Energías renovables y ‘smart grids’: una alianza para el futuro

Durante 2025, la generación mundial de electricidad ha alcanzado un récord histórico: más de 30.000 TWh (teravatios hora), según la Agencia Internacional de la Energía (IEA). Un teravatio equivale a un billón de vatios. El crecimiento se repite año tras año. Está impulsado sobre todo por las energías renovables, en especial la solar y la eólica. En el último ejercicio superaron los 11.000 TWh.

Este avance se explica por varios factores. Más de 130 países apoyan estas tecnologías. Además, sus costes han disminuido. También aumenta su uso en el transporte por carretera y en las bombas de calor. Según la IEA, estos elementos están acelerando la transición energética. Se trata de un proceso hacia la descarbonización. Está transformando cómo generamos, distribuimos y consumimos la energía.

“Las tendencias actuales del sistema eléctrico, junto con los objetivos climáticos de los países, apuntan a un mayor peso de las renovables”, explica Ángel Antonio Bayod, profesor de Ingeniería Eléctrica en la Universidad de Zaragoza. Por ello, añade, es necesario incorporar soluciones de flexibilidad. Estas permitirán integrar mejor las energías renovables en el sistema eléctrico.

Integración de las energías eólicas y solar

Entre estas soluciones flexibles destacan las redes de distribución eléctricas inteligentes (‘smart grids’), tecnologías digitales capaces de incorporar e integrar las energías eólica y solar en el sistema eléctrico, gestionar el almacenamiento de electricidad y equilibrar la oferta y la demanda en tiempo real. Las ‘smart grids’ facilitan la integración eficiente del comportamiento y las acciones de todos los usuarios conectados –empresas de generación de electricidad, consumidores y agentes que desempeñan ambos papeles– “para asegurar sistemas eléctricos económicamente eficientes y sostenibles, con pocas pérdidas y un alto nivel de calidad, garantía de abastecimiento y seguridad. Constituyen un pilar esencial en la transición hacia un sistema flexible, descentralizado y renovable”, asegura Bayod.

Las ‘smarts grids’ y balanceo de la oferta y la demanda en tiempo real

Uno de los grandes desafíos de la energías limpias es su naturaleza intermitente: por ejemplo, la solar solo produce electricidad cuando hay luz del sol y la eólica, cuando hay viento. Las redes eléctricas inteligentes, sistemas de distribución digitalizados que utilizan sensores, contadores inteligentes, controladores y software avanzado para monitorizar y gestionar el flujo de electricidad en tiempo real, permiten a los operadores ajustar instantáneamente el suministro de electricidad para que coincida con la demanda. Si la demanda es baja y la producción de renovables es alta, las ‘smart grids’ pueden almacenar la energía sobrante. Y si ocurre al revés –más demanda y menos producción–, estas redes digitales pueden liberar energía almacenada o redirigirla desde otras fuentes.

En una red tradicional, este proceso es complejo y depende de la capacidad de las plantas de energía de ajustarse rápidamente a las fluctuaciones de la demanda. Sin embargo, las ‘smart grids’ hacen este balance mucho más eficaz y preciso.

Además, las ‘smart grids’ permiten la gestión activa de la demanda, lo que significa que los consumidores pueden ser incentivados a ajustar su consumo en función de la disponibilidad de energía renovable, mediante tarifas dinámicas u otros mecanismos. Esta capacidad de equilibrar la oferta y la demanda en tiempo real es crucial para garantizar un suministro estable, confiable y sostenible de electricidad.

Gestión del almacenamiento de la energía a través de las ‘smart grids’

Otra de las ventajas de las ‘smart grids’ es que facilitan la gestión del almacenamiento de la energía de manera eficiente. Cuando la producción de energía solar o eólica es alta, la electricidad sobrante puede ser almacenada en baterías para su uso posterior. Luego, cuando la demanda aumenta o la producción de energía renovable disminuye, las redes inteligentes pueden liberar esta electricidad almacenada de manera automática, equilibrando el sistema sin necesidad de intervención manual.

Este sistema de almacenamiento distribuido también ayuda a mejorar la gestión del consumo, ya que las ‘smart grids’ pueden dirigir la energía almacenada hacia los puntos de consumo más necesitados. Además, la gestión del almacenamiento no solo se realiza a nivel de las plantas de energía, sino que también puede extenderse a las instalaciones domésticas y comerciales con baterías de almacenamiento conectadas a la red, proporcionando flexibilidad adicional al sistema.

