Hace unas pocas semanas la asociación SmartEn1 publicó una estimación de los beneficios que se podrían alcanzar gracias a la gestión de la demanda flexible. Recordemos que la gestión de la demanda flexible es el conjunto de acciones que estimulan a los consumidores para cambiar su patrón habitual de consumo de electricidad como respuesta a algún tipo de solicitud.
Se considera que la gestión de la flexibilidad de la demanda será uno de los pilares para alcanzar la descarbonización completa del sistema energético. A medida que el peso de los sistemas de generación clásicos, basados en combustibles fósiles, vaya disminuyendo será más difícil hacer que la producción coincida con la demanda, puesto que las energías renovables no son controlables. Este problema se puede resolver almacenando energía de alguna manera, como puede ser la generación de hidrógeno, calentar agua y utilizar baterías. Pero, además del almacenamiento, se puede intentar modificar la demanda para que esta coincida con los momentos en los que la generación renovable es más abundante. Si la demanda es flexible, esto se podría hacer sin perjuicio del consumidor.
Volvamos al informe de SmartEn. Han usado modelos del mercado eléctrico y estimaciones de consumo y generación para el año 2030 publicadas por la Unión Europea y han llegado a algunas conclusiones interesantes. La primera es que en 2030 se dispondrá en Europa de 164 GW de potencia flexible a subir (consumir menos en el caso de la demanda, generar más en el caso de la generación) y 130 GW de potencia flexible a bajar. En términos de energía son 397 TWh y 340,5 TWh, respectivamente. Para poner estas cifras en perspectiva, diremos que todas las centrales nucleares que hay en España suelen producir unos 60 TWh al año, o que la demanda de electricidad de Europa en 2021 fueron 3.399 TWh2 .
La explotación de la flexibilidad de la demanda permitirá reducir el precio de la electricidad porque gracias a su gestión se podrá incrementar el uso de energía renovables. El informe estima que este ahorro podríaser de 4.600 millones de euros. El incremento del uso de renovables se daría porque no se desaprovecharían hasta 15,5 TWh de energía renovable que no habría que «tirar» porque el sistema, gracias a la gestión de la demanda flexible, los podrá consumir cuando estén disponibles.
Si tenemos en cuenta que el desencadenante de toda la transformación en la que estamos sumidos es la lucha contra el cambio climático, el informe estima que la gestión de la demanda flexible podría suponer que se emitieran 37,5 millones de toneladas de gases de efecto invernadero menos que si no se aprovechara la flexibilidad de la demanda. Esto supondría un 8% de las emisiones totales y permitiría al sector de la generación eléctrica superar el Objetivo 553 , es decir, haber reducido en 2030 las emisiones de esos gases en un 55% respecto a las emisiones de 1990.
La transición energética podría amenazar la seguridad del suministro, es decir, el gesto cotidiano de accionar un interruptor y que se encienda la luz podría dejar de ser tan habitual. El informe recoge esta amenaza y dice que en 2030 Europa tendrá un déficit de capacidad de generación de 60 GW. Resolver este problema mediante la construcción de planta generadores podría costar unos 2.700 millones euros, inversión que se podría evitar si se habilitaran 60 GW de demanda flexible. Relacionado con la seguridad del suministro están los mercados de balance, en los que se vende energía para evitar problemas en la estabilidad de la red. Si se diera acceso a la gestión de la demanda flexible a esos mercados, SmartEn estima que el precio de la energía en esos mercados podría reducirse entre el 43% y el 66%, lo que terminaría redundando en el beneficio de los consumidores. También la red de distribución puede tener problemas para asegurar su correcto funcionamiento cuando la presencia de generación renovable distribuida gane el peso esperado. Para resolver esos problemas sería necesario invertir entre 11.100 y 29.100 millones de euros menos de los esperados si se gestionara de manera correcta la demanda flexible.
