Reinventar la red eléctrica
Proteger al mundo de los peores resultados medioambientales y eliminar las emisiones de gases de efecto invernadero a lo largo de las cadenas de suministro energético mundiales no sólo exigirá una transición hacia más fuentes de energía renovables, sino también que las redes eléctricas sean más innovadoras y estén preparadas para afrontar los retos de la generación y la demanda sostenibles de electricidad.
Ya existen soluciones inteligentes para facilitar esta transición, pero su adopción global -y la conversación en torno a cómo hacer posible este cambio con la suficiente rapidez- debe convertirse en la prioridad de la agenda. Se ha dedicado mucha energía y recursos a desarrollar y mejorar la eficiencia de fuentes de energía renovables como la solar, la eólica y el almacenamiento de energía. Sin embargo, hasta la fecha se ha reflexionado menos sobre el papel de nuestras redes de distribución de electricidad, que proporcionan acceso a la energía renovable a los consumidores.
Las redes eléctricas que se utilizan hoy en día no han cambiado mucho desde que se diseñaron y construyeron por primera vez hace más de un siglo. En cambio, la generación de electricidad y la demanda de energía han cambiado mucho y deberán seguir haciéndolo en las próximas décadas para alcanzar los objetivos mundiales de descarbonización. A día de hoy, los distribuidores de electricidad suelen prever el consumo utilizando modelos tradicionales, que a menudo incluyen la adición de márgenes de seguridad de hasta el 100% del consumo máximo para evitar sobrecargas que provoquen cortes. Las redes de baja tensión se diseñan basándose en estos modelos con una visibilidad mínima de la carga actual.
Esto no ha sido un problema en el pasado debido a la naturaleza estable y predecible de los flujos de energía de baja tensión. En consecuencia, las inversiones en supervisión en tiempo real de las redes de baja tensión se han considerado innecesarias. Sin embargo, en la situación actual, los operadores de redes se ven inundados de solicitudes para conectar nuevas generaciones y cargas a sus redes. Estas conexiones suelen producirse en los niveles de tensión más bajos, lo que provoca que las redes de distribución se conviertan en cuellos de botella de la transición energética
Los picos de consumo energético suelen producirse sólo durante una fracción de las 8.760 horas anuales. Los datos de consumo de los operadores europeos de redes de distribución muestran que sólo se utiliza una media del 7% de la capacidad disponible de la red. Toda la capacidad extra se despliega para evitar cortes durante esas pocas horas punta. Así que, aunque la mayor parte del tiempo hay potencia de sobra en la red para acoger todas las nuevas conexiones, no se utiliza correctamente. Al final, parece que seguimos intentando alimentar la economía más conectada, productiva e industrial que el mundo haya visto jamás con una tecnología que tiene más de 100 años. Edison, ¿me oyes?
La raíz de esta gestión ineficaz es la forma en que suelen regularse los monopolios de red, que hasta ahora ha sido razonable. Para incentivar el mantenimiento adecuado y la expansión de la capacidad de la red, el modelo regulador más común consiste en dar al operador de la red un rendimiento de la inversión proporcional al valor de los activos de la red. Construir más redes proporciona un mayor beneficio. La buena noticia es que existen soluciones para aumentar drásticamente la eficiencia de las redes existentes, permitiéndoles manejar mejor las fluctuaciones de carga y tensión asociadas a los patrones de generación y consumo renovables y aumentar significativamente su nivel de utilización. Ahora, también debe producirse un cambio normativo que incentive a los operadores de redes a beneficiarse de esta nueva tecnología para resolver los retos más apremiantes.
La generación solar desde el tejado es una solución rentable para que los hogares dejen de depender de los combustibles fósiles. Por desgracia, la generación fluctúa mucho según el tiempo y la estación, provocando sobrecargas en la red durante los días soleados. Al mismo tiempo, las tendencias de consumo de energía eléctrica han evolucionado, con consumidores que demandan más energía al tiempo que buscan activamente descarbonizar sus vidas sustituyendo, por ejemplo, los coches que funcionan con combustibles fósiles por vehículos eléctricos.
