El proceso de descarbonización es uno de los retos más inmediatos que debemos de afrontar. Deshacernos del cordón umbilical que hasta ahora nos ha aferrado a los combustibles fósiles (carbón, gas y petróleo) no está siendo tarea fácil. La principal razón es que la mayoría de la producción de energía eléctrica depende de estos fósiles, muy por delante de la nuclear y de las fuentes renovables.

El planeta lleva ya tiempo intentando advertirnos de que, o cambiamos, o las consecuencias serán catastróficas. Conscientes de este problema, nos encontramos con un sector energético que avanza a pasos agigantados para adaptar sus instalaciones hacia nuevos equipos más digitales que les garantice la sostenibilidad.

Un claro ejemplo lo encontramos en el caso de Endesa. Gracias a un sistema de medición por láser, su planta de energía es capaz de medir y controlar los procesos de combustión para así evitar emisiones contaminantes y hacer que sus instalaciones sean más eficientes.

Sin embargo, no es la única opción. Las plantas de energía están apostando por diferentes alternativas para garantizar el cuidado por el medio ambiente.

Generar energía con renovables

Las inversiones en energía renovable han superado el billón de dólares en los últimos tres años. La solar y eólica, junto con los sistemas hidroeléctricos y geotérmicos, están proporcionando alternativas de bajo coste, similar a la producción basada en combustibles fósiles.

Nueva inversión mundial en energía limpia.

El cambio climático y el crecimiento demográfico están empujando hace ya tiempo al sector energético a la innovación para encontrar soluciones que faciliten la transición a la plena dependencia de las energías renovables. Es una carrera a contra reloj hacia una economía de carbono neutro, en la cual la eficiencia energética y el mantenimiento de las infraestructuras desempeñarán un papel fundamental.

La Unión Europea sigue liderando la penetración de las energías renovables. Hoy por hoy, estas energías representan al menos el 17% del consumo final de energía en Europa, con el objetivo puesto en el 20% para 2030. Este crecimiento ha permitido la reducción en el número total de cuota de los combustibles fósiles en la energía bruta de la UE consumo: del 81% en 1995 al 72,6% en 2016. Se espera que las tasas de generación de las energías renovables alcancen el 32% en 2030.

¿Cuál ha sido el principal problema hasta ahora de las energías renovables? La irregularidad en la fluctuación del viento y del sol provocan que la red eléctrica no sea estable. Para ayudar a satisfacer la demanda energética, es necesario contar con sistemas inteligentes de gestión de energía.

Pero ¿cómo podemos vincular de forma inteligente el sector energético con las infraestructuras para crear entornos más respetuosos con el medio ambiente?

  1. Añadiendo más fuentes renovables al sistema. Para lograrlo, es esencial contar con sistemas de almacenamiento del exceso de energía y así evitar su desperdicio.
  2. Apostando por una generación más descentralizada y evitar las islas energéticas. Las interconexiones son la base para lograrlo.
  3. Creando líneas de transmisión y sistemas de distribución aún más largos.

Esto solo puede ser posible con la digitalización del sector energético ya que proporciona multitud de ventajas:

  • Estabilidad en la red.
  • Monitorización de la red para identificar errores.
  • Optimización y pronóstico de la producción de energía.
  • Más control al consumidor.
  • Gestión de manera remota y descentralizada.
  • Nuevas fuentes de ingresos.

Hoy en día, la generación de energía representa el 25% de las emisiones de CO2 en todo el mundo. Siemens está comprometido con el objetivo cero emisiones para el año 2030 con la creación de soluciones encaminadas hacia la descarbonización.

Reutilización del excedente de energía renovable

En 2030, la demanda energética a nivel mundial será un 50% superior a la actual. Si queremos lograr los objetivos de sostenibilidad necesitamos ser capaces de recoger la electricidad sobrante para que pueda ser usada en momentos de necesidad.

Siemens ha desarrollado tres soluciones para almacenar el excedente de energía procedente de parques eólicos y solares: Siestorage, Silyzer 200 y FES (Future Energy Solutiones):

  1. Baterías que almacenan grandes cantidades de electricidad: Estas baterías tienen capacidad para almacenar grandes cantidades de electricidad y son capaces de actuar tanto como un productor de energía como un consumidor.
  2. Transformar el excedente de energía en hidrógeno: Esta tecnología funciona a través de la técnica de la electrólisis PEM, que emplea agua, electricidad y una membrana de intercambio de protones para almacenar el excedente en forma de hidrógeno. Además, ejerce como regulador de la corriente para que se mantenga constante a pesar de los cambios bruscos de agua.
  3. Piedras naturales para guardar la energía en forma de calor: Future Energy Solution (FES) es capaz de almacenar el exceso de energía durante varias horas o incluso durante un día entero. El superávit de energía se almacena en piedras naturales que guardan la energía en forma de calor para, posteriormente, volver a transformarla en electricidad. El diseño es sencillo, rentable y puede utilizarse como complemento para los sistemas de almacenamiento ya existentes.

Las ventajas de la energía distribuida

Uno de los focos principales en la investigación de la mejora del sector energético se centra en las soluciones de generación de energía distribuida (DES, Digital Energy Solutions) que permiten descentralizar los sistemas energéticos. ¿Sus ventajas?:

  • Resiliencia. Gracias a la energía descentralizada aumentan las oportunidades para diseñar sistemas locales de suministro de energía.
  • Integración de renovables. Los edificios dejan de ser meros «consumidores» de energía y se convierten en «prosumidores» capaces de generar electricidad por sí mismos y se convierten en sistemas de almacenamiento inteligente que pueden añadir flexibilidad a la red general. 
  • Ahorro de energía durante la transmisión. Acortar las vías de transmisión.
  • Aumento de la fiabilidad de la fuente de alimentación local. Ayuda a estabilizar los sistemas de distribución y transmisión.
  • Fortalecimiento de las comunidades. Fomenta la creación de valor de las comunidades a nivel local.

Los beneficios del HVDC para el medio ambiente

Hacer un uso eficiente de la energía no sólo depende del consumidor final, a menudo el flujo eléctrico se interrumpe y no toda la energía generada llega a los hogares.

Muchas veces la energía se desperdicia durante el transporte del lugar de generación a la red eléctrica. Este problema afecta de manera especial a las renovables.

Siemens está al frente de varios proyectos en Europa donde se está llevando a cabo el intercambio eléctrico entre países vecinos. Este tipo de instalaciones aportan una mayor seguridad a la red, un aumento de la eficiencia y hace más competitivos a los sistemas de forma que ayuda a la integración de las energías renovables en el mix energético.

Las instalaciones HVDC tienen como principales ventajas:

  • la reducción en las pérdidas energéticas respecto a las de corriente alterna.
  • el transporte eficiente de energía a través de largas distancias.
  • la exportación del excedente de energía hacia otros países o regiones.

La próxima semana dará comienzo Smart City Expo 2019, una cita en la que la premisa es responder a las necesidades de los ciudadanos sin dejar a nadie atrás. Siemens estará presente aportando soluciones contra el cambio climático.