Hacia la red distribuida
El apagón, revisited (2/2)
La semana pasada revisamos el secreto a voces de la relación entre el apagón de abril y la necesidad de mecanismos de almacenamiento y estabilización en la red eléctrica para reducir el riesgo de que se repita.
A su vez, compartimos la oportunidad de solucionarlo mediante un sistema que proporcione una electricidad más limpia, soberana y barata, aprovechando las ventajas de “la revolución electrotech”.
Conseguirlo debe hacer frente a las dificultades que se han evidenciado en esta transición de la red hacia un sistema con mucho mayor peso de las renovables: compensar su principal inconveniente, la discontinuidad de energía cuando no hay sol o viento, y gestionar un mayor número y diversidad de fuentes de generación en el sistema. Que pueden encontrarse con un reto extra si, como ya está pasando en otros mercados, se produce un aumento de demanda como el que está empujando la Inteligencia Artificial. Pero se puede conseguir. Sobre todo si no nos limitamos al modelo tradicional y pensamos en grande.
La “curva del pato”
Un sistema eléctrico basado en aprovechar el sol y el viento, y en particular que la energía solar siga ganando cada vez más peso como la principal energía del futuro, tiene que hacer frente a la famosa “duck curve” o “curva del pato”, llamada así por la forma marcada por el desequilibrio entre la oferta y demanda a lo largo del día: Horas de reducida demanda con mucho sol en las que sobra energía, frente a horas de alta demanda sin sol que requieren alternativas para cubrirla.
Ello requiere una red capaz de manejar los picos y valles de esta curva, sin perder la inercia ni interrumpir el suministro. Que en parte depende de contar dentro de su mix de generación con energías estables sin emisiones, como la nuclear, y mecanismos de almacenamiento, como bombeo y baterías. Este segundo componente se vuelve más relevante según va aumentando el peso de las fuentes discontinuas en el mix.
Las baterías son una parte fundamental de la solución. Y, según vayamos incorporando más solar y eólica, más almacenamiento necesitaremos para cubrir la “curva del pato”. Hay que mover energía de horas valle a horas pico.
Lo que supone una inversión relevante. Si hiciésemos un ejercicio de contar con suficiente almacenamiento para cubrir un día típico de suministro, reemplazar solamente la solar fotovoltaica supondría más de 120 GWh (sobre datos medios de 2024): 120.000 KWh a un coste de las baterías de almacenamiento entre 250 y 500 por kWh son muchos billones de euros. Que inevitablemente aumentarán según el peso de la energía discontinua a almacenar vaya aumentando dentro del mix energético, aunque el coste de las baterías siga bajando.
Y es que, aunque los costes de la electricidad bajan allí dónde se incorporan las renovables, el coste de la inversión para construir nueva infraestructura puede hacerlas menos competitivas en un primer momento frente a las ya construidas y conectadas a la red, que sólo tienen un coste marginal.
Pensar en términos de un modelo tradicional de red, de generación e inversión centralizadas, parece limitativo para evolucionar a un nuevo modelo que ofrece mayor flexibilidad y posibilidades. Hay que pensar más en grande, ya en clave del modelo que queremos construir, para evolucionar a algo mejor, más rápidamente.
Hay que invertir en la red pero también buscar modelos que la complementen. Necesitamos muchas baterías. En todas partes.
Los hogares como infraestructura de red
¿Qué podemos aprender de experiencias dónde este modelo se está desarrollando más rápidamente?
En Australia el 10% de la electricidad ya viene generada por solar residencial, placas en los tejados de hogares y oficinas cuya energía almacenada puede volcarse en la red en las horas puntas de demanda e incluso generar ingresos para los particulares y negocios que las han instalado. Facilitada por servicios como Amber Electric, que facilitan volcarla a la red con transparencia.
Fórmula que incentiva que a cada hogar le salga a cuenta instalar una placa solar y una batería con capacidad suficientes para satisfacer su consumo y contar con un excedente que vender a la red. Que puede ser una inversión bastante más interesante que las letras del Tesoro, teniendo en cuenta tanto el ahorro en energía como lo que se puede ingresar “monetizando” su batería. A la vez que el inicio de más mejoras para la economía familiar, según vayan sustituyendo su coche por un eléctrico (que viene con otra batería) o su estufa de gas por una bomba de calor.
Los hogares pasan por tanto a convertirse en infraestructura de red, que no sólo consumen sino también generan y almacenan energía, aportando capacidad y resiliencia al sistema, con un claro beneficio social: Todos nos beneficiamos del acceso a energía más limpia, barata y segura, obtenida sin necesidad de invertir en la red. Y estos “crowdfunders de la red” se ven justamente recompensados por su inversión en capacidad. A la vez que se convierten en los mejores embajadores para animar a otros a “pasarse” a la descarbonización convertida en producto de consumo. Good for you, good for the Planet.
Técnicamente conocido como DER (Distributed Energy Resources), este modelo descentraliza la red, y puede convertir a cualquiera en “usuario productor”, contando con sus propios recursos de generación y almacenamiento en servicio tanto para su consumo doméstico como para el resto de la red a la que se conecta.
Que puede incorporar niveles superiores, mediante las VPPs (Virtual Power Plants), que agregan distintos “usuarios productores”, pudiendo compartir la energía primero entre ellos e incluso contar con herramientas y esquemas de financiación que permitan sacar el máximo partido de su infraestructura. Disfrutando de mayores funcionalidades y economías de escala.
