Cinco razones para desarrollar la Internet de la energía

La descarbonización, la descentralización y la digitalización están transformando el sector de la energía.

Dos revoluciones tecnológicas están marcando los albores del siglo XXI: el desarrollo de Internet y el cambio hacia un sistema energético libre de carbono. Este último recibió un impulso en 2015, cuando el G7 se comprometió a eliminar los combustibles fósiles para el año 2100. Con el advenimiento de la Internet de las cosas, estas dos revoluciones convergen rápidamente y finalmente darán como resultado una Internet de la energía.

La descarbonización, la descentralización y la digitalización están transformando al sector de la energía. Estas tres tendencias globales cambian la forma en que producimos, distribuimos y consumimos energía. Como resultado, las grandes plantas de energía convencional mutarán.

El cambio acelerado hacia energías renovables requiere un enfoque sistémico completamente nuevo. Millones de pequeñas unidades generadoras -como molinos de viento y sistemas solares- se están agregando al sistema. Deben organizarse y administrarse para maximar su eficiencia. Además, aparecen los “prosumidores”, quienes  además de consumir electricidad y la producen con sistemas limpios.

En este sistema descentralizado, la innovación en tecnologías de redes será cada vez más importantes. Aquí, cinco razones por las cuales necesitamos transformar los viejos modelos de distribución en una Internet de Energía:

1- La creciente demanda mundial de energía limpia

Más de mil millones de personas viven sin acceso a la electricidad, según el informe de la iniciativa de la ONU Sustainable Energy for All. Esto afecta particularmente a los países subsaharianos con un rápido crecimiento de la población. El acceso universal a la electricidad es moral y económicamente necesario, pero plantea un dilema. ¿Qué pasaría si el resto del mundo consumiera energía al ritmo de los países desarrollados?

Se prevé que la población mundial aumentará en casi dos mil millones de personas para el año 2040, también según estimaciones de la ONU. Este crecimiento tendrá lugar principalmente en los países en desarrollo. ¿Cuál sería el impacto en nuestro medio ambiente si aproximadamente la mitad de la energía consumida por esta creciente población fuera generada por combustibles fósiles? Ciertamente, los objetivos climáticos mundiales estarían en riesgo, y particularmente el objetivo de limitar el calentamiento global a un máximo de dos grados centígrados.

Ya estamos viendo una tendencia similar en el sector del transporte. Las emisiones relacionadas con el tráfico son en torno a un 60% más altas hoy que en 1990, principalmente debido al aumento dramático en el número de vehículos en los países en desarrollo. Solo en China, ese número se cuadruplicó en la última década a aproximadamente 200 millones.

La demanda de electricidad también está creciendo en todo el mundo. Los expertos esperan un aumento del 80% en la generación eléctrica mundial para 2040. Esto no es solo por el incremento en los países en desarrollo. La difusión de computadoras, teléfonos y otros dispositivos en los países industrializados también está alimentando la demanda de electricidad.

La solución a este dilema es generar energía a partir de fuentes de energía renovables de una manera lo más neutral posible para el clima. Pero este cambio radical presenta tremendos desafíos técnicos que requieren una forma completamente nueva de administrar nuestro sistema de energía.

2- Las redes centralizadas ya no son adecuadas

A medida que nuestro sistema de energía se vuelve más complejo, la red vieja y centralizada está luchando por mantenerse al día. Este problema se acentuará a medida que más unidades descentralizadas -como la generación distribuida- se integren al sistema.

Por ejemplo, la red eléctrica alemana se considera un modelo a seguir para los países industrializados, con casi el 100% de disponibilidad. Sin embargo, la transición energética hacia las energías renovables ya la ha afectado considerablemente. En los últimos años ha habido un aumento masivo de las intervenciones en las distribuidoras para estabilizar la red.

En una revisión preliminar de 2017, TenneT, operador del sistema de transmisión, tuvo que gastar casi mil millones de euros en intervenciones de emergencia para estabilizar su red ese año. A través de los cargos de red, el costo finalmente se transfiere al consumidor.

