Avances en la implementación de Smart Grid en EUA

EUA muestra avances en el tema de redes y ciudades inteligentes. Ha sorteado con éxito los obstáculos para integrar fuentes renovables, sistemas de almacenamiento y suministro eléctrico. Christine Hertzog, especialista en el tema de smart grids, ofrece una mirada hacia el futuro inmediato de las redes inteligentes

Christine Hertzog

¿Cuánto puede cambiar en un año? Cuando se trata de redes y ciudades inteligentes la respuesta es bastante simple: mucho. Aquí se presenta un reporte sobre el progreso de 10 predicciones relacionadas con las actividades de las smart grid y las smart cities para 2020.

1. California alcanza y supera su objetivo RPS de 33 % de fuentes renovables de electricidad para 2020, el más ambicioso de todos los estados al establecer dicha fecha límite. Hasta octubre de 2014, las tres empresas estatales de servicios públicos propiedad de inversionistas (IOU, por sus siglas en inglés) obtuvieron 22.7 % de su electricidad de fuentes renovables y están en vías de alcanzar la meta de 25 % para 2016. La Comisión de Empresas de Servicios Públicos de California (CPUC, por sus siglas en inglés) estima que, por sí sola, la solar contribuirá con 42 % de la generación total mediante renovables del estado. Alrededor de 245 mil sistemas fotovoltaicos en techo se han instalado hasta ahora, y para 2017 la generación añadida por estos sistemas rondará los 3 mil megawatts.
2. Las estrategias de adaptabilidad de la red se vuelven prioritarias para las empresas de servicios públicos rurales, municipales y en propiedad de inversionistas. El Instituto de Investigación en Energía Eléctrica (EPRI, por sus siglas en inglés) cuenta con una serie de iniciativas para la adaptabilidad de la red y sus clientes, las empresas de servicios públicos. Usuarios residenciales, comerciales y de gobierno construyen microrredes, cuya capacidad de suministro de energía alcanza sólo un grado limitado de autosuficiencia en los edificios. NYSERDA lanzó el NY Prize, un concurso con un monto de 40 millones de dólares para la construcción de microrredes y otro tipo de redes de energía locales, el primero en su tipo en el país. En Nueva Jersey se lanzó el Energy Resiliency Bank, primer banco de infraestructura pública en el país enfocado en DER para adaptabilidad energética. Dicho banco cuenta con un capital de 200 millones de dólares para proyectos que robustezcan la infraestructura crítica. El apoyo a las microrredes por parte de las empresas de servicios públicos está creciendo, al tiempo que este tipo de empresas, como Con Ed, observan que la iniciativa Reforming Energy Vision representa una oportunidad para redefinir los modelos de negocio de las empresas de servicios públicos, de manera que concuerden con la nueva oferta de productos y servicios de las microrredes.
3. Mientras las empresas de servicios públicos piensan en el fortalecimiento de la red, las ciudades redefinen el significado de una ciudad inteligente. Las ciudades no pueden considerarse inteligentes si su infraestructura crítica depende de frágiles redes de transmisión o distribución. Definiciones de ciudades inteligentes sobran, pero la falta de una estructura estandarizada y consistente resulta un verdadero obstáculo para su desarrollo. Para algunos estados, en especial Nueva York, Connecticut y Nueva Jersey (estados asolados por el Huracán Sandy, entre otros eventos climáticos), una ciudad es inteligente si actualiza su infraestructura crítica e implementa tanto recursos de energía distribuidos como microrredes para un cierto conjunto de edificios y sistemas de la comunidad.
4. Abundan las amenazas de la intermediación de los consumidores para las empresas de servicios públicos. Los reportes para orientación del inversionista publicados a principios de 2014 señalaban una serie de amenazas al modelo de negocio existente de las empresas de servicios públicos regulados y advertían sobre potenciales enfrentamientos entre gigantes tecnológicos (en especial Google y Apple) y empresas de servicios públicos en la oferta de servicios con valor agregado (específicamente servicios de gestión de energía) a los usuarios. Éstos se han vuelto mucho más astutos respecto de la generación solar, y compañías como Solar City y Sungevity han capitalizado estas tendencias y han hecho más sencillo consolidar relaciones con compañías de energía no tradicionales.
5. A escala mundial se están adoptando estándares que definen la manera en que las microrredes, otro tipo de fuentes de generación autónomas y equipos de almacenamiento de energía se integran a la red principal para implementar flujos de electricidad bidireccionales hacia las redes de distribución de las empresas de servicios públicos. El estándar IEEE 1547, usado en la actualidad para los recursos energéticos distribuidos, como la energía fotovoltaica, exige que dichos activos sean desenergizados si se encuentran vinculados a la red y ésta pierde energía. A pesar de que representa una medida de seguridad, echa abajo el objetivo de que las microrredes se mantengan como respaldo para electrificar infraestructura crítica o para inyectar una cantidad considerable de energía a la red. El Panel de Inter-operabilidad de Smart Grid (SGIP, por sus siglas en inglés) inició el Plan de Acción Prioritario (PAP, por sus siglas en inglés) 24 para interfaces operativas de microrredes.Éste se enfoca en modelos de información y en la interoperabilidad y consistencia de las señales empleadas por los controladores de las microrredes. Otro grupo llamado PAP 25 fomentará el desarrollo de estándares que armonicen la información financiera, a la par que forma un nuevo grupo enfocado en Energía Transactiva. Estas consideraciones representan pasos críticos para el desarrollo de los estándares que regularán la electricidad bidireccional y para abarcar la promesa de la Smart Grid, así como brindar energía a las ciudades inteligentes.