Las compañías que entiendan bien cómo funciona este modelo y se lo pongan fácil al consumidor tienen una gran oportunidad. Lo ha demostrado Octopus Energy, que ha juntado todas estas piezas en una propuesta de valor basada en trasladar al consumidor final la transparencia en cuanto al origen de la energía, las ventajas en precio, y la materialización de las posibilidades de este modelo mediante dispositivos adicionales, facilitando el acceso a placas, baterías, bombas de calor y coches eléctricos. Así ha conseguido convertirse, en poco más de 5 años, en la primera distribuidora eléctrica en Reino Unido.
Tanto parece estar funcionando el modelo que hasta Ikea se ha fijado. Y ya está vendiendo paneles solares, cargadores y bombas de calor en el Reino Unido. Un buen indicador de cuando algo está a punto de convertirse en masivo.
La red distribuida
Este modelo distribuido puede acompañar al gestor de la red a sumar capacidad y almacenamiento sin una inversión adicional, con un efecto apalancador claro. Aunque ello no quiere decir que no haya que invertir en la red. De hecho, es clave evolucionar la gestión de dicha red para integrarlo con éxito.
Como analizamos hace 6 meses, la gestión de la red debe también incorporar mecanismos de estabilización, como turbinas “grid forming” adicionales, que faciliten el mantenimiento de la inercia en un mix energético cada vez más renovable y dispar. Pero, sobre todo, debe convertirse en la “smart grid” que facilite este modelo descentralizado que integre de forma más eficiente y económica un espectro mucho más amplio de generadores y consumidores de electricidad.
Red que cada vez va a ser más digital que física. Y se va a parecer más a un mercado de energy trading cuya principal función va a ser gestionar inputs y outputs, ajustando oferta y demanda.
De igual forma que el usuario de Amber Electric está incentivado a utilizar sus baterías para vender a la red cuando esta lo necesite, empiezan a surgir figuras como el “flexibility trading”, por el que otros usuarios de la red se comprometen a prestar flexibilidad a cambio de una remuneración. Esto es, a que su suministro se discontinúe si el equilibrio de la red lo requiere. Y cobrar por ello.
Una red que aproveche al máximo los recursos en el sistema, que incentive la creación de VPPs, como agentes relevantes agregando capacidad de distintos hogares, y la inversión en equipos eléctricos por todos sus integrantes, aprovechando oportunidades como el V2G o “vehicle to grid”, consistente en utilizar las baterías de los coches eléctricos como capacidad de almacenamiento para la red.
Más demanda
Para complicar más las cosas, se avecina una mucho mayor demanda de energía a nivel mundial, empujada por la Inteligencia Artificial. Se estima que, sólo en Europa, la producción para servir las necesidades ya previstas por data centers equivale al total de la servida hoy en Japón.
No ser capaces de servir esta demanda adicional con costes atractivos puede disparar el coste de la energía, como ya está pasando en lugares como Virginia del Norte, principal hub mundial de data centers. Esta demanda de electricidad, por encima de la producción, termina por encarecer el precio de la energía para sus ciudadanos.
Aunque los hyperscalers que necesitan esta capacidad de proceso de datos ya estén liderando numerosas iniciativas para cubrir dicha demanda, en muchos casos basadas en energías limpias como la nuclear o la geotérmica, no parecen suficientes para cubrir su demanda al ritmo necesario.
Pero esta amenaza puede convertirse en una oportunidad para renovar red e infraestructura.
De esta búsqueda desesperada de energía barata empiezan a emerger ideas creativas, teniendo en cuenta las economías superiores de la energía solar. Como que los propios hyperscalers subvencionen la instalación en hogares de paneles, baterías y equipamiento como bombas de calor. Convertirlos en infraestructura de red. Y así obtener más energía, y más barata, dada su mayor eficiencia sobre las soluciones y dispositivos actuales contra los que hoy compiten.
De nuevo, un beneficio social que sale a cuenta a quién hace la inversión. Y que puede sumar para acelerar la renovación de la red.
Alinear las estrellas
Incentivar esta inversión en generación y almacenamiento por los particulares puede ayudar a estabilizar la red de forma sostenible con una inversión menor. Pero requiere una regulación que lo facilite y lo haga atractivo.
Que el particular no lo vea sólo como algo bueno para el Planeta. También como una buena inversión. Y que esos menores costes de la energía que incorporan se trasladen a todos los consumidores. Incluidos los ahorros derivados de “la revolución electrotech” que los esquemas actuales de tarifas ocultan. Y nos salga más a cuenta a todos.
Y es que la energía ha dejado de ser un recurso escaso. Conforme a Ember, la Tierra recibe cada cinco días la energía del sol equivalente a todas las reservas de combustibles fósiles conocidas. Sólo tenemos que atrapar la parte que necesitamos para nuestra red y nuestro consumo, y contar con infraestructuras distribuidas y resilientes que lo garanticen.
Es el momento de construir una nueva red adaptada a los tiempos. Y remover los obstáculos que impiden que se alineen las estrellas. Con trasparencia en objetivos y medios.
Gran análisis y propuesta de soluciones. Cuando cambiará nuestro sistema político para dar más poder a la ciudadanía?
Por otro lado, yo también entro en el debate de la reducción en consumo eléctrico. No solo renovando equipos con altas demandas de energia, si no también buscando soluciones más analogicas que solucionan el problema de raiz. Por ejemplo el tema de la construcción en España, la eficiencia energética de las viviendas es algo que no se está mirando. Si alguna lo tiene, informa que tiene tal nivel y se queda en eso. No se investigan mejoras. Que pueden ser tan sencillas como poner la placa solar de ikea a modo de toldo y que reduzca la necesidad de aire acondicionado interior.
Esclarecedor y esperanzador!! Gracias por el análisis y la reflexión!!