Durante más de un siglo, hemos pensado en las centrales eléctricas de manera muy similar. Son complejos industriales masivos construidos detrás de vallas, conectados a comunidades distantes por líneas de transmisión y alimentados por carbón, gas natural, uranio, agua en caída o vastos campos de equipos de energía renovable. Requieren años de planificación, miles de millones de dólares en inversión y, con frecuencia, se convierten en puntos críticos para las comunidades preocupadas por la contaminación, el consumo de agua, la destrucción de hábitats, los riesgos de seguridad o el aumento de las facturas de servicios públicos. Cada vez que la demanda de electricidad comienza a aumentar, la conversación generalmente comienza con la misma suposición: necesitamos construir otra central eléctrica.
Esa suposición merece un nuevo análisis.
En junio, Sunrun, Tesla y Renew Home anunciaron un marco para coordinar baterías domésticas, sistemas solares en tejados, termostatos inteligentes y otros dispositivos conectados en lo que las empresas describen como la central eléctrica distribuida más grande de Estados Unidos. Juntas, sus carteras representan hasta 16,8 gigavatios de capacidad flexible extendido por todo el país.
Las empresas involucradas son notables, pero no son la parte más importante de la historia. Lo que importa es la idea que demuestra su anuncio. En lugar de responder a cada aumento en la demanda de electricidad vertiendo más concreto, tendiendo más tuberías y construyendo otra instalación industrial, una parte importante de la solución podría existir ya dentro de los hogares y vecindarios estadounidenses.
Una planta de energía virtual no es una sola instalación que opera en una ubicación. Es una red de recursos energéticos más pequeños coordinados a través de software para que puedan responder a las necesidades de la red eléctrica. Una batería doméstica puede liberar electricidad almacenada durante una noche calurosa cuando los aires acondicionados están elevando la demanda hasta su punto máximo. Un termostato inteligente puede ajustar brevemente la refrigeración unos pocos grados. Un calentador de agua eléctrico puede cambiar el momento en que recalienta su tanque, mientras que un vehículo eléctrico puede cargarse más tarde en la noche en lugar de durante las horas de mayor actividad.
Un hogar puede aportar solo una pequeña cantidad. Sin embargo, cuando cientos de miles o millones de dispositivos responden juntos, su efecto combinado puede empezar a parecerse a una central eléctrica convencional. Algunos recursos suministran electricidad, mientras que otros reducen la demanda. Ambos pueden ayudar a cerrar la brecha entre la cantidad de energía que la red tiene disponible y la que los clientes utilizan en un momento particular.
Los 16,8 GW anunciados no deben interpretarse como un único generador capaz de producir su salida máxima de forma continua. Se trata de una cartera geográficamente dispersa de recursos flexibles, que incluye cientos de miles de baterías operadas por Sunrun y Tesla, y más de 8 millones de termostatos y dispositivos conectados gestionados por Renew Home. Dichos dispositivos tendrían que organizarse en programas regionales, inscritos con el permiso de los clientes y distribuidos donde las compañías eléctricas locales y los operadores de la red puedan utilizarlos.
Incluso con esas cualificaciones, la escala es notable. La La planta de energía de la presa Hoover tiene una capacidad nominal de aproximadamente 2.080 megavatios.. Comparar directamente una instalación hidroeléctrica con una planta de energía virtual es imperfecto porque las tecnologías operan de manera diferente, pero el contraste ayuda a ilustrar cuán grande podría llegar a ser una cartera nacional de 16.8 GW. La energía distribuida ya no se limita a un puñado de proyectos piloto experimentales. Está entrando en la misma conversación que la infraestructura energética importante.
La planificación energética tradicional tiende a tratar los hogares y las empresas como consumidores pasivos. La electricidad fluye desde una central eléctrica central a través de líneas de transmisión y distribución hasta llegar al cliente. Las plantas de energía virtuales desafían ese modelo unidireccional. Un edificio puede consumir electricidad, generarla, almacenarla y ajustar cuándo la utiliza. Coordinadas en una comunidad, esas capacidades pueden brindar servicios de confiabilidad que las compañías eléctricas antes esperaban solo de los generadores convencionales.
