No basta con electrificar más. Debemos electrificar de mejor manera.
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Los vehículos eléctricos y otros productos eléctricos están surgiendo no solo como una estrategia climática, sino también como una cuestión de asequibilidad, competitividad económica, salud pública, experiencia del consumidor, seguridad energética y resiliencia ante mercados de combustible volátiles.
A las 5 a.m., un autobús eléctrico sale de su depósito después de haberse cargado durante la noche, listo para llevar a los niños a la escuela sin emitir humos de diésel. Mientras la ciudad se despierta, las bombas de calor ya han mantenido las casas y oficinas a una temperatura cómoda, utilizando mucha menos energía que sus equivalentes con calderas a gas. Para el mediodía, la energía solar carga los vehículos de entrega, enfría los almacenes y ayuda a las fábricas a llevar a cabo sus procesos más energéticamente intensivos. Luego, mientras millones de personas regresan a casa y conectan sus automóviles, los cargadores inteligentes programan silenciosamente las cargas para más tarde, cuando la electricidad es más barata y la red está menos congestionada.
Sucesos como estos comienzan a aparecer en todo el mundo: autobuses eléctricos en Delhi, bombas de calor eléctricas que calientan las casas durante los inviernos noruegos, camiones eléctricos que se integran a las flotas de transporte y construcción de China. El cambio hacia la electrificación ya ha comenzado.
La mayoría de las personas experimentarán esta transición no como una revolución en el sistema energético, sino como un cambio más sutil: un hogar más cómodo, facturas más bajas o aire más limpio. Pero en conjunto, estos cambios cotidianos marcan un cambio épico en la economía global: de una basada en la quema de combustibles fósiles a otra impulsada por electricidad limpia, tecnologías eficientes y una demanda flexible.
Pero, ¿qué es exactamente la electrificación? ¿Cómo puede el uso de más electricidad beneficiar a las personas y al planeta? ¿Y qué sucede cuando millones de nuevos vehículos eléctricos, aparatos electrodomésticos, edificios y fábricas se conectan a un sistema eléctrico ya sometido a presión?
En pocas palabras, la electrificación significa reemplazar las tecnologías que queman combustibles fósiles directamente —coches de gasolina, autobuses diésel, calderas a gas, hornos industriales, etc.—por alternativas alimentadas por electricidad. (Idealmente, electricidad limpia, pero hablaremos más de eso más adelante).
Este cambio está pasando a primer plano no solo como estrategia climática, sino también como cuestión de accesibilidad económica, competitividad empresarial, salud pública, experiencia del consumidor, seguridad energética y resiliencia ante mercados de combustibles volátiles.
No obstante, los argumentos a favor de la electrificación son más contundentes —y más interesantes— que simplemente cambiar de combustible. Para comprender su potencial, primero debemos analizar hasta dónde ha avanzado la electrificación, por qué las tecnologías eléctricas consumen menos energía y son más económicas de operar, y qué es necesario hacer para garantizar que la electrificación genere beneficios sociales y ambientales. Aquí exploramos en profundidad el estado actual de la electrificación y cómo acelerarla de la manera adecuada.
¿Cuál es el estado actual de la electrificación a nivel mundial?
La respuesta depende en gran medida de dónde (y qué) se observe. En algunas tecnologías y mercados, la electrificación avanza de manera sorprendentemente rápida. Sin embargo, en toda la economía global, la electricidad sigue suministrando solo alrededor del 20% del consumo final de energía (la energía realmente consumida en hogares, empresas, vehículos y fábricas).
El transporte por carretera es actualmente el ejemplo más claro de cómo la electrificación acelera su ritmo. Las ventas mundiales de automóviles eléctricos han aumentado en casi un 600% desde 2020, alcanzando los 20 millones el año pasado y representando ahora más de uno de cada cuatro automóviles nuevos vendidos. El transporte avanza más rápido que los edificios y la industria pesada, pero la mayoría de los vehículos ya en circulación continúan utilizando combustibles fósiles.
El progreso también difiere significativamente entre las distintas regiones geográficas. China, a veces denominada “el primer estado eléctrico”, ha tomado la delantera, ya que la electricidad ahora representa casi el 30 % del consumo total de energía, frente al aproximado 22 % en los Estados Unidos y el 21 % en la Unión Europea.
