Transición energética en el hogar: todos pueden unirse a la red inteligente

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La expansión de las energías renovables avanza rápidamente y plantea nuevos retos para nuestro sistema eléctrico. Es hora de repensar, y verdaderamente cada uno de nosotros puede ayudar.

Nuestra producción de energía está experimentando una transformación muy necesaria. Este lunes, según la Agencia Federal de Redes de Alemania, el 64 % de la electricidad del país se generó a partir de fuentes renovables, un 15 % más que el año pasado. Esa es una buena noticia, pero también es un desafío. Porque las fuentes de energía renovable tienen el gran problema de que no se pueden controlar.

Por ejemplo, podemos simplemente verter más combustible en una planta de energía de combustibles fósiles según sea necesario, y obtendremos más electricidad. Pero el sol y el viento no se pueden controlar; en el mejor de los casos, se pueden predecir para unas pocas horas o días.

Esto a su vez significa que en lugar de ajustar la producción de energía al consumo en las horas punta, como hemos hecho en el pasado, ahora tenemos que ajustar el consumo de energía a la disponibilidad. Aquí, la casa inteligente es un componente muy importante, y todavía queda mucho trabajo por hacer.

Por supuesto, las fuentes de energía en los EE. UU. son muy diferentes a las de Europa, con una combinación de alrededor del 60% para combustibles fósiles y alrededor del 21,5% para energías renovables en 2022. Y la proporción varía mucho según cada estado, algunos de los cuales son tan grande como un país europeo.

En Alemania, la electricidad se comercializa en la bolsa de energía EEX en Leipzig; los precios, que varían según la hora, se determinan en subasta a las 12:00 horas del día anterior y se anuncian a partir de las 12:40 horas. Cuanto mayor sea la participación de las energías renovables, mayores serán las fluctuaciones. Tenemos que aprovechar esto.

El concepto se conoce en los EE. UU. como tiempo de uso (TOU) y está habilitado por medidores inteligentes, pero la opción solo está disponible en un número limitado de proveedores de servicios públicos en estados seleccionados de los EE. UU.

Sin embargo, al otro lado del charco ya existen varios proveedores de tarifas eléctricas variables, por ejemplo, la start-up berlinesa Tibber. Aquí, los clientes pagan un precio base mensual y todos los demás costos se transfieren directamente: los impuestos, las tarifas de red, etc., se agregan al precio de intercambio EEX real.

Tal tarifa es la forma más simple y directa de involucrar a todos. Al premiar el consumo de energía en el momento adecuado, se puede controlar, porque si participa, puede ahorrar mucho dinero.

Las posibilidades son infinitas. Ya sea que el lavavajillas inteligente se encienda automáticamente durante el día en el momento más conveniente, que el coche eléctrico llene la batería de la forma más económica posible o que la bomba de calor caliente el depósito de agua caliente sanitaria bien aislado en el momento adecuado. Todo es solo una cuestión de control.

Pero hay un segundo aspecto que ofrece el mismo potencial: puede extraer energía de cualquier toma de corriente y también devolverla a la red doméstica a través de cualquier toma de corriente a través de un inversor sincronizado con la red. Por lo tanto, las baterías en el hogar podrían llenarse en momentos favorables, y la electricidad podría alimentarse a la red doméstica en momentos de alto precio y usarse en lugar de la costosa electricidad de la red. Por supuesto, aquí hay alguna pérdida de conversión de CA a CC y de regreso a CA. Pero, por lo general, la eficiencia de buenos inversores para un viaje de ida y vuelta a través de la batería es de alrededor del 80 %.

En teoría, la electricidad comprada a bajo precio podría incluso devolverse a la red eléctrica a través de la red doméstica, idealmente, por supuesto, cuando la red tiene una demanda de energía o el precio de la energía es alto. Esto ya es posible con células solares o sistemas domésticos de almacenamiento de energía. Y con la carga bidireccional en los autos eléctricos, algunas personas ya están usando los vehículos eléctricos como una batería de respaldo para la red doméstica, incluso con el riesgo de que se anulen las garantías.

