Dos revoluciones tecnológicas están marcando los albores del siglo XXI: el desarrollo de internet y el cambio hacia un sistema energético mundial sin carbono. Este último recibió un impulso en 2015, cuando el G7 se comprometió a eliminar progresivamente los combustibles fósiles para 2100. Con la llegada de la Internet de las cosas, estas dos revoluciones están convergiendo rápidamente y, en última instancia, darán lugar a una «Internet de la energía».
La descarbonización, la descentralización y la digitalización están transformando el sector energético. Estas tres tendencias mundiales están cambiando la forma en que producimos, distribuimos y consumimos energía. Como resultado, el panorama energético convencional, con unas pocas grandes centrales eléctricas, está desapareciendo. Nuestro acelerado cambio hacia las energías renovables requiere un enfoque sistémico completamente nuevo: la «Internet de la energía». Se están incorporando al sistema energético millones de pequeñas unidades de generación, como turbinas eólicas y sistemas solares. Es necesario organizarlas y gestionarlas para lograr la máxima eficiencia. Además, ha surgido una nueva categoría de «prosumidores»: quienes producen y consumen electricidad, además de venderla y comprarla.
La transición hacia la Internet de la energía
En este sistema descentralizado, las tecnologías innovadoras de interconexión cobrarán cada vez más importancia. Estas son cinco razones por las que debemos transformar nuestras antiguas redes en una Internet de la energía:
1. El aumento vertiginoso de la demanda mundial de energía limpia
Más de mil millones de personas viven sin acceso a la electricidad, según un informe de la iniciativa de la ONU Energía Sostenible para Todos. Esto afecta especialmente a los países del África subsahariana, donde la población crece rápidamente. El acceso universal a la electricidad es tanto un imperativo moral como una necesidad económica, pero plantea un dilema. ¿Qué ocurriría si el resto del mundo consumiera energía al ritmo de los países desarrollados?
Después de todo, se prevé que la población mundial aumente en casi dos mil millones de personas para el año 2040, según las estimaciones de la ONU. Este crecimiento se producirá principalmente en los países en desarrollo. ¿Qué impacto tendría en nuestro medio ambiente que aproximadamente la mitad de la energía consumida por esta población creciente se generara con combustibles fósiles? Sin duda, los objetivos climáticos mundiales estarían en riesgo, especialmente el de limitar el calentamiento global a un máximo de dos grados Celsius.
Ya observamos una tendencia similar en el sector del transporte. Las emisiones relacionadas con el tráfico son hoy alrededor de un 60 % más altas que en 1990, principalmente debido al drástico aumento del número de vehículos en los países en desarrollo. Solo en China, esa cifra se multiplicó por más de cuatro en la última década, hasta alcanzar aproximadamente los 200 millones.
La demanda de electricidad también está creciendo en todo el mundo. Los expertos prevén un aumento del 80 % en la generación mundial de electricidad para 2040. No se trata únicamente de la demanda insatisfecha de los países en desarrollo. La difusión de computadoras, teléfonos y otros dispositivos en los países industrializados también está impulsando la demanda de electricidad.
Es evidente que la solución a este dilema consiste en generar electricidad a partir de fuentes de energía renovables de la forma más neutra posible para el clima. Sin embargo, este cambio radical plantea enormes retos técnicos que requieren una manera completamente nueva de gestionar nuestro sistema energético. Una «Internet de la energía» es una posible solución viable.
2. Las redes centralizadas ya no son adecuadas
A medida que nuestro sistema energético se vuelve más complejo, la antigua red centralizada tiene dificultades para seguir el ritmo. El problema no hará más que agravarse conforme se integren en el sistema cada vez más unidades descentralizadas, como los paneles solares.
Por ejemplo, la red eléctrica alemana se considera un modelo para los países industrializados, con una disponibilidad cercana al 100 %. Sin embargo, la transición energética hacia las renovables ya la ha afectado considerablemente. En los últimos años, ha aumentado drásticamente el número de veces que los operadores de la red han tenido que intervenir para estabilizarla.
En una evaluación preliminar de 2017, el operador del sistema de transmisión TenneT declaró que tuvo que gastar casi 1.000 millones de euros en intervenciones de emergencia para estabilizar su red ese año. Mediante los llamados cargos de red, el coste de estas intervenciones acaba trasladándose al consumidor.
