralizada e integrada verticalmente, con las empresas de servicios públicos supervisando la generación, la transmisión y la distribución. Sin embargo, la industria ha experimentado transformaciones sustanciales con la introducción de mercados competitivos, organizaciones regionales de transmisión (RTO) y operadores independientes del sistema (ISO).

Estas estructuras de mercado crean oportunidades para que los proveedores de servicios auxiliares participen y compitan, fomentando la innovación y la eficiencia. Los mecanismos basados en el mercado, como los mercados de capacidad y los mercados de servicios auxiliares, incentivan el despliegue de recursos que contribuyen a la fiabilidad de la red. Las reformas regulatorias también apuntan a agilizar la integración de nuevas tecnologías y medidas de respuesta a la demanda, mejorando la capacidad de respuesta y la flexibilidad generales del sistema eléctrico.

Este impulsor refleja un cambio hacia un sector eléctrico más dinámico y adaptable, donde los servicios auxiliares son componentes integrales de las operaciones del mercado. Los responsables de las políticas reconocen la importancia de los marcos regulatorios que alientan el desarrollo y el despliegue de servicios auxiliares, asegurando una red eléctrica resistente y eficiente para los Estados Unidos.

Principales desafíos del mercado

Integración tecnológica e interoperabilidad

Uno de los principales desafíos que enfrenta el servicio auxiliar de energía de los Estados Unidos es la integración perfecta de las tecnologías en evolución en la infraestructura de la red existente. El sector eléctrico está atravesando una fase de transformación con la introducción de redes inteligentes, sensores avanzados y sistemas de almacenamiento de energía. Si bien estas tecnologías ofrecen un inmenso potencial para mejorar la flexibilidad y la confiabilidad de la red, su integración plantea desafíos sustanciales. La diversa gama de tecnologías empleadas en los servicios auxiliares, como el almacenamiento de energía en baterías, los sistemas de control avanzados y las plataformas de respuesta a la demanda, a menudo funcionan con diferentes protocolos y estándares de comunicación. Lograr la interoperabilidad entre estas tecnologías es esencial para un marco de servicios auxiliares cohesivo y eficiente. Este desafío requiere no solo el desarrollo de protocolos de comunicación estandarizados, sino también un esfuerzo concertado para modernizar la infraestructura existente con dispositivos compatibles. Además, el rápido ritmo del avance tecnológico introduce el desafío de la obsolescencia. Los proveedores de servicios auxiliares deben actualizar continuamente sus sistemas para incorporar las últimas innovaciones, asegurándose de que sigan siendo efectivos y cumplan con los requisitos cambiantes de la red. Superar el desafío de la integración tecnológica requiere esfuerzos de colaboración entre las partes interesadas de la industria, los encargados de formular políticas y las instituciones de investigación para establecer estándares comunes y promover un sector eléctrico tecnológicamente adaptable.

Incertidumbre regulatoria y complejidad del diseño del mercado

El segundo desafío importante que enfrenta el servicio auxiliar de energía de los Estados Unidos es la complejidad de los marcos regulatorios y los diseños de mercado. El sector eléctrico opera bajo un conjunto diverso de regulaciones, que varían a nivel federal, estatal y regional. A medida que los servicios auxiliares se vuelven cada vez más cruciales para la estabilidad de la red, navegar por este intrincado panorama regulatorio plantea obstáculos significativos para los proveedores de servicios.

Los enfoques regulatorios inconsistentes y la falta de estructuras de mercado estandarizadas crean incertidumbre para los proveedores de servicios auxiliares. Los cambios regulatorios pueden afectar la dinámica del mercado, alterar los mecanismos de compensación o introducir nuevos requisitos de cumplimiento, lo que influye en la viabilidad económica de los servicios auxiliares. Lograr claridad y uniformidad regulatorias es esencial para fomentar un entorno estable y atractivo para la inversión y la innovación en servicios auxiliares.

El desafío de la complejidad del diseño del mercado está estrechamente vinculado a la incertidumbre regulatoria. Los servicios auxiliares operan en mercados que requieren mecanismos transparentes y eficientes para la asignación y compensación de recursos. Diseñar mercados que valoren adecuadamente la naturaleza de respuesta rápida de los servicios auxiliares, al tiempo que se garantiza una competencia justa y se evita la manipulación del mercado, es una tarea compleja. Abordar estos desafíos requiere la colaboración entre los organismos reguladores, las partes interesadas de la industria y los responsables de las políticas para agilizar los procesos regulatorios y diseñar estructuras de mercado que se alineen con las necesidades cambiantes del sector eléctrico.

Ciberseguridad y resiliencia de la red eléctrica

La creciente digitalización e interconectividad de la red eléctrica plantean un desafío crítico para los servicios auxiliaresgarantizar medidas de ciberseguridad sólidas para protegerse contra posibles amenazas cibernéticas. A medida que la red eléctrica se vuelve más dependiente de los sistemas de comunicación y control digitales, se convierte en un objetivo para actores maliciosos que buscan interrumpir las operaciones, manipular datos o comprometer la integridad de los servicios auxiliares.