Solo para dar una idea aproximada del potencial: a principios de 2023, la cantidad de autos eléctricos en el mercado alemán habrá superado la barrera del millón. Si asumimos una capacidad de batería promedio de 65 kWh, terminamos con un total de 65 GWh. Solo a modo de comparación: la planta de energía de almacenamiento por bombeo más grande de Alemania, Goldisthal, tiene una capacidad de "solo" 1 GWh. Por lo tanto, las dimensiones son enormes, incluso si los usuarios de automóviles eléctricos solo ponen a disposición una pequeña proporción de la batería de su automóvil para mantener siempre el alcance suficiente.

Incluso las centrales eléctricas que han sido tan populares en los últimos años podrían ponerse a disposición de la red como almacenamiento. Gracias a la tecnología LiFePO4 cada vez más extendida, las centrales eléctricas modernas pueden soportar fácilmente una década de carga y descarga diaria, e incluso podrían ganar dinero para el usuario como parte de un sistema de almacenamiento intermedio descentralizado. Todo lo que se necesita es un inversor de batería como EcoFlow PowerStream para alimentar la electricidad almacenada no solo a la red doméstica sino también a la red eléctrica.

La startup Daylight.eco tiene exactamente ese producto en mente. A fines del verano de este año, la startup planea lanzar una batería en el mercado alemán que no hace más que recargar combustible a bajo costo y luego devolver la electricidad a la red doméstica más tarde. Al igual que una central eléctrica de balcón, se espera que la compra se amortice en unos pocos años, ahorrando dinero al usuario y al mismo tiempo aliviando la tensión en la red.

Entonces, ¿qué se interpone en el camino de una red que se autorregula inteligentemente como un todo? Necesitamos el hardware apropiado en todos los ámbitos; en otras palabras, al menos medidores de electricidad digitales que, si es necesario, registren el consumo por hora a través de un dispositivo adicional como Tibber Pulse. Desafortunadamente, los medidores inteligentes actualmente instalados en los EE. UU., por ejemplo, varían mucho en términos de protocolos admitidos, interoperabilidad y, como es habitual, problemas regulatorios.

Sin embargo, mejor que un medidor de consumo puro serían los medidores bidireccionales de área amplia, como los que han sido obligatorios durante mucho tiempo para los propietarios de sistemas solares. No solo permitirían medir con precisión el consumo, sino también la alimentación, y esta última, por supuesto, sería remunerada en consecuencia.

En lugar de una tarifa de alimentación fija, también necesitamos, al igual que con las tarifas de consumo, una tarifa de alimentación variable que hace que la compra de cajas de pared bidireccionales o centrales eléctricas capaces de inyectar electricidad a la red y, por lo tanto, un alivio dinámico de la red eléctrica—atractiva.

Pero todavía hay muchos trámites burocráticos en el camino, incluso los países europeos todavía luchan con la burocracia para regular las reglas de alimentación. En los EE. UU., las reglas de tarifas de alimentación cambian mucho a nivel estatal, y la mayoría de los proyectos de ley se dirigen a instalaciones más grandes, no a los propietarios de viviendas.

Si queremos crear algo realmente grande, y esa es la transición energética, entonces todos tienen que participar; y depende del gobierno alentar y permitir que todos participen. Las tarifas de electricidad dinámicas se generalizarán en Alemania en un futuro cercano y necesitamos formas de aprovecharlas al máximo. Sobre todo, es necesario reducir los obstáculos burocráticos.

En cualquier caso, gracias a la actual estrategia fotovoltaica del gobierno alemán, se lograrán algunos avances en los obstáculos burocráticos en un futuro próximo, especialmente con respecto a los sistemas solares enchufables y las plantas de energía de balcón. Pero todos estos son solo los primeros pasos y aún no la meta. Todavía queda un largo camino por recorrer, y todos tenemos que dar pequeños pasos juntos, y en NextPit queremos ser parte de ello.