Casi toda la red eléctrica de EE.UU. tiene ya de 40 a 70 años. Puede ser que no parezca demasiado antigua, pero las presiones de nuestros tiempos revelan que el sistema no basta.
En toda la nación el sistema de provisión de electricidad cruje ante la presión del boom de la IA, las situaciones de clima extremo y la parálisis política. En varias regiones las reservas operativas se achican y aumenta el riesgo de que haya problemas en momentos de pico de demanda, que se suman a los cortes y apagones de rutina. Como resultado, los consumidores pagan costos operativos más elevados, con menos confianza en el sistema.
Les preguntamos a unos expertos qué es lo que habría que hacer para modernizar la red eléctrica en EE.UU. Mencionaron varios desafíos, pero también definieron con claridad cómo modernizar el sistema que está desactualizado, desde la generación hasta la distribución.
Eric Hittinger
Jefe de departamento y profesor de políticas públicas en el Instituto de Tecnología Rochester, con eje principal en las políticas de energía.
En EE.UU. la demanda de electricidad se mantuvo bastante estable en los últimos 40 años aproximadamente. Eso benefició a los consumidores porque no hizo falta actualizar o ampliar el sistema, y el gasto normal lograba mantenerlo. Pero ahora es un momento de transición en que las décadas de postergación de mejoras llegan en el momento en que aumenta la demanda.
En lo físico, significa actualizar y ampliar cada parte del sistema de electricidad, renovando la generación y almacenamiento de energía, las líneas de alto voltaje, las subestaciones, los medidores y los aparatos eléctricos, y los sistemas de medición y control en cada nivel. Hay muchos detalles técnicos, pero la pregunta más interesante sobre la modernización de la red será: ¿quién pagará la renovación?
No hay una respuesta obvia. Una posibilidad es que todos los clientes compartan los costos. Otra es que los clientes nuevos —como los grandes centros de datos— sean los que carguen con el mayor costo, ya que son los que causan el aumento de la demanda. El gobierno también tendría un rol importante en el financiamiento de la infraestructura porque la electricidad accesible y confiable es un bien social.
La pregunta de quién costea la renovación decidirá quién tiene que pagar, pero también afecta a la forma en que evoluciona el sistema de electricidad. Porque si los clientes residenciales tienen que pagar mucho más, tendrán menos probabilidades de adoptar tecnologías como los vehículos eléctricos o las bombas de calor, pero más probabilidades de adoptar la energía solar. Si se pide que los centros de datos paguen la modernización, tal vez decidan generar su electricidad con turbinas a gas.
Es un problema complicado que no tiene una solución fácil, pero el mejor plan será el que surja de la coordinación entre las eléctricas, los reguladores y legisladores, y los clientes, para identificar cómo compartir los gastos de la modernización de manera justa, accesible y que aliente a adoptar tecnologías limpias.
Alexandra Klass
Profesora de leyes del Michigan Law especializada en leyes de energía Klass también fue asesora general de eficiencia energética y demostraciones de energías limpias en el Departamento de Energía de EE.UU. entre abril de 2022 y julio de 2023.
Hay muchos componentes en la modernización de la red eléctrica de EE.UU. que incluyen nueva infraestructura física y nuevas formas de gobernanza de la red.
La red eléctrica de EE.UU. fue uno de los mayores logros de la ingeniería del siglo 20, pero para enfrentar los desafíos del siglo 21 tenemos que modernizar e integrar sus tres componentes: generación, transmisión, y distribución.
Para la generación hay que ampliar la flota de generación y evitar los recursos basados en el carbono, combinando energía eólica, solar, hidráulica, geotérmica, nuclear, y almacenamiento en baterías usando algo del gas existente. El freno virtual del gobierno de Trump a la construcción de instalaciones de energía eólica y solar es una de las barreras más grandes para lograr esa tarea.
En la transmisión hay que invertir en líneas nuevas de alto voltaje y larga distancia que lleven energía por todo el país a los lugares donde haga falta y en el momento en que se necesite. Tiene que unirse a las inversiones de las tecnologías de “mejoramientos de red” como la reconducción, las categorías de líneas dinámicas, los controladores de flujo de energía para que cada una de las líneas existentes pueda aprovecharse al máximo.
En el caso de la distribución, la inversión en recursos integrados (solar, baterías, microrredes) podría reducir la necesidad de tener nuevas usinas, reduciendo también los apagones y los costos para el consumidor.
Pero gran parte de los problemas surgen de fallas en la gobernanza, que necesitan reformas en el nivel general, en particular en la planificación de líneas de transmisión interestatales, que la regulación federal ha tercerizado a compañías privadas que suelen ignorar la imagen completa y sus necesidades. El gobierno federal también tiene que ampliar su inversión en el desarrollo e innovación, y la producción de tecnologías de energía.
Se requieren también reformas a nivel de los estados. La modernización tiene que ver con tres necesidades clave: tecnología innovadora, transmisión disciplinada, e inversión en distribución, con operaciones efectivas y planes de mantenimiento.