El ritmo actual sigue estando lejos de ser suficiente. Según la Agencia Internacional de Energías Renovables, para mantener el aumento de la temperatura global en 1,5 grados Celsius (2,7 grados Fahrenheit), límite que los científicos consideran necesario para evitar algunos de los peores efectos del cambio climático, la electricidad deberá abastecer más de la mitad de todo el consumo final de energía para mediados de siglo. Esto requerirá un cambio profundo en la forma en que se genera electricidad, con las energías renovables suministrando alrededor del 90 % de la energía mundial. Por lo tanto, la electrificación y la descarbonización del sector eléctrico deben avanzar juntas.
¿Por qué el progreso es desigual?
Parte de la explicación radica en el grado de dispersión de esta transición. Las decisiones relacionadas con el sector energético están concentradas en las compañías de servicios públicos, los promotores inmobiliarios, los reguladores y los gobiernos, mientras que la electrificación del uso final afecta a millones de hogares, vehículos, empresas y líneas de producción.
Mientras tanto, algunas actividades son simplemente más difíciles de electrificar que otras. Las tecnologías eléctricas ya pueden servir para el transporte por carretera, los edificios y muchos procesos industriales a bajas temperaturas. En muchos casos, su operación ya es más económica que la de sus equivalentes alimentados por combustibles fósiles, y pueden generar costos totales más bajos incluso cuando el precio inicial sigue siendo mayor. Los automóviles y autobuses eléctricos, las bombas de calor, los cocineros por inducción, los calentadores de agua eléctricos y muchos motores industriales son cada vez más accesibles y asequibles.
Pero para industrias como la siderurgia o la producción química, y para sectores como la aviación y el transporte marítimo, la electrificación directa es más difícil. Estas actividades requieren temperaturas extremadamente altas, utilizan combustibles fósiles como materia prima en el proceso de producción o necesitan más energía de la que las baterías actuales pueden suministrar de manera eficiente. En estos casos, el hidrógeno, los combustibles sintéticos u otras alternativas de bajas emisiones de carbono pueden ser opciones más viables que la electrificación, mientras que la captura de carbono podría ser necesaria para las emisiones residuales que no se pueden evitar fácilmente.
“¡Electrificar todo!” podría ser un eslogan tentador, pero es poco probable que sea práctico, e incluso deseable, como estrategia económica o industrial. El objetivo más sensato (aunque reconozcamos que menos llamativo) es electrificar directamente en las muchas áreas donde tiene mucho sentido hacerlo, reservando alternativas más escasas para los sectores más difíciles de electrificar.
¿Cuál es la ventaja ambiental de la electrificación?
La electrificación es un medio para lograr otros objetivos, no un fin en sí mismo. Un automóvil eléctrico alimentado por una red dependiente del carbón podría ser peor para el clima que uno que funciona con gasolina. En otras palabras, sus beneficios dependen de cómo se genere la electricidad. Pero un automóvil eléctrico, una bomba de calor o un proceso industrial pueden volverse cada vez más limpios con el tiempo a medida que la red se descarboniza gracias al mayor uso de energía eólica, solar, nuclear u otras fuentes de energía limpia. Por el contrario, un motor o caldera a gas permanece limitado a quemar combustibles contaminantes durante toda su vida útil. Por lo tanto, el beneficio total de la electrificación solo se obtiene al expandir los usos finales eléctricos y, al mismo tiempo, hacer que el suministro de energía sea progresivamente más limpio.
Además, una de las características más contraintuitivas de la electrificación es que el consumo de electricidad puede aumentar mientras el uso total de energía disminuye.
La razón es la eficiencia. Los motores de combustión desperdician hasta el 80% de la energía de su combustible (principalmente en forma de calor), convirtiendo solo el 20% en movimiento útil. Mientras tanto, los motores eléctricos convierten alrededor del 80% de su energía eléctrica en movimiento. Las bombas de calor van aún más allá: en lugar de generar calor quemando combustible, extraen el calor ya presente del aire o del suelo, logrando típicamente entregar varias unidades de calor por cada unidad de electricidad consumida.
Sustituir las tecnologías que queman combustible directamente por alternativas eléctricas —sustituyendo moléculas por electrones— puede, por lo tanto, reducir la energía necesaria para realizar el mismo viaje o calentar la misma vivienda.
