El rol estratégico de la electricidad en el liderazgo de la descarbonización de Europa

1. El rol de la electrificación

¿Por qué necesitamos la electrificación dentro del sistema energético? ¿Por qué la electricidad es la energía del futuro?

La electricidad surge como el vector energético crítico y como una oportunidad sin precedentes para fomentar una transición energética limpia y la descarbonización de los usos energéticos. La Unión Europea está decidida a incrementar su ambición climática para 2030 llegando, al menos, a una reducción del 55% de emisiones de gases de efecto invernadero en comparación con 1990, con el fin de lograr la neutralidad de carbono para 2050. En este escenario, en la UE27 se prevé que la penetración de la electricidad en la demanda de energía aumente del 23% actual al 30-31%¹ para 2030, y entre el 47%¹ y el 60%² para 2050, considerando que la proporción real de electricidad para los principales sectores representa casi el 2% en transporte, 33% en edificios y 32% en industria. Esto se puede lograr gracias a la electrificación “directa”, pasando de combustibles fósiles a vectores eléctricos libres de carbono en los usos finales de la energía para los sectores que son la causa principal de las emisiones globales de gases de efecto invernadero. Además, este proceso puede complementarse con la electrificación "indirecta" en sectores difíciles de abatir gracias al hidrógeno verde y los combustibles electrónicos a través de la electrólisis, en aquellos casos en los que la sustitución directa de combustibles fósiles no sea rentable (por ejemplo, para aplicaciones industriales pesadas, en transporte marítimo y aviación).

La electrificación trae múltiples beneficios que van más allá de la descarbonización. La electrificación puede traer un conjunto de beneficios que van mucho más allá de la reducción de emisiones de GEI e incluyen: 1) asequibilidad y seguridad del suministro a través de redes eléctricas altamente resilientes; 2) mayor eficiencia energética; 3) mejora de la calidad del aire urbano; 4) empoderamiento del cliente a través de una mayor flexibilidad y acoplamiento sectorial gracias a la digitalización; 5) circularidad y eficiencia de recursos y nuevos empleos de calidad que surgen de un proceso de transición justa bien planificado.

1. La electricidad producida con una combinación energética cada vez más impulsada por energías renovables es la ruta para lograr un sistema energético asequible y confiable. De acuerdo con la evolución reciente del debate institucional entre la Comisión Europea, el Consejo y el Parlamento y las inversiones climáticas respaldadas por el plan de recuperación de la UE, los objetivos de energía climática de mayor ambición son ciertamente realistas. Se puede lograr una electrificación más avanzada, tanto del lado de la oferta como de la demanda, gracias a la combinación de los avances tecnológicos recientes y la reducción de costes. Los nuevos proyectos solares y eólicos están socavando las opciones de generación de energía más baratas basadas en combustibles fósiles ya que, a lo largo del período 2010-2019, el costo promedio ponderado global de la electricidad ha experimentado una disminución del 82% para la energía fotovoltaica y del 29% para la energía eólica marina al 40% para la eólica terrestre. Al mismo tiempo, la electrificación garantiza una mayor resiliencia del sistema energético y la seguridad del suministro al aumentar la estabilidad general del sistema gracias al almacenamiento y al reducir la exposición geopolítica para los países que dependen en gran medida de las importaciones de energía.
2. La electrificación es el camino para aumentar la eficiencia de los usos energéticos. La electrificación puede generar ahorros de energía sustanciales gracias a una mayor eficiencia en comparación con otros vectores para el mismo uso final de la energía. Se pueden obtener importantes ganancias de eficiencia en el sector del transporte gracias al despliegue a gran escala de vehículos eléctricos, que son de tres a cinco veces más eficientes que los vehículos con motor de combustión interna. En el sector de la construcción, las ganancias en eficiencia energética son posibles, principalmente, gracias al aumento de la electrificación mediante el despliegue de bombas de calor, que consumen cuatro veces menos energía que las calderas de gasoil o gas. En el sector industrial, la intensidad energética disminuye gracias a la electrificación de los procesos industriales.
   
