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Unas redes anticuadas soportan cada vez más baterías

El mundo se prepara para un consumo energético más limpio, monitorizado, atento al derroche debido a fenómenos como la propia disipación por calor, y más electrificado: ello implicará una menor dependencia del transporte de combustibles fósiles y una mayor atención por redes de distribución eléctrica anticuadas y olvidadas negligentemente.

La infraestructura para distribuir electricidad desde plantas de generación y repetidores a los puntos donde se consume requiere una gestión equiparable a otras infraestructuras estratégicas, como redes viarias y ferroviarias, centros de logística, puertos y aeropuertos.

A diferencia de la red eléctrica, las otras infraestructuras esenciales pueden albergar proyectos estrella capaces de movilizar el interés de políticos y simpatizantes en un ciclo electoral demasiado corto como para fomentar una gestión responsable a largo plazo de instalaciones estratégicas.

Infraestructuras: no dan votos (pero pueden quitarlos)

Nadie puede extraer un rédito político o económico claramente positivo de una red eléctrica, si bien su degradación, y las consecuencias que este fenómeno pudiera causar, sí pueden causar escándalo y lograr —injustamente— que la opinión pública perciba que una lenta degradación que demanda la corresponsabilidad de todos (una «política de Estado») sea responsabilidad de quien se encuentre gobernando cuando algún evento muestra la dejadez en toda su extensión.

En Norteamérica o Europa, apenas una cuarta parte de la energía consumida procede de la electrificación, mientras la energía restante procede del uso directo de energía fósil en hornos y motores de combustión; sin embargo, el aumento de plantas de energías renovables y la propia electrificación del parque automovilístico (y pronto el logístico), aumentarán la presión sobre las actuales redes de distribución.

Un uso más exigente de la red eléctrica comportará —exponen los expertos— una cruda revelación: estas infraestructuras no están preparadas no ya para maniobrar con solvencia durante momentos de sobrecarga debido a un frío o a un calor extremos, sino que padecen las consecuencias de una estrategia que optó por las pequeñas adaptaciones y remiendos (susceptibles de causar cuellos de botella y sobrecargas localizadas) y no por una renovación gradual a partir de planes estratégicos.

El caso de Estados Unidos es especialmente ilustrador. Los dos Estados que han representado el dinamismo económico y la atracción de población y talento en las últimas décadas, la progresista California —que pierde población en la actualidad— y la individualista Texas —que gana población y atrae a profesionales y empresas debido a sus ventajas fiscales y a una alergia histórica por la burocracia administrativa—, padecen sendas crisis estructurales en sus respectivas redes de distribución eléctrica.

Prosperidad entre apagones e infraestructuras renqueantes

Tanto la prensa como el público estadounidense comparan la gran falla cultural que separa a California —una vieja promesa y aspiración que ha perdido algo de lustro debido al encarecimiento de la vivienda y del coste de la vida— de Texas, segundo Estado más poblado y segunda economía, capaz de atraer a quienes optan por un modelo más individualista, sin trabas administrativas y con mayor movilidad social.

Sin embargo, el modelo expeditivo texano no parece ser una ventaja a la hora de mantener una vieja infraestructura eléctrica particular en Estados Unidos, al tratarse de la única red eléctrica estatal separada y autónoma con respecto a zonas limítrofes y depender de una generación eléctrica con un mix supeditado a uno de los negocios de la región: los hidrocarburos.

Hasta hace poco, la prensa tejana había criticado la supuesta incapacidad californiana para mantener en funcionamiento sus repetidores y torres eléctricas sin que la infraestructura gestionada por compañías como PG&E supusiera un riesgo de incendio en amplias zonas del Estado, sobre todo en los condados poco poblados y boscosos del norte californiano, donde el riesgo de incendio se ha incrementado de manera espectacular en los últimos años.

