Pablo Ayesa Pascual

Director General de CENER

Pablo Ayesa Pascual

¿Qué ha configurado el Sistema Energético?

El sistema energético de los países es el fruto de un ejercicio de optimización mantenido durante más de 100 años.

En una optimización lo que intentamos es buscar la mejor combinación de las variables sobre las que podemos actuar para conseguir el resultado que nos interesa, y todo ello dentro de un sistema con restricciones.

El objetivo ha sido claro. Los ciudadanos, gobiernos y empresas desean disponer de energía al precio más bajo posible, con la calidad adecuada para su uso, libre de restricciones temporales o de potencia y libre también de complicadas infraestructuras o gestiones.

Hasta hace no muchos años las restricciones han sido todas o algunas de las siguientes:

• Era imposible o muy caro disponer de soluciones de almacenamiento de energía eléctrica de aplicación general. El sistema de almacenamiento por excelencia era fundamentalmente el bombeo reversible que sólo es de aplicación en algunas geografías particulares.
• La capacidad de procesamiento y comunicaciones de datos es limitada, lo que impone que participen pocos agentes en la gestión de los sistemas, excluyendo automáticamente, por supuesto, al consumidor como agente de gestión que es considerado un ente pasivo.
• Los sistemas energéticos finales son independientes. La electricidad poco tiene que ver con los combustibles para automoción, que a su vez poco tiene que ver con las necesidades de calor o frío. Se llega incluso a una separación de las necesidades de calor y frío para la industria o el sector residencial.

Estas restricciones y objetivos llevan a un sistema con muy pocos agentes activos que sirven a un cliente no controlado pero de comportamiento previsible. Se realiza una gestión centralizada que requiere una limitada capacidad de información y decisiones.

Al no existir capacidad de almacenamiento relevante la seguridad del sistema reside en una sobrecapacidad, capaz de compensar a corto plazo las variaciones de la demanda. La generación y la demanda están generalmente alejadas geográficamente entre sí, implicando la necesidad de redes de transporte con las consiguientes pérdidas y elevados costes de infraestructura.

El resultado ha sido un sistema muy depurado y plenamente capaz de cumplir con los objetivos muy basado en fuertes inversiones, la gran escala y la redundancia.

¿Cómo se ha modificado el entorno?
El resultado a optimizar en el pasado forma parte de los objetivos del presente. A estos criterios, aún en vigor, se añaden requerimientos adicionales. Principalmente queremos una energía libre de cargas para el medio ambiente pero también con menores riesgos tanto de abastecimiento como de accidentes con graves consecuencias, con precios previsibles y que no dañen la balanza de pagos de las economías usuarias.

La situación ha cambiado y va a cambiar radicalmente en lo tocante a restricciones:

• Los sistemas de almacenamiento y en particular las baterías han evolucionado enormemente. Por un lado han mejorado sus cifras de mérito, en fiabilidad y precio tanto de inversión como de operación en potencia y energía. Además se ha completado la variedad tecnológica y existen hibridaciones que permiten combinar aspectos como la repuesta rápida, potencia, energía o la carga rápida. Existen demostraciones de plantas de acumulación centralizada.
• El vehículo eléctrico o híbrido es ya una realidad tecnológica y comercial. Muchas marcas ofrecen vehículos eléctricos o híbridos fiables y con prestaciones interesantes. Los consumidores adquieren estos vehículos y los países, incluso los que destacan por su especialización en automóviles convencionales, comienzan a apoyar su comercialización activamente. El boom del vehículo eléctrico ha impulsado la I+D en baterías y generado economías de escala. Una parte de los fabricantes de baterías está ya considerando aplicar su capacidad a las redes de distribución o el uso doméstico a unos precios antes inimaginables.
• Las comunicaciones han evolucionado espectacularmente. Las redes de datos se han implantado como el sistema nervioso de los países. Una parte sustancial de los ciudadanos tienen acceso a Internet ya sea mediante redes fijas o móviles. El acceso a telefonía e Internet va muy por delante del acceso a otras necesidades en algunos países en desarrollo donde una de las demandas de electricidad tiene mucho que ver con las redes de telefonía y la carga de los dispositivos.
• Junto a esta red de datos se han desarrollado importantes capacidades de captación y tratamiento de datos. Los electrodomésticos, por ejemplo, tienen cada vez más capacidad de conexión y van a incorporar el denominado “Internet de las cosas” en breve. La domótica y los contadores inteligentes ya están desarrollados. La capacidad de gestionar miles de fuentes de datos simultáneas también existe, como existen las capacidades de procesamiento agrupadas en “Big Data”.
• Las tecnologías de producción renovable están muy desarrolladas.

– Las tecnologías de producción eléctrica renovable están bien desarrolladas, son fiables y pueden utilizar recursos variados de forma que son adaptables a casi cualquier entorno.
– Su coste de generación evoluciona favorablemente y depende del recurso empleado, la intensidad del recurso y otros factores. Una vez establecidas generan además precios estables durante su vida operativa. La energía fotovoltaica ha bajado sus costes de manera espectacular, habiéndose adjudicado contratos recientemente a precio fijo de 30 €/MWh, bien por debajo del precio medio de generación convencional.
– Hay sistemas de producción de calor por medio de renovables y sistemas de acondicionamiento que permiten la producción de frio a partir de estas fuentes de calor y electricidad renovable de un manera eficiente uniendo las tres fuentes de energía.
– Se han desarrollado sistemas que permiten predecir la generación de cada una de estas fuentes de una manera suficientemente precisa.

• La electrónica de potencia avanza en sus desarrollos permitiendo disponer de equipos que se adecuen a las nuevas necesidades.
• Y por último y no por ello menos importante, el desarrollo de sistemas de control y estrategias de gestión de la energía confieren a la unión de todos los elementos anteriormente citados la inteligencia necesaria para convertir las redes del futuro en redes inteligentes. Redes que serán capaces de tomar decisiones en función de las variables del sistema y permitirían hacer un uso si cabe más eficiente de los recursos dando respuesta a una nueva y diferente forma de actuar de los consumidores. En paralelo, las tecnologías de electrónica de potencia y el control permiten la gestión de los elementos de generación, su hibridación y su relación con los elementos de almacenamiento. Este desarrollo posibilita incluso la aplicación de estos elementos a la gestión de las propias redes de distribución.

Existe un debate permanente sobre el reconocimiento de los costes ambientales del uso de la energía. Cuando se llegue a un sistema aceptado y en libre funcionamiento asistiremos a un mayor equilibrio del sistema. El 40% de la electricidad se genera con carbón, que supone el 72% de las emisiones de CO2. Las energías renovables crecen y el consumo de carbón decrece globalmente.

La fiabilidad eléctrica es muy importante. A modo de ejemplo, los fallos en el suministro eléctrico tienen un coste de 80.000 millones de dólares al año en Estados Unidos, donde se están promoviendo microrredes para incrementar la seguridad en algunas instalaciones. No todos los usuarios necesitan estos niveles de seguridad y quizá estemos aplicando ya un sobrecargo de exceso de inversión a aquellas instalaciones conectadas a la red que no requieren las mismas condiciones de seguridad que otros usuarios que no han instalado sus propios sistemas de acumulación. Poder rebajar los costes de seguridad de suministro a quien pueda soportarlos sería una efectiva promoción de las smartgrids.

No podemos dejar fuera de este análisis el hecho de que hay 1.200 millones de personas que aún no tienen acceso a la electricidad. Las inversiones en estos países están por hacer y no se puede contar con una inversión acumulada previa como en Europa o un largo periodo de maduración. La receta en esto lugares es distinta pero el mercado es global. También a nosotros como industria nos interesa pensar en estos escenarios, desarrollando y probando tecnologías para la exportación.
Tampoco debemos olvidar que incluso en países de primer orden las infraestructuras eléctricas no son tan sólidas como las nuestras, o que estos sistemas están sometidos a un importante envejecimiento. Se estima que necesitamos incrementar globalmente la potencia eléctrica en 1.000 MW semanales de forma sostenida durante 20 años.

¿Cómo será el sistema del futuro?
Las variables han cambiado y la optimización nos llevará con toda seguridad a una solución distinta. Estamos viviendo un proceso de iteración en el cual buscamos el óptimo al modo de los algoritmos de métodos numéricos.

Como resulta evidente, las barreras que moldearon los sistemas energéticos se están desdibujando, en algunos casos están desapareciendo y en otras podrán llegar a desaparecer. Si a esto añadimos los nuevos objetivos ya citados podemos converger en soluciones de optimización distintas a las aplicadas hasta el momento.

Los centros tecnológicos tenemos la obligación de imaginar el futuro. Desde CENER vemos un futuro distinto al actual:

• La producción y el consumo de energía están adaptados al medio natural y humano
• Los consumidores se han convertido en un agente activo del sistema con el que intercambian energía e información de manera permanente
• El sistema de costes y precios informa al consumidor de los efectos de sus decisiones incluyendo contaminación y efectos sobre la salud de las personas
• Las capacidades de potencia y seguridad se han asegurado e incrementado mediante una capacidad de almacenamiento distribuida por todo el sistema
• Las compañías energéticas operan una red de datos y una inteligencia muy superior a la actual, estando su negocio basado en un equilibrio entre la gestión de la energía de gran escala y la de pequeña escala
• Se han fusionado de alguna manera los negocios de combustibles para movilidad y transporte, para acondicionamiento térmico en edificios y procesos industriales con la producción, distribución y consumo de energía
• Nuevos agentes aprovechan el modelo de negocio para entrar a jugar en el mundo de la energía
• La importancia de la inteligencia de los equipos de los consumidores se incrementa: reaccionan a la red, toman decisiones y funcionan como un todo. Las empresas que procuran equipos y los mantienen crecen en importancia, mientras que las tradicionales del sector de la energía toman posiciones ofreciendo servicios complejos que liberan al usuario de complicaciones
• Las inversiones en la red de transporte y distribución se han optimizado para dar servicio a un consumidor con necesidades particulares que aportan además medios de regulación de esta red

A los más críticos esto les parecerá una utopía. Sólo les pido que tengan una mente abierta. La mayoría de la tecnología ya existe y hay que ir optimizando el sistema para poder implementarlo de forma competitiva.
Como todo organismo vivo el sistema energético se adapta al entorno que ha cambiado enormemente. Esto incluye adoptar e internalizar las tecnologías de forma temprana. No es posible permanecer estático ante los acontecimientos.

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