Con la aparición de los primeros computadores, la industria energética comenzó a informatizar y automatizar muchos de los procesos de generación, transporte y distribución, especialmente de la electricidad. Esta industria ha seguido demandando mucha más capacidad computacional, de almacenamiento y, sobre todo, de procesamiento en tiempo real. Y esta demanda ha facilitado que a los proyectos de Smart Cities (Ciudades Inteligentes) actuales se les asocie de forma recurrente el término Smart Energy (Energía Inteligente) para hacer referencia a las aplicaciones relacionadas con múltiples aspectos de gestión energética de las ciudades, en especial de la gestión de la demanda.
El concepto de Smart Energy se ha extendido a la gestión de la red eléctrica, dando paso al concepto de Smart Grid (Red Eléctrica Inteligente). La gestión de las redes eléctricas ya era de por sí compleja debido a la diversidad de fuentes de generación tradicionales y la variabilidad de las necesidades de consumo. Pero a esta complejidad se añadió la aparición de las energías renovables, de por sí muy variables por la incertidumbre del origen de este tipo de energía: pensemos en cuán cambiantes son la radiación solar o el viento (y algunos incluyen en la lista a las personas, como Puccini en su Rigoletto).
La subida de los precios de los combustibles fósiles, la frecuente dependencia energética de terceros países y la concienciación sobre el origen humano del cambio climático, han acelerado el uso de renovables y la aplicación de medidas de eficiencia energética. A medida que éstas empiezan a dar sus frutos, van poniendo en evidencia el despilfarro energético en el que vivimos. Otro de los elementos que ha hecho su aparición, de forma más lenta pero con paso inexorable, es el vehículo eléctrico. Este artilugio irrumpe como un agente más de la perturbación de la red, pero lo hace poniendo el dedo acusador en una de las fuentes de contaminación más grave en los entornos urbanos: el transporte de personas y mercancías.
Las ciudades son las causantes de más del 75% de las emisiones de CO2. Si queremos atajar este consumo, debemos actuar en terreno urbano. En una primera fase, la monitorización se adivina como un elemento básico de concienciación y mediación de la evolución de las actuaciones; el control es el siguiente paso, ya que permite la toma de decisiones automática o con intervención humana.
La red inteligente. El núcleo sobre el que centrar una importante parte de las actuaciones en un proyecto inteligente o Smart, es el denominado Grid, (en inglés, malla o red). Es decir, en toda la red eléctrica desde la generación hasta los puntos de consumo. La gestión inteligente de la red eléctrica ha acarreado siempre enormes dificultades debido a la ya apuntada variabilidad de la energía: pese a los sofisticados sistemas de predicción que se emplean con base estadística, siempre hay alteraciones del consumo o accidentes en la red que la hacen inestable. Los diferentes operadores que existen en la red española en alta tensión (es decir, la red de transporte) así como en media y baja tensión (o red de distribución) actúan sobre una topología (mapa físico o lógico de una red para intercambiar datos) muy desarrollada. De esto modo, permiten la estabilidad de la red y la entrega de energía eléctrica con niveles de tensión y frecuencia estables. Es decir, garantizan la electricidad de calidad sin cortes.
La aparición de nuevas fuentes de energía renovables con sus fluctuaciones en función de las condiciones ambientales y de la hora del día, introduce nuevos factores de variabilidad en la red, aumentando la necesidad de nuevos sistemas de control y de monitorización por parte de los operadores del sistema.
Eficiencia energética, o cómo eliminar el consumo inútil. No hay kilovatio/hora más económico y menos contaminante que el que no se consume. Este es el fin último de la eficiencia energética: eliminar el consumo inútil de energía. Y en las ciudades se desperdicia mucha, tanto en los servicios comunes como en los de alumbrado público, o en los edificios, tanto públicos como privados.
Las medidas de eficiencia provienen de varias actuaciones sobre las instalaciones consumidoras. En el alumbrado público, la sustitución de las luminarias convencionales por las de tecnología de baja emisión y consumo LED, producen ahorros que pueden superar el 70%, lo que permite una rápida amortización de la inversión. Los sistemas de control, que suponen una medida inteligente (Smart), sobre los puntos de luz y su electrónica, permiten monitorizar y mejorar la explotación de tales sistemas. Se trata de la inclusión de un SCADA (siglas en inglés de supervisión, control y adquisición de datos, un software que permite controlar procesos industriales a distancia) de sencillo diseño para este fin.