Por ejemplo, cerca del 80% de los vehículos nuevos vendidos en Noruega son eléctricos. En Estados Unidos, California ha impuesto que todos los vehículos nuevos vendidos a partir de 2035 sean eléctricos, frente al 18% de 2022. En China, una cuarta parte de los coches nuevos vendidos en octubre de 2022 eran eléctricos. El cambio en el lado del consumidor es rápido y requiere una rápida adopción de la capacidad de la red eléctrica para garantizar que todos estos vehículos reciban eficientemente la energía que necesitan. Y no se trata sólo de vehículos eléctricos. La transformación de las calderas de gas a la calefacción eléctrica de los hogares añadirá otra carga significativa a las redes. Aunque la necesidad de abastecer a los vehículos eléctricos representa una porción del mercado, es reveladora.
El futuro sistema energético exigirá que las redes eléctricas sean lo bastante flexibles e inteligentes para adaptarse sobre la marcha a los cambios en las entradas y salidas.
Ignorar la gestion de red
Pero, aunque las ventajas de las soluciones inteligentes para transformar las redes heredadas son múltiples, sólo algunas partes interesadas están prestando suficiente atención al potencial y la magnitud del impacto socioeconómico que este cambio podría acarrear.
El mundo está apostando por la electricidad limpia para descarbonizar toda nuestra economía, pero estas apuestas deben ir acompañadas de cambios profundos en la forma de gestionar las redes eléctricas de baja tensión. Los primeros pasos son aprovechar los datos en tiempo real que proporcionan una visibilidad completa de la demanda, y desplegar la analítica de la capacidad de la red en tiempo real. Estos dos factores permitirían a las distribuidoras gestionar la red más cerca de sus límites, permitiendo más potencia, acelerando la conexión de las renovables y garantizando la estabilidad de la red al tiempo que se minimizan los residuos.
El ahorro de costes que supone la gestión activa de las redes de distribución asciende a cientos de miles de millones de dólares y beneficia a los operadores de distribución y a los consumidores de electricidad. Para la sociedad, es un paso sin retorno.
Una planificación mejor y más sostenible
Los distribuidores de electricidad pueden desempeñar un papel crucial a la hora de impulsar la transición energética y hacer posible una electricidad asequible y sostenible para todos. Sin embargo, en el actual entorno normativo, los operadores de red experimentan una falta de incentivos para el cambio y dificultades para acceder a datos detallados y en tiempo real de los clientes y los dispositivos conectados a la red. Por lo tanto, se ven obligados a planificar y operar basándose en suposiciones y métodos heredados que ya no sirven para su propósito.
Con los modelos actuales, los distribuidores de energía acaban sobredimensionando los activos de la red, lo que aumenta los costes para los consumidores. Los refuerzos de red necesarios son a menudo proyectos largos y complejos que requieren excavar las calles en las zonas urbanas. Provocan largos plazos para las nuevas conexiones de generación y cargas sostenibles y consumen más recursos naturales de los necesarios. Afrontar este despilfarro y esta ineficacia será vital para gestionar la transición energética necesaria para el futuro. Muchos distribuidores ya están tomando medidas para adoptar soluciones inteligentes y, con ello, contribuir a una mayor sostenibilidad global. Pero la conversación sobre cómo podemos acelerar la transformación de las redes de distribución debe intensificarse en toda la sociedad, incluidos los operadores de redes, los reguladores, los responsables políticos y los clientes industriales y residenciales. Todas las partes interesadas a lo largo de la cadena de suministro energético deben participar con su parte de la solución a medida que la transición energética se despliega como una necesidad global desesperada.
El sistema de red eléctrica tal como lo conocemos nos ha servido bien, pero ha permanecido inalterado durante más de 100 años. Incluso con el nivel tecnológico actual, los operadores de red tienen una visibilidad limitada de lo que ocurre en la red por debajo de los 20.000 voltios.
Es hora de que esto cambie.
/Alberto Mendéz
