Flexibilidad energética: presente y futuro de un sistema eléctrico resiliente

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Miguel Fernández-Mena, Smart Energy Engineer en Cuerva
Escrito el 30 de enero de 2024
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Conseguir que los sistemas eléctricos tengan la capacidad suficiente para gestionar cambios de forma eficiente implica un esfuerzo conjunto, integral y transversal, que pasa por revisar y renovar el modelo eléctrico actual, desde la forma en que se transporta y distribuye la electricidad hasta los propios hábitos de consumo final 

Las energías renovables deberán generar el 81% de la electricidad de España en 2030 y ser el origen del 48% del consumo energético. Según el último Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) presentado a Bruselas, 62 GW de la potencia instalada tendrá que ser eólica (el doble que la actual), mientras que la energía solar fotovoltaica se incrementará en un 95% con respecto al plan anterior de 2021 para alcanzar los 76 GW (un 25% de la misma procederá de instalaciones de autoconsumo).

El logro de estos ambiciosos objetivos, en línea con los retos mundiales de triplicar la producción de energías renovables y duplicar la eficiencia energética de aquí a 2030, implica la transformación del sistema energético tal y como lo conocemos. Pasar de un modelo dependiente de las energías fósiles, con una generación estable y adaptada a unos consumos relativamente predecibles, hacia otro donde la imprevisibilidad de las renovables adquiere mayor relevancia. Una metamorfosis que nos exige desarrollar una infraestructura capaz de gestionar las fluctuaciones de la oferta y la demanda de energía.

Conseguirlo solo será posible apostando por la flexibilidad energética, entendida, según la definición de The International Smart Grid Action Network (ISGAN), como “la habilidad de los sistemas eléctricos para gestionar cambios”

Y, ¿cómo podemos administrar en tiempo real las variaciones en la generación eléctrica? ¿Qué estrategias debemos seguir para enfrentarnos a las necesidades de un modelo energético en el que cada vez hay más plantas de generación distribuida? ¿Y qué decir de la obligación de atender la creciente demanda de carga asociada a una nueva movilidad eléctrica en expansión? Son muchas las preguntas que surgen en torno a la transformación energética que estamos viviendo y en cuyas respuestas siempre está el concepto de flexibilidad energética.

Desafíos para lograr la flexibilidad energética

Abordar los desafíos relacionados con la transición energética a través de la flexibilidad energética no es una tarea sencilla. En primer lugar, porque supone transformar un modelo caracterizado por una gestión de la red rígida y pasiva por otro modelo activo, digital e inteligente, que posibilite la integración de las renovables sin comprometer la fiabilidad y calidad del servicio. En segundo lugar, porque implica promover un cambio en los hábitos de consumo en función de las necesidades del sistema.

Para superar estos retos, el papel de las administraciones públicas es crucial, tanto desde el ámbito nacional como internacional. Son las encargadas de liderar este camino con políticas y normativas, inversiones económicas e incentivos alineados con el objetivo de lograr la flexibilidad energética necesaria para garantizar la transición verde. 

En el ámbito normativo, los gobiernos, como reguladores del sector eléctrico que son, tienen la capacidad de crear un marco regulatorio que promueva el desarrollo de nuevas tecnologías de flexibilidad. Incentivos económicos para la inversión, la simplificación de los procedimientos de autorización o la eliminación de barreras regulatorias son, precisamente, algunas de las novedades introducidas en la reforma del mercado eléctrico de la UE aprobada el pasado mes de diciembre y sobre las que habrá que seguir profundizando.

En Europa es crucial lograr una mayor integración del sistema eléctrico del continente. Compartir recursos, tanto de producción como de almacenamiento, entre regiones es indispensable, ya que una buena coordinación permitiría, por ejemplo, que un país compensara la falta de producción de otro o que el continente aprovechara las ventajas de las diferencias horarias de cada uno de los países.

En cuanto a la gestión de la demanda y la actitud de los consumidores, los gobiernos también deben incentivar precios más dinámicos que los actuales, acordes con la variabilidad horaria. No es de recibo que, con el sistema actual de precios marginalista, las energías renovables, con costes variables (casi nulos) se cobren al mismo precio que otras tecnologías más caras. Este nuevo baremo también llegaría a los consumidores y les incentivaría a realizar cambios en sus hábitos de consumo. Así, participarán activamente en la mejora de la flexibilidad del sistema. 

La teoría, como hemos visto, es sencilla. Llevarla a la práctica es más complicado. Mucho más. Si bien es cierto que se están dando pasos en los últimos años, como pone de manifiesto el compromiso de la UE de alcanzar una interconexión del 15% para 2030, es vital ser más ambiciosos para allanar el terreno hacia sistemas más flexibles que permitan la desconexión de los combustibles fósiles.

Por qué hay que apostar por la flexibilidad en las redes energéticas

Con la creciente generación de energías renovables intermitentes para garantizar la transición energética, la integración de las mismas en la red eléctrica es un desafío que hace necesarias y urgentes nuevas soluciones de flexibilidad energética. Sin embargo, esta mayor presencia de renovables en la red no es la única razón por la que hay que apostar por la flexibilidad energética y la digitalización de las infraestructuras. La renovación y construcción de una red más flexible e inteligente también mejoraría el servicio ante incidencias como:

