A primera vista, los edificios pueden parecer estructuras inertes, cajas gigantes de hormigón, acero y cristal. Pero en el interior brindan espacio para muchas actividades, la mayoría de las cuales requieren energía. El consumo de energía en los edificios es necesario para la iluminación, la calefacción, la refrigeración, la cocina y la alimentación de todo tipo de electrodomésticos. Los edificios representan alrededor de un tercio del consumo de energía final del mundo y son clave para lograr cero emisiones netas a mediados de siglo. Pero para desempeñar su papel en la transición a la neutralidad de carbono, los edificios deben pasar de ser consumidores pasivos e ineficientes de energía a ser participantes activos en el sistema energético.
En un futuro moderno de cero emisiones netas, la mayoría de los edificios estarían equipados con una variedad de tecnologías digitales, así como con medidas de eficiencia energética y generación y almacenamiento de energía renovable en el sitio. Tal transformación no solo permitiría a los edificios utilizar la energía de manera más eficiente, sino también interactuar con la red para limitar los costosos picos de demanda. Los costos de electricidad disminuirían para los consumidores, permitiéndoles controlar mejor su consumo de energía y confort térmico. También reduciría la congestión de la red y reduciría la necesidad de centrales eléctricas de combustibles fósiles y las emisiones de gases de efecto invernadero resultantes.
Ampliación del papel de los edificios en los sistemas energéticos
Los edificios deben convertirse en actores activos del sistema energético
Es un hecho que la eficiencia energética es el primer paso para lograr cero emisiones netas. En los edificios, esto se hace diseñando o mejorando las envolventes de los edificios para que sean más eficientes y utilizando los electrodomésticos y equipos más eficientes . Las medidas gubernamentales son fundamentales para impulsar este proceso. Deben incluir requisitos obligatorios de eficiencia energética, incentivos para la industria y los consumidores, así como herramientas de información y otras políticas de apoyo.
A nivel mundial, el 34 % del consumo total de energía final en los edificios ahora es suministrado por electricidad y, por lo tanto, pasar a ser totalmente eléctrico es el camino más prometedor, ya que la electricidad tiene el potencial de descarbonizarse por completo. La energía solar fotovoltaica es la fuente de energía más barata en la actualidad y para 2030, alrededor del 40% de toda la electricidad utilizada en los edificios podría ser suministrada por energía solar y eólica. Los propios edificios pueden convertirse en sitios de generación de energía mediante la instalación de paneles solares.
Para calefacción y refrigeración de espacios, las bombas de calor eléctricas son más eficientes que la mayoría de los sistemas existentes. En Europa, el plan REPowerEU tiene como objetivo cuadriplicar el número de bombas de calor para 2030 para reducir la dependencia de la región del gas natural ruso , mientras que se instalarán 14 millones de bombas de calor cada mes en todo el mundo para lograr la neutralidad de carbono para 2050.
La eficiencia, la electrificación y la descarbonización son claves para la neutralidad de carbono
La naturaleza variable inherente a la energía renovable crea desafíos para los sistemas de energía, ilustrados por la famosa curva de pato . El diseño de la red estándar no ha cambiado mucho en un siglo y está diseñado principalmente para funcionar con grandes plantas de energía centralizadas que pueden distribuir energía en todo momento. La generación eólica y solar desafía la estabilidad de las redes eléctricas, ya que son descentralizadas y variables, que es una de las razones por las que países como Vietnam reducir el exceso de energía renovable .
Las redes eléctricas modernas deben volverse más flexibles para integrar dinámicamente muchos recursos de energía distribuidos e interactuar con los edificios. La buena noticia es que las tecnologías digitales inteligentes pueden optimizar el consumo de energía y la producción de electricidad renovable.
Las redes existentes no están listas para edificios generadores de energía, pero la tecnología digital inteligente puede ayudar
Las redes pueden comunicarse con los edificios a través de algoritmos de software y comandos inteligentes, por ejemplo, instruyendo a un dispositivo o equipo conectado (por ejemplo, una bomba de calor o un sistema de refrigeración) para que reduzca temporalmente su consumo de electricidad (vertimiento) o moviéndolo cuando la electricidad sea más limpia o más barata . ( cambio de carga ). Los programas de respuesta a la demanda que gestionan las cargas máximas (por ejemplo, el programa Saver's Switch en los Estados Unidos, la respuesta a la demanda en Singapur ) a menudo ofrecen recompensas monetarias a los consumidores.