En edificios, las actuaciones sobre la iluminación, la climatización y las políticas de uso de los espacios, requieren la implantación de sistemas de control inteligentes para optimizar la factura energética del edificio, incluso ganando confort, lo que traslada el concepto Smart a la edificación y genera una tecnología y gestión de edificio inteligente o Smart Building.
Desde la perspectiva del modelo de negocio, surge una nueva forma de atacar el problema de la eficiencia energética: el Ourtsourcing Energético, o externalización de la energía. Esto permite a una empresa centrarse en su negocio principal y liberar recursos para ello. La complejidad de la gestión energética de una instalación para conseguir un nivel de confort adecuado, en especial cuando hay aglomeraciones humanas en su interior, es compleja. Hacerla eficiente sin perder el confort y disminuir la factura es una tarea que requiere una monitorización continua por parte de especialistas; este es el núcleo de la actividad de una Empresa de Servicios Energéticos (ESE).
Cuando un cliente delega la gestión energética a una ESE, la responsabilidad de la calidad de este servicio recae en esta empresa proveedora, que maneja contratos de calidad de servicio (denominados SLA) con la propiedad para garantizar el ahorro energético comprometido y mantener el nivel de confort de la instalación, cuidando de mantener en perfecto estado todo el equipamiento.
Las ESE también pueden incluir en su modelo de negocio la financiación de la nueva instalación, dado que la responsabilidad del equipamiento es suya, y permiten renovar antiguas instalaciones por moderna y eficiente maquinaria que, además de ahorrar energía, mejoran los estándares de calidad del ambiente interior del edificio.
Smart Building: hacia el balance energético cero. La tendencia hoy en la gestión energética de los edificios es hacer que éstos se construyan sin necesidad de tomar energía externa, incluso vertiendo su propio excedente de energía a la red. Esta forma de operación requiere de tecnologías muy avanzadas de regulación de las fuentes de energía y su integración dentro de la Smart Grid. Y lo que resulta cada vez más evidente es que la huella de carbono de estos edificios es cero, es decir, no contaminan nada. El futuro cercano nos mostrará cada vez más edificios limpios, que dejarán de ser los centros de las emisiones de gases de efecto invernadero. Estas construcciones serán, además, capaces de alimentar los vehículos de sus parkings con energía proveniente del sol o del viento.
Un vehículo eléctrico sin impacto en la huella de carbono. Y así hemos llegado al garaje. Los motores eléctricos fueron desarrollados desde finales del siglo XIX y han sido perfeccionados durante el siglo XX. Su evolución tecnológica no se ha visto compensada por su uso en la movilidad. Razones de otra índole han pesado sobre el desarrollo de esta industria. La limpieza ambiental de un motor eléctrico sobre uno de combustión interna es indiscutible, pero lo realmente importante es que la fuente energética eléctrica que los alimenta proceda de fuentes limpias, de manera que la cadena completa no tenga impacto sobre la huella de carbono.
El gran Nicola Tesla, creador principal de la red de eléctrica como la conocemos, ya investigó sobre los aspectos de transmisión inalámbrica de la energía eléctrica, cuestión aún no resuelta. Nos hacen falta los cables para llevar la energía a los puntos de recarga. Lo más cercano es la recarga por inducción que ya se está probando con éxito, y algunos modelos de coches, incluso autobuses en sus paradas, están experimentado con esta tecnología.
Proyectos como Zem2all en la ciudad de Málaga (una iniciativa para conocer cómo será la movilidad en la ciudad del futuro), permiten vislumbrar un horizonte inmediato con puntos de recarga situados estratégicamente, así como vehículos ya preparados con la autonomía suficiente para los trayectos habituales de sus ciudadanos.
Un futuro sin combustibles fósiles es posible. La inclusión de mayor inteligencia en edificios, instalaciones urbanas, vehículos y activos urbanos, proceso continuo e imparable, hace que los sistemas que regulan la necesaria energía que consumimos en nuestros hogares o en nuestras oficinas, sea cada día más limpia y barata, es decir, sostenible. La energía inteligente es la herramienta principal de esta lucha, por lo que debemos estar al tanto de las innovaciones que se producen de manera que las incorporemos a nuestra forma de vivir. Un futuro sin combustibles fósiles es factible y la fecha en que esto se produzca está muy próxima; está en juego el legado que dejemos a las próximas generaciones.
Adolfo Borrero Villalón
Presidente de la Alianza Inercia y de las Comisiones de Smartcities de CEOE y de AMETIC