Los vehículos se electrifican: nuevos modelos y, pronto, vehículos clásico de prestigio, que recibirán motores eléctricos equivalentes a su potencia legal

Sin embargo, una sucesión de eventos en los últimos meses ha dejado en evidencia a la propia infraestructura eléctrica de Texas: primero, en febrero de 2021 una ola de frío intenso en una región poco preparada para afrontarlo causó grandes apagones e intermitencias en el servicio de las mayores zonas metropolitanas del Estado; y en junio, es el calor intenso el que ha vuelto a poner la infraestructura contra las cuerdas.

California y Texas: dos modelos, dos redes eléctricas deficientes

El 14 de junio de 2021, el organismo que se ocupa de la fiabilidad de la red tejana, ERCOT, emitía un comunicado que suscitó críticas locales y cierta ironía desde analistas residentes en California, muchos de los cuales no dejaron pasar la oportunidad de recordar el tono condescendiente de crisis eléctricas pasadas.

En el comunicado, el organismo regulador tejano demandaba a la población usar la menor cantidad de posible de electricidad entre el 14 y el 18 de junio debido a «condiciones de estrechez en la red»:

«Propietarios de generadores han informado que instalaciones con una capacidad de generación de 11.000 MW están fuera de servicio por reparación; de éstas, 8.000 MW es generación térmica y el resto procede de recursos intermitentes. Según los datos sobre adecuación de recursos en verano, un rango típico de apagones de generación térmica durante días calurosos de verano se sitúa en 3.600 MW. Un MW cubre de promedio las necesidades de 200 viviendas en un día veraniego».

La lectura meticulosa de comunicados como el del organismo energético tejano nos ofrece pistas sobre el contexto en que la infraestructura eléctrica se verá sometida a mayor presión y con mayor frecuencia, a medida que la temperatura media y los episodios de clima extremo (tanto olas de frío como olas de calor y tormentas que dañan la infraestructura en localizaciones puntuales) se acrecientan en el nuevo siglo.

La realidad sobre el estado deficiente de las redes de suministro eléctrico incluso en las regiones más ricas del mundo desvela un reto que deberá afrontarse en los próximos años y que apenas recibe la atención y el análisis sosegado que se merece, al lograr únicamente repercusión mediática cuando es demasiado tarde y los apagones se hacen cada vez más prolongados y costosos.

Cada vez más baterías que alimentar

Parchear sale caro y las aseguradoras no están dispuestas a que administraciones (que dependen de la coyuntura política) y opinión pública se desentiendan de un problema que alguien deberá asumir y costear: cualquier experto informará a las administraciones de turno que un debido mantenimiento será más rentable a largo plazo (estrategia proactiva) que sentirse desbordado por los eventos cuando es demasiado tarde, actuando tarde y mal frente a eventos que podrían haberse mitigado (estrategia reactiva).

A las limitaciones actuales de las anticuadas y deficientes redes de suministro eléctrico hay que añadir la tendencia imparable hacia una mayor electrificación de la energía total usada, a medida que hogares y empresas se ajustan a incentivos que anteponen la eficiencia a estrategias tradicionales como el coste de un mix tradicional (dependiente de combustibles fósiles, carbón inclusive).

Amy Myers Jaffe, profesora en la Tufts University y autora de un ensayo sobre el futuro del mix energético en Estados Unidos, dedica un análisis en el Wall Street Journal a la «electrificación de todas las cosas»: una parte cada vez más importante de la energía usada procederá de la toma eléctrica y —constata Jaffe— «no estamos preparados para ello».

Entre sus reflexiones:

  • muchas tareas cotidianas que antes no requerían energía cuentan hoy con baterías que deben recargarse constantemente;
  • la tendencia del propio mercado e incentivos más agresivos para la compra de vehículos eléctricos y estaciones de carga, implica el aumento exponencial de la necesidad de recarga de baterías de alta capacidad y prestaciones;
  • y los sistemas de climatización en los edificios residenciales y oficinas también se electrifican.