3. El cambio del uso directo de combustibles fósiles a la electricidad conducirá a una mejor calidad del aire en las ciudades, gracias a la reducción de las emisiones de contaminantes locales. La mala calidad del aire es el principal problema medioambiental y sanitario en Europa. La electrificación elimina las emisiones de los tubos de escape y las calderas reduciendo drásticamente la emisión de contaminantes locales en los usos finales de energía. Como resultado, especialmente en áreas densamente pobladas, la calidad del aire mejora drásticamente en términos de concentraciones reducidas de contaminantes, exposición de la población urbana e impactos en la salud relacionados. La electrificación de los sectores de transporte, residencial y terciario, junto con el desarrollo de las fuentes de energía renovable en el sector de la energía, será fundamental para lograr los objetivos de calidad del aire de la UE a corto y largo plazo.
   
4. La electricidad permite la digitalización de los usos energéticos mediante la integración de tecnologías inteligentes y apoya el desarrollo de productos, servicios y modelos de negocio innovadores. La digitalización, junto con el vector de energía eléctrica, puede optimizar los consumos de energía reduciendo el desperdicio. Los beneficios llegan a todas las partes interesadas: la ciudadanía se vuelve más consciente del uso que hace de la energía gracias a dispositivos digitales que transparentan el consumo y mejoran la atención al cliente, mientras el sistema eléctrico evoluciona hacia estándares de mayor eficiencia. Hoy en día, y cada vez más en los próximos años, existen y existirán nuevas oportunidades para involucrar a las partes interesadas y empoderar a los clientes permitiéndoles participar activamente en los mercados eléctricos, incluida la provisión de flexibilidad y servicios auxiliares a la red. La electrificación permitirá la flexibilidad para gestionar volúmenes crecientes de FER (Fuentes de Energía Renovable) variables y permitirá la participación de los consumidores para responder a la demanda, liberando el potencial de generar ahorros en los costes de energía tanto para los usuarios como para los operadores del sistema. Los ciudadanos recibirán una compensación por su contribución activa al equilibrio del sistema, que se beneficiará de la reducción de los costes de red y mercado.
   
5. Las tecnologías de la electricidad y la electrificación pueden desempeñar un rol importante a la hora de favorecer y apoyar la economía circular. Un despliegue cada vez mayor de servicios inteligentes en el sistema energético, como los que se activan a través de smart meters, puede facilitar un papel más activo de los prosumidores, facilitando sus posibilidades de adoptar opciones sostenibles. En el lado de la demanda de la ecuación energética, las baterías y el almacenamiento de electricidad pueden ofrecer un activo valioso para los consumidores ya que, por una parte, podrían garantizar una movilidad más limpia y asequible para todos, y por la otra, contribuirían a la adopción de un verdadero modelo de economía circular en nuestras sociedades. Las baterías de segunda vida son un buen ejemplo de estas sinergias. En el lado de la oferta de la ecuación, las tecnologías renovables ofrecen un buen potencial de circularidad. Los sitios de FER se pueden transformar fácilmente con nuevos componentes cuando los antiguos llegan al final de su vida útil. Los paneles fotovoltaicos agotados que se remanufacturan y, en última instancia, se reciclan, y los componentes desmantelados de parques eólicos regenerados pueden reciclarse en gran medida, incluido el acero, otros metales y tierras raras de gran valor.

Infraestructuras

La digitalización de las redes de distribución respalda la optimización y confiabilidad del sistema eléctrico en el contexto de una mayor electrificación de los usos energéticos y la penetración de las energías renovables. El ritmo de descarbonización y electrificación del sistema energético presenta dos desafíos dominantes para las redes y los sistemas eléctricos:

• Gestionar la variabilidad y la incertidumbre para garantizar el equilibrio continuo del sistema.
• Equilibrar oferta y demanda durante períodos de escasez o excedente de generación.