3. Las redes más inteligentes de la Internet de la energía garantizan un suministro más fiable
Para hacer frente a un sistema energético más complejo, necesitamos redes eléctricas más inteligentes. Gracias a la tecnología digital, las redes inteligentes del futuro conectarán a productores y consumidores individuales para formar una Internet de la energía que garantice un suministro eléctrico fiable y estable.
La fragmentación de nuestro suministro energético implica que los sistemas y los límites que antes eran fijos, como las barreras entre las empresas de servicios públicos y los consumidores, están desapareciendo. En su lugar surgen nuevas redes de productores y consumidores, así como modelos de negocio completamente nuevos para comprar y vender energía. Estos cambios han dado lugar a numerosas propuestas para hacer converger industrias, tecnologías, cadenas de valor y procesos comerciales.
La digitalización también puede aumentar la competitividad de las energías renovables. En Alemania, por ejemplo, recientemente se adjudicaron contratos para los primeros grandes parques eólicos marinos que se financiarán íntegramente con el precio de mercado de la electricidad, sin fondos públicos. Esto solo fue posible gracias a las mejoras de eficiencia derivadas de la digitalización.
La digitalización impulsa la eficiencia. La eficiencia impulsa la competitividad. Y las energías renovables competitivas ayudan a combatir el cambio climático.
4. La Internet de la energía puede ayudar a gestionar montañas de datos
Nuestro panorama energético, cada vez más complejo y descentralizado, genera enormes volúmenes de datos. El número de dispositivos conectados sirve de referencia. En 2003, la población mundial era de 6.300 millones de personas y había 500 millones de dispositivos conectados a internet. Según las previsiones de la empresa estadounidense Cisco, se espera que esta cifra aumente hasta los 50.000 millones de dispositivos para el año 2020.
El volumen total de datos está creciendo al mismo ritmo. Según un estudio reciente publicado por IDC, una empresa de investigación de mercado, se prevé que el volumen mundial de datos aumente desde su nivel actual de 16 zettabytes hasta los 163 zettabytes en 2025: un aumento de diez veces. Uno de los principales retos del sector consiste en encontrar la manera de utilizar estos datos para mejorar nuestros sistemas.
5. La inteligencia artificial y la computación cuántica están transformando el sector energético
No podemos aprovechar de forma significativa estas enormes cantidades de datos con tecnologías convencionales. En cambio, el sector debe recurrir a tecnologías que, hace apenas unos años, pertenecían todavía al ámbito de la ciencia ficción, como la inteligencia artificial. De hecho, la inteligencia artificial ya está empezando a transformar el sector energético y, por ejemplo, Siemens la utiliza para gestionar y mantener turbinas de gas.
La inteligencia artificial, en forma de algoritmos de aprendizaje automático, ha ayudado a prolongar los intervalos entre revisiones de estas turbinas de gas. Los algoritmos analizan automáticamente los datos de funcionamiento, las condiciones ambientales y las propiedades de los componentes mejor de lo que podrían hacerlo expertos humanos.
La computación cuántica es otra tecnología revolucionaria que el sector ya está explorando intensamente. Estos ordenadores se basan en principios de funcionamiento relacionados con las propiedades de la teoría cuántica. Los ordenadores cuánticos utilizan directamente partículas subatómicas y aprovechan sus propiedades cuánticas para almacenar y procesar datos. Este mundo formado por las partículas más diminutas nos ayudará a resolver los problemas del gran mundo que nos rodea.
Necesitaremos estas nuevas tecnologías, como la Internet de la energía, a medida que avancemos hacia una energía más limpia, crezca la población mundial y se dispare la demanda de electricidad.
Una Internet de la energía para todos
Como ha demostrado la historia de internet, cada nuevo participante en una red amplía las posibilidades y oportunidades del sistema en su conjunto. Lo mismo ocurre con el sistema energético. Su valor aumenta cuando una simple red eléctrica se convierte en una red energética integral.
En una red de este tipo, el excedente de electricidad de una fuente puede servir de base para generar otras formas de energía en otro sector. Cuando la electricidad se convierte en calor o se utiliza para extraerlo, cuando sirve de base para facilitar la movilidad o cuando se emplea para producir hidrógeno o metano, quedan disponibles fuentes de energía completamente nuevas y flexibles.
Las tecnologías de interconexión cobrarán un nuevo sentido en este proceso de transformación. En lugar de limitarse a transmitir y distribuir electricidad, la red eléctrica se convertirá en una nueva red capaz de cambiar el mundo: la Internet de la energía.
