Sin duda, el compromiso con una economía «Net Zero» (cero neto) se ha acelerado últimamente y los gobiernos de todo el mundo prometen reducir las emisiones de carbono o alcanzar el cero neto para 2050. Para lograr estos ambiciosos objetivos, es incuestionable que debe haber un cambio en el sistema energético global y este cambio ya se está produciendo. Se están fijando objetivos para descarbonizar la electricidad, el transporte y la calefacción, desde prohibir la venta de coches nuevos de gasolina y diésel hasta desmantelar las centrales eléctricas de carbón. Mientras tanto, las soluciones técnicas para descarbonizar el sector energético se están desplegando con rapidez y en distintos grados. Eso incluye el uso de energía renovable variable para generar electricidad en lugar de carbón y gas, hidrógeno para propulsar trenes, cambiar a tecnologías de calefacción novedosas como bombas de calor y calderas de hidrógeno, y hacer la transición a vehículos eléctricos. Pero existen limitaciones.
Las bombas de calor y los vehículos eléctricos, por ejemplo, incrementarán de forma significativa la demanda del sistema energético, lo que llevará a que haya limitaciones en la red, ya que las redes actuales no se construyeron para hacer frente a esta nueva demanda. Además, el uso de energías renovables variables como la eólica y la solar reduce la flexibilidad del sistema eléctrico porque, a diferencia de los generadores convencionales de combustibles fósiles, la generación de energía renovable variable no se puede incrementar y disminuir fácilmente para satisfacer la demanda. La energía se genera cuando el viento sopla y el sol brilla, pero no necesariamente en el momento preciso en el que necesitamos cargar nuestros coches o calentar nuestros hogares.
Estos problemas son más pronunciados en la mayoría de las economías emergentes, sobre todo en Asia y América Latina, donde el proceso de descarbonización ha sido hasta el momento más lento y ahora se les requiere una transición más rápida que en el mundo desarrollado para que el calentamiento global se mantenga por debajo de los 1,5 °C. Los sistemas energéticos que tienen en la actualidad suelen seguir dependiendo en gran medida del carbón y el diésel, que garantizan un suministro de energía constante; sin embargo, este punto de partida más bajo para alcanzar el cero neto va acompañado de una demanda creciente de energía a medida que mejora el nivel de vida y aumenta aún más la magnitud del reto. Dado que la seguridad del suministro es una prioridad en estas regiones, la incertidumbre sobre cómo gestionar un sistema variable basado en energías renovables está afectando a sus objetivos de descarbonización. Como resultado, los planes energéticos nacionales de algunos países de estas regiones todavía prevén que van a generar más combustibles fósiles en los próximos 10 a 20 años, a pesar de la aceptación generalizada de que las tecnologías de generación con bajas emisiones de carbono como la eólica y la solar son más rentables. La falta de capacitación, cadenas de suministro y financiación para opciones de energía con bajas emisiones de carbono necesarias para gestionar un sistema limpio, seguro y fiable obstaculizan también la transición.
Sin flexibilidad no se puede conseguir el cero neto
Introducir una mayor flexibilidad en el sistema energético es clave para resolver estos problemas, no solo en los países más ricos, sino a nivel mundial. La flexibilidad se puede definir como el cambio en el suministro o el consumo de energía en respuesta a una señal de precio de mercado para aportar un beneficio más amplio al sistema. A veces, estas medidas pueden ser a muy corto plazo, cuestión incluso de segundos, lo que podría implicar, por ejemplo, utilizar una batería para mitigar las fluctuaciones en la producción de energía eólica. Un ejemplo de una solución a más largo plazo es el almacenamiento estacional de energía solar del verano que luego se puede utilizar para ayudar a calentar nuestros hogares en los días fríos, oscuros y sin viento del invierno.
Esta flexibilidad puede proceder de cuatro fuentes distintas: generación flexible, almacenamiento a escala de servicio público, flexibilidad de la demanda y una mayor interconexión con otros países o estados, que les permita compartir recursos. Con nuestra labor, hemos descubierto que, combinando estas cuatro fuentes, el gasto total se reduce, lo que en última instancia significa llegar a cero neto a un coste más bajo. La flexibilidad puede considerarse el club del automóvil del mundo de la energía. Necesitamos suficientes coches en nuestro club para hacer frente a la demanda, pero queremos que cada coche se utilice lo máximo posible para reducir los costes para todos. Igual que los clubes del automóvil permiten un mayor uso de cada coche y, por lo tanto, la necesidad de comprar menos, la flexibilidad nos permite mejorar la utilización de nuestra infraestructura de red y generación de energía renovable, adecuando la demanda a la generación disponible y reduciendo las cargas de nuestra red. También ofrece una mayor estabilidad y fiabilidad del sistema, duplicándose como lo hace el mecánico que evita que los coches de nuestro club sufran averías.