Esto es importante porque Estados Unidos no se enfrenta simplemente a una escasez de equipos de generación. También enfrenta un problema de tiempo y utilización. Los sistemas eléctricos deben diseñarse para manejar los períodos de mayor demanda, incluso cuando esos picos ocurren solo por un número limitado de horas cada año. Las compañías eléctricas pueden proponer plantas costosas, subestaciones y mejoras en la red para atender esos breves períodos, con los consumidores cubriendo los costos de infraestructura que pueden permanecer infrautilizada la mayor parte del tiempo.
Las plantas de energía virtuales pueden reducir esos picos utilizando recursos que ya están conectados a los sistemas de distribución locales. No eliminan la necesidad de toda la nueva infraestructura, pero pueden ayudar a posponer o evitar algunas inversiones mientras hacen un mejor uso del equipo que los clientes ya han comprado. El Departamento de Energía de EE. UU. ha estimado que la expansión de las plantas de energía virtuales a De 80 a 160 GW para 2030 podría satisfacer entre el 10 y el 20 por ciento de la demanda eléctrica máxima nacional y ahorrar aproximadamente $10 mil millones al año en costos de la red eléctrica.
Esos ahorros podrían provenir de evitar capacidad de generación innecesaria, posponer ciertas mejoras en la transmisión y distribución, y reducir la dependencia de costosas plantas de picos que operan durante las horas de mayor demanda. El Departamento de Energía también ha informado que algunas empresas de servicios públicos han lanzado programas básicos de plantas de energía virtuales en menos de seis meses con costos iniciales relativamente modestos, lo que demuestra la rapidez con la que los recursos distribuidos pueden comenzar a contribuir cuando los reguladores y las empresas de servicios públicos los priorizan.
Las ventajas ambientales son igualmente significativas. Una planta de energía virtual no requiere una nueva chimenea ni una tubería de combustible. Coordinar una batería o un termostato existente no consume terreno adicional ni requiere agua de refrigeración. Puede fortalecer la red eléctrica sin colocar otra instalación industrial en un vecindario que ya soporta una carga de contaminación desproporcionada.
Esto no significa que el equipo en sí no tenga una huella ambiental. Los paneles solares, las baterías, los vehículos, la electrónica y los sistemas de comunicación requieren materias primas y fabricación. Los dispositivos nuevos también cuestan dinero, y sus beneficios seguirán estando distribuidos de manera desigual si los programas solo están disponibles para propietarios adinerados. Una estrategia creíble de planta de energía virtual debe incluir inquilinos, edificios multifamiliares, hogares de bajos ingresos, instituciones comunitarias y residentes que no pueden pagar baterías por sí mismos.
Esa cuestión de equidad debería definir cómo crece la tecnología. Los incentivos públicos no deberían simplemente subsidiar equipos privados para luego permitir que las corporaciones capturen la mayor parte de su valor de red. Los hogares que aporten sus baterías, electrodomésticos o su capacidad para reducir la demanda deberían recibir una compensación justa. Los programas deberían proteger las necesidades de energía de respaldo de los clientes, así como su privacidad, comodidad y derecho a marcharse. Las comunidades deberían compartir los ahorros cuando los recursos distribuidos permitan a las empresas de servicios públicos evitar infraestructuras costosas.
Manejadas correctamente, las plantas de energía virtuales pueden desviar la inversión de otra ronda de proyectos centralizados hacia las personas que realmente proporcionan el recurso. En lugar de pedir a los contribuyentes que financien una planta de gas que genera beneficios para los accionistas de la compañía eléctrica, parte de ese dinero puede destinarse a apoyar baterías, electrodomésticos eficientes, aislamiento térmico, flexibilidad de la demanda y energía de respaldo en hogares e instalaciones comunitarias.
False Solutions ha cuestionado repetidamente la afirmación de que la creciente demanda de electricidad requiere automáticamente más infraestructura de combustibles fósiles. En La planta de energía más limpia es la que nunca construimos, argumentamos que las empresas de servicios públicos recurren con demasiada frecuencia a la construcción antes de considerar plenamente la eficiencia, la conservación, la gestión de la demanda y la energía distribuida. El anuncio de la planta de energía virtual le da a ese argumento una nueva escala. Demuestra que los equipos distribuidos en millones de edificios pueden convertirse en infraestructura cuando las instituciones están dispuestas a tratarlos de esa manera.