Esto genera un segundo paradoja aparente: la factura de electricidad podría aumentar mientras que el costo total de energía disminuye. Una vivienda electrificada consume más electricidad, por supuesto; pero sus habitantes ya no compran gas para sus automóviles ni sistemas de calefacción. Dado que los vehículos eléctricos y las bombas de calor utilizan la energía con mucha más eficiencia que los motores de combustión y las calderas, los costos de combustible evitados pueden compensar con creces el consumo adicional de energía, incluso si la electricidad en sí se vuelve más cara. Por ejemplo, un análisis reciente estimó que electrificar por completo la calefacción y el transporte de un hogar típico europeo podría reducir su factura total de energía en más de la mitad.
Más allá de la reducción de emisiones y el uso energético, ¿qué beneficios ofrece la electrificación?
La argumentación a favor de la electrificación no puede —ni necesita— basarse únicamente en la reducción de emisiones (aunque uno podría pensar que preservar un planeta habitable es un punto de partida lo suficientemente convincente).
Las transiciones avanzan más rápidamente cuando la nueva tecnología no solo es más limpia, sino que también resulta claramente mejor para las personas y las empresas. Los vehículos eléctricos son más silenciosos, más suaves al manejo, generalmente cuestan menos en operación y son más ágiles que los automóviles a gasolina, con una aceleración instantánea desde el reposo. Las bombas de calor pueden proporcionar calefacción y refrigeración a partir del mismo sistema. La cocina eléctrica mejora la calidad del aire interior y ofrece un mayor control de temperatura. El equipo industrial eléctrico puede hacer que la producción sea más precisa, ágil y eficiente. Y todas estas tecnologías pueden ayudar a reducir costos al utilizar la energía de manera más eficiente.
Pero una tecnología mejor no es necesariamente una opción mejor para todos. Los costos iniciales, el acceso a la infraestructura y la forma en que se fija el precio de la electricidad pueden determinar qué hogares y empresas se benefician. Un propietario adinerado con camino de entrada puede comprar un vehículo eléctrico de inmediato e instalar un cargador; un repartidor en Nairobi podría necesitar financiamiento asequible, sistemas de intercambio de baterías y puntos de carga públicos confiables. Un edificio bien aislado puede utilizar una bomba de calor de manera eficiente; uno con mala aislación podría requerir mejoras costosas antes de que sea viable utilizar una bomba de calor.
Aunque la tecnología crea las posibilidades, son la infraestructura, las finanzas y las políticas públicas las que determinan quién puede aprovecharlas. En Ruanda, por ejemplo, políticas como incentivos fiscales junto con financiación privada y redes de intercambio de baterías están ayudando a los conductores de taxis en motocicleta a pasar a usar bicicletas eléctricas. Este cambio reduce los costos diarios de combustible y mantenimiento para los conductores, al tiempo que mejora la calidad del aire en la ciudad y contribuye al objetivo del país de electrificar el 30% de sus vehículos de dos y tres ruedas para 2030.
¿Puede realmente la red eléctrica soportar más electrificación ante el aumento de la demanda energética?
La demanda de electricidad ya está en aumento, impulsada por mayores necesidades de refrigeración, centros de datos, el crecimiento industrial y un acceso más amplio a energía fiable. Si se suman millones de vehículos eléctricos, bombas de calor y máquinas industriales sin planificar dónde y cuándo consumirán energía, los cuellos de botella actuales empeorarán.
Por lo tanto, la electrificación no es solo un desafío en materia de generación de energía. También representa un reto para la red y la coordinación, lo que exige acciones en tres frentes:
Primero, obtener más rendimiento del sistema ya existente. Mejores datos, controles más inteligentes, almacenamiento y actualizaciones selectivas de equipos pueden ayudar a los operadores a transportar más energía a través de las redes existentes y aprovechar mejor la capacidad que de otro modo permanecería inactiva.
Segundo, expandir la capacidad de la red de manera más rápida y estratégica. Las compañías eléctricas necesitan la confianza y los mandatos regulatorios para invertir antes de que se produzca una demanda predecible. Los procesos de conexión, las autorizaciones y los estándares de equipos deben reformarse para agilizar todo el proceso.
Tercero, cambiar cuándo y dónde se produce la demanda de energía. La ubicación, el momento y la flexibilidad de un nuevo depósito de autobuses, centro de datos o fábrica pueden afectar significativamente la cantidad de infraestructura de red necesaria, quiénes más pueden conectarse y cuándo.
