El desafío de la flexibilidad de la red es ampliamente conocido, pero los recientes apagones eléctricos desde el Reino Unido  y las Islas Canarias  hasta la España continental y Portugal han vuelto a poner de relieve el problema de la resiliencia de la red.

Si bien la causa de estos cortes aún no está clara, la transición a fuentes de energía renovables variables plantea nuevos desafíos en cuanto a la frecuencia y la estabilidad de la red. Las variaciones en la generación renovable también suponen un riesgo creciente de fluctuaciones graduales de frecuencia o deriva de frecuencia, lo que podría reducir la calidad de la energía y dañar los equipos eléctricos.

Con la rápida electrificación de la economía, que expone cada vez más a las industrias a la inestabilidad de la red, existe una creciente necesidad de energía más resiliente y confiable, especialmente para los consumidores industriales y comerciales con un alto consumo energético. Así como la computación distribuida ayudó a proteger la economía digital de las interrupciones del suministro de datos, la descentralización de la gestión, el almacenamiento y la generación de energía podría, de igual manera, hacer que nuestra economía sea más resiliente a los riesgos del suministro eléctrico. Producir y almacenar más energía in situ puede proporcionar energía de respaldo esencial para los grandes consumidores de energía y aliviar la demanda de las redes eléctricas.

Los recientes y sonados apagones en la Península Ibérica han reavivado el debate sobre el riesgo que las energías renovables podrían suponer para la estabilidad de la red. Dado que las energías renovables representarán el 47 % de la electricidad neta generada en la UE  y más del 50 % de la matriz eléctrica del Reino Unido  en 2024, esta preocupación va en aumento.

Las investigaciones han demostrado que la rápida integración de las fuentes de energía renovables en la red eléctrica está reduciendo nuestra capacidad para controlar la frecuencia  y la estabilidad de la misma. Esto se debe a que las redes renovables carecen de la resiliencia inherente de la «inercia del sistema» , la energía cinética combinada almacenada en numerosas turbinas de centrales eléctricas que giran sincrónicamente, lo que las mantiene en rotación y, por lo tanto, resistentes a cualquier cambio repentino de frecuencia. Esto permite ganar tiempo para corregir cualquier desequilibrio.

Dado que muchas energías renovables no pueden producir directamente corriente alterna (CA), también están desacopladas de la red y, por lo tanto, no pueden influir directamente en la inercia de esta. Las variaciones climáticas en la generación de energías renovables también pueden producir una deriva de frecuencia, donde las frecuencias se desvían del ritmo requerido por la red, lo que podría afectar la calidad de la energía y los equipos eléctricos. Las redes europeas también están cada vez más interconectadas , lo que significa que cualquier interrupción del suministro eléctrico puede tener un efecto dominó más amplio en todo el continente.

Al mismo tiempo, la rápida electrificación de la economía implica que cualquier inestabilidad de la red eléctrica puede tener repercusiones en múltiples sectores. Esto se ejemplificó con los recientes cortes de suministro en España, que causaron interrupciones generalizadas en instalaciones industriales y comerciales, desde refinerías de petróleo y fábricas hasta tiendas de alimentación y hoteles, y eliminaron aproximadamente 1.600 millones de euros del PIB anual.

Los acontecimientos recientes han renovado el interés por mejorar la resiliencia de la red eléctrica, y la organización industrial Eurelectric estima  que Europa necesitará invertir 67 000 millones de euros al año de aquí a 2050 para lograr una mayor estabilidad de las redes. Sin embargo, se ha debatido menos cómo la generación y el almacenamiento de energía distribuida podrían proporcionar resiliencia descentralizada a los usuarios industriales y comerciales, reduciendo la dependencia de las compañías eléctricas y proporcionando una capa adicional de protección a nuestra economía.

Existen numerosos desafíos técnicos para proporcionar energía de respaldo fuera de la red, como controlar la producción variable de energía renovable para evitar la sobrecarga de las baterías y mantener el voltaje y la frecuencia del edificio alineados con el flujo y el reflujo de la red. Los edificios necesitan alternar entre diferentes fuentes de energía de respaldo, como usar un generador cuando la energía solar o eólica produce menos energía. Los ciclos de las baterías deben gestionarse de forma inteligente para preservar su estado y capacidad, y prolongar su vida útil.