La ciberseguridad de la red eléctrica es un desafío multifacético que abarca la protección de las redes de comunicación, la protección de los sistemas de control y la garantía de la resiliencia de los activos digitales. La naturaleza interconectada de la red eléctrica significa que las vulnerabilidades en una parte del sistema pueden tener efectos en cascada sobre los servicios auxiliares y la estabilidad general de la red. Lograr un equilibrio entre la accesibilidad y la seguridad es crucial, ya que las medidas excesivamente restrictivas pueden obstaculizar la eficiencia de los servicios auxiliares.

Además, la naturaleza cambiante de las amenazas cibernéticas requiere un seguimiento continuo, adaptación e inversión en medidas de ciberseguridad. Los proveedores de servicios auxiliares deben mantenerse a la vanguardia de las amenazas emergentes, implementar protocolos de seguridad sólidos y colaborar con expertos en ciberseguridad para fortalecer la resiliencia de sus sistemas. Para abordar el desafío de la ciberseguridad de la red eléctrica se requiere un enfoque holístico y colaborativo que involucre a agencias gubernamentales, empresas de servicios públicos, proveedores de tecnología y expertos en ciberseguridad para desarrollar y aplicar estándares y prácticas de ciberseguridad estrictos para el sector eléctrico.

Tendencias clave del mercado

El creciente papel de la inteligencia artificial y la analítica avanzada

Una tendencia notable que está dando forma al panorama de los servicios auxiliares de energía de los Estados Unidos es la creciente integración de la inteligencia artificial (IA) y la analítica avanzada. A medida que la red eléctrica se vuelve más compleja con la integración de fuentes de energía renovables, almacenamiento de energía y tecnologías de respuesta a la demanda, la necesidad de sistemas inteligentes y adaptables para gestionar los servicios auxiliares se vuelve primordial.

La IA y la analítica avanzada permiten el monitoreo, la predicción y la optimización en tiempo real de las operaciones de la red. Los algoritmos de aprendizaje automático pueden analizar grandes cantidades de datos para identificar patrones, predecir fallas de equipos y optimizar el despacho de servicios auxiliares. Por ejemplo, el análisis predictivo puede mejorar la precisión de la previsión de las fluctuaciones de la demanda de electricidad, lo que permite un despliegue más eficiente de los recursos para la regulación de frecuencia y el equilibrio de carga.

Además, la IA desempeña un papel crucial en la mejora de la resiliencia de la red al proporcionar una respuesta rápida a las perturbaciones de la red. Los sistemas de control autónomos pueden identificar y mitigar rápidamente las interrupciones, lo que reduce la probabilidad de fallas en cascada y mejora la confiabilidad general de la red. A medida que la tecnología continúa madurando, se espera que los servicios auxiliares impulsados por IA desempeñen un papel cada vez más vital en el mantenimiento de la estabilidad de la red y la optimización de la utilización de los recursos.

Esta tendencia se alinea con la digitalización más amplia del sector energético, lo que refleja un cambio hacia una gestión de la red más inteligente y adaptativa. A medida que la IA y los análisis avanzados continúan avanzando, los proveedores de servicios auxiliares y los operadores de la red probablemente invertirán en estas tecnologías para mejorar la eficiencia, la precisión y la capacidad de respuesta de sus servicios, contribuyendo a un sistema eléctrico más resistente y confiable.

Descentralización e integración de recursos energéticos distribuidos

Una tendencia significativa que está dando forma al futuro de los servicios auxiliares de energía de los Estados Unidos es la creciente descentralización de la generación de energía y la integración de recursos energéticos distribuidos (DER). Tradicionalmente, la generación de energía se concentraba en grandes instalaciones centralizadas, y los servicios auxiliares se diseñaban para gestionar los desafíos asociados con dicha estructura. Sin embargo, el auge de las fuentes de energía renovables, el almacenamiento de energía y la generación de energía a pequeña escala ha llevado a un panorama energético más descentralizado.

Los recursos energéticos distribuidos, incluidos los paneles solares en los tejados, los sistemas de almacenamiento de energía y las iniciativas de respuesta a la demanda, desempeñan un papel cada vez más destacado en la red eléctrica. Los servicios auxiliares se están adaptando para dar cabida a las características únicas de estos recursos distribuidos. Por ejemplo, los operadores de la red están explorando nuevos mecanismos para agregar y coordinar DER para proporcionar servicios auxiliares como regulación de frecuencia y soporte de voltaje.