Imagínese una ciudad que planea construir miles de viviendas nuevas además de una gran flota de autobuses eléctricos. Si la autoridad habitacional, la agencia de transporte y las empresas de servicios públicos planifican por separado (como sucede con frecuencia), es posible que los transformadores tengan que actualizarse dos veces, las conexiones a los depósitos se retrasen y los residentes tengan que esperar tanto por viviendas como por un transporte más limpio. Si se planifican conjuntamente, junto con sistemas solares locales, baterías y sistemas de carga y control bidireccionales, la misma inversión puede apoyar varias prioridades públicas al tiempo que se crean recursos de almacenamiento de energía local a demanda.
Es inútil construir fuentes de energía limpia si los clientes no pueden conectarse a ellas. También es un desperdicio construir nueva infraestructura de red si la capacidad existente no se utiliza adecuadamente. La electrificación estratégica requiere tanto expansión como una coordinación mucho más estrecha entre los sectores de energía, transporte, edificios, industria y desarrollo urbano.
¿Cómo pasamos de un consumo pasivo de electricidad a una demanda activa?
Imagínese ahora las 6 p.m. en esa misma ciudad cada vez más electrificada de la que hablé al principio de este artículo. Miles de familias regresan a casa y todas comienzan a preparar la cena. Los coches están conectados a la corriente. La calefacción o el aire acondicionado siguen en funcionamiento, las tiendas siguen abiertas, las fábricas siguen produciendo y los centros de datos siguen procesando datos. El problema no es necesariamente una escasez de electricidad en todo el sistema, sino que demasiada demanda llega a las mismas zonas de la red al mismo momento. Las redes se sobrecargan, se activa una generación de respaldo costosa y se gastan miles de millones en construir infraestructuras que solo se utilizan unas pocas horas al año.
Pero gran parte de esa demanda es flexible.
Un automóvil puede estacionarse toda la noche, pero solo necesita unas pocas horas para cargarse. Los edificios pueden precalentarse o refrigerarse antes del pico de demanda eléctrica. Los calentadores de agua, los almacenes refrigerados, las baterías y algunos procesos industriales también pueden funcionar un poco antes o después, ajustando así la demanda, todo sin afectar la comodidad ni el rendimiento.
Nada de esto requiere que las personas reorganicen sus noches ni se conviertan en comerciantes aficionados de electricidad. Simplemente quieren que sus automóviles estén cargados, que sus hogares sean cómodos y que sus facturas sean más bajas.
Los controles inteligentes pueden optimizar el uso de energía de forma automática. Un cliente podría optar por un programa ofrecido por su proveedor de energía, el cual ajusta temporalmente su termostato, cargador de vehículos eléctricos y/o calentador de agua cuando la demanda de electricidad es especialmente alta, generalmente sin que se note una pérdida en la comodidad o conveniencia. El cliente mantiene el control total y puede anular los cambios a cambio de una factura o pago más bajo. Si se implementa correctamente, esto genera un triunfo para todos: facturas más bajas para el cliente, menos carga en la red y menos inversiones costosas.
En un momento y lugar limitados, un megavatio de demanda que pueda retrasarse en el tiempo puede ser más valioso que un megavatio de suministro adicional. Puede aliviar inmediatamente los cuellos de botella, reducir la reducción de energías renovables (cuando la producción de energía renovable se disminuye intencionadamente porque la red no tiene capacidad para manejarla o porque no hay suficiente demanda), y evitar la construcción de infraestructuras que solo se utilizan unas pocas horas al año.
La tecnología existe. ¿Entonces, qué falta?
En primer lugar, el sistema eléctrico necesita saber qué activos flexibles están disponibles y cuándo pueden responder. Un operador de red no puede confiar en miles de cargadores de vehículos eléctricos, baterías o refrigeradores comerciales individuales si no puede saber dónde se encuentran, con qué rapidez pueden reaccionar o cuánta demanda pueden transferir. Estos numerosos activos más pequeños también necesitan una vía sencilla para acceder al mercado (a menudo al ser agrupados por un “agregador”). Además, deben recibir compensación por el valor que aportan.
En segundo lugar, son importantes los incentivos establecidos por los reguladores. Una empresa de servicios públicos que gana más al construir nuevas subestaciones y cables —como suele ocurrir— tenderá a hacerlo. Si también recibe recompensas por utilizar baterías, carga inteligente y demanda flexible para resolver el mismo problema de manera más económica, se le incentiva a elegir la mejor combinación.