El problema también se cruza con el rápido crecimiento de la computación intensiva en energía. Como se analizó en El mito de la IA barata está empezando a resquebrajarse, los costos de la nueva generación eléctrica, transmisión, sistemas de agua y mejoras de la red se están transfiriendo cada vez más de las grandes empresas tecnológicas a los clientes comunes. Luego se les dice a las comunidades que las nuevas plantas de gas u otros proyectos importantes son inevitables porque la demanda de energía está aumentando demasiado rápido.
Las plantas de energía virtuales no pueden borrar todos los impactos asociados con los centros de datos u otras cargas industriales grandes, y no deben convertirse en una excusa para aprobar un consumo ilimitado de electricidad. Sin embargo, debilitan el argumento de que la infraestructura de combustión debe ser siempre la primera respuesta. Antes de pedirle a las comunidades que acepten otra planta de gas, los reguladores deben exigir a las empresas de servicios públicos y a los grandes clientes que demuestren que han explorado seriamente la eficiencia, la demanda flexible, el almacenamiento distribuido y la energía limpia disponible localmente.
Eso es especialmente relevante en California, donde las comunidades ya se oponen a las demandas de tierra, agua y energía de los grandes desarrollos. Como se documenta en El rechazo a los centros de datos ha llegado a California, los residentes están empezando a cuestionar por qué deberían cargar con las consecuencias ambientales y financieras de proyectos cuyos beneficios fluyen en gran medida a otros lugares. La energía distribuida no puede responder a todas las preocupaciones, pero ofrece un punto de partida mucho menos destructivo que construir otra generación de infraestructura centralizada.
Las plantas de energía virtual no son un reemplazo mágico para cada generador o línea de transmisión. Las baterías domésticas suelen proporcionar energía durante un número limitado de horas. Su utilidad depende de la ubicación, la inscripción de los clientes, las comunicaciones, las reglas de la compañía eléctrica, la compensación y la capacidad de los operadores de la red para contar con ellas cuando sea necesario. Los recursos regionales también deben coincidir con las necesidades regionales. Una batería en California no puede resolver una restricción de confiabilidad local en Virginia.
Estas limitaciones son reales, pero no son un argumento para dejar de lado la tecnología. Son razones para diseñar mejores programas. El Laboratorio de Berkeley ha descubierto que los reguladores, las empresas de servicios públicos y los proveedores de plantas de energía virtuales ya cuentan con un conjunto cada vez mayor de experiencias en el diseño de programas, la captación de clientes, la participación en el mercado y la integración de recursos distribuidos. Su investigación identifica estrategias prácticas para aumentar la inscripción y escalar estos sistemas más allá de pequeños programas piloto.
La pregunta más útil no es si las plantas de energía virtuales pueden hacerlo todo. Ningún recurso puede. La pregunta es si pueden satisfacer parte de nuestras necesidades eléctricas más rápido, de forma más limpia y con menos interrupciones que los proyectos convencionales que se proponen en su lugar. En muchos casos, la respuesta parece ser que sí.
Durante décadas, las empresas de servicios públicos han tratado la demanda de electricidad como una razón para construir algo más grande. La aparición de las plantas de energía virtuales ofrece una filosofía diferente. Antes de construir otra instalación industrial, utiliza las baterías ya instaladas en los garajes. Antes de ampliar una subestación únicamente para cubrir un breve período de demanda máxima, recompensa a los clientes por cambiar el momento en que consumen electricidad. Antes de ubicar otro proyecto contaminante en una comunidad de primera línea, invierte en los recursos distribuidos que pueden hacer que los hogares y los vecindarios sean más resilientes.
La planta de energía más grande de América podría nunca ser visible desde la carretera. Podría no tener torres de enfriamiento, chimeneas ni una dirección única. Simplemente podrían ser millones de hogares trabajando juntos, demostrando que un sistema de energía no tiene que quemar algo, consumir otra porción de tierra o sacrificar a otra comunidad para mantener las luces encendidas.