Se prevé que la demanda de electricidad en todo el mundo se dispare a medida que cambiemos a vehículos eléctricos, bombas de calor para nuestros hogares y prosigamos la vasta transformación digital de la sociedad. También se prevé que los países emergentes utilicen una cantidad cada vez mayor de electricidad a medida que se industrialicen y den a sus poblaciones un acceso cada vez mayor a la energía. Aunque se espera que este cambio masivo a la electricidad reduzca considerablemente las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero y ayude en la lucha contra el cambio climático, una preocupación creciente es que las redes eléctricas no puedan hacer frente al aumento de la demanda.
La voz de alarma
La Agencia Internacional de la Energía (AIE) ha dado la voz de alarma con un informe que considera el primero en su género. Publicado en 2023, afirma que el mundo debe añadir o sustituir 80 millones de km de líneas de transmisión de aquí a 2040, lo que equivale a todas las redes eléctricas instaladas actualmente en el planeta, para cumplir los objetivos climáticos nacionales y apoyar la seguridad energética. El informe identifica una larga y creciente cola de proyectos de energías renovables a la espera de luz verde para conectarse a la red, señalando 1 500 gigavatios (GW) de estos proyectos que se encuentran en fases avanzadas de desarrollo. Esta cifra es cinco veces superior a la capacidad solar fotovoltaica (FV) y eólica que se añadió en todo el mundo en 2022.
«El reciente progreso de la energía limpia que hemos visto en muchos países no tiene precedentes y es motivo de optimismo, pero podría ponerse en peligro si los gobiernos y las empresas no se unen para garantizar que las redes eléctricas del mundo estén preparadas para la nueva economía energética mundial que está surgiendo rápidamente», afirma Fatih Birol, Director Ejecutivo de la AIE. «Este informe muestra lo que está en juego y lo que hay que hacer. Debemos invertir en redes hoy o enfrentarnos a un atasco mañana».
El Foro Económico Mundial (FEM) también insta a los líderes mundiales a tomar nota. Un artículo publicado recientemente por Marcus Rebellius, miembro de la junta directiva del FEM y experto que trabaja para uno de los mayores fabricantes europeos de electricidad y dispositivos electrónicos, indica que «aunque la generación de energía limpia es importante, digitalizar y ampliar nuestras redes eléctricas también es vital para la transición ecológica. Solo con redes eléctricas más inteligentes, digitalizadas y ampliadas crearemos una red eléctrica descarbonizada, resistente y segura para un futuro con cero emisiones netas.»
Advierte que aumentar la cantidad de electricidad generada para satisfacer la creciente demanda no es la cuestión, sino que el problema clave es que la red debe estar preparada para gestionar mayores cantidades de energía eléctrica. «La debilidad de la infraestructura de la red, los problemas heredados y el envejecimiento del sistema pueden obstaculizar la transición ecológica, independientemente de los últimos aerogeneradores flotantes o los gigantescos paneles solares», afirma.
Apuntando hacia las soluciones
Las redes se han convertido en los cuellos de botella de la transición energética. Rebellius apunta a varias soluciones tecnológicas que podrían ayudar a resolver esos cuellos de botella, como los gemelos digitales o el uso de redes de baja tensión. (Más información sobre los gemelos digitales y la red eléctrica: Los gemelos digitales y la red inteligente. Para más información sobre las redes de baja tensión, lea Electricidad asequible y sostenible para todos.
Otras opciones son el aumento masivo de las capacidades de almacenamiento de energía y el despliegue generalizado de tecnologías de redes inteligentes en todo el mundo. La Electropedia de la CEI define la red inteligente como un sistema de energía eléctrica que utiliza tecnologías de intercambio de información y control, computación distribuida y sensores y actuadores asociados, con fines tales como la integración del comportamiento y las acciones de los usuarios de la red y otras partes interesadas, así como el suministro eficiente de electricidad sostenible, económica y segura. La adopción de la tecnología de redes inteligentes es considerada por muchos expertos en la materia como una solución más barata para las empresas de servicios públicos que la ampliación o reconstrucción de las redes eléctricas heredadas, que requerirían inversiones masivas.
