Cómo la electrificación inteligente puede liberar el potencial de la integración de la energía fotovoltaica

A medida que nos esforzamos por alcanzar nuestros objetivos climáticos y la transición hacia un futuro neutro en carbono para 2050, es imperativo que aceleremos la transición energética mundial. La innovación ha demostrado ser el motor que impulsa la transformación energética mundial hacia un futuro neutro en carbono.

Pero los esfuerzos innovadores no sólo deben centrarse en el lado de la oferta de los sistemas energéticos, donde ya hemos sido testigos de avances significativos en los últimos años -la energía eólica y la solar muestran un ritmo de crecimiento notable en los últimos años-, sino también en el lado de la demanda. Adoptando la electrificación inteligente e integrando más energía solar fotovoltaica (FV), podemos revolucionar nuestra forma de consumir energía y lograr un sistema energético sostenible y resistente. En esta columna, exploraremos los beneficios y oportunidades que presenta la electrificación inteligente, destacando el papel de la integración de la energía solar fotovoltaica en la transformación de nuestros sectores de uso final.

Electrificación de los sectores de uso final

Tanto la electrificación directa como la indirecta con energía renovable ofrecen soluciones viables para electrificar muchos sectores de uso final gracias a la fuerte reducción de costes de las tecnologías eólica y solar. Se espera que el consumo de electricidad aumente del 22% actual al 51% del consumo final de energía en 2050, del cual el 91% se producirá a partir de energías renovables, según el análisis de IRENA.

Un enfoque sistémico de la innovación no sólo es inteligente, sino fundamental

Sin embargo, los sectores del transporte y la calefacción siguen basándose en gran medida en los combustibles fósiles. Para hacer frente a este reto, la transformación hacia un sistema energético electrificado debe seguir un enfoque holístico e inteligente. De lo contrario, desaprovecharemos las oportunidades que ofrece la generación de energías renovables más limpias y asequibles y sobrecargaremos la red eléctrica. Un enfoque de innovación sistémica va más allá de la innovación tecnológica y de la mera sustitución de una tecnología por otra, sino que incluye innovaciones en el diseño del mercado, la planificación y el funcionamiento del sistema y los modelos de negocio. Sólo si se combinan y aprovechan las sinergias de las innovaciones en todas las partes del sistema eléctrico y los sectores de uso final y se incluye a todos los agentes y partes interesadas pertinentes, podrán aplicarse soluciones de éxito sobre el terreno.

Para ayudar a hacer realidad este nuevo paradigma, el nuevo informe de IRENA sobre el panorama de la innovación para la electrificación inteligente identifica 100 innovaciones clave en tres vías de transformación: de la electricidad a la movilidad, de la electricidad a la calefacción y la refrigeración, y de la electricidad al hidrógeno. La electrificación inteligente ofrece una vía rentable para descarbonizar los sistemas energéticos. Al electrificar los sectores de uso final de la energía y gestionar estas cargas de forma inteligente, podemos desbloquear la flexibilidad del sistema eléctrico para integrar grandes cantidades de energías renovables variables. Por lo tanto, la electrificación inteligente ofrece tres ventajas fundamentales:

1. Expansión rentable del sistema eléctrico: Al integrar nuevas cargas de forma inteligente y rentable, la electrificación inteligente minimiza los picos de carga del sistema, aplazando inversiones innecesarias en la ampliación de la red y la generación.
2. Mayor flexibilidad del sistema eléctrico: La flexibilidad es crucial para integrar una mayor proporción de energías renovables. La electrificación inteligente aprovecha la flexibilidad de la demanda de las nuevas cargas, permitiendo una integración más fluida de fuentes de energía variable como la solar fotovoltaica. Esto mejora la resistencia y la fiabilidad de los sistemas eléctricos.
3. Descarbonización rentable: La electrificación con energías renovables se perfila como la solución más rentable para descarbonizar varios sectores de uso final. Adoptando estrategias de electrificación inteligentes, podemos optimizar la utilización de las energías renovables y acelerar la transición a una economía baja en carbono.

Aprovechar el potencial de la energía fotovoltaica

El Informe sobre el Panorama de la Innovación es una caja de herramientas para que los responsables políticos diseñen estrategias de electrificación inteligente, adaptadas a su propio contexto.

Los rasgos característicos de la energía solar fotovoltaica aportan grandes beneficios a la transición energética cuando se integran de forma inteligente en el sistema energético. El informe identifica varios “puntos ciegos”, es decir, aspectos que a veces se pasan por alto y que pueden obstaculizar el éxito de las estrategias de electrificación inteligente o tener el potencial de acelerar la electrificación. Uno de ellos es que la ubicación conjunta de puntos de recarga de VE con generación solar puede minimizar el impacto en la red. El pico de generación solar se produce a mediodía, cuando la mayoría de los vehículos de pasajeros están aparcados. La carga en el lugar de trabajo, combinada con paneles solares fotovoltaicos en los tejados y marquesinas solares sobre los aparcamientos, puede reducir la carga total de los vehículos eléctricos en la red. Además, los sistemas de recarga solar fuera de la red pueden acelerar el cambio a los vehículos eléctricos en lugares con redes de baja capacidad, evitando la necesidad de una costosa ampliación de la red.

En los sectores de la calefacción y la refrigeración, un importante punto ciego es la temperatura como variable crítica. Es crucial distinguir entre las necesidades de baja temperatura en edificios y calefacción urbana, y las de alta temperatura en sectores industriales. Otro “punto ciego” llama la atención sobre la creciente demanda de refrigeración y sus sinergias con la integración de la energía solar fotovoltaica, que deben tenerse en cuenta en la planificación energética. Las bombas de calor reversibles que suministran refrigeración con un bajo coste adicional hacen que las redes térmicas sean más eficientes y rentables porque pueden dar servicio durante todo el año. Dado que los picos de demanda de refrigeración y de energía solar se producen simultáneamente, la creciente demanda de refrigeración puede acoplarse a la energía solar fotovoltaica y facilitar la creciente penetración de esta última. El condado de Arizona demostró que el 55% de la demanda de electricidad para refrigeración puede cubrirse con generación solar. Incluso podría satisfacerse una parte mayor de esta demanda si los edificios se refrigeraran previamente durante las horas más soleadas, aprovechando la capacidad de almacenamiento térmico de los edificios. Sin embargo, se necesitan medidas eficaces de planificación energética para satisfacer la mayor demanda de refrigeración de la forma más rentable.

Del mismo modo, en Nigeria, por ejemplo, la propuesta de almacenamiento de energía basado en hielo con refrigeración alimentada por energía solar fotovoltaica puede reducir el consumo de energía hasta un 40% en un modelo de negocio de refrigeración como servicio.

Estos ejemplos muestran cómo la innovación sistémica es esencial para electrificar nuestro sistema energético de forma inteligente, maximizar el potencial de la generación eólica y solar y evitar una toma de decisiones bloqueada que retrase la descarbonización de nuestros sistemas energéticos.

Fuentes:

(IRENA. 2023) Innovation Landscape for Smart Electrification: Descarbonización de los sectores de uso final con energía renovable, https://www.irena.org/Publications/2023/Jun/Innovation-landscape-for-smart-electrification

(IRENA, 2023) World Energy Transitions Outlook 2023: 1.5°C Pathway, https://www.irena.org/Publications/2023/Jun/World-Energy-Transitions-Outlook-2023

Este artículo ha sido elaborado por la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA).