Energías renovables: de la penetración en el mercado a la integración en la red sin fisuras

El panorama energético está experimentando una transformación sin precedentes a nivel mundial, impulsada por las tendencias de descarbonización, descentralización y digitalización.

Para eliminar por completo los combustibles fósiles y hacer frente al calentamiento global, es necesario un importante cambio de comportamiento. Varios países tienen sus propios objetivos con diferentes plazos, impulsados por la Unión Europea con su estrategia para una Europa climáticamente neutra en 2050 y diversas legislaciones y políticas nacionales e internacionales. Por ejemplo, se espera que Alemania cambie el consumo de energía primaria de más del 80% a menos del 10% y lo sustituya por alternativas renovables. El Reino Unido aprobó hace poco una legislación histórica por la que se compromete a lograr emisiones netas de carbono cero para 2050. Sin embargo, para conseguirlo de forma sostenible sería necesario sustituir por completo las fuentes de combustible fósil por energías renovables. Hemos visto cómo la energía solar fotovoltaica entra en una nueva era, convirtiéndose en el líder indiscutible de la energía renovable y asegurando el crecimiento de la capacidad. Al mismo tiempo, se espera que las energías renovables sigan creciendo y puedan representar el 63% del total de la generación eléctrica mundial en 2040, según el Escenario de Desarrollo Sostenible. Al mismo tiempo, los países asiáticos se están adelantando, y se espera que China e India representen más del 40% de las adiciones netas de energías renovables para 2040.

Pero, ¿qué ocurre cuando hay un exceso de generación de energía eólica y solar en relación con la demanda o no se produce suficiente electricidad para satisfacer la demanda máxima?

La inestabilidad de la red puede causar grandes pérdidas económicas a las empresas industriales, especialmente en caso de apagones. ¿Cómo podemos integrar las energías renovables en la red eléctrica existente e históricamente establecida y evitar estos problemas? Para lograr un futuro realmente descarbonizado, será crucial la integración sin fisuras en la red de las energías renovables y otras tecnologías emergentes. Superar los viejos paradigmas es un paso fundamental para impulsar el cambio y asegurar una transición rápida y eficiente a las renovables.

En el 4º Desafío de Expertos de la Fundación Solar Impulse, celebrado en Múnich, expertos del sector de varios países se reunieron para debatir esta cuestión y surgieron tres temas principales:

• La tendencia hacia un sistema descentralizado que incluya las energías renovables, las redes inteligentes y los vehículos eléctricos, habilitado mediante datos y tecnologías inteligentes.

Con el aumento de las tecnologías renovables descentralizadas y distribuidas (solar, eólica, almacenamiento, etc.) surgen los retos de abordar la intermitencia, estabilizar la red y optimizar los numerosos activos distribuidos. Las redes inteligentes pueden permitir una gestión más eficiente y fiable de la demanda y el suministro, y optimizar el uso de la energía mediante la aplicación de datos y la digitalización.

"Los vehículos eléctricos (VE) tendrán una gran influencia en la estabilización de la red eléctrica y en la eficiencia energética del transporte"
Schekeb Fateh - Desarrollo de negocio en Miromico.

Con el crecimiento exponencial de los vehículos eléctricos y la tendencia a la electrificación de la calefacción, las tecnologías inteligentes también pueden desempeñar un papel crucial en la gestión de la demanda adicional en las redes eléctricas debido a los vehículos eléctricos y las bombas de calor. Sin embargo, los vehículos eléctricos son esencialmente baterías sobre ruedas y pueden desbloquear una flexibilidad adicional para la red y crear nuevas oportunidades de ingresos. Los expertos debatieron si con el tiempo se producirán suficientes mejoras en el rendimiento y la reducción de costes de las baterías para que se integren de forma rentable en las redes eléctricas. También se señaló que las baterías podrían seguir una tendencia similar a la observada en la industria fotovoltaica, con una caída significativa de los precios a lo largo de los años.

No obstante, se coincidió en que (las baterías de) los vehículos eléctricos podrían contribuir a mantener la estabilidad de la red y mitigar la necesidad de construir baterías estáticas a gran escala. Como ejemplo práctico, las baterías permitirán a los clientes almacenar la energía de los paneles solares y utilizarla durante los periodos de máxima demanda para reducir los costes de la energía y, potencialmente, monetizarla a través de la respuesta del lado de la demanda (DSR) y del vehículo a la red (V2G).

• Necesidad de soluciones basadas en mecanismos de mercado y mayor inversión.

Para posibilitar unos mercados energéticos descarbonizados y descentralizados a largo plazo, es necesario desarrollar soluciones basadas en mecanismos de mercado y minimizar el riesgo de activos varados. Sin embargo, para lograr estos objetivos, se necesitan inversiones hoy en día para reducir los costes, incorporar nuevas innovaciones e impulsar el crecimiento económico. Pero, ¿quién pagará la alteración del mercado energético? Recibir inversiones sustanciales ha sido a veces un reto y se necesitan modelos de financiación innovadores junto con una acción gubernamental/reguladora (por ejemplo, mediante un impuesto sobre el carbono o un comercio exhaustivo de certificados de CO2) para reducir el riesgo de los inversores.

• Surgimiento de nuevos modelos de negocio y nuevas innovaciones.

Hoy en día vemos cómo se pasa de los sistemas comunitarios y basados en activos a los mercados energéticos centrados en el cliente y basados en plataformas. A medida que el mundo se conecta y digitaliza, los datos y los sistemas inteligentes también desempeñarán un papel más importante en los sistemas energéticos. Las empresas emergentes y los nuevos actores están desarrollando modelos de negocio innovadores y novedosos, plataformas de servicios que aprovechan el IoT y los datos, y nuevas tecnologías. Sin embargo, los expertos no se pusieron de acuerdo sobre el papel específico que desempeñarán los datos en la industria energética. Los operadores tradicionales y los nuevos actores del sector energético también están reevaluando sus funciones en los futuros mercados energéticos para determinar qué papel pueden desempeñar. Por ejemplo, el sector de la energía y el del transporte están experimentando un mayor solapamiento con el aumento de los vehículos eléctricos, lo que puede permitir una plétora de nuevas oportunidades y casos de uso que aún no existen.

En conclusión, el panorama energético está en transición en todo el mundo. Para crear un sistema energético con bajas emisiones de carbono perfectamente integrado, es necesario centrarse más en permitir la flexibilidad para gestionar y optimizar con éxito los distintos activos energéticos distribuidos. Esto requiere un enfoque de colaboración entre las diferentes industrias, ya que existe una convergencia cada vez mayor entre los sectores de la energía, el transporte, el calor y lo digital. A través de la colaboración intersectorial podemos desbloquear colectivamente nuevas oportunidades y acelerar nuestro avance hacia un futuro con bajas emisiones de carbono.

Los siguientes autores han contribuido a este artículo:

• Schekeb Fateh - Desarrollo de negocios en Miromico y experta asesora en la Fundación Solar Impulse.
• Dr. Thomas Walter - Directora General de Easy Smart Grid GmbH
• Jakob Kretzinger - Ingeniería energética y administración de empresas en la EPFL.
• Sabrina Cipullo - Coordinadora de evaluación de expertos en la Fundación Solar Impulse.