Aumentar el almacenamiento de energía es un requisito clave
En momentos de gran demanda de electricidad, la capacidad eléctrica adicional debe estar disponible de inmediato o la red corre el riesgo de apagarse. Una forma de garantizar un acceso continuo y suficiente a la electricidad es almacenar energía cuando hay excedente e inyectarla en la red cuando hay una necesidad extra de electricidad. Los servicios públicos de todo el mundo han aumentado su capacidad de almacenamiento con baterías de iones de litio de gran tamaño, enormes paquetes que pueden almacenar entre 100 y 800 megavatios (MW) de energía. La instalación de almacenamiento de energía de Moss Landing, en California, es al parecer la mayor del mundo, con una capacidad total de 750 MW. Se espera que estas enormes instalaciones de almacenamiento en baterías aumenten a medida que se dispare la demanda de electricidad.
Otras soluciones fiables de almacenamiento de energía son las centrales hidroeléctricas de bombeo, que actualmente representan más del 90% del almacenamiento de energía de alta capacidad existente en el mundo. La electricidad se utiliza para bombear agua a embalses situados a mayor altitud durante los periodos de baja demanda de energía. Cuando la demanda es mayor, el agua se conduce a través de turbinas situadas a menor altitud y se convierte de nuevo en electricidad. El almacenamiento por bombeo permite controlar los niveles de tensión y mantener la calidad de la energía en la red.
Otra opción de la que se habla mucho es utilizar vehículos eléctricos como fuente de energía para suministrar electricidad a la red. Según Frances Cleveland, responsable de directrices de ciberseguridad y resiliencia en el Comité de Sistemas de Energía Inteligente de la CEI (IEC SyC Smart Energy), «hay muchos proyectos piloto y de investigación en todo el mundo que están desplegando algún tipo de flujo bidireccional de energía (carga y descarga), ya sea de vehículo a red o de vehículo a casa con VE, capaces de vender energía a la red principal e incluso apoyar la gestión energética de microrredes. Una de las ideas motrices de estos proyectos es proporcionar un medio de almacenar energía en el VE a partir de recursos renovables variables, como la solar y la eólica, para utilizarla en otros momentos. Esto implica que los VE pueden considerarse en realidad un tipo de recurso energético distribuido (DER)».
Los VE pueden cargarse cuando la generación de energía renovable a partir del viento o el sol es alta o cuando hay una menor demanda de electricidad, por ejemplo cuando la gente está durmiendo. Pero cuando la demanda es alta, o el viento o el sol generan menos energía, la electricidad almacenada en las baterías de los VE podría ponerse a contribución.
La situación de las redes inteligentes
Según la AIE, en un informe que sigue el avance de las redes inteligentes en todo el mundo, en muchos países se han realizado importantes inversiones en tecnología de redes inteligentes, aunque todavía queda mucho por hacer. Se citan varios ejemplos, entre ellos el plan de acción de la UE Digitalización del sistema energético. La Comisión Europea prevé unos 584 000 millones de euros (633 000 millones de dólares) de inversiones en la red eléctrica europea de aquí a 2030, de los cuales 170 000 millones (184 000 millones de dólares) se destinarán a la digitalización (contadores inteligentes, gestión automatizada de la red, tecnologías digitales para la medición y mejora de las operaciones sobre el terreno).
Otra fuente importante de información sobre el despliegue de la tecnología de redes inteligentes es el Smart Grid Index, elaborado por un grupo líder en servicios públicos de Asia-Pacífico y utilizado por muchos expertos en la materia. Según Peter Jensen, Presidente del TC 13 de la CEI, que elabora las normas sobre contadores inteligentes, «el índice ofrece una excelente visión de la madurez de los operadores de redes de diferentes regiones del mundo. Utiliza una medida de modernización de la red basada en siete pilares», describe. (Para más información sobre IEC TC 13, lea la entrevista de Peter Jensen en e-tech).
Las normas CEI al rescate
Las normas de la CEI ayudan a los sistemas de almacenamiento de energía a interoperar e interconectarse con la red. También allanan el camino para que las tecnologías de redes inteligentes se utilicen de forma segura y eficiente.El IEC TC 4 elabora normas para turbinas hidráulicas y ha publicado la IEC 60193, que especifica los requisitos para el almacenamiento por bombeo.