Pragmatismo energético

Estas y otras tendencias podrían aumentar en 2050 las necesidades eléctricas cotidianas de Estados Unidos hasta el 50% de toda la energía usada con respecto a al 20% actual, constata Amy Myers Jaffe, que cita un estudio de Princeton al respecto.

La tendencia conduce a Jaffe a recomendar una actualización de la red de distribución eléctrica en todas las regiones de Estados Unidos:

«Si vamos a depender mucho más de la electricidad, necesitamos ser conscientes de que la red eléctrica se va a quebrantar. En estos momentos, no somos conscientes de ello, incluso en niveles actuales de demanda. Hay secciones de la red actual que se construyeron en las décadas de 1950 y 1960 y se acercan al final de su vida útil».

La alternativa a una renovación estructurada y en profundidad de la infraestructura es más costosa y los daños derivados de su deterioro superarán el coste de su renovación y mantenimiento: sólo en la última década, el número de apagones eléctricos se ha doblado en Estados Unidos.

Por de pronto, la nueva Administración estadounidense parece más interesada en resolver problemas estructurales que en comunicados grandilocuentes sobre el futuro de la energía: ya existe una partida de 8.000 millones de dólares para instalar nuevas líneas de transmisión de alto voltaje.

La dificultad de transportar electricidad

En la misma línea pragmática, la secretaria de Energía de Estados Unidos, Jennifer Granholm, declaraba recientemente:

«Dejadme decirlo alto y claro: la energía nuclear, que no genera emisiones, es una parte absolutamente crítica de nuestra ecuación de descarbonización».

La red eléctrica estadounidense también deberá mejorar sus sistemas de redundancia, para cuyo diseño —explica Amy Myers Jaffe— existen sistemas pretéritos:

«De manera similar a la que Estados Unidos y sus aliados establecieron reservas de petróleo estratégicas después de la crisis del petróleo de los años 70, es hora de reevaluar cómo podrían reforzarse las reservas de respaldo eléctrico de emergencia para erradicar las caídas de tensión y apagones».

Varios elementos juegan su papel en una red eléctrica inteligente y más redundante, desde los hogares a sistemas de almacenamiento local de excedentes energéticos, ya sea en forma de electricidad (almacenada en baterías), flujos de agua, o incluso hidrógeno.

Hay partes de la nueva infraestructura que deberán avanzar tecnológicamente antes de lograr su viabilidad económica, explica Amy Myers Jaffe. Hasta el momento, sigue siendo complejo evitar la pérdida de electricidad generada con renovables debido a su transporte a través de líneas de alta tensión (que pierden energía por disipación), mientras que los sistemas de almacenaje (baterías) siguen teniendo un coste prohibitivo.

La responsabilidad del largo plazo

The Economist menciona en otro artículo sobre el boom de la instalación de renovables otro de los problemas que afronta la aceleración de este tipo de infraestructuras: la demanda de materias primas ha producido cuellos de botella debido al aumento de precios y a la escasez de determinados materiales.

Poco a poco, los modelos loados por las escuelas de negocio en las últimas décadas demuestran su inmadurez y miopía con respecto a los grandes retos de nuestro tiempo: el culto a un «just-in-time» sin excedentes en la cadena de suministros ni redundancias conduce a la peligrosa interdependencia en que nos encontramos.

Para evitar la inflación, los conflictos geopolíticos y el enfriamiento de expectativas en el campo de las infraestructuras de generación y distribución de electricidad, hay que diseñar sistemas con mayor resistencia y autonomía en situaciones extraordinarias, pues lo extraordinario alcanzará en determinados lugares y épocas un carácter ordinario.

Diseñar a largo plazo y pensando tanto en la escalabilidad como en el mantenimiento de sistemas complejos requerirá que haya empresas, instituciones y sistemas educativos capaces de adaptarse y de olvidar viejos mantras contraproducentes tales como el culto a la eficiencia como fin en sí mismo.