Esta tendencia refleja un cambio de un enfoque tradicional de arriba hacia abajo para la gestión de la red a un sistema más flexible y dinámico que aprovecha las capacidades de los recursos distribuidos. La integración de DER en servicios auxiliares ofrece beneficios como una mayor resiliencia de la red, una mayor confiabilidad local y el potencial de una mayor eficiencia energética. A medida que las tecnologías como los inversores inteligentes y los sistemas de control avanzados se generalicen, los servicios auxiliares evolucionarán para aprovechar las capacidades de estos recursos distribuidos, contribuyendo a un sistema de energía más sostenible y adaptable. Esta tendencia se alinea con la transición más amplia hacia una infraestructura energética más descentralizada y resiliente en los Estados Unidos.

Perspectivas segmentarias

Tipo de servicio

El segmento de servicios auxiliares controlados por frecuencia surgió como el segmento dominante durante 2022. FCAS es un segmento crucial dentro de los servicios auxiliares, que se centra principalmente en mantener la frecuencia del sistema eléctrico dentro de límites aceptables. Con la creciente integración de fuentes de energía renovables como la eólica y la solar, que pueden introducir variabilidad en la red, la importancia del control de frecuencia ha aumentado. El FCAS ayuda a estabilizar la red al garantizar un equilibrio entre la oferta y la demanda de electricidad.

La estabilidad de la red es una preocupación clave para los operadores del sistema eléctrico, y el FCAS desempeña un papel fundamental para abordar los desequilibrios repentinos causados por fluctuaciones en la generación de energía renovable o cambios inesperados en la demanda. Implica respuestas rápidas a las desviaciones en la frecuencia del sistema, lo que ayuda a evitar interrupciones y apagones.

Aplicación

Se proyecta que el segmento de regulación de frecuencia experimente un rápido crecimiento durante el período de pronóstico. Los motores eléctricos desempeñan un papel importante en la regulación de frecuencia dentro del sistema eléctrico. Se pueden utilizar como parte de programas de respuesta a la demanda o estrategias de estabilización de la red. Los motores se pueden ajustar para consumir más energía o actuar como generadores según las necesidades de frecuencia de la red, lo que respalda la estabilidad de la red.

La regulación de frecuencia es fundamental para garantizar la estabilidad de la red eléctrica. La red debe mantener un equilibrio entre la oferta y la demanda de electricidad para evitar interrupciones. Los motores eléctricos, en particular los utilizados en procesos industriales, se pueden configurar para proporcionar o absorber energía en respuesta a desviaciones de frecuencia, lo que ayuda a estabilizar la red.

El mercado de motores eléctricos ha experimentado avances en tecnologías que mejoran su eficiencia y capacidad de control. Los variadores de frecuencia (VFD) y otras tecnologías de control de motores permiten realizar ajustes precisos en la velocidad del motor y el consumo de energía, lo que convierte a los motores eléctricos en activos valiosos en los esfuerzos de regulación de frecuencia.

Información regional

El sur de EE. UU. surgió como la región dominante en el mercado de servicios auxiliares de energía de los Estados Unidos en 2022, con la mayor participación de mercado. La región del sur de EE. UU. es conocida por su fuerte presencia industrial, que incluye las industrias manufacturera, aeroespacial, automotriz y petroquímica. Estos sectores a menudo impulsan la demanda de motores eléctricos para diversas aplicaciones, como maquinaria, sistemas HVAC y automatización industrial.

Algunos estados del sur han estado integrando activamente fuentes de energía renovable, en particular la energía solar. Los motores eléctricos desempeñan un papel en diversas aplicaciones de energía renovable, como los sistemas de seguimiento solar y los generadores de turbinas eólicas.

Dado el clima cálido en muchos estados del sur, la demanda de sistemas HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado) es alta. Los motores eléctricos son componentes integrales de los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC), que impulsan ventiladores, compresores y otros componentes.

Los proyectos de desarrollo de infraestructura en curso, incluidos los de construcción y transporte, pueden impulsar la demanda de motores eléctricos en aplicaciones como bombas, cintas transportadoras y vehículos eléctricos.

La adopción de tecnologías avanzadas, como variadores de frecuencia (VFD) y sistemas de motores inteligentes, puede variar entre las industrias del Sur. Estas tecnologías contribuyen al ahorro de energía y a un mejor rendimiento de los motores.

La agricultura es un sector económico importante en algunas partes del Sur. Los motores eléctricos se utilizan en diversas maquinarias agrícolas y sistemas de riego, lo que contribuye a la demanda general.

Acontecimientos recientes

• En marzo de 2023, la Comisión Federal Reguladora de Energía (FERC) emitió una norma final que requerirá que los operadores de la red paguen por los servicios de respuesta de frecuencia de todo tipo de recursos, incluidas las baterías y otros recursos energéticos distribuidos. Se espera que esta norma impulse la demanda de servicios auxiliares en los Estados Unidos.

Actores clave del mercado

• AES Corporation
• Duke Energy Corporation
• Exelon Corporation
• Operador independiente del sistema de California (CAISO)
• Interconexión PJM
• ERCOT (Consejo de confiabilidad eléctrica de Texas)
• General Electric (GE)
• Siemens Energy
• NextEra Energy
• Invenergy