Cómo se gestionará la energía en la ciudades del futuro

Las ciudades del futuro gestionarán su propia energía, y esta será renovable, generada de forma local y distribuida

Teniendo en cuenta que gran parte de la producción de energía acaba en las ciudades, las smart cities tienen un importante papel en la gestión de energía a nivel mundial, así como en su transición a las fuentes de energía renovables.

Las ciudades son grandes consumidores que ocasionan un enorme impacto medioambiental, pero también tienen en su mano la llave para disminuirlo, evitarlo y, finalmente, restaurar el daño de décadas pasadas. Te contamos cómo se gestionará la energía en ciudades del futuro, analizando los problemas y sus soluciones.

La energía que llega a las ciudades se produce muy lejos de ellas

La red eléctrica actual viene de un tiempo en que la generación eléctrica debía hacerse en enormes complejos alejados de las ciudades. Centrales térmicas, centrales nucleares, centrales hidráulicas…

Cada tipo de sistema de generación de energía tenía un motivo diferente por el cual estar alejado de la población, y por tanto eran necesarios largos tendidos que conectasen el punto de generación con el de consumo, a menudo a cientos o miles de kilómetros de distancia.

Pese a las ventajas que tuvo este sistema durante el siglo pasado (permitió llevar electricidad a todos los hogares) hoy día se ha vuelto una alternativa algo rígida y demasiado costosa con algunos inconvenientes que podemos mejorar:

  • Necesita una enorme cantidad de materia prima para realizar los tendidos, además de demandar un mantenimiento complicado debido al acceso, lo que dispara el coste de la energía.
  • Debido a las distancias a recorrer, el método de transporte es bastante invasivo para el medio ambiente.
  • Para evitar pérdidas se eleva el voltaje, lo que baja la eficiencia del sistema porque luego hay que volver a reducirlo en varios centros de transformación urbanos.

torres de alta tensión

  • A mayor distancia, mayores pérdidas por transporte, por lo que parte de la electricidad bombeada acaba perdida por el camino en forma de calor, ruido o vibración, entre otras pérdidas.

Para solucionar este problema, algunas ciudades, como Shanghai (que modificó su skyline con miles de paneles solares), están trabajando por acercar la generación al consumo ahora que disponemos de la tecnología necesaria para la construcción de redes distribuidas.

A diferencia de la contaminación focalizada de una central térmica o del emplazamiento inevitable de una central hidráulica (que necesitan un salto de agua), un panel solar no emite GEI y puede ser colocado en cualquier lugar.

La curva de potencia diaria está descompensada

La curva de potencia es una herramienta que nos ayuda a ver cuánta energía se consume en un determinado plazo de tiempo (amarillo), cuánta energía se prevé (verde) y cuánta hay programada (roja). Con datos de la Red Eléctrica de España, un día laboral típico sigue esta forma:

curva de potencia en día laboral

Mientras que un día festivo se vería algo distinto:

curva de potencia en día festivo

En las gráficas se puede apreciar que hay picos y valles en función de la hora. La demanda se dispara a medida que los ciudadanos se despiertan y acuden al trabajo, decrece sobre la hora de comer y vuelve a ascender una vez han llegado a sus hogares.

Uno de los grandes problemas actuales de las ciudades es que estos ciclos son excéntricos o se encuentran descompensados. En lugar de ser una curva más o menos plana y tener una potencia constante durante todo el día, algo que reduciría mucho los costes de generación de la energía, la potencia tiene crestas y valles.

El valle nocturno es especialmente significativo, y el hecho de que haya tanta diferencia entre el mínimo y el máximo de la curva hace que el mix energético dependa de centrales térmicas, capaces de arrancar rápidamente en un pico de demanda, así como de las centrales nucleares, que estabilizan la generación de energía.

Si queremos dejar atrás del todo este tipo de generación centralizada, no segura y contaminante, es necesario hacer más plana la curva de potencia. Algo para lo que las ciudades, y sus vehículos eléctricos, pueden tener la solución.