Alrededor del 90% de las estaciones de carga de vehículos eléctricos del mundo están ubicadas en edificios, y la carga inteligente puede determinar el mejor momento para cargar, según la información de la red (por ejemplo, el programa piloto de Perks de carga , PLN en Indonesia), particularmente si es compatible con el tiempo de carga. -Utilizar mecanismos de fijación de precios (como en Italia ).
Los vehículos eléctricos son esencialmente baterías sobre ruedas y pueden usarse para almacenar energía. La carga bidireccional impulsada por la tecnología de vehículo a red puede cargar vehículos eléctricos y entregar energía almacenada a la red para equilibrar la demanda máxima. El vehículo doméstico es similar, con la energía utilizada para alimentar una casa. Un vehículo eléctrico completamente cargado puede sostener una casa promedio durante varios días y puede producir cero emisiones netas cuando se combina con un sistema solar en la azotea. Los calentadores de agua eléctricos también se pueden utilizar como almacenamiento, si están equipados con un tanque de almacenamiento y son " inteligentes" con dispositivos de control especiales. La energía térmica puede incluso almacenarse en envolventes de edificios bien aisladas . En Arizona , a los clientes se les paga para que su capacidad de almacenamiento esté disponible para la red, casi como alquilar una habitación libre en Airbnb solo para "albergar" la electricidad.
Las centrales eléctricas virtuales , plataformas digitales inteligentes que pueden usar almacenamiento de energía local, análisis de datos avanzados, tecnologías inteligentes e innovadoras (por ejemplo, inteligencia artificial, aprendizaje automático, cadena de bloques, etc.), ya están demostrando los beneficios de red y para el consumidor en Australia , California , Alemania , China y otros países.
Las centrales eléctricas virtuales también pueden facilitar el comercio de energía entre pares , lo que permite que los edificios vendan su exceso de electricidad renovable a través de una plataforma en línea. Este proyecto ha estado en marcha durante varios años en un distrito de Bangkok . Hay proyectos piloto similares en Bangladesh , Australia , Estados Unidos , Malasia , Singapur , India y Japón ), pero para que se amplíen, no solo los edificios y los sistemas deben volverse más eficientes, sino que las redes también deben gestionar mejor la energía distribuida. recursos. Es un cambio radical, similar a pasar de una única emisora de televisión a un nuevo mundo conectado donde todos pueden crear y compartir su propio contenido.
Ya existen varias soluciones rentables para hacer que los edificios sean mucho más eficientes, inteligentes, conectados y flexibles . Sin embargo, las políticas y las inversiones van a la zaga del progreso tecnológico. Los gobiernos deben comenzar a ver los edificios como extensiones dinámicas de la red que pueden ajustar su consumo y generación en respuesta a la congestión y los precios, al tiempo que brindan flexibilidad y reducen las emisiones.
Para que este cambio suceda, las regulaciones de construcción deben fortalecer las disposiciones de eficiencia energética e introducir requisitos para la generación de energía solar en el sitio, los sistemas de almacenamiento, la carga inteligente de vehículos eléctricos y las interacciones entre los edificios y la red. California ya actualizó sus regulaciones para nuevos edificios, mientras que los países de la UE están probando e implementando un indicador de preparación inteligente . Los edificios deben estar equipados con sensores y controles inteligentes, así como estándares de comunicación abiertos (como OpenADR), para garantizar la interoperabilidad entre los sistemas del edificio y con la red.
El apoyo político es esencial. Por ejemplo, las regulaciones recientes en el estado de Washington requieren que los calentadores de agua de almacenamiento eléctrico estén equipados con un puerto estandarizado especial que permita la respuesta a la demanda.
Los reguladores también pueden desbloquear el potencial de los edificios eficientes e interactivos con la red mediante el diseño de mercados de electricidad y tarifas minoristas que alineen los intereses de los consumidores con las necesidades de la red, agregando recursos de energía distribuidos a través de actores dedicados (como plantas de energía virtuales) y permitiéndoles participar en mayoristas y auxiliares . mercados electricidad (por ejemplo, en el caso de grandes consumidores en Australia).
Desarrollar e implementar estas políticas requerirá un esfuerzo considerable por parte de los legisladores de todo el mundo para analizar las oportunidades y los riesgos, como la ciberseguridad y la privacidad de los datos . La AIE ya está ayudando a los gobiernos a acelerar la modernización del sistema eléctrico a través de su iniciativa 3DEN y desarrollando paquetes de políticas para la eficiencia energética en economías emergentes a través de su programa E4 .
Escrito por :
Ksenia Petrichenko, analista de políticas de eficiencia energética
Publicado el 15-02-2023 17:04
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