Algunas organizaciones pioneras están adoptando sistemas inteligentes de almacenamiento de energía en baterías (BESS) y fuentes de energía in situ, desde biomasa hasta energía solar, capaces de proporcionar energía fuera de la red eléctrica durante un corte de suministro eléctrico. Los sistemas inteligentes de gestión de energía ahora pueden realizar un "aislamiento planificado", desconectándose intencionalmente de las redes eléctricas afectadas y realizando un "arranque en negro", restaurando la energía completa del almacenamiento de energía en baterías y las fuentes de energía in situ en menos de 30 segundos tras un apagón. Estos sistemas incluso forman microrredes capaces de operar con total independencia de la red principal.

Los sistemas avanzados de gestión energética ahora pueden calcular y regular automáticamente el consumo, la producción y el almacenamiento de energía en los edificios para equilibrar la oferta y la demanda fuera de la red eléctrica durante un corte de suministro. Por ejemplo, pueden reducir la potencia de los generadores renovables o diésel in situ para evitar la sobrecarga de las baterías o aplicar el "deslastre de carga", reduciendo el consumo de energía para ahorrar electricidad. Estos mismos sistemas de control inteligente permiten que las microrredes alternen sin problemas entre las fuentes de energía óptimas en todo momento, como el control y la conexión a grupos electrógenos diésel cuando la generación solar se detiene por la noche.

Las herramientas de medición digital pueden sincronizar automáticamente los niveles de voltaje y frecuencia con los de la red principal, lo que permite que los edificios se reconecten a la red sin problemas tras un corte de suministro, sin fluctuaciones de voltaje ni frecuencia. Esto también ayuda a proteger a los clientes de las fluctuaciones de frecuencia provenientes de la red.

Estos sistemas no solo aumentan la resiliencia, sino que también ayudan a cubrir las deficiencias en la infraestructura de la red eléctrica y, por lo tanto, a acelerar la transición energética durante la expansión de la red principal. Un operador de carga de vehículos eléctricos combinó energía solar fotovoltaica in situ con nuestros sistemas de almacenamiento de energía en baterías para proporcionar energía completamente autónoma a 39 estaciones de carga de vehículos eléctricos, creando un suministro eléctrico local seguro para el transporte eléctrico y llevando cargadores ultrarrápidos de vehículos eléctricos a lugares sin conexión a la red.

Así como el modelo de computación de borde (edge computing) de almacenamiento distribuido de datos ayudó a proteger la economía digital de las interrupciones de datos, un modelo de electricidad de borde (edge electric) basado en la gestión, el almacenamiento y la producción de energía in situ podría transformar la resiliencia económica. Los propietarios de edificios podrían usar modelos avanzados para dimensionar y escalar los sistemas de almacenamiento de energía en baterías según sus futuras necesidades energéticas y capacidad de generación, proporcionando un suministro eléctrico seguro y con garantía de futuro. También podríamos ver modelos de resiliencia como servicio que ofrezcan una seguridad energética más flexible y asequible para instalaciones comerciales e industriales más pequeñas.

Más allá de la resiliencia, la gestión, el almacenamiento y la producción inteligente de energía in situ también ofrecen numerosos beneficios comerciales. Las empresas podrían aprovechar los sistemas de islas inteligentes para aprovechar los esquemas de precios que recompensan a los principales consumidores industriales y comerciales por reducir el consumo de energía en horas punta, transformando así la resiliencia en ingresos. El almacenamiento de energía excedente in situ también permite la "amortización de picos", cargando y descargando estratégicamente las baterías para reducir el consumo en horas punta y, por consiguiente, los costos de electricidad.

El excedente de energía puede incluso revenderse a la red para proporcionar funciones esenciales, desde flexibilidad hasta regulación de frecuencia, creando un círculo virtuoso donde la resiliencia descentralizada para grandes consumidores, a su vez, proporciona mayor estabilidad y flexibilidad a toda la red. Algunas compañías eléctricas pagan a los operadores de BESS para que ayuden a estabilizar las frecuencias de la red y operen otros servicios auxiliares, como la regulación de voltaje, lo que crea una fuente potencial de ingresos para los propietarios de edificios comerciales e industriales y beneficia a la red.

Los edificios comerciales también pueden recibir pagos por vender energía a la red y proporcionar estabilización cuando esta se ve sometida a tensiones, como las causadas por temperaturas extremas en verano. Esto significa que una solución de resiliencia BESS puede ser rentable, ofreciendo ahorros en costos detrás del medidor y servicios comerciales en la parte frontal del medidor para las compañías eléctricas.

Los recientes acontecimientos en Europa han puesto de relieve la necesidad de asegurar el futuro de las redes eléctricas ante un panorama de energías renovables más inestable. Sin embargo, en última instancia, la transición a fuentes de energía renovables descentralizadas requerirá un cambio paralelo hacia la resiliencia descentralizada, de modo que las redes eléctricas dejen de ser un punto único de fallo para la economía.