El consumidor final también se beneficiaría de la gestión de la demanda flexible, no solo si cuenta con cargas que sean flexibles, como la climatización electrificada o la recarga de vehículo eléctrico, por citar dos; sino que también tendrá que pagar menos en términos de peajes de uso de la red. El informe de SmartEn estima que estos términos supondrían una reducción directa de costes para los consumidores de hasta el 64% al año, unos 71.000 millones de euros en total. También se vería beneficiado por una reducción de costes indirecta debido a la reducción del precio de la energía, a la reducción de las inversiones necesarias en la red de distribución para mantenerla al día y a la reducción de los costes asociados a las emisiones de gases de efecto invernadero. El informe estima que esta reducción indirecta sería de unos 300.000 millones de euros.
A la vista del informe de SmartEn parece que no habría más que ventajas si la demanda flexible se gestionara correctamente. Entonces, ¿ya se está explotando la flexibilidad en beneficio del sistema energético, los consumidores y el medio ambiente? La respuesta depende del país, pero, en general, se avanza despacio. En el caso de España se han dado pasos para definir el papel del agregador independiente en la gestión de la flexibilidad, pero no se ha desarrollado la regulación necesaria y, por lo tanto, aún no hay modelos de negocio que puedan atraer a cualquier tipo de consumidor. La asociación Entra Agregación y Flexibilidad acaba de presentar una hoja de ruta para la flexibilidad de la demanda según la cual los agregadores independientes y la adaptación de los mercados estarán listos a finales de 2023. Un plan que parece muy ambicioso teniendo en cuenta los retrasos que se arrastran, pero que si se cumpliera supondría un gran avance para lograr los objetivos de descarbonización buscados tanto por el Gobierno de España como por la Unión Europea.
También en España encontramos una oportunidad de participación de la demanda flexible a través de los mercados de balance, donde consumidores muy grandes pueden obtener beneficios económicos gracias a su flexibilidad. Además de esto, recientemente se ha celebrado la primera subasta de respuesta activa de la demanda4. Consumidores con flexibilidad se han comprometido a reducir su demanda en la cantidad que hayan ofertado cuando les sea requerido por el operador del sistema, por lo que recibirán una retribución de 69,97€/MW. La mala noticia es que solo se han asignado 497 MW.
La gestión de la flexibilidad de la demanda está llamada a ser un elemento importante en el nuevo sistema energético. Puede lograrse a través de mecanismos voluntarios y remunerados siempre y cuando los consumidores se adapten suficientemente rápido y la normativa sea favorable. Si esto no se logra, aprenderemos a ser flexibles por la vía de la imposición de restricciones al consumo.
Pensabas que nunca iba a pasar, pero estás viendo cómo pasa. Tu mundo patas arriba a una velocidad inesperada. Los ecologistas nos anunciaban un mundo diferente acorde a sus creencias, pero resulta que al final van a ser los fríos escépticos de la hoja Excel los que lo van a hacer. La guerra en Ucrania ha provocado una crisis energética, y ya veremos si no será también alimentaria, que no solo nos trae precios muy altos de la energía, sino que también podría provocar carestías de gas, petróleo y sus derivados.
Estamos viendo que para resolver esta situación se está proponiendo apurar los recursos del subsuelo europeo, sobre todo el gas de esquisto, y aumentar la capacidad de generación basada en la fisión nuclear. Todas estas medidas podrían servir para aliviar la crisis energética, aunque no parece que a estas alturas esté dispuesto a desentenderse de las emisiones de gases de efecto invernadero y de sustancias contaminantes. Así que es probable que no veamos mucha ruptura hidráulica, seguramente sí veremos más reactores nucleares y, sobre todo, es posible que veamos un fortalecimiento de las políticas de eficiencia energética y generación renovable que la Unión Europea lleva tiempo promoviendo. Y no será por cuestiones ecologistas, sino simplemente para mantener un sistema económico que no nos devuelva al siglo XVIII.
