Hacia nuevos esquemas de conexión al sistema eléctrico. Parte I

Lo que llamamos el sistema eléctrico nace gracias al genio de Thomas Alva Edison para ofrecer un servicio energético: la iluminación.

De pequeños sistemas para alimentar lámparas en hogares y calles, en pocos años estos sistemas pasaron a alimentar motores industriales, transporte público, calor industrial y todo tipo de dispositivos eléctricos, convirtiéndolo en un sistema integrado para ciudades completas.

El creciente número de sistemas y la posibilidad de sinergias empujó a la interconexión e integración en grandes regiones, alimentados por grandes plantas de generación operadas con corrientes hidráulicas, carbón y petróleo.

“El creciente número de sistemas y la posibilidad de sinergias empujó a la interconexión e integración en grandes regiones, alimentados por grandes plantas de generación…”

Es así como se establecen grandes sistemas operados por monopolios verticalmente integrados (generación, transmisión y distribución) que funcionan en una sola dirección, de la gran planta de generación al foco en la sala de una casa, es decir, un sistema centralizado y unidireccional.

Hacia principios de los setenta, todo empieza a cambiar. El precio del petróleo, la inflación (y, por lo tanto, las tasas de interés) suben notablemente por una crisis petrolera que se inicia en el Medio Oriente. Para una industria intensiva en capital y dependiente de los combustibles fósiles, las cosas tuvieron que cambiar y hacerlo a prisa.

Apareció entonces el interés en las grandes plantas nucleares, pero también en el aprovechamiento de las energías renovables en forma de irradiación solar, viento, geotermia o bioenergía. También se abrieron los monopolios en la generación, al abrir espacio a que las plantas industriales que pudieran cogenerar electricidad (con más del doble de eficiencia que las termoeléctricas de ciclo abierto) y vender, a buen precio, sus excedentes de generación, lo que fue el principio de la desintegración vertical de los monopolios eléctricos.

Luego apareció el mercado del gas natural (y sus ductos de gran extensión) y los ciclos combinados con el doble de eficiencia que las centrales de ciclo abierto y la posibilidad de la integración modular, sumando pequeñas y medianas capacidades para tener las mismas que una sola gran planta.

A su vez, poco a poco y de manera paralela, la generación intermitente de las plantas eólicas y solares –empujadas fuertemente con políticas de descarbonización del sistema eléctrico– fue aumentando y aportando crecientes cantidades de energía eléctrica a instalaciones individuales y al sistema, implicando nuevos retos.

El primer reto ha sido a nivel de los sistemas de distribución, donde los cientos de miles de instalaciones que las aprovechan ya no son meros recipientes de la energía centralizada, sino también se la entregan al sistema, alterando el funcionamiento de estas redes. El segundo reto ha sido a nivel del sistema, al aportar grandes cantidades de energía de manera discontinua e intermitente, obligando a nuevos protocolos de funcionamiento de las redes para asegurar la calidad y la continuidad del servicio.

Al mismo tiempo, primero con aplicaciones aisladas para equipos y operación de las redes, pero luego con su uso generalizado, la tecnología de la información y las telecomunicaciones (principalmente la digitalización), se generaliza y llega, por vías distintas, a los dispositivos alimentados por energía eléctrica que proveen de servicios energéticos.

La digitalización, a su vez, se convierte en un servicio energético fundamental en el funcionamiento de sistemas de gran importancia económica y que requiere de grandes cantidades de electricidad para mover, almacenar y procesar gigantescas cantidades de datos, además de abrir el camino a la llamada inteligencia artificial que, a su vez, es intensiva en el uso de la electricidad.

Junto a esto crece rápidamente, por la mejora en la eficiencia energética y sus implicaciones positivas en la descarbonización del sistema energético, la electrificación de múltiples procesos, en particular del transporte, el uso de bombas de calor en regiones frías y, en una tendencia de largo plazo impulsada por una necesidad insatisfecha y creciente de confort térmico en regiones de clima cálido y templado, el aire acondicionado.

Coincidentemente, los sistemas de almacenamiento de energía, una tecnología que tiene una rápida evolución y gran auge con la electrificación del transporte, multiplican su presencia y se convierten en un uno de los elementos clave que se suman hoy día –ya sea en instalaciones de uso final de energía o a la par de la infraestructura de oferta– para, en particular, aumentar el aprovechamiento de la electricidad generada con fuentes intermitentes, pero también para responder a las señales de precio de la electricidad a lo largo del día.

Todo esto trae consigo grandes retos y oportunidades para una industria que, para sumar capacidad de generar y mover electricidad requiere de grandes inversiones con largos y complejos procesos de diseño y de integración y conexión de nueva infraestructura, pero que, sin embargo, solo llega a sus límites de capacidad el 1 % del tiempo, lo que abre las oportunidades a la flexibilidad, facilitada por la digitalización, en todos sus rincones.

Continuará…

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