Estas ventajas tienen repercusiones económicas significativas. En el Reino Unido, por ejemplo, nuestro proyecto conjunto con la industria «La Flexibilidad en Gran Bretaña» (Flexibility in Great Britain) analizó el valor a nivel de sistema de implementar flexibilidad en los sectores de la calefacción, el transporte, la industria y la energía en Gran Bretaña. La conclusión es que un sistema energético completamente flexible tiene el potencial de generar ahorros netos materiales de entre 9,6 mil millones y 16,7 mil millones de libras esterlinas al año para 2050. El análisis se puso de relieve en el Plan de Flexibilidad y Sistemas Inteligentes de 2021 del Departamento de Negocios, Energía y Estrategia Industrial del Gobierno del Reino Unido. Del mismo modo, nuestro trabajo en otras partes del mundo ha demostrado que la flexibilidad de la demanda podría permitir que el sistema eléctrico colombiano esté descarbonizado por completo en 2040, generando ahorros potenciales de unos 730 millones de dólares estadounidenses al año para 2040. Este influyente análisis contribuyó a la decisión del gobierno colombiano de adoptar una Contribución Nacional Determinada mejorada para la COP26 de Glasgow.
Se requiere un enfoque de «sistemas completos» para permitir un sistema de energía flexible y con bajas emisiones de carbono
Independientemente de la región, las ventajas a nivel mundial son increíbles si a la hora de habilitar un sistema energético flexible con bajas emisiones de carbono se mira desde la perspectiva de un sistema completo. Esto implica considerar las interacciones, las interdependencias y los efectos colaterales de cada decisión que se toma en el sector, incluidas no solo las decisiones técnicas, sino también las políticas, la normativa y los mercados. Permitir la flexibilidad implica un cambio generalizado en los procesos y políticas existentes en un momento de gran incertidumbre. Sin embargo, se pueden tomar algunas decisiones con beneficios implícitos independientemente de lo que pueda suceder, por ejemplo, con el coste relativo de las calderas de hidrógeno frente a las bombas de calor.
Estos son algunos ejemplos:
- Técnicas: se debe dar a la flexibilidad la misma importancia que a la generación de carbono a la hora de planificar y gestionar la red. Esto incluye facilitar una mayor digitalización del sistema energético que permita la coordinación en tiempo real entre los activos para que funcionen en sincronía y aporten beneficios a todo el sistema. También debería incluir el desarrollo de soluciones que funcionen en los sectores del transporte, la calefacción y la energía, como las tecnologías de hidrógeno y el uso de activos de calefacción y transporte en centrales eléctricas virtuales.
- Políticas: un enfoque de sistema completo significa que las políticas (de transporte, calefacción, electricidad) no pueden hacerse de forma aislada. Debe haber coordinación entre las estrategias de descarbonización para estas áreas, permitiendo soluciones de vectores cruzados e integrando la necesidad de flexibilidad desde el principio.
- Normativa: se necesita un entorno normativo claro que sea coherente en todo el sector, por ejemplo, en torno a los protocolos de comunicación y los requisitos de ciberseguridad, para que todas las tecnologías generadoras o consumidoras de energía puedan comunicarse con fluidez entre sí y dar a los operadores de red visibilidad de las cargas en sus redes.
- Mercados energéticos: las señales de los precios del mercado deben recompensar a los actores que aportan beneficios al sistema. Esto también requerirá una coordinación eficaz entre los operadores del mercado para respaldar la implementación de la flexibilidad no solo a su favor, sino también para el sistema en general.
- Participación de los consumidores: la implementación de la flexibilidad debe tener en cuenta a los usuarios en todas las fases de la implementación. Comprender las necesidades de los consumidores, elaborar los discursos adecuados para diferentes tipos de consumidores e incorporarlos a la experiencia del usuario será clave para la correcta implementación de la respuesta del lado de la demanda, la carga inteligente de vehículos eléctricos y el uso del almacenamiento térmico. Necesitamos construir los Uber y Airbnb del mundo de la energía, facilitando la participación de los consumidores y su beneficio.
Es fundamental actuar ya para acelerar una transición energética sólida y rentable, así como ecológica.
A nivel mundial, el compromiso actual con el cero neto será posible y rentable solo si se adoptan medidas para impulsar una flexibilidad energética que permita un sistema energético totalmente integrado y dinámico. En los países que han progresado con mayor rapidez hacia la descarbonización de sus economías, la flexibilidad les permitirá reducir la volatilidad de los precios y evitar un gasto excesivo para alcanzar el cero neto. En aquellos países que siguen siendo sumamente dependientes de los combustibles fósiles, las fuentes de flexibilidad bajas en carbono pueden acelerar los planes actuales de eliminación gradual del carbón, al tiempo que reducen las inversiones totales necesarias para desarrollar o reforzar sus redes energéticas para responder a la creciente demanda. Esto permitirá que estos países sean más atrevidos en sus objetivos y ambiciones de descarbonización, sin asfixiar potencialmente el crecimiento económico.