El sol y su hijo, el viento, aumentarán su peso en el sistema eléctrico con más rapidez de la esperada si no se interrumpe el acceso a las materias primas necesarias para fabricar los generadores. El almacenamiento de energía puede que se desarrolle con intensidad y terminemos familiarizándonos con el hidrógeno como lo hicimos en el pasado con el butano. Pero seguramente a lo que más nos cueste acostumbrarnos sea a las nuevas figuras que surgirán en la gestión del sistema energético.
Las comunidades de energía son una de las novedades que ya van tomando forma en España. Aunque todavía no son frecuentes, ya hay varios ejemplos de agrupaciones de personas que se unen para generar y gestionar la energía que consumen. El abaratamiento de los paneles fotovoltaicos favorece su instalación en los tejados domésticos, con lo que se consigue que la generación y el consumo estén cercanos. La gestión de la energía se puede hacer desde la nube gracias a Internet y empresas especializadas pueden ofrecer este servicio a las comunidades. El hidrógeno y las baterías parecen llamados a ser el medio de almacenamiento de energía, aunque dependerá del coste y de la disponibilidad de las materias primas. El Internet de las cosas permitirá gestionar la flexibilidad de la demanda dentro de la comunidad. Parece que empieza a ser posible que un grupo más o menos grande de ciudadanos constituyan su propia compañía de generación de electricidad.
Pero para que estas empresas participativas, este capitalismo a escala humana, sean posibles hay que vencer algunos obstáculos. Y dejando de lado reticencias ante el cambio, el más importante es el coste de poner en marcha una de estas comunidades. Se están haciendo grandes esfuerzos para comprender las motivaciones1 de las personas para ponerlas en marcha2, pero puede que no se esté poniendo el mismo empeño en diseñar los modelos de negocio que harían que fueran económicamente viables.
Se nos pueden ocurrir algunos modelos de negocio para las comunidades de energía. Si la comunidad genera su propia energía y la reparte entre sus miembros, estos se ahorrarán al menos los peajes de transporte que se cobran en la factura convencional. Otro posible negocio sería la venta de los excedentes de energía, pero la normativa vigente impone limitaciones a la distancia a la que puede llegar a estar el comprador. La flexibilidad de la demanda también podría dar lugar a un modelo de negocio basado en proveer a la red de distribución de servicios auxiliares, pero esto no es sencillo. Si se intentara hacer a través de los mercados de balance la normativa impone valores mínimos de potencia que para muchas comunidades será difícil alcanzar. Además, hay que tener en cuenta que no se puede interaccionar con la red sin cumplir toda una serie de complejas normas técnicas. Se hace necesaria la figura de un agregador independiente, que ya se prevé en la normativa en vigor, pero que no se encuentra desarrollada en su totalidad y que tendría que encargarse de intermediar entre la comunidad y la red eléctrica. Estos problemas se podrían solucionar si existieran mercados locales de energía o mercados de flexibilidad, pero en España se encuentran en estado embrionario y todavía llevará un tiempo verlos en funcionamiento.
Pero, a pesar de estas carencias, el actual panorama de crisis energética junto con las directivas que llegan de la Unión Europea impulsarán el desarrollo de comunidades de energía. El problema será encontrar los recursos para hacerlo. Las administraciones y los fríos escépticos de las hojas Excel a los que se les ocurran modelos de negocio innovadores puede que tengan la última palabra.
Hay dos cosas que no tienen nada que ver pero que en realidad sí que tienen que ver: la perplejidad de un corzo que en la fala de los Montes Torozos se encuentra con la valla que rodea un parque fotovoltaico y que el 64%1 de los españoles no sepamos si nuestro contrato de suministro eléctrico pertenece al mercado regulado o al libre.
El corzo ignora que el lugar por el que campa casi a sus anchas se va a ver sometido a cambios radicales. Decenas de miles de hectáreas van a ser cubiertas con paneles fotovoltaicos y encerrados por vallados. Habrá que ver cómo afecta a la biodiversidad, qué será de las avutardas y de los zorrillos que pululan por esos lugares y si los corzos aprenderán a ver los vallados antes de chocar con ellos.
