El clima invernal extremo en Texas ha provocado escasez de energía y ha puesto en riesgo la salud y la seguridad.
La crisis eléctrica de Texas indica que es necesaria una mejor planificación de la red para satisfacer la demanda en estas difíciles condiciones, escriben dos expertos.
En el futuro, debería considerarse una variedad de fuentes energéticas, como la energía nuclear, la captura de carbono y los sistemas geotérmicos mejorados.
Este problema debería poner de relieve la necesidad más amplia de resiliencia en todas las infraestructuras clave de la sociedad.
El clima invernal severo en Texas provocó la peor escasez de energía en Estados Unidos desde el apagón de 2003 en el noreste y el medio oeste. Millones de personas sufrieron cortes de suministro eléctrico, que con frecuencia se prolongaron más de 24 horas en zonas con temperaturas bajo cero.
Aunque el debate político y nacional se está convirtiendo en un debate indirecto sobre los recursos energéticos, la preocupación más inmediata es que el fallo actual pone en riesgo la salud y la seguridad públicas. Las condiciones meteorológicas están socavando infraestructuras críticas, en medio de las presiones adicionales de una pandemia mundial que lleva un año poniendo a prueba los servicios nacionales de emergencia.
La crisis eléctrica de Texas también ha puesto de relieve los estrechos vínculos entre los sectores de prestación de servicios; en este caso, de forma más flagrante, cómo la distribución de electricidad afecta a la del agua. Como advertimos tras los cortes rotativos, comparativamente menores, registrados en California el verano pasado, los fallos de la red eléctrica son complejos y es necesario tener paciencia al diagnosticar los problemas y al proponer soluciones. No obstante, la situación tal como se entiende actualmente apunta a la necesidad de nuevos enfoques en materia de fiabilidad energética, seguridad energética y riesgo durante la transición energética en curso.
Aunque el análisis posterior al evento trata de abordar estas cuestiones, es importante reconocer el duro trabajo de los operadores de red y de los trabajadores de las empresas de servicios públicos para mantener la poca energía disponible.
Crisis eléctrica de Texas y clima extremo
La causa próxima del actual apagón en Texas es el clima invernal extremo generalizado que afecta a gran parte de Estados Unidos. Texas se vio especialmente golpeado en relación con las normas climáticas, con nuevos récords de temperatura mínima en la mayor parte del estado y todos los condados bajo aviso de tormenta invernal. En términos de gravedad, el evento actual es un fenómeno que se produce una vez cada varias décadas.
Aunque el papel del cambio climático en el vórtice polar sigue siendo muy debatido, se espera que el cambio climático produzca inviernos más similares, lo que alimentará futuras preocupaciones sobre la fiabilidad. También se espera que produzca un clima mucho más cálido, lo que añade complejidad a la hora de abordar las preocupaciones en Texas.
El frío intenso está impulsando una demanda de electricidad casi sin precedentes. Debido a la rareza de los inviernos fríos, las empresas y los consumidores residenciales del centro-sur de Estados Unidos dependen en gran medida de la electricidad para calentarse. La mayoría de los sistemas eléctricos de calefacción existentes se vuelven menos eficientes en condiciones más frías, y los edificios y sistemas tienden a no estar bien aislados ni "acondicionados para el invierno". Por ello, la demanda de electricidad en Texas crece más rápidamente en condiciones invernales que en otros estados.
Antes de la gran crisis eléctrica de Texas, se proyectaba que la demanda máxima del estado alcanzaría hasta 74 GW, lo que podría establecer un récord frente a la demanda incluso en verano, normalmente la temporada "pico" de demanda en Texas debido a las cargas de refrigeración. Ante una demanda prevista tan elevada, el gas natural y los precios de la electricidad subieron rápidamente antes de la tormenta, situándose en precios 50 veces superiores o más a los normales.
