Los peligros durante la transición energética: evitar el apagón

 

La intensificación TIC

Al competir hoy en día no pocas empresas tienden a tener dos cosas en común. Una es la manufactura avanzada, la computación en la nube y la inteligencia artificial. La otra es que prometen absorber enormes cantidades de electricidad.

No obstante, los objetivos de energía limpia de empresas y gobiernos chocan con la necesidad de que los proyectos comiencen a construirse rápidamente.

Con este nuevo avance, dependiendo del hub o ciudad receptora, las proyecciones de demanda de electricidad y agua crece. En Georgia, en Estados Unidos, por ejemplo, proyectan un crecimiento de 16 veces ante lo cual las renovables no pueden satisfacer ese ritmo. Se requiere una descentralización de la generación y el consumo, además de más desarrollo de almacenamiento si se quiere ser verde. Es decir, al invertir, cada empresa o data center debe tener su propia generación y complejo de baterías.

Dilemas similares se están extendiendo por otros centros de la nueva economía estadounidense, y las empresas de servicios públicos en Tennessee y las Carolinas pronostican sus propios aumentos inesperados en el crecimiento de la carga. Se proyecta que el uso de energía en Estados Unidos aumentará un 4,7% en los próximos cinco años. Esto supone un aumento respecto de una estimación anterior del 2,6%. Las proyecciones se producen después de que las mejoras en la eficiencia mantuvieran la demanda de electricidad prácticamente estable durante los últimos 15 años, lo que permitió al sector energético limitar las emisiones en gran parte mediante el cierre de plantas de carbón.

Wall Street está apostando ante una bonanza tecnológica impulsada por la inteligencia artificial, mientras que Washington está invirtiendo miles de millones de dólares en la manufactura nacional. En Europa pasa otro tanto, el problema es que todo esto está sucediendo mientras muchas partes de Estados Unidos y la UE están tratando de dejar de depender de los combustibles fósiles por mandato gubernamental. Ahí la cosa se complica. Agregue usted que las necesidades de refrigeración gracias al cambio climático o los riesgos de plantas afectadas por las mismas razones agreguen inestabilidad al flujo de la oferta limpia. Una bomba de relojería que ya se está viendo, especialmente, si encima eliminas súbitamente a la energía nuclear por razones de seguridad industrial cuando puede ser la fuente más segura y limpia sin afección del cambio climático.

Se espera que en los próximos años la necesidad de energía de los sistemas de inteligencia artificial crezca en forma exponencial. Según una estimación, en 2027 el sector de la IA consumirá entre 85 y 135 teravatios hora al año. Puede ser el consumo de Países Bajos, por ejemplo. Se espera que el consumo de electricidad para los centros de datos en los EE. UU. crezca alrededor del 30% entre 2022 y 2026 a 260 teravatios-hora. Esto representa alrededor del 6% de la demanda total de electricidad en el país o suficiente para abastecer a 24 millones de hogares estadounidenses durante un año. Y la mayor parte de esa energía se disipará en forma de calor, lo que significa una mayor necesidad de sistemas de refrigeración.