En tercer lugar, el modelo de negocio debe ser viable. Las baterías, los controles inteligentes y el equipo industrial flexible no podrán desarrollarse con subvenciones puntuales o proyectos piloto de corta duración. Los inversores necesitan ingresos predecibles, los clientes requieren financiación asequible para cubrir los costos iniciales y los proveedores de servicios necesitan la certeza de que las reglas del mercado persistirán lo suficiente como para construir un negocio sostenible.
La próxima fase de electrificación no se trata tanto de inventar una solución tecnológica mágica como de que los gobiernos, los reguladores y los operadores del sistema creen las reglas de mercado, los incentivos y las fuentes de ingresos que permitan que las tecnologías existentes se expandan. En la práctica, eso significa tratar la flexibilidad como un recurso real del sistema y pagar por el valor que aporta.
Electrificar más, sí. Pero también electrificar mejor.
Volvamos por última vez al ejemplo de nuestra ciudad, pero 15 años después.
Todos los autobuses son eléctricos, pero ese es solo el cambio más visible. Las estaciones de carga se utilizan principalmente cuando la energía es barata y abundante. La energía almacenada en sus baterías está disponible como respaldo durante emergencias como las tormentas. Los edificios de apartamentos comparten cargadores en lugar de reservar la movilidad eléctrica únicamente para quienes tienen acceso a caminos privados. Las viviendas mantienen su comodidad durante olas de calor y frío gracias a que los edificios eficientes, las bombas de calor, el almacenamiento térmico y los controles inteligentes trabajan juntos: precalientan o refrigeran cuando hay energía limpia en abundancia, reducen la demanda cuando la red está sobrecargada y ayudan a mantener los servicios esenciales durante apagones. Los restaurantes y las escuelas cocinan sin combustión en interiores ni los contaminantes atmosféricos que esto genera.
El distrito industrial también ha cambiado. Las calderas eléctricas, los motores y las bombas de calor utilizan la energía con mayor precisión, mientras que procesos flexibles como la refrigeración, la calefacción de agua o la bombeo se activan automáticamente antes o se detienen brevemente cuando la red está sometida a estrés. Las nuevas fábricas eligen intencionadamente ubicaciones donde haya energía limpia y capacidad de red disponible. Los centros de datos y otros grandes consumidores de energía aseguran conexiones, en parte, mediante el uso de almacenamiento, generación limpia in situ y flexibilidad que benefician al sistema en su conjunto.
Para los consumidores, gran parte de esto es invisible. Su coche está listo por la mañana. Su edificio sigue siendo cómodo. Su proveedor de energía ajusta el consumo flexible en segundo plano y les devuelve parte del ahorro. Durante una interrupción eléctrica, las baterías en autobuses, viviendas y edificios comerciales ayudan a mantener funcionando los servicios esenciales.
Para la economía, el cambio es más profundo. El dinero que antes se gastaba en importar, subvencionar y quemar petróleo y gas se redirige hacia activos productivos en el país: generación limpia, redes eléctricas, edificios eficientes, vehículos, sistemas de almacenamiento, software y equipos industriales. En lugar de seguir pagando por combustibles importados, los países construyen capacidades nacionales duraderas, fortalecen la resiliencia industrial y ganan un mayor control sobre su futuro energético.
Por lo tanto, el beneficio es mayor que la reducción de emisiones. Se trata de productos y servicios de mejor calidad, aire más limpio, costos más bajos, mayor seguridad energética y un control nacional más estricto sobre el suministro de energía.
La electrificación, entonces, no se trata simplemente de reemplazar un combustible por otro o de aumentar aún más la demanda en la red. Se trata de pasar de un sistema energético basado en una combustión ineficiente y contaminante a uno basado en electricidad limpia, tecnologías eficientes y una demanda que pueda responder de manera inteligente al sistema que la rodea.
Sí, electrifiquemos más. Pero sobre todo, hagámoslo mejor.
Los vehículos eléctricos y otros productos eléctricos surgen no solo como estrategia climática, sino también como cuestión de asequibilidad, competitividad económica, salud pública, experiencia del consumidor, seguridad energética y resiliencia ante mercados de combustibles volátiles.
Por Clem Perry, con permiso de WRI.