6. Continúan los debates sobre el futuro del acuerdo social para servicios eléctricos y la socialización de los costos de la electricidad. La iniciativa Reformando la Visión Energética (Reforming Energy Vision) incluye el objetivo de “habilitar y facilitar” nuevos modelos de negocio para las empresas de servicios públicos, los usuarios y las compañías de servicios energéticos. Ésta es apenas la primera actividad federal que generará una discusión profunda sobre la manera de balancear equitativamente la inversión para las redes de distribución, de modo que adapten e integren una mayor cantidad de fuentes de generación distribuida (DER, por sus siglas en inglés). Dado que implementar los nuevos modelos de negocios y luego calcular sus resultados lleva tiempo, este debate con certeza seguirá vigente durante la próxima década.
7. Los vehículos eléctricos representan 10 % del mercado de automóviles en EUA. La penetración de los vehículos eléctricos (EV, por sus siglas en inglés) en el mercado en 2013 apenas superaba 0.5 %. La reducción en los precios de la gasolina ha incrementado la presión sobre los fabricantes de EV, quienes deben reducir los precios de los vehículos cero emisiones para incrementar la aceptación de los consumidores; no obstante, las empresas de servicios públicos han comenzado a desempeñar un papel más activo. Por ejemplo, miembros del Edison Electric Institute invertirán 50 millones de dólares anuales en camiones de servicio EV y en estaciones de carga para consumidores. El Departamento de la Defensa (DoD) está realizando pruebas piloto para aplicaciones de “vehículos a red” o V2G. Sus primeras demostraciones de carga inteligente exploran el desempeño de las V2G; asimismo, planean examinar la reutilización de baterías de EV usadas para el almacenamiento fijo de energía.
8. Contar con medidas de resiliencia se ha vuelto parte de la definición de un edificio inteligente. Existe una serie de iniciativas federales, estatales y no gubernamentales que se ocupan de la resiliencia; entre ellas, algunas definiciones de infraestructura crítica incluyen edificios específicos. El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST, por sus siglas en inglés) se encuentra desarrollando normas de orientación para la resiliencia de comunidades en desastre; sin embargo, dicha resiliencia está enfocada en materiales de construcción y códigos. Las tecnologías y los códigos para microrredes, fuentes de energía distribuida y Zero Net pueden eliminar la brecha que existe en las iniciativas de resiliencia para edificios. Algunas microrredes ya se encuentran en construcción como recursos para mantener el suministro eléctrico a infraestructura crítica ante emergencias; tal es uno de los objetivos de la microrred Borrego Springs.
9. Las nanotecnologías ayudan a incrementar hasta 50 por ciento la eficiencia en el aprovechamiento del recurso solar; para 2020, científicos e investigadores buscan alcanzar hasta 75 por ciento de eficiencia. El número de patentes registradas por innovaciones nanotecnológicas que emplean grafeno se ha triplicado durante los últimos 10 años. Las líneas de investigación incluyen lajas de grafeno y molibdeno con grosor de una molécula, las cuales son capaces de ofrecer hasta 1 mil veces más energía por unidad de peso de material que las celdas solares disponibles actualmente en el mercado. La manufactura de paneles solares flexibles está cerca. Éstos pueden colocarse sobre superficies curvas, irregulares o de escalas reducidas, lo que multiplica las posibilidades de colocación de los sistemas.
10. La cantidad de generación eléctrica por fuentes renovables es tal que ya no se habla de “renovables”. En EUA, las turbinas eólicas conectadas a la red cuentan con una capacidad combinada de 60 mil megawatts, cantidad que podría duplicarse para 2020. La energía solar goza de una etapa de crecimiento exponencial. Las soluciones para almacenamiento de energía “estabilizarán” la intermitencia del recurso solar y eólico, con lo cual se eliminará la última objeción contra la confiabilidad de las renovables. Se convertirá en una fuente de electricidad limpia y económica, desprovista de la volatilidad de precio de los combustibles fósiles.

Christine Hertzog
Managing Director de Smart Grid Library (www.smartgridlibrary.com), The Smart Grid Library y su grupo de consultores, SGL Partners, ofrecen servicios de consultoría transformacional, análisis profundos y publicaciones académicas enfocadas en smart grid y smart infrastructure. Especialistas en ofrecer soluciones pragmáticas para los complejos desafíos de negocios de las empresas de servicios públicos, comercializadoras y organizaciones gubernamentales. Entre sus publicaciones, se cuentan el Smart Grid Dictionary, reconocido internacionalmente, y The Smart Grid Consumer Focus Strategy.