Cuando llegó la tormenta, la demanda eléctrica se disparó y muchas centrales eléctricas sufrieron averías. El operador de red de Texas, ERCOT, inició el corte de carga para preservar la red y evitar un colapso total. Aunque se denominaron cortes rotativos, la respuesta habitual ante condiciones de red tensas, la realidad es que las averías forzadas de generación fueron tan graves que los operadores llegaron a cortar el suministro a muchos clientes durante 24 horas o más. Como las infraestructuras críticas, como los hospitales, suelen estar en comunidades más ricas, parece que muchas zonas pobres y minoritarias sufrieron una proporción desproporcionada de los cortes.
Durante gran parte de la crisis eléctrica de Texas, el corte de carga rondó los 15-20 GW, aproximadamente la demanda media de electricidad de Nueva Inglaterra. A nivel nacional, la tormenta provocó la pérdida de suministro eléctrico para más de 4,5 millones de clientes, la gran mayoría de ellos en Texas.
Como muchos hogares carecen de aislamiento suficiente, millones de personas han sufrido condiciones interiores cercanas al punto de congelación y que ponen en riesgo la vida. Con muchas carreteras intransitables y los pocos centros de calefacción existentes presentando riesgos de exposición a la COVID-19, la mayoría se vio obligada a aguantar. Los casos de hipotermia e intoxicación por monóxido de carbono aumentaron rápidamente, ya que las personas recurrían a métodos desesperados para calentarse. Esta situación empeoró considerablemente por los efectos en el sistema de agua. Como el suministro de agua depende de la electricidad para su distribución, se vio gravemente afectado. A ello se sumaron las tuberías congeladas y rotas.
Las centrales eléctricas, en particular, no funcionaron al nivel esperado por los planificadores de la red. Tanto la demanda eléctrica como las averías forzadas superaron con creces la evaluación de recursos previa al invierno de ERCOT. Casi 30 GW de generadores de gas natural, carbón y nucleares (aproximadamente la mitad de lo que se esperaba que estuviera en servicio) ya estaban fuera de servicio o sufrían una avería forzada. El gas natural es la principal fuente de electricidad del estado y se esperaba que aportara hasta dos tercios de la capacidad eléctrica en esas condiciones. Hasta un 40 % de la capacidad de gas natural no estuvo disponible, lo que hizo inevitable la crisis eléctrica de Texas.
Aunque aún no se han revelado las razones precisas, es probable que estos cortes se deban a una combinación de problemas en las plantas y en la distribución por gasoductos. La interdependencia entre los sectores del gas y de la electricidad ha quedado claramente de manifiesto. Los pozos de petróleo y gas congelados redujeron la producción y es posible que la capacidad de los gasoductos sea insuficiente. En una de las capitales del petróleo y el gas del mundo, las centrales eléctricas no pudieron obtener gas natural para funcionar. Incluso uno de los cuatro reactores nucleares del estado, normalmente el más resistente a las perturbaciones meteorológicas, sufrió un corte por un fallo en un sensor. Mientras tanto, algunos aerogeneradores sufrieron formación de hielo, y la capacidad de energías renovables, en comparación con los criterios de planificación de la red, tuvo un rendimiento superior o inferior según el día.
Crisis eléctrica de Texas: ¿fue un fallo de planificación y respuesta?
Los resultados de los sistemas energéticos no se producen en el vacío, sino que están determinados por decisiones de responsables políticos y de la industria durante largos periodos. Aunque las condiciones meteorológicas fueron extremas, los fallos de los sistemas energéticos darán lugar a numerosos debates sobre la planificación de la red.
A diferencia de otros mercados eléctricos, ERCOT cuenta con un mercado "solo de energía" que no incluye mercados de capacidad ni otros mecanismos de capacidad, algo que durante mucho tiempo ha sido el sueño de los economistas de mercado puros. En su lugar, el mercado depende de la posibilidad de que los picos de precios de la electricidad incentiven la fiabilidad. Como resultado, Texas tiene uno de los márgenes de reserva más bajos del país. Además, está en gran medida aislado de los otros dos sistemas eléctricos, mucho más grandes, de Estados Unidos, situados al este y al oeste. Esto también fue una decisión política para evitar la supervisión regulatoria.
