A comienzos de 2020, los confinamientos por la COVID-19 redujeron la demanda de electricidad en todo el mundo.
En Gran Bretaña, la mayor parte de la demanda fue cubierta por energías renovables, pero esta combinación de generación comprometió temporalmente la estabilidad de la red.
Estas reflexiones sobre el futuro de la descarbonización de la red ponen de relieve los retos a los que nos enfrentamos, pero también cómo podríamos resolverlos.
La COVID-19 es una dura realidad con la que todavía convivimos. Sin embargo, de forma interesante, esta situación sin precedentes puede dejarnos valiosas lecciones sobre un servicio que tiene poco que ver con la sanidad: la electricidad. Un caso de especial interés es Gran Bretaña, una isla que sufrió un confinamiento severo desde el 23 de marzo de 2020, que duró casi tres meses. El confinamiento tuvo un efecto nunca antes visto en el sistema eléctrico: las fuentes libres de carbono fueron, con diferencia, la principal fuente de energía. Pero planteó ciertos desafíos que podrían volverse aún más evidentes con la descarbonización de la red en el futuro.
Confinamiento, reducción de la demanda eléctrica y descarbonización de la red
Este primer confinamiento –Gran Bretaña se encuentra ahora saliendo del tercero– fue un periodo récord. Gran Bretaña registró la demanda nacional más baja jamás registrada, de 13,4GW durante la noche del domingo 28 de junio de 2020 (en comparación, la demanda más baja en 2019 fue de 18GW). Además, la intensidad de carbono más baja de la historia, se produjo el 24 de mayo de 2020, cuando apenas 46gCO2/kWh se generaron en la red de transporte. Y el periodo más largo sin carbón desde la revolución industrial, 68 días consecutivos de abril a junio de 2020.
Las energías renovables y las centrales nucleares fueron las principales fuentes de generación durante el confinamiento. Esto se debió a la caída de la demanda, que provocó una posterior caída de los precios en el mercado mayorista de electricidad. Las renovables y la energía nuclear son en cierta medida indiferentes a los precios, ya que tienen costes de combustible bajos o incluso nulos. Pero operar un sistema eléctrico basado únicamente en renovables y unidades nucleares no es actualmente viable. Esta combinación de generación carecía de flexibilidad.
Para obtener más flexibilidad, el operador del sistema energético de Gran Bretaña, National Grid ESO, adoptó una serie de “acciones de estabilidad”. La acción de estabilidad más habitual consiste en poner en marcha varias centrales de gas, que aumentan la flexibilidad de la red. Se trataba de centrales que no habían tenido éxito en el mercado mayorista de energía, ya que su coste era demasiado alto para los bajos niveles de demanda que experimentamos. Por ello, National Grid tuvo que reajustar el despacho de generación para que contara con suficiente flexibilidad que respaldara la descarbonización temporal de la red: en otras palabras, se pagó a las centrales de gas simplemente para garantizar que Gran Bretaña pudiera mantener siempre el equilibrio entre demanda y generación segundo a segundo, y no porque se necesitaran para producir energía. El coste total de estas acciones de estabilidad superó los 300 millones de libras durante el confinamiento de la primavera en Gran Bretaña, un aumento de tres veces respecto a los mismos meses de 2019. Esto significa que los consumidores británicos de electricidad tuvieron que pagar una parte significativa de su factura por servicios de flexibilidad, y no por energía.
Los dispositivos de respuesta rápida, como el almacenamiento en baterías, podrían resolver los futuros problemas de estabilidad tras la descarbonización de la red
Pero, ¿qué es exactamente esa «flexibilidad» que proporcionan las centrales de gas pero no las renovables? La diferencia clave entre estos dos tipos de generación es un concepto sencillo: la inercia. La inercia se refiere a las masas giratorias de los generadores térmicos (como las centrales de gas y de carbón), que almacenan naturalmente energía cinética a medida que giran para producir la electricidad que consumimos. Estas masas son, por tanto, un valioso amortiguador de energía, que libera espontáneamente esta energía si se produce un desequilibrio repentino entre generación y demanda. Las renovables, por el contrario, no contribuyen de forma natural a la inercia del sistema, por lo que aumentan la dificultad de mantener el equilibrio de potencia en la red. La inercia nos permite evitar apagones, una necesidad cada vez más crítica a medida que dependemos cada vez más de la electricidad.
En el futuro, obtener esta flexibilidad será aún más caro, ya que las centrales térmicas escasearán tras la descarbonización de la red. Como se muestra en la Figura 2, las acciones de estabilidad podrían representar el 15 % del coste total de operar la red para 2030. Pero los nuevos dispositivos, como el almacenamiento en baterías, podrían proporcionar un apoyo a la estabilidad mucho más eficaz, ya que están controlados por convertidores electrónicos de potencia que pueden inyectar energía a la red de forma muy rápida en caso de desequilibrio entre generación y demanda. Nuestros estudios recientes muestran que una mayor capacidad de baterías que presten apoyo podría reducir drásticamente el coste de las acciones de estabilidad, como se muestra en la Figura 3. Y no solo el coste sería menor: evitaríamos las emisiones relacionadas con la estabilidad, ya que poner en marcha centrales de gas simplemente por inercia no solo es caro, sino que también contamina significativamente.
El confinamiento por la COVID-19 demostró un claro cambio de paradigma en las redes eléctricas: las futuras redes, dominadas por renovables y carentes de inercia, tendrán una dinámica muy rápida en comparación con las redes del pasado, dominadas por grandes generadores térmicos. Esto supone a la vez un reto y una oportunidad: los cambios se producirán mucho más rápido, pero también tendremos la posibilidad de reaccionar mucho más deprisa. El futuro de la descarbonización de la red será rápido como un Ferrari, a diferencia de su predecesora, que se parece más a un camión. Esto significa que necesitaremos un cambio fundamental en la forma en que operamos la red: aprovechemos al máximo nuestro Ferrari y no conduzcamos como si fuera un camión.