El CEI TC 120 se creó para publicar normas en el campo de los sistemas de almacenamiento de energía eléctrica (EES) integrados en la red para apoyar los requisitos de la red. El CT está trabajando en una nueva norma, IEC 62933-5-4, que especificará métodos y procedimientos de ensayo de seguridad para sistemas de almacenamiento de energía basados en baterías de iones de litio.El CEI TC 69 elabora normas sobre sistemas de transferencia de potencia/energía eléctrica para vehículos de carretera de propulsión eléctrica que toman corriente de un sistema de almacenamiento de energía recargable.IEC TC 57 es el comité de la CEI que prepara las normas básicas para la red inteligente, en particular la serie IEC 61850. Se ocupan de la automatización de subestaciones, el intercambio bidireccional de información, las funciones de control global, la integración de las energías renovables y la ciberseguridad, por citar sólo algunas.IEC TC 13 elabora normas clave en el campo de la medición y el control de la energía eléctrica, para equipos y sistemas de medición inteligente que forman parte de las redes inteligentes.
Un subcomité del CEI TC 8 elabora normas relativas a la integración de los sistemas de energías renovables en la red. Uno de los cuatro Sistemas de Evaluación de la Conformidad (AC) de la CEI, el IECRE (Sistema CEI para la Certificación de Normas relativas a los Equipos Utilizados en Aplicaciones de Energías Renovables), es el sistema de AC aceptado internacionalmente para todas las centrales eléctricas que producen, almacenan o convierten energía solar fotovoltaica, eólica y diversas formas de energía marina.
El CEI SyC Smart Energy ayuda a coordinar y orientar los diversos esfuerzos de los distintos comités técnicos de la CEI. Por ejemplo, está trabajando en un documento, el IEC 63460, que describirá la arquitectura y los casos de uso de los vehículos eléctricos en funciones de apoyo a la red. La mayor parte de esta norma se referirá a la identificación de configuraciones realistas de carga y descarga de vehículos eléctricos, así como a la comunicación y el control entre los distintos agentes, operadores de redes, agregadores, gestores de energía y sistemas de carga de vehículos eléctricos. Se espera que los resultados de este documento ayuden a otros comités técnicos de la CEI a tener en cuenta las capacidades de apoyo a la red de los VE a la hora de desarrollar sus propias normas.
La esperanza es que se haga lo suficiente a tiempo para garantizar que las luces se mantengan encendidas a medida que avanzamos hacia una sociedad totalmente eléctrica y conectada. Una certeza es que las normas CEI y la evaluación de la conformidad tendrán que desempeñar un papel cada vez más importante para garantizar que lo consigamos.
Autor: Catherine Bischofberger
La Comisión Electrotécnica Internacional (CEI) es una organización mundial sin ánimo de lucro que reúne a 174 países y coordina el trabajo de 30.000 expertos en todo el mundo. Las normas internacionales de la CEI y la evaluación de la conformidad sustentan el comercio internacional de productos eléctricos y electrónicos. Facilitan el acceso a la electricidad y verifican la seguridad, el rendimiento y la interoperabilidad de los dispositivos y sistemas eléctricos y electrónicos, incluyendo, por ejemplo, dispositivos de consumo como teléfonos móviles o frigoríficos, equipos médicos y de oficina, tecnología de la información, generación de electricidad y mucho más.
The views and opinions expressed in this article are the author’s own, and do not necessarily reflect those held by pv magazine.
Este contenido está protegido por derechos de autor y no se puede reutilizar. Si desea cooperar con nosotros y desea reutilizar parte de nuestro contenido, contacte: editors@pv-magazine.com.
Al enviar este formulario, usted acepta que pv magazine utilice sus datos con el fin de publicar su comentario.
Sus datos personales solo se divulgarán o transmitirán a terceros para evitar el filtrado de spam o si es necesario para el mantenimiento técnico del sitio web. Cualquier otra transferencia a terceros no tendrá lugar a menos que esté justificada sobre la base de las regulaciones de protección de datos aplicables o si pv magazine está legalmente obligado a hacerlo.
Puede revocar este consentimiento en cualquier momento con efecto para el futuro, en cuyo caso sus datos personales se eliminarán inmediatamente. De lo contrario, sus datos serán eliminados cuando pv magazine haya procesado su solicitud o si se ha cumplido el propósito del almacenamiento de datos.
Puede encontrar más información sobre privacidad de datos en nuestra Política de protección de datos.