Las redes eléctricas se enfrentan a grandes desafíos en el horizonte de 2050, y para dar respuestas a esos retos la Plataforma Tecnológica Española de Redes Eléctricas, FutuRed, ha publicado su documento de visión sobre el futuro de las redes eléctricas: ‘Visión de las Redes Eléctricas hacia 2050‘. El informe describe cómo deberán ser las redes del futuro, además de las tecnologías y herramientas clave para su transformación en el contexto de la transición energética, un proceso en el que las redes eléctricas se sitúan como elemento vertebrador.
En este escenario, el informe busca establecer la visión de FutuRed sobre los retos que el sistema de transporte y distribución eléctrica tendrá que superar, y las capacidades que deberá desarrollar, para sentar las bases que permitan alcanzar en España los objetivos de descarbonización en el año 2050.
Contexto actual de la energía eléctrica en España
Analizando la situación actual de la energía eléctrica en España, la publicación de FutuRed destaca que el peso del sector eléctrico sobre el PIB español es considerable, alcanzando alrededor del 2% del mismo, con una aportación a la formación bruta de capital fijo ligeramente por encima del 1%.
Si se pone el foco en las redes eléctricas inteligentes, FutuRed subraya que España es especialmente dinámica, por el número de empresas exportadoras de tecnología y el lugar en Europa en retorno económico de proyectos de I+D+i del programa marco. Se calcula que las smart grids en nuestro país puedan generar un valor de alrededor de 4.019 millones de euros en el periodo de 2019 a 2030, con un valor capturado por el sector español cercano al 90%.
Bajo este contexto, el sector energético, y en particular las redes eléctricas, deben afrontar una transformación que les permita avanzar hacia los objetivos de 2050, siguiendo las líneas marcadas por el entorno europeo, reflejadas en los objetivos del borrador del Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) 2021-2030, que plantea que para el año 2030 el 74% de la generación eléctrica sea renovable y que para el 2050 esta cifra alcance el 100%.
Retos para las redes eléctricas
El informe ‘Visión de las Redes Eléctricas hacia 2050’ destaca que las redes tienen una serie de retos cuyo alcance es fundamental para conseguir los objetivos de descarbonización: la digitalización de la operación y los servicios de la red eléctrica; maximizar la capacidad de integración de recursos distribuidos; el desarrollo de nuevas fórmulas de coordinación entre los diferentes agentes de la cadena de valor; el desarrollo y puesta en marcha de mecanismos y activos de flexibilidad; la integración de nuevos consumos eléctricos (transporte/movilidad y sistemas HVAC); la interconexión de redes; y el desarrollo de la red con principios de economía circular.
Dentro de estos retos, el papel que jugará la tecnología será clave. Según la visión de FutuRed, con el fin de prepararse para los escenarios de 2050, las redes eléctricas integrarán avances tecnológicos bajo cuatro categorías: Tecnologías digitales, Evolución de los equipos y materiales, Tecnologías de almacenamiento y Electrónica de potencia.
Tecnologías digitales
La Plataforma Tecnológica Española de Redes Eléctricas refleja en su documento que las tecnologías digitales permitirán el desarrollo de nuevas capacidades en el ámbito de las redes eléctricas: desde la obtención de información y su procesado inteligente, hasta la automatización y simulación.
Dentro de las tecnologías digitales, el informe identifica siete tipologías. La primera de ellas se basa en la sensorización, que será desplegada a través de la identificación del activo, la monitorización de los parámetros de red y la actuación sobre ésta desde sistemas remotos, así como la implantación en distintos puntos de la red de la tecnología de Edge Computing.
La segunda de las tecnologías se centra en los sistemas de telecomunicaciones. En este ámbito, según el documento, dos tecnologías que se espera que apoyen la transformación y adaptación de las redes eléctricas son LPWAN (low-power wide-area network) y el 5G.
Por otro lado, otras tecnologías digitales son la analítica de datos, las plataformas digitales de gestión y comunicación, y las transacciones digitales (fundamentalmente el blockchain). Por último, el informe aborda la ciberseguridad en las redes eléctricas, así como la realidad virtual (VR) y realidad aumentada (AR). Estas últimas se están incorporando en el ámbito de las redes eléctricas, inicialmente en tareas de capacitación de operarios, pero el informe de FutuRed indica que se irá extendiendo a funciones de telesupervisión y operación asistida, mejorando la seguridad en operaciones en campo.
Otros avances tecnológicos
La integración de avances tecnológicos también incluye la evolución de los equipos y materiales. El informe ‘Visión de las Redes Eléctricas hacia 2050’ concluye que también es necesaria una evolución y modernización en algunos de los equipos y elementos básicos (transformadores, superconductores, centros de transformación, celdas de media tensión y equipos de protección y control). Deberán ser más respetuosos con el medio ambiente, dar lugar a menores pérdidas, y utilizar materiales más duraderos y de mayor capacidad de transmisión.
