Las redes eléctricas fueron la piedra angular de los sistemas eléctricos y seguirán siendo la columna vertebral de un mundo impulsado por energías renovables.
Faraday, Tesla y Edison entran en un bar en el siglo XXI y miran hacia atrás en los desarrollos de las redes eléctricas en los últimos dos siglos… No pueden evitar sentir cierta decepción al darse cuenta de que los sistemas eléctricos y las arquitecturas de redes no son tan diferentes de lo que ellos habían inventado*.
Esto, por supuesto, es una gran simplificación de la realidad, ya que el mundo digital ha traído una enorme transformación a los sistemas eléctricos… pero como la Física no ha cambiado, los principios básicos del electromagnetismo, la producción de electricidad, la transmisión y distribución en corriente alterna (AC) o continua (DC) siguen vigentes. Como resultado, la arquitectura de las redes, con electricidad fluyendo desde la generación al consumo a través de alta, media y baja tensión, impulsada por los transformadores**, sigue siendo (y continúa siendo) el paradigma.
Aunque la Corriente Continua (DC) comenzó (con Edison) siendo utilizada para aplicaciones domésticas, la Corriente Alterna (AC) se convirtió después, y sigue siendo, el caso de referencia para la transmisión y distribución de electricidad, con algunas excepciones, como la DC utilizada en niveles de muy alta tensión para largas distancias, ya sea en tierra o en el mar.
Pero muchas cosas han cambiado en más de 200 años. Los objetivos de sostenibilidad/supervivencia y los factores económicos han impulsado una revolución en el sistema eléctrico – tanto en la generación como en la demanda. Hemos pasado de un sistema de generación altamente centralizado a uno distribuido, de combustibles fósiles a renovables, con la energía solar casi en el punto de ser ubicua – un panel fotovoltaico en cada tejado orientado al sur. También en el lado de la demanda, muchas cosas han cambiado: desde una ya enorme y creciente flota global de vehículos eléctricos, hasta el almacenamiento de energía o las cargas flexibles. Más recientemente, especialmente con la explosión de la IA, los centros de datos se han convertido en algunos de los mayores consumidores de electricidad. Al mismo tiempo, la industria, particularmente el calor, debe ser descarbonizada – y está siendo, en gran medida, electrificada.
Todo esto subraya el papel cada vez más importante de las redes – que siguen siendo la columna vertebral del sistema eléctrico/energético. Las redes no deben ser el cuello de botella para el crecimiento de un sistema impulsado por renovables… dice la Agencia Internacional de Energía, reafirmado recientemente en la COP29 en Bakú – para alcanzar los objetivos energéticos de la COP28, el mundo necesita construir o modernizar 25 millones de km de redes eléctricas para 2030 (y 80 millones de km para 2040).
Pero la pregunta es cómo. Hay muchos factores, varios de ellos habilitados por tecnología… pero no se trata solo de tecnología. Aquí van algunas pistas…
¿Estamos construyendo redes tan rápido (y a la escala) como podemos? ¿Podemos aprovechar la automatización y la IA para desafiar y simplificar procesos de construcción que consumen tiempo y recursos humanos? Lo mismo se aplicaría al mantenimiento de activos existentes.
Si enfrentamos problemas de escasez de mano de obra y materiales esenciales, como transformadores, ¿no deberíamos explorar al máximo el potencial de la electrónica de potencia? También con beneficios adicionales en la flexibilidad necesaria.
Hablando de flexibilidad… ¿cómo podemos aprovechar las baterías existentes (y son muchas) en los vehículos eléctricos y también en aplicaciones estacionarias, agregar la flexibilidad inherente y usarla en favor de nuestras redes cuando lo necesitemos?
¿Y qué hay del DC? Como construimos nuestro sistema eléctrico global basado en AC, ahora enfrentamos un problema, ya que gran parte de la generación y la demanda es DC… de hecho, estamos en una vía menos eficiente debido al legado histórico y porque no se puede cambiar un sistema entero de golpe… pero, ¿no deberíamos empezar a explorar, comenzando desde el principio – los casos de uso más favorables?
El mundo digital, OT/IoT y los datos son también grandes áreas con un impacto potencial enorme en infraestructuras como las redes eléctricas. Desde sensores en todas partes hasta decisiones basadas en IA en operaciones, planificación, etc.
En la planificación, también hay un sinfín de oportunidades: desde herramientas impulsadas por IA hasta una nueva filosofía de co-desarrollo de redes, generación renovable y consumidores específicos de energía (en particular, centros de datos o grandes industrias intensivas en energía).
Llegamos a los permisos y el conjunto de bloqueos a la inversión. Mucho puede hacerse para que los gobiernos comprendan que la regulación para un presente y futuro distribuido debe ser diferente del pasado centralizado. La compensación es obvia: los gobiernos y reguladores necesitan “soltar” y aceptar algo de riesgo y falta de control. Los verbos clave aquí son “hacer”, “probar” y “adaptar”.
Las redes fueron, son y seguirán siendo el puente entre la generación y la demanda, y desafiar el paradigma existente es la única manera de garantizar nuestro futuro impulsado por renovables. Para que, cuando Faraday, Tesla y Edison regresen al bar… se queden boquiabiertos sosteniendo el “móvil” de las redes eléctricas en sus manos.
* Citando a António Vidigal, que solía decir que, si Marconi y Edison “volvieran a la Tierra”, Marconi se sorprendería con los cambios/disrupciones en las telecomunicaciones, mientras que Edison encontraría las redes eléctricas todavía algo similares a lo que él había concebido.
** Gaulard y Gibbs fueron los primeros en demostrar un diseño práctico de transformador a finales del siglo XIX, pero muchos otros lo perfeccionaron posteriormente.
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