  • Congestiones en la red. La flexibilidad energética puede ayudar a superar estas incidencias, redirigiendo el flujo de energía a través de la red, ajustando la demanda de energía en momentos de alta congestión o aumentando la generación renovable en la red. En este sentido, por ejemplo, en momentos de alta congestión, hay dos opciones: o bien se puede ajustar la demanda, reduciendo el consumo de energía de ciertos usuarios; o también se puede verter energía proveniente de fuentes renovables en la red, para así satisfacer la demanda.
  • Control de tensiones. En momentos de alta tensión, un sistema flexible puede ayudar a compensar la tensión aumentando la demanda. De este modo, si la tensión es alta, esto puede favorecer su reducción. Por el contrario, si la tensión es baja, se puede inyectar energía a la red para aumentarla. Esta flexibilidad proporciona más seguridad y fiabilidad al suministro eléctrico.
  • Restauración del servicio. Sistemas flexibles con "islas energéticas" y recursos de respuesta rápida, como baterías, facilitan una recuperación progresiva del servicio más rápida tras un apagón.
  • Equilibrio entre demanda y energía. Servicios de flexibilidad, como el almacenamiento de energía, la gestión de la demanda y las redes inteligentes, ayudan a ajustar la oferta y la demanda de energía en tiempo real.
  • Estabilidad durante fluctuaciones en la carga. La inercia, propiedad de los sistemas eléctricos, ayuda a mantener la estabilidad durante las fluctuaciones de carga. Dado que las renovables, como la solar y la eólica, son intermitentes, las fluctuaciones pueden provocar desequilibrios. Estos también pueden corregirse con la inercia aportada mediante servicios como el almacenamiento de energía y las redes inteligentes.

Cómo conseguir la flexibilidad energética 

Alcanzar la deseada flexibilidad energética supone un esfuerzo conjunto, integral y transversal que pasa por revisar y renovar el sistema eléctrico actual, desde la forma en que se transporta y distribuye la electricidad hasta los propios hábitos de consumo final (flexibilidad de la demanda). 

Para lograr que el sistema eléctrico sea capaz de gestionar los cambios en la oferta y la demanda en tiempo real, será esencial, como hemos visto, recurrir a la tecnología. Por ello, la modernización, digitalización y desarrollo de redes inteligentes son los pilares de la flexibilidad energética. 

Mediante tecnologías robóticas avanzadas, como sensores, medidores inteligentes y sistemas de automatización que recopilan y analizan datos en tiempo real sobre la demanda y la oferta de energía en la red , es posible que las redes de distribución ajusten la oferta y la demanda de energía de manera más eficiente. 

Solo con esta digitalización de las redes será factible integrar a los nuevos actores de un modelo energético distribuido, donde las instalaciones de autoconsumo particulares o las comunidades energéticas tienen cada vez más peso a la hora de generar su propia electricidad de forma descentralizada, almacenarla o venderla, aportando nuevos servicios de flexibilidad energética.

El almacenamiento, precisamente, se erige como la tecnología clave para lograr la flexibilidad energética. Ya sea en forma de baterías, en instalaciones de bombeo hidráulico e, incluso, en las baterías de los vehículos eléctricos, estos sistemas desempeñarán un papel crucial tanto a la hora de inyectar energía cuando sea preciso como a la hora de almacenarla cuando se genere más energía de la que se pueda consumir.

A estas soluciones técnicas se suma la ineludible necesidad de fomentar un cambio en los patrones de consumo doméstico e industrial. De poco servirá tanta tecnología si no somos capaces de adaptar la demanda a una meteorología cambiante que condiciona cada vez más nuestra capacidad de abastecimiento eléctrico.

Y, todo ello, contando con el imprescindible compromiso de las administraciones públicas que, como hemos recalcado, deben actuar como agentes tractor de un cambio que requiere ingentes cantidades de millones en forma de inversión, tanto pública como privada, pero también de una normativa que favorezca un modelo energético basado en las 4D: descarbonizado, descentralizado, democratizado y digitalizado.

La flexibilidad energética, el camino hacia un futuro más conectado

El viaje en el que estamos inmersos, con la meta de alcanzar un sistema eléctrico 100% flexible y renovable, apenas acaba de comenzar. Queda mucho por investigar, implementar y regular. Sin embargo, si debemos ser inflexibles en algo durante este recorrido, es en la ambición del objetivo final y en el convencimiento de que merece la pena cualquier esfuerzo que haga realidad la transición energética y reduzca al mínimo las emisiones de dióxido de carbono.

Solo desde la colaboración entre empresas, ciudadanía y gobiernos seremos capaces de culminar un camino que nos lleva a todos al mismo fin: reducir los riesgos del cambio climático. El aprovechamiento de todas las posibilidades que nos brindan tecnologías como la digitalización, el internet de las cosas o la inteligencia artificial será la palanca para conseguir la flexibilidad energética necesaria y aprovechar al máximo el potencial de las energías renovables.

Serán necesarios nuevos marcos reguladores más ambiciosos, incentivar la innovación en sandboxes regulatorios para seguir desarrollando nuevas tecnologías, y los usuarios deberemos adoptar un rol más activo, contribuyendo con hábitos de consumo más eficientes y participando en iniciativas como el autoconsumo compartido.

Nos adentramos en una nueva era donde nada ni nadie quedará energéticamente desconectado. Un “internet energético” donde el exceso de la energía renovable generada en una región se enviará a otra que lo necesite en cuestión de segundos. Donde hasta el vehículo eléctrico de un usuario anónimo aportará electricidad a otro ciudadano en la punta opuesta de su país. O del mundo. 

Todo un reto ingenieril, pero también social y humano. La senda del camino está marcada, y en Cuerva ya estamos trabajando para ser parte de la respuesta. ¿Te unes al cambio?

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Sobre el autor

Miguel Fernández-Mena, Smart Energy Engineer en Cuerva
Miguel Fernández-Mena se incorporó a Cuerva a mediados de 2022 dentro del área de Innovación participando activamente en el desarrollo de proyectos energéticos relacionados con las Smart Grids. Actualmente trabaja en el desarrollo de aplicaciones basadas en nuevas tecnologías y el uso de datos para la planificación y operación eficiente de redes inteligentes.
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