En cuanto a las tecnologías de almacenamiento energético, se convierten en un factor decisivo para la evolución del sistema, dotándole de mayor flexibilidad. El crecimiento de esta tecnología tendrá un factor clave en la reducción de sus costes. El informe de FutuRed señala que desde el año 2010 ya se ha reducido su coste en un 84%, y se espera que produzca una reducción adicional del 65% ($62/kWh) sobre los precios actuales.
FutuRed indica que, de cara al futuro, los desarrollos tecnológicos relacionados con el almacenamiento deben de ir en la línea de mejorar la capacidad energética de los sistemas, así como el ratio de coste por unidad de energía por cada ciclo de carga/descarga.
Por último, las redes eléctricas integrarán avances tecnológicos en electrónica de potencia, la cual se convierte en un elemento cada vez más presente y necesario para maximizar la integración de renovables (fotovoltaica) y vehículos eléctricos. El documento de FutuRed pronostica que el uso de la electrónica de potencia continuará aumentando rápidamente, debido a la gran cantidad de los equipos conectados a la red que pasan por una transformación continua a alterna, y el progresivo abaratamiento y mejora en la eficiencia de la tecnología de conversión.
En un estudio comparativo realizado por FutuRed, se determina que el mercado de la electrónica de potencia crecerá de forma sostenida entre un 3% y un 5% anual, y en el año 2025 el mercado será de entre 35 y 45 millones de dólares, lo que supone una gran oportunidad tanto para la mejora del sistema eléctrico español como para las compañías nacionales que producen bienes y servicios relacionados con esta tecnología.
La red eléctrica inteligente en acción
Además de describir los retos de las redes eléctricas y las tecnologías que necesitan ser desarrolladas para afrontar esos desafíos, la publicación de FutuRed muestra cómo estas tecnologías están cambiando las capacidades de negocio tanto dentro de las compañías eléctricas como en su relación con los clientes.
El informe describe las capacidades (nuevas o existentes) que se están desarrollando, cada una en diferente nivel de madurez. En concreto, se refiere a la automatización de redes, la gestión digital de activos, mercados de flexibilidad, integración de recursos distribuidos, gestión activa de la demanda, comunidades de energía e integración de la movilidad eléctrica en la red eléctrica.
Superación de los retos y las necesidades del sector
Con las diferentes acciones desarrolladas y la superación de los retos planteados en el informe, FutuRed asegura que se percibirá un cambio, tanto en diferentes sectores de la industria como en la sociedad. Uno de los cambios sociales más destacados será el de la mentalidad en los usuarios y consumidores, con un papel más activo y dinámico en la operación del sistema eléctrico.
Por otro lado, en cuanto a la generación de riqueza y el impacto en el PIB, según el PNIEC, en los próximos 40 años se espera invertir en I+D+i de forma anual y constante no menos del 2,5% del PIB. Un componente de este porcentaje está planteado para la lucha contra el cambio climático y la descarbonización de la economía. Con ese grado de inversión específico en renovables y tecnologías asociadas, se espera un aumento del PIB mayor al 1%.
Para poder conseguir los objetivos establecidos en esta visión de FutuRed, el informe señala como fundamental un marco regulatorio estable, predecible y con seguridad jurídica, que incentive la evolución tecnológica necesaria para la transición energética, en particular para las actividades de gestión de redes. Y también destaca la importancia de la creación de puntos de interlocución entre diferentes agentes del sector.
Asimismo, defiende el acceso a la inversión en innovación, además del desarrollo de herramientas que agilicen el proceso de transformación. En este último punto, uno de los casos más representativos serían los SandBox o proyectos de demostración regulatorios, para permitir bajo condiciones reales, la prueba de conceptos específicos y nuevos modelos operativos y de negocio que necesiten superar una barrera regulatoria. Precisamente el Real Decreto-ley 23/2020, de 23 de junio, recientemente aprobado por el Consejo de Ministros, introduce una habilitación al Gobierno para que pueda establecer bancos de pruebas regulatorios, que contribuirán a facilitar la investigación e innovación en el ámbito del sector eléctrico.
El informe ‘Visión de las Redes Eléctricas hacia 2050’, elaborado por un grupo de expertos del sector, fue presentado el 26 de junio en un webinar. Con esta publicación, FutuRed reivindica la necesidad de invertir en la digitalización de las redes eléctricas y espera que se convierta en un documento de referencia en el actual proceso de transición energética.