“Uno de los mejores ejemplos de cómo las baterías están transformando la manera en que se gestiona la energía renovable se produce ya en California, con una elevada potencia de almacenamiento conectada. Durante los picos de consumo, las baterías cargadas con energía solar han permitido evitar apagones y reducir la dependencia de combustibles fósiles. Entre las 18:00 y las 22:00, cuando el sol ya no brilla, estas baterías se convierten en la principal fuente de energía, desplazando a los combustibles fósiles. El almacenamiento también resulta de utilidad para mitigar la intermitencia de algunas fuentes renovables, suavizar variaciones de potencia, tanto generada como demandada, y dar valor en todo momento a la generación renovable”, comenta Ángel Bayod.

Las redes eléctricas inteligentes fortalecen la resiliencia del sistema eléctrico absorbiendo o inyectando energía. Cuando una parte de la red falla, las sobrecargas se pueden extender a otra áreas, y el almacenamiento ayuda a descargar energía en puntos críticos, aliviar líneas saturadas y estabilizar tensiones y frecuencias. “En sistemas distribuidos –añade el especialista de la universidad aragonesa– las microrredes funcionan de forma autónoma si la red general cae, y aumenta la seguridad energética en zonas aisladas o vulnerables”.

Descentralización de la generación de energía

La descentralización de la generación de energía, donde las grandes plantas de energía no son las únicas en producir electricidad, se fortalece gracias a estas redes inteligentes. Las casas con paneles solares, las pequeñas turbinas eólicas y otros sistemas de generación distribuida pueden contribuir al suministro, repartiendo la electricidad de forma equitativa y adaptándose a los cambios en la generación y el consumo.

“Las redes eléctricas tendrán que adaptarse a un sistema más digitalizado, descentralizado y flexible, con un elevado número de sistemas de generación –incluso en las cubiertas de los edificios comerciales y residenciales–, bombas de calor, vehículos eléctricos, que en un futuro, además de como consumidores, pueden comportarse como sistemas de almacenamiento contribuyendo a la operación de las redes”, sostiene el profesor de Ingeniería Eléctrica.

Avances en Europa y América Latina en materia de ‘smart grids’

Este experto pone a Europa como ejemplo de la necesidad de desarrollar redes eléctricas inteligentes. “El 40% de las redes de distribución europeas tienen una antigüedad de más de 40 años y la capacidad de transmisión transfronteriza se duplicará de aquí a 2030. Por eso, es evidente que tendrán que abordarse retos a la hora de ampliar, digitalizar y utilizar mejor las redes de transporte y distribución de electricidad”. Bayod identifica un aspecto clave, la regulación. Al hacerse más complejo el sistema, las leyes tendrán que facilitar el despliegue oportuno de las inversiones necesarias para fomentar la eficiencia y la innovación. “Y también requerirá un nuevo diseño de mercado, que refleje las necesidades y preferencias de los diferentes consumidores, generadores, operadores de líneas y sistemas de distribución, y les proteja de la volatilidad de los precios de la electricidad”, dice el experto.

La apuesta de los países por soluciones como las redes eléctricas inteligentes para aprovechar la producción de energías renovables también tiene que ver con garantizar la seguridad energética y el crecimiento económico. Según el informe ‘Smart Grids Colombia: visión 2030’, publicado por distintas instituciones latinoamericanas, entre ellas el Banco Interamericano de Desarrollo (BID), las ‘smart grids’ no solo incrementan la eficiencia de la red para disminuir las pérdidas y las emisiones de CO2, también “aumentan los indicadores de calidad de suministros para mejorar el nivel de vida de los usuarios”.

El cambio de paradigma se está produciendo también en el sistema eléctrico de América Latina, que ya transita de las redes convencionales a las redes inteligentes. Países como México, Costa Rica o Colombia ya tienen planes de transformación, y en Perú, la hoja de ruta prevé que en 2030 el servicio eléctrico basado en ‘smart grids’ garantizará un “servicio competitivo, confiable y sostenible”, tal y como especifica el informe ‘Redes eléctricas inteligentes (‘smart grids’) en la distribución 2023-2030', elaborado por el Ministerio de Energía y Minas del país andino.

Las ventajas de la alianza entre energías renovables y redes eléctricas inteligentes las resume así el profesor de la Universidad de Zaragoza: “Disminuye las aportaciones de combustibles agotables y las emisiones de carbono, también los riesgos y los residuos; mejora la seguridad y calidad del suministro al estar más cerca la generación y el consumo, fortalece la capacidad de transporte del sistema actual al no saturarse tanto las redes; y garantiza la eficiencia del sistema al rebajar significativamente las pérdidas de distribución”.