3 – Redes inteligentes para un suministro más confiable

Mediante el uso de tecnología digital, las redes inteligentes del futuro conectarán a productores y consumidores individuales para formar una Internet de Energía, que garantice un suministro de energía confiable y estable.

La fragmentación del suministro de energía significa que los sistemas y los límites tradicionales, como los que separan a los servicios públicos y los consumidores,  se están desmoronando. En cambio, hay nuevas redes de productores y consumidores, y modelos comerciales completamente nuevos para comprar y vender energía. Estos cambios impulsan una convergencia de 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 a los primeros grandes parques eólicos marinos que se financian a precio de mercado, sin aportes públicos. Esto fue posible por un aumento de eficiencia a través 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- Tratando con montañas de datos

El escenario energético, cada vez más complejo y descentralizado, está generando enormes volúmenes de datos. Un ejemplo de ello es la cantidad de dispositivos en red. En 2003, la población mundial ascendía a 6.300 millones de personas, y había 500 millones de dispositivos conectados a Internet. Según los pronósticos de la compañía estadounidense Cisco, esta cifra aumentaría a 50 mil millones de dispositivos para el año 2020.

El volumen general de datos crece a la misma velocidad. Según un estudio reciente publicado por IDC, una compañía de investigación de mercado, se prevé que el volumen de datos en el mundo aumente 10 veces: desde su nivel actual de 16 zettabytes a 163 zetabytes en el año 2025. Uno de los principales desafíos de la industria es cómo usar esta información para mejorar los  sistemas.

5- La inteligencia artificial también impacta en el sector de la energía

No podemos explotar de manera significativa estas enormes cantidades de datos con tecnologías convencionales. En su lugar, la industria debe mirar hacia las tecnologías que todavía estaban dentro del campo de la ciencia ficción hace solo unos pocos años, como la inteligencia artificial. De hecho, la inteligencia artificial ya está empezando a transformar el sector de la energía y, por ejemplo, Siemens la utiliza para gestionar y mantener las turbinas de gas.

La inteligencia artificial en forma de algoritmos de máquina ha ayudado a lograr intervalos de servicio más largos para estas turbinas de gas. Los algoritmos analizan automáticamente los datos operativos, las condiciones ambientales y las propiedades de los componentes mejor que los expertos humanos.

La computación cuántica es otra tecnología innovadora que el sector ya está explorando intensamente. Estas computadoras se basan en principios operativos que se basan en las propiedades de la teoría cuántica. Las computadoras cuánticas usan directamente partículas subatómicas y aprovechan sus propiedades cuánticas para el almacenamiento de datos y el procesamiento de datos. Este mundo compuesto por las partículas más pequeñas nos ayudará a resolver los problemas del gran mundo que nos rodea.

Necesitaremos estas nuevas tecnologías a medida que cambiemos hacia una energía más limpia, la población mundial se expande y la demanda de electricidad aumenta.

La Internet de la energía cambiará el mundo

Como se ha demostrado en la historia de Internet, cada nuevo participante en una red aumenta las posibilidades y oportunidades para el sistema en general. Lo mismo aplica para el sistema de energía. Su valor crece cuando una simple red eléctrica evoluciona hacia una red energética integral.

En una red de este tipo, el exceso de electricidad de una fuente puede proporcionar la base para generar otras formas de energía en otro sector. Cuando la electricidad se convierte en calor o se usa para extraer calor, cuando sirve de base para proporcionar movilidad o cuando se emplea para producir hidrógeno o metano, se dispone de fuentes de energía completamente nuevas y flexibles.

Las tecnologías de red ganarán un nuevo significado en este proceso de transformación. En lugar de simplemente transmitir y distribuir electricidad, la red eléctrica se convertirá en una nueva red que cambiará el mundo: Internet de la energía.

Fuente: Cedrik Neike Foro Económico Mundial

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