La carga nocturna de vehículos aplana la curva de potencia

Cuando cargamos un vehículo eléctrico estamos demandando energía de la red, y según esta curva lo óptimo es cargar el vehículo durante las horas valle (la tarifa supervalle recibe de ahí su nombre). No solo porque supondrá un ahorro en nuestra factura, sino porque estaremos fomentando el uso de sistemas de generación más limpios.

De modo que, siempre que podamos elegir cuándo cargar nuestro vehículo eléctrico (no siempre tenemos esa posibilidad), lo ideal sería:

  1. hacerlo durante la noche y a baja potencia, con lo que aplanamos la curva de potencia y alargamos la vida de la batería;
  2. elegir electrolineras que hagan uso de baterías y placas solares, ya que estas tienden a cargarse haciendo uso de fuentes limpias durante el día o del exceso de potencia de los periodos nocturnos;
  3. habiendo contratado nuestra energía de una comercializadora 100% renovable, algo que está al alcance de todos.

Por ejemplo, un Renault ZOE tendrá la misma autonomía de 300 km tanto si lo cargamos nada más llegar a casa, quizá sobre las siete u ocho de la tarde, como si programamos su recarga para adaptarla a los valles.

V2G: los vehículos se convierten en baterías que usar en picos de demanda

Los vehículos eléctricos son, además del presente y futuro de la movilidad, grandes baterías sobre ruedas con las que podemos fomentar el uso de la energía renovable y crear un gran backup distribuido a lo largo de las ciudades.

La tecnología V2G (del vehículo a la red eléctrica, por sus siglas en inglés) hará posible que la curva de potencia no solo acerque el máximo y el mínimo, sino que el máximo se reduzca de forma considerable.

Del mismo modo que subimos el mínimo de consumo cargando nuestros vehículos por la noche, podremos usar las baterías de nuestros vehículos eléctricos para volcar energía a la red. Los coches eléctricos se convertirán entonces en un elemento de amortiguación que hará que las centrales térmicas y nucleares se vuelvan prescindibles.

H2G: lo que ayudarán las viviendas a la estabilización de la potencia

La tecnología H2G (de la vivienda a la red eléctrica) da un paso más lejos que la V2G porque convierte los hogares no solo en una reserva de energía gracias a sus baterías incorporadas, sino también en una red distribuida de pequeños generadores.

Vecindario con placas solares

Al igual que los garajes solares que se usan para recargar el vehículo eléctrico, una vivienda con techo solar puede cubrir gran parte de su propio consumo, almacenar la energía y liberarla a la red cuando esta sea demandada en otra vivienda cercana.

Todas las viviendas de nuestro país tienen una amplia superficie en forma de tejado, y este es relativamente accesible. Al menos, más las torres de tendido eléctrico. También reciben una gran cantidad de luz diurna, y todas tienen conexión a la red eléctrica de la ciudad. Es por eso que suponen el emplazamiento perfecto para red distribuida de pequeños generadores que estabilicen la curva de potencia.

 

La suma de fuentes de energía renovable localizadas en las cercanías del punto de consumo, una movilidad eléctrica sin emisiones en circulación con capacidad de servir de backup eléctrico y unas viviendas que permitan el H2G es a lo que llamamos smart grids.

Para conseguir estas redes de energía inteligentes es necesario la unión de voluntad política, una ciudadanía implicada en el movimiento ecológico, y la ayuda de los fabricantes y las marcas implicadas tanto en la generación de energía como en la de almacenamiento y movilidad. Un objetivo cada vez más cerca de cumplirse.

En Corriente Eléctrica | Buenas noticias: las energías renovables dominarán el futuro de la electricidad

Imágenes | iStock/123ArtistlImages, iStock/zhengzaishuru, iStock/Andrey Moisseyev

Comentarios