La transformación podría ser efectiva en diferentes aspectos, pero las reformas más modernas hay que tomarlas en cuenta, como incentivar la inversión en tecnologías innovadoras, con beneficios para el cliente, modernizando la red, reduciendo los apagones, incorporando la demanda aumentada de la IA, y reduciendo los costos para el cliente.
Miroslav M. Begovic
Profesor de ingeniería eléctrica y director adjunto del Centro de Red Inteligente de la Universidad de Texas A&M. Begovic presidió la Sociedad de Energía y Electricidad IEEE.
Modernizar la vieja red eléctrica de EE.UU. requeriría de un programa de inversión nacional con tres aspectos: rápido crecimiento de la carga, eventos de clima extremo, y un mix de generación que cambia.
Tras décadas de crecimiento relativamente modesto en la demanda, hoy se espera que la red transporte electricidad a demanda, con la expansión industrial y los centros de datos de IA de alto consumo. Estos centros de datos pueden haber aumentado un 4% la carga en 2023 hasta un 9% para 2030, y los vehículos eléctricos suman 100 a 185 teravatios hora en la demanda anual de electricidad para 2030, casi un 2,5% a 4,6% del consumo anticipado de energía en EE.UU. Para 2040, se calcula que serán 468 TWh.
La modernización no puede limitarse solo a la generación aumentada, sino que tiene que incluir nuevos corredores de transmisión, repensar lo actual, con estructuras de torres más fuertes, categorización dinámica, sensores y protección avanzada. Los eventos extremos hacen que sea urgente porque el 80% de los grandes apagones entre 2000 y 2023 fueron causados por eventos climáticos como tormentas y huracanes. Por eso hay que evaluar lo que se decida en estructuras no solo por la capacidad o máxima corriente que puede transportar un cable, sino por la resistencia al clima, con un costo razonable de ciclo de vida.
Los conductores de acero reforzado y de alta temperatura podrían ser muy competitivos ante los conductores de núcleo compuesto en entornos mecánicos difíciles como el hielo, los fuertes vientos, la tensión en los conductores y las temperaturas en operaciones de emergencia. Los sistemas de cables también tienen que ser adecuados para aquellos lugares donde suele haber huracanes, incendios forestales, vegetación o hielo, con cubiertas protectoras que puedan reducir los problemas por contacto y mejorar la resistencia ante las tormentas. No son soluciones universales porque hay que considerar el peso adicional, el costo, y el diseño térmico.
En cuanto a la generación, los reactores nucleares modulares pequeños y de avanzada brindan nueva capacidad, y se calcula que podrían sumar unos 200 GW para 2050. Al mismo tiempo será importante la confiabilidad, flexibilidad y rápido despliegue de turbinas de gas eficientes y de rápida operación. Para 2028 se planean 18.7 GW de nueva capacidad de ciclo combinado.
La distribución implica que la modernización convierta a los alimentadores pasivos en plataformas activas, sumando a las plantas virtuales los sistemas solares, baterías, cargadores de VE, termostatos inteligentes, etc. Se calcula que estas plantas virtuales alcanzarían 80 a 160 GW para 2030 cubriendo entre el 10 y el 20% de la carga pico ahorrando cada año unos US$10 mil millones. La red futura tendrá que ser más amplia, más fuerte, más digital, mejor distribuida y más flexible.
Rob Gramlich
Fundador y presidente de Grid Strategies LLC, firma consultora del sector energético.
Modernizar la red de EE.UU. requerirá de acción coordinada entre la planificación, la política y la inversión, apartándose de las mejoras incrementales que se hicieron en las últimas décadas.
Para tener un sistema confiable y asequible habrá que ampliar mucho la infraestructura de transmisión. La red actual no se diseñó para las necesidades de hoy y en muchas regiones se ha superado la capacidad. Invertir en la transmisión interregional ayudaría a asegurar el acceso a diferentes tipos de generación, mejorando la resiliencia en eventos climáticos extremos y períodos de estrés, permitiendo el crecimiento económico.
La legislación federal para la reforma podría hacer mucho para permitir la ampliación de la red. La interconexión requiere de mejoras continuas y hacen falta procesos de estudio más eficientes con planificación proactiva para poder sumar nueva carga y generación.
La planificación de la red intra e interregional tiene que mirar hacia el futuro. Tenemos que identificar necesidades futuras – sea por clima o por los centros de datos – y construir anticipando tendencias y no, reaccionando cuando hay problemas. A corto plazo hay que invertir en tecnologías de mejora de la red y conductores de alto rendimiento que pueden ampliar la capacidad y eficiencia de la red. Se reducirían así los plazos de actualización de la red, evitando problemas de permisos, y ahorrando gran parte del costo para los consumidores.
El alineamiento de la política y la regulación tendrá un rol decisivo. Hay barreras en el debate sobre la asignación de costos, la lentitud en los permisos y la toma de decisiones fragmentada. Si logramos alinear los incentivos y acelerar las aprobaciones, podremos construir lo que hace falta. El camino está claro, pero tenemos que avanzar a una escala mucho más grande.