Las redes eléctricas cada vez más inteligentes que utilizan tecnologías digitales y avanzadas permitirán que las redes de distribución desempeñen un rol cada vez más nuevo dentro de los sistemas eléctricos. Las redes inteligentes ayudarán a administrar los flujos de energía multidireccionales de manera más eficiente y, por lo tanto, respaldarán la integración de recursos más variables y el control de recursos distribuidos, a través de servicios de flexibilidad y asignación óptima de recursos de red. Los beneficios incluirán la reducción de la demanda de carga máxima, la gestión de la congestión, la reducción de las pérdidas de la red y una mayor estabilidad y confiabilidad de la red. Además, las tecnologías de redes inteligentes son necesarias para permitir la gestión del flujo inverso de energía, lo que puede constituir un desafío para la planificación y operación tradicionales de las redes de distribución y transmisión. Los nuevos actores del mercado (prosumidores, agregadores y consumidores activos) plantean nuevas necesidades y requieren la introducción de modelos comerciales de terceros. Al adquirir servicios de flexibilidad como soporte de voltaje y gestión de la congestión de los usuarios de su red, una vez que se definen el marco regulatorio y las reglas del mercado adecuados, los Operadores de Sistemas de Distribución (DSO, por sus siglas en inglés) pueden contar con instrumentos más avanzados para proporcionar un suministro de electricidad confiable y calidad de servicio, y para optimizar futuras inversiones en la red, para beneficio tanto de la red de distribución como de los consumidores.

3. Acciones y recomendaciones

¿Cómo pueden los formuladores de políticas promover y fomentar la electrificación del sistema energético?

Aunque las tecnologías de electrificación están generalmente maduras y listas para el mercado, el potencial significativo asociado con la electrificación de los usos finales de energía a menudo no se materializa debido a una serie de barreras económicas y no económicas. La inversión en muchas tecnologías de electrificación energéticamente eficientes parece tener un buen sentido económico, pero el nivel de su implementación a menudo es mucho más bajo de lo esperado. Sin embargo, los tomadores de decisiones y los consumidores, incluidos los hogares y las empresas, generalmente no se sienten alentados a tomar las mejores decisiones económicas. La estructura actual de precios de la electricidad, sobrecargada por los impuestos y los costes de apoyo a las políticas, no permite que señales efectivas impulsen elecciones energéticas eficientes por parte de los clientes. Las barreras no económicas incluyen una información inadecuada de los consumidores e instaladores, falta de capacitación en la instalación y uso de las tecnologías, poca conciencia entre los formuladores de políticas acerca del potencial tecnológico y económico asociado con un mayor uso de tecnologías eléctricas, y falta de acceso adecuado al financiamiento.

Se necesita un marco de políticas mucho más tranquilizador que acelere la electrificación del sistema energético para superar las barreras que impiden su adopción a pesar de sus múltiples beneficios:

1. Es fundamental establecer condiciones equitativas para todos los vectores de energía, reducir la carga fiscal sobre la electricidad y eliminar las prácticas que promueven y subvencionan los combustibles fósiles. La carga fiscal promedio de la UE para la electricidad doméstica es del 39,5%, mientras que el valor correspondiente para el gas es del 27,8%. En los precios no domésticos, la carga es ligeramente menor, situándose en el 34,4% para la electricidad y el 12,5% para el gas (Eurostat 2019). Una electrificación eficiente requiere una competencia leal entre los vectores energéticos, lo que requiere una profunda revisión de las medidas fiscales sobre los mismos. Las acciones clave en este sentido serán reducir o eliminar las ayudas a los combustibles fósiles, eliminar los cargos inapropiados en las facturas de electricidad (es decir, impuestos o gravámenes), en particular mediante tarifas bien diseñadas, y tener en cuenta las externalidades ambientales. Los precios de la electricidad deberían reflejar los costes y competir en igualdad de condiciones con otros vectores de energía. Como resultado, los clientes recibirían las señales de precios correctas sobre qué, cuándo, cómo y cuánto consumir. También tendrían la oportunidad de elegir el vector energético más eficiente a precios justos en comparación con otros combustibles. Los efectos positivos sobre el uso incrementado y eficiente del producto eléctrico contribuirían a la descarbonización de sectores como el transporte, la industria y la calefacción.
2. El sector energético puede contribuir eficazmente a una descarbonización más profunda siempre que se diseñe adecuadamente un marco de inversión para las fuentes de energía renovable y se establezcan mercados aptos para las fuentes de energía renovable. Si bien las tecnologías CCGT implican generalmente una distribución de costes de 50/50 CAPEX/OPEX a lo largo de su ciclo de vida útil, las tecnologías renovables como la eólica y la solar fotovoltaica tienen más del 90% de CAPEX. Esto implica que, en el escenario futuro de alta penetración de las FER en el sector eléctrico, las tecnologías térmicas de uso intermitente ya no son una referencia de precio consistente para los mercados mayoristas. Se necesita un diseño de mercado revisado para respaldar una mayor penetración de las fuentes de energía renovable, reconociendo las tecnologías de energía renovable eólica y solar como cadenas de valor estratégicas clave y promoviendo los acuerdos corporativos de compraventa de energía (PPAs, por sus siglas en inglés) para fomentar la participación en el lado de la demanda de la industria.
3. Con respecto a la infraestructura, será necesario establecer una regulación y apoyo para la modernización y digitalización de la infraestructura que ayude a la electrificación, ya que las redes son la columna vertebral del sistema energético y la clave del transporte de energía para entregar la electrificación. La digitalización de redes e infraestructura y nuevos servicios digitales para aumentar el confort en los hogares (smart homes), la eficiencia en las ciudades (smart cities) y la movilidad (vehicle-to-grid, vehicle-to-home), allanarán el camino para la optimización de la infraestructura eléctrica y la reducción de costes, al tiempo que cumplirán con los requisitos más estrictos de confiabilidad del sistema. Los marcos políticos deberían acelerar la integración de equipos y dispositivos “smart-ready” (listos para ser inteligentes) en las redes, al tiempo que respaldan el desarrollo adicional de smart meters de nueva generación. Los marcos políticos también deben apoyar e incentivar adecuadamente a los operadores de sistemas de distribución para que adquieran servicios de flexibilidad locales eficientes, siempre que sean la mejor solución desde una perspectiva de análisis de costes y beneficios. Los servicios de flexibilidad de los prosumidores podrían, de hecho, evitar congestiones y optimizar la capacidad de la red para adaptarse a una mayor proporción de energías renovables.
4. Del lado de la demanda, el rol de la electrificación deberá reforzarse en las diferentes políticas de la UE aprovechando un análisis de costo-beneficio más exhaustivo de los múltiples beneficios que ofrece en los diferentes sectores. Las sinergias entre las políticas deben aprovecharse mejor mediante un análisis más exhaustivo y eficaz de la relación costo-beneficio. Las políticas de la UE deben revisarse con miras a lograr una integración real y plena de las políticas climática, energética y medioambiental. Se debe implementar un enfoque más holístico basado en la aplicación reforzada y mejorada de herramientas de política, incluido el análisis de costo-beneficio, para desarrollar medidas integradas. Las soluciones holísticas deben incluir el desarrollo tecnológico, así como cambios estructurales y de comportamiento. Dado que una mayor eficiencia a menudo puede inducir una demanda adicional, estos desarrollos tecnológicos deberán tener un precio adecuado para tener en cuenta las externalidades ambientales asociadas. En tal sentido, los sistemas de transporte, calefacción y energía deberían pasar por una integración más amplia aprovechando mejor las sinergias potenciales. Se necesita una hoja de ruta con hitos concretos sobre la electrificación de la demanda de energía para respaldar la descarbonización total de la economía para 2050.
5. El despliegue de la movilidad eléctrica requiere habilitadores clave que den forma a un marco de políticas renovadas para el transporte. La introducción de políticas públicas que aborden el cambio de paradigma en el transporte es clave para acelerar la adopción de la movilidad eléctrica. Las acciones y medidas pueden incluir: 1) planes de desarrollo claros y compartidos para la infraestructura de carga para proporcionar certeza sobre su regulación y accesibilidad; 2) estándares ambiciosos para la reducción de emisiones de CO₂ y contaminantes; 3) desarrollo de infraestructura de TIC de alta conectividad que respaldará el avance del funcionamiento de los vehículos eléctricos y el surgimiento de nuevos modelos de negocio; 4) promoción de ecosistemas industriales para pasar de la competencia a