Una central eléctrica virtual (VPP, por sus siglas en inglés) es una red de recursos energéticos distribuidos (DER, por sus siglas en inglés) que se agrupan para generar electricidad y responder a la demanda.
Los DER incluyen paneles solares, baterías, vehículos eléctricos y otros dispositivos que pueden generar, almacenar o consumir electricidad.
Las centrales eléctricas virtuales pueden utilizarse para equilibrar la red, integrar energía renovable y reducir la demanda máxima. También pueden reducir los costos energéticos y los pagos por servicios de red.
Tras casi dos décadas de estancamiento, la demanda de electricidad de EE. UU. se está disparando, impulsada por el creciente número de coches eléctricos, centros de datos y aparatos de aire acondicionado en un clima cada vez más cálido. Pero las centrales eléctricas tradicionales que generan electricidad a partir de carbón, gas natural o energía nuclear se están retirando en este país más rápido de lo que se construyen nuevas. La mayor parte del nuevo suministro procede de parques eólicos y solares, cuya producción varía con el clima.
Esto ha obligado a las empresas eléctricas a buscar nuevas formas de equilibrar la oferta y la demanda. Una opción a la que están recurriendo son las centrales eléctricas virtuales.
No se trata de instalaciones masivas que generen electricidad en un único lugar. Más bien, son agregaciones de productores, consumidores y almacenadores de electricidad, conocidos colectivamente como recursos energéticos distribuidos, a los que los gestores de la red pueden recurrir según sea necesario.
Algunas de estas fuentes, como las baterías, pueden suministrar energía eléctrica almacenada. Otras pueden ser grandes consumidores de electricidad, como las fábricas, cuyos propietarios han acordado reducir su consumo eléctrico cuando la demanda es alta, liberando energía para otros clientes. Las fuentes de energía virtuales suelen ser más rápidas de ubicar y construir, y pueden ser más limpias y baratas de operar, que las nuevas centrales eléctricas.
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Un recurso en crecimiento
Las centrales eléctricas virtuales no son nuevas. El Departamento de Energía de EE. UU. calcula que ya hay en funcionamiento entre 30 y 60 gigavatios de ellas. Un gigavatio equivale a 1000 millones de vatios, aproximadamente la producción de 2,5 millones de paneles solares fotovoltaicos o de un gran reactor nuclear.
La mayoría de estas centrales eléctricas virtuales son clientes industriales que han acordado reducir la demanda cuando las condiciones son ajustadas. Pero a medida que un número creciente de hogares y pequeñas empresas añade paneles solares en tejados, baterías y coches eléctricos, estos clientes energéticos pueden convertirse no solo en consumidores, sino también en suministradores de electricidad a la red.
Por ejemplo, los propietarios de viviendas pueden cargar sus baterías con energía solar de tejado cuando hace sol, y devolver electricidad a la red por la tarde, cuando la demanda es alta y los precios a veces se disparan.
Dado que termostatos y calentadores de agua inteligentes, paneles solares en tejados y baterías permiten que más clientes participen en ellas, el DOE calcula que las centrales eléctricas virtuales podrían triplicar su escala para 2030. Esto podría cubrir aproximadamente la mitad de la nueva capacidad que EE. UU. necesitará para atender la demanda creciente y sustituir las centrales eléctricas antiguas que se retiran. Este crecimiento ayudaría a limitar el costo de construir nuevos parques eólicos y solares y centrales de gas.
Además, como las centrales eléctricas virtuales se ubican donde se consume la electricidad, aliviarán la carga de los envejecidos sistemas de transmisión, que han tenido dificultades para añadir nuevas líneas.
Nuevas funciones para los clientes de la electricidad
Las centrales eléctricas virtuales alteran los papeles de los productores y consumidores de electricidad. Las centrales eléctricas tradicionales generan electricidad en ubicaciones centrales y la transmiten por líneas eléctricas a los consumidores. Para que la red funcione, la oferta y la demanda deben estar equilibradas con precisión en todo momento.
Por lo general, se asume que la demanda de los clientes es un dato que fluctúa con el clima, pero que sigue un patrón bastante predecible a lo largo del día. Para satisfacerla, los operadores de red despachan una combinación de fuentes de carga base que funcionan de manera continua, como las centrales de carbón y nucleares, y fuentes más flexibles, como el gas y la hidroelectricidad, que pueden modular su producción rápidamente según sea necesario.
La producción de los parques eólicos y solares sube y baja a lo largo del día, por lo que otras fuentes deben funcionar de forma más flexible para mantener equilibrada la oferta y la demanda. Aun así, la idea básica es que las instalaciones masivas producen electricidad para millones de consumidores pasivos.
Las centrales eléctricas virtuales transforman este modelo al aprovechar el hecho de que los consumidores pueden controlar su demanda de electricidad. Los consumidores industriales llevan mucho tiempo encontrando formas de flexibilizar sus operaciones, reduciendo la demanda cuando los suministros eléctricos son escasos a cambio de incentivos o tarifas con descuento.
Ahora, los termostatos y calentadores de agua que se comunican con la red pueden permitir que los hogares también modulen su demanda. Por ejemplo, los calentadores eléctricos de agua inteligentes pueden calentar agua sobre todo cuando la electricidad es abundante y barata, y limitar la demanda cuando escasea.
En Vermont, Green Mountain Power está ofreciendo incentivos a sus clientes para instalar baterías que devolverán electricidad a la red cuando más se necesite. En Texas, donde yo vivo, los mortales apagones de 2021 pusieron de relieve la importancia de reforzar nuestra red eléctrica aislada. Ahora, las empresas de servicios públicos de la zona están utilizando Tesla Powerwall para ayudar a convertir los hogares en fuentes de energía virtuales. Australia Meridional pretende conectar 50 000 hogares con energía solar y baterías para construir la mayor central eléctrica virtual del país.
Energía virtual, retos reales
Las centrales eléctricas virtuales no son una panacea. Muchos clientes se resisten a ceder siquiera un control temporal de sus termostatos, o a aceptar un retraso al cargar su coche eléctrico. Algunos consumidores también se preocupan por la seguridad y la privacidad de los contadores inteligentes. Queda por ver cuántos clientes se inscribirán en estos programas emergentes y con qué eficacia sus operadores modularán la oferta y la demanda.
También existen retos en el lado empresarial. Es mucho más difícil gestionar a millones de consumidores que a decenas de centrales eléctricas. Los operadores de centrales eléctricas virtuales pueden superar ese reto recompensando a los clientes que les permiten flexibilizar su oferta y demanda de forma coordinada.
A medida que la demanda de electricidad aumenta para satisfacer las necesidades de economías en crecimiento y sustituir coches y calefacciones que queman combustibles fósiles, y que aumenta la dependencia de los recursos renovables, los gestores de la red necesitarán toda la flexibilidad posible para equilibrar la producción variable de la energía eólica y solar. Las centrales eléctricas virtuales podrían ayudar a transformar la energía eléctrica en un sector más ágil, eficiente y receptivo a las condiciones cambiantes y a las necesidades de los clientes.