El problema de la inercia

Falta mucho desarrollo de ingeniería para poder estabilizar las redes de cara a la descarbonización de esta. Es el principal reto que se está viendo en este momento y tiene que ver en esencia con la inercia. Durante el último siglo, casi todas las redes modernas han dependido de grandes centrales eléctricas centralizadas con turbinas giratorias alimentadas con combustibles fósiles y, en algunos casos, de grandes centrales nucleares e hidroeléctricas. Esas turbinas generan cantidades prodigiosas de electricidad junto con enormes cantidades de inercia, lo que ayuda a estabilizar la red. Cuanto mayor sea el volumen de electricidad suministrada por dichas fuentes, mayor será la inercia (1). Debido a que las redes con mucha inercia pueden soportar impactos e interrupciones, son mucho más confiables que las redes que dependen de menos turbinas giratorias. En muchos países, existen presiones políticas y tecnológicas para reconfigurar las redes eléctricas de manera que reduzcan el papel de las grandes turbinas giratorias. En la red nórdica (que comprende Suecia, Noruega, Finlandia y la mitad de Dinamarca), por ejemplo, el retiro prematuro de unidades nucleares junto con la expansión de la energía eólica ha reducido la inercia del sistema y, como resultado, han obligado a los operadores de la red a desarrollar y financiar una red completamente nueva. La experiencia nórdica también sugiere la necesidad de una conciencia mucho más clara en todo el sistema sobre cómo las partes digitalizadas del sistema de red pueden fallar o afectar la confiabilidad de maneras que antes eran inesperadas. Dado que las energías renovables como la energía solar fotovoltaica y la energía eólica no contribuyen directamente a la inercia del sistema, una solución comúnmente propuesta para manejar la estabilidad de la red, así como el problema del suministro intermitente, es el uso de baterías. Si bien las baterías de respuesta rápida pueden mejorar en gran medida la estabilidad de la red al ayudar a restaurar y recuperarse rápidamente de fallas, no brindan un servicio idéntico al de las máquinas síncronas de giro reales. Las instalaciones de baterías más avanzadas y costosas con inversores que forman la red (en lugar de seguirla), pueden, en principio, proporcionar un servicio más parecido a la inercia real. Sin embargo, hasta qué punto las baterías y los inversores formadores de red podrían sustituir la inercia convencional en grandes sistemas eléctricos es una cuestión abierta que se investiga activamente. En eso trabajan los ingenieros.

El problema de la ideologización de las políticas públicas

Desde mi punto de vista está bien buscar la sostenibilidad y ceros emisiones. Es un desafío que vale la pena asumir ya no solo por mera búsqueda de un planeta más equilibrado, sino también más inteligente y justo. No obstante, el camino está empedrado de muchos desafíos y peligros. Uno de estos es la ideologización extrema en el proceso de decisiones afectando las recomendaciones de estudios basados en metodologías rigurosas de políticas públicas. El tempo y se ve a cada instante no es el adecuado. Cierto que hay que avanzar, pero no se puede apostar por fuentes y sistemas de generación que no estén consolidados en los marcos de seguridad energética recomendables. Ese es el gran desafío que están asumiendo los ingenieros, pero el mandato político puede generar caos en vez de soluciones. Lo que debe primar es la seguridad y atendido ese requerimiento, la sostenibilidad. No son excluyentes. De hecho, llegará un momento en que ambos irán de la mano. No obstante, de momento, mientras no exista capacidades de almacenamiento y gestión a gran escala de integración de renovables a la oferta atendiendo una demanda creciente TIC y bajo presión de cambio climático, evitar apagones debe seguir siendo la tarea más importante. Apoyarse, mientras tanto en hidrocarburos y nuclear no debe ser un pecado, sino una apuesta por la estabilidad en general.

Los peligros cercanos

Las empresas están trabajando en diseñar modos innovadores de restaurar el servicio en menos tiempo tras un corte e invierten en infraestructuras que mejoren la capacidad de responder a situaciones extraordinarias. El problema es que se están viendo cada vez más apagones masivos porque no están llegando a tiempo. En distintas partes del mundo esas son las noticias y no solo por desinversión, también por la contradicción seguridad-sostenibilidad en medio del impacto TIC-Cambio Climático.

Las políticas verdes han desincentivado la exploración y desarrollo de hidrocarburos. Por tanto, la oferta de estos será más limitada y la demanda por necesidad de seguridad energética terminará elevando los precios y con esto la inflación. Las grandes petroleras saben que les quedan poco, así que el desafío de los ingenieros es desarrollar sistemas sostenibles renovables seguro que abaraten la energía lo más pronto posible. Un tiburón en la pecera para las eléctricas y gobiernos, pero nada agradable cuando se sufran en el camino apagones.

La reacción política. El hecho de que se produzcan apagones puede hacer retroceder por mera reacción de los electores, las políticas de sostenibilidad. Una carta que se pueden guardar las petroleras a futuro. Las políticas de sostenibilidad son necesarias, pero también deben implantarse responsablemente con medidas diseñadas que no terminen generando el efecto contrario, como lo que ocurre ahora en Alemania a tope con el carbón y los negacionistas del cambio climático creciendo como setas.

Notas

(1) Meeting the Challenge of Reliability on Today’s Electric Grids: The Critical Role of Inertia en https://www.oxfordenergy.org/wpcms/wp-content/uploads/2023/09/Insight-135-Meeting-the-Challenge-of-Reliability-on-Todays-Electricity-Grids.pdf