Pero también hay que tener en cuenta que la actividad humana se verá afectada. Todas esas hectáreas quedarán excluidas de la agricultura, la ganadería se verá limitada y el paisaje será transformado radicalmente, lo que podría afectar a pequeños negocios de turismo rural. A cambio de esta destrucción se generará energía sin emitir gases de efecto invernadero, energía que además será barata y que ayudará a disminuir el recio que resulte de la casación del mercado diario. Pero el sol no acostumbra a brillar por la noche, al menos en nuestra latitud, y lo que podría pasar con el precio de la electricidad y con la regulación del sistema eléctrico a partir de la hora del ocaso o los días sin sol es algo que habrá que contar en otra ocasión.
Puede que igual de ignorantes que el corzo seamos los consumidores españoles, pues parece que muchos no estamos al tanto de que podemos elegir entre una tarifa regulada y otra que no lo está y seguramente somos mucho menos conscientes de los cambios que trae la descarbonización del sistema eléctrico.
Esta situación de desconocimiento hace temer que va a ser difícil hacernos ver que tenemos en nuestras manos un arma poderosa para combatir los problemas que podrían aparecer como consecuencia de la introducción masiva de energía renovable.
Se trata de la flexibilidad o capacidad para consumir electricidad en momentos diferentes al inicialmente deseado sin que haya una pérdida de confort o utilidad. Para complicarlo más, los consumidores domésticos podríamos aprovecharnos mejor de nuestra propia flexibilidad si nos uniéramos para ofrecerla de manera conjunta. Y ese ofrecimiento habría que hacerlo en mercados locales de energía, todavía inexistentes, pero ya en desarrollo.
Imaginar que un consumidor que desconoce si tiene la tarifa libre o la regulada pueda llegar a participar en un mercado local de energía parece más difícil que imaginar a un rebaño de corzos saltando por encima de las vallas de un parque fotovoltaico.
Para que la flexibilidad de la demanda pueda ser útil hacen falta varias cosas. Por un lado, es necesario que lo que consume electricidad y que, además, es flexible, como la climatización, admita señales externas que permitan regular su funcionamiento de manera automática. También es necesario que se hayan desarrollado sistemas de control que generen esas señales y que actúen de manera agregada sobre un número significativo de sistemas de climatización, por mencionar una carga flexible. Además, es necesario que se definan los modelos de negocio que permitirán remunerar a los usuarios por su flexibilidad. Y, por último, se han de desarrollar las normas y reglamentos que definan nuevos agentes de mercado, como los recientemente creados agregadores independientes, y que regulen la participación de los consumidores en los nuevos mercados locales de electricidad.
Pero todo esto no será posible sin un cambio de mentalidad en el consumidor medio. Éste ha de darse cuenta de que existen caminos para la participación activa en el sistema eléctrico que van más allá de cambiar de compañía cuando la tarifa parece demasiado alta. Uno de estos caminos pudiera ser las comunidades energéticas, que ya abren la puerta al autoconsumo colectivo y es de esperar que pronto lo hagan también a una gestión de la demanda flexible centrada en el consumidor.
Quizá estas comunidades permitan al consumidor adaptarse al nuevo sistema eléctrico de la misma manera que los corzos de los Montes Torozos se tendrán que adaptar a un nuevo entrono lleno de cosas desconocidas.
Cuando todos podamos beneficiarnos de la smart grid, veremos cómo una lavadora toma vida y cómo, casi, tendrá iniciativa propia. Y lo hará para que paguemos menos por la electricidad que necesita para hacer su trabajo. Y lo mismo harán el lavaplatos, el calentador y otros electrodomésticos devoradores de energía eléctrica. Esto será una consecuencia de las ventajas de los precios dinámicos, que cambiarán a lo largo del día para animarnos a usar la energía cuando sobra y para disuadirnos de usarla cuando falta.
Para estudiar la mejor manera de aprovechar los precios dinámicos, en Bélgica han desarrollado un proyecto que involucró a 250 familias que tenían instalados en sus casas electrodomésticos inteligentes. En concreto lavadoras, secadoras, lavaplatos, calentadores eléctricos y cargadores de coches eléctricos. Que sean inteligentes quiere decir que tienen comunicación con el exterior y les llega información sobre los precios y que pueden ponerse en marcha sin intervención de sus dueños. El día fue dividido en seis tramos, en vez de una simple diferencia entre día y noche, y el precio en cada tramo fue fijado en función del precio de mercado correspondiente a ese tramo horario. Dividieron a los clientes en dos grupos.
Al primer grupo le informaron de los precios de la electricidad en cada uno de los tramos horarios con un día de antelación. La información les llegaba a los clientes a través de una app instalada en una tableta. Con esa información los clientes eran responsables de planificar cuándo usarían cada electrodoméstico durante el día siguiente.
El segundo grupo tenía electrodomésticos que reaccionaban automáticamente a los precios dinámicos sin dejar de lado las preferencias de sus dueños. Por ejemplo, una familia podía querer tener los platos listos para la cena, digamos a las seis de la tarde (parece ser que en Bélgica cenan a esas horas). A las ocho de la mañana, al salir para el trabajo, encendían el lavaplatos y lo programaban para que a las seis hubiera terminado. En el caso de un programa que necesitara dos horas para terminar, el lavaplatos sabía que tenía que ponerse en marcha entre las ocho de la mañana y las cuatro de la tarde para que sus dueños se encontraran los platos listos a las seis de la tarde. El lavaplatos elegía para ponerse en marcha el tramo horario en el que la electricidad fuera más barata, a no ser que éste ocurriera después de las cuatro de la tarde. En ese caso daba preferencia a las necesidades de sus dueños y se ponía en marcha en algún momento que le permitiera tener los platos listos a las seis y que todavía tuviera alguna ventaja económica. Otros electrodomésticos, como el calentador, simplemente evitaban los tramos más caros para hacer su trabajo.
Los clientes que seguían el método manual encontraron el proceso demasiado cansado y lo fueron abandonando poco a poco. Sin embargo, los que seguían el método automático no sintieron que afectara a sus vidas y terminaron encantados con el sistema. Estas familias vieron cómo sus electrodomésticos adquirieron hábitos noctámbulos y que su gasto en electricidad disminuía en un 20% para el lavaplatos, un 10% para la lavadora y secadora y un 5% para los calentadores eléctricos. Probablemente calentadores eléctricos con un aislamiento térmico mejorado habrían permitido aprovechar mejor los tramos horarios más baratos.
Una de las conclusiones de este proyecto, es que los clientes no parecen muy dispuestos a estar todos los días pendientes de los precios de la electricidad y a planificar cuidadosamente el uso de los electrodomésticos. Esto parece lógico si cada uno de nosotros se pone a pensar en sus propias actividades y en el esfuerzo que supone esa manera de hacer las cosas. Este resultado es curioso si lo comparamos con el éxito que la compañía Opower decía tener en la reducción de la demanda de energía en casas particulares, lo que se traduce en menores facturas y menos CO2 emitido a la atmósfera. Hasta Obama fue a visitarlos. Y digo que es curioso porque interactuaba con los clientes de una manera parecida a la manera manual que han probado los belgas. Pero hoy Opower forma parte de Oracle, quizá atraída más por todos los datos y conocimiento sobre los hábitos de los clientes que por los beneficios para el sistema eléctrico y el medio ambiente. De cualquier modo, parece que el espíritu original de Opower se mantiene de alguna forma.
Pero lo que parece posible es que pronto todos tengamos la lavadora conectada a nuestra compañía eléctrica a través de internet y que decida cuándo ponerse en marcha para rebajar nuestra factura de la luz. Después de eso, sólo hará falta que los fabricantes de lavadoras hagan que la ropa salga planchada y seremos totalmente felices.
“Blockchain” o cadena de bloques es la tecnología que está detrás de Bitcoin, la criptomoneda virtual que se ha hecho famosa por ser la primera de su clase y porque se ha relacionado con asuntos turbios. También es la tecnología que está detrás de Ethereum, que además de servir como base para una criptomoneda permite la realización de contratos inteligentes (smart contracts). La cadena de bloques está atrayendo la atención de muchos sectores porque promete cambios radicales que podrían beneficiar a los usuarios de la banca o del mercado eléctrico, entre otros sectores. En esta entrada del blog intentaré explicar qué es y cómo funciona la cadena de bloques y en otra entrada posterior hablaré sobre su posible uso en el sector eléctrico.
Una cadena de bloques es un libro de registro en el que se anotan transacciones entre dos partes, como por ejemplo “el 3 de abril Juan vendió 3 kilos de patatas a Antonio por 1,05 euros”. La misma naturaleza de la cadena de bloques impide que los registros contenidos en ella puedan ser alterados de manera maliciosa. Una de las características de la cadena de bloques es que esta seguridad no proviene de un supervisor externo que certifique la autenticidad de los registros, sino que surge del consenso entre todos los participantes de la cadena de bloques. Esto tiene consecuencias importantes. Por ejemplo, cuando la cadena de bloques se aplica a un medio de pago como es Bitcoin,deja de ser necesario un banco que intermedie en la transacción y que verifique su cumplimiento correcto. También deja de ser necesaria una moneda tal como la conocemos.
Una cadena de bloques es una aplicación descentralizada que funciona sobre la base de un protocolo P2P (peer-to-peer, al igual que el popular BitTorrent), que implica que todos los nodos participantes en la cadena de bloques están conectados entre sí. El libro de registro se almacena en todos los nodos, de manera que en todos ellos se puede encontrar una copia íntegra de él. El último elemento necesario para tener una cadena de bloques es un sistema que valide los datos mediante un mecanismo de verificación descentralizado.
El último elementoes el más importante en una cadena de bloques porque es el que asegura que no se hagan cambios en el libro de registro. Se basa en el consenso entre todos los nodos y hay varias maneras de llevarlo a cabo. Las más populares son la prueba de trabajo (proof-of-work) y la prueba de participación (proof-of-stake).
La prueba de trabajo es el mecanismo de consenso más habitual y se basa en resolver un problema que requiere cierto esfuerzo de computación. El problema consiste en obtener un código llamadohash a partir del contenido de un bloque (un bloque es un conjunto de anotaciones recientes en el libro de registros). El hash es único para cada bloque y no puede ser igual para bloques diferentes. La manera de certificar que las transacciones son auténticas es el consenso sobre el valor del hash que deber ser alcanzado entre todos los participantes de la cadena de bloques. Si la mayoría encontrara que el valor del hash no es el que debería ser entonces no se darían por válidas las transacciones contenidas en el bloque.
Las aplicaciones basadas en Blockchain se pueden dividir en tres categorías según su estado de desarrollo. La categoría “Blockchain 1.0” comprende las monedas virtuales como Bitcoin, que puede usarse como una alternativa a las monedas reales. El siguiente estado de desarrollo es “Blockchain 2.0”, que corresponde a los contratos inteligentes. Un contrato inteligente es un conjunto de cláusulas acordadas entre las partes que de manera automática se verifican cuando se dan las condiciones estipuladas. Esto se hace sin la necesidad de un tercero que verifique que ninguna de las partes cambia las cláusulas o elude sus obligaciones. Y, finalmente, “Blockchain 3.0” corresponde a un contrato inteligente más avanzado en el que unidades distribuidas y autónomas funcionan según sus propias leyes con una alto grado de autonomía. Por el momento esto sólo es una idea que no se ha desarrollado.