El desempeño de muchos participantes del mercado indica que ese modelo fue insuficiente. Aunque la tormenta fue especialmente severa, no fue del todo inédita. Exactamente hace diez años, Texas sufrió cortes rotativos debido a una tormenta invernal. Parece que la mayoría de las recomendaciones que surgieron de ese evento no se tuvieron en cuenta. En comparación con ERCOT, El Paso sufrió condiciones meteorológicas similares, pero mantuvo el suministro eléctrico gracias a la planificación invernal posterior a 2011.
Durante la crisis eléctrica de Texas, los efectos humanos se han agravado por la falta de comunicación por parte de ERCOT y del gobierno estatal. En comparación con los cortes rotativos de California el verano pasado, las comunicaciones del operador de red han sido limitadas e inconsistentes. La mayoría de las personas del estado parecían desconocer el riesgo de cortes y no estaban preparadas.
Más allá de la electricidad, otras infraestructuras críticas también se han visto afectadas. Con muchas tuberías congeladas que han reventado y otras dejadas abiertas para evitar que se congelen, muchas zonas están al borde de la escasez de agua. Hay avisos de hervir el agua en vigor, aunque eso es difícil para quienes no tienen electricidad. Esta mala comunicación se ha visto agravada porque muchos de los políticos más poderosos del estado han culpado a las energías renovables o han destacado la importancia de la independencia de Texas frente a la supervisión regulatoria federal, en lugar de centrarse en la crisis de salud pública asociada que se desarrolla en el estado.
Fiabilidad energética durante la transición energética
De cara al futuro, estos cortes deberían servir de llamada de atención para todos los mercados energéticos. Tras el vórtice polar de 2014, cuando las averías forzadas casi provocaron cortes rotativos en la costa este, las redes nacionales deberían haber estado preparadas para gestionar los problemas de coordinación entre gas y electricidad, y entre electricidad y agua.
La planificación de la fiabilidad de la red se ha centrado en exceso en garantizar un suministro suficiente, principalmente en condiciones de verano. Debido al bajo coste y a la futura ubicuidad de la energía solar y las baterías, la demanda máxima del sistema eléctrico en verano puede dejar de ser el factor determinante de la planificación para la mayoría de las redes energéticas. En cambio, gestionar la demanda máxima del sistema energético durante el invierno puede necesitar guiar la planificación y la inversión, incluso en Texas. También será clave centrarse en la demanda, desde un mejor aislamiento hasta la participación de la demanda en los mercados energéticos e incluso en las operaciones.
Aunque la causa principal de los apagones en el sistema energético es la planificación de los sistemas, sin duda tiene implicaciones para la elección y la cartera de fuentes energéticas. La preparación frente al frío es fundamental para todas las fuentes energéticas, y Estados Unidos debería considerar normas nacionales o regionales para evitar otro episodio similar a la crisis eléctrica de Texas.
El gas natural, a menudo considerado un recurso firme y despachable, tiene limitaciones de seguridad energética debido a su suministro justo a tiempo. Aunque las energías renovables no fueron un factor importante en la falta de fiabilidad, la eólica y la solar parecen poco adecuadas para atender una demanda grande y poco frecuente en condiciones de frío. Ambas están llamadas a convertirse en fuentes de electricidad dominantes a medida que descarbonizamos, pero también debemos considerar e invertir en el papel de otras fuentes energéticas, como la energía nuclear, la captura de carbono, los sistemas geotérmicos mejorados, el hidrógeno, el amoníaco y otras más. La transmisión y el almacenamiento de energía desempeñan sin duda funciones críticas, con una interconexión más amplia y corredores de transmisión de alta tensión para generar resiliencia regional.
Aunque planificar la gestión de apagones pueda resultar anatema para algunos, debería haber un debate más profundo sobre cómo gestionar los cortes rotativos para aliviar los efectos en las comunidades minoritarias. En términos más generales, la resiliencia debe ir más allá del sector eléctrico para garantizar que infraestructuras críticas como el agua y los servicios sanitarios no fallen en cascada, como ocurrió durante la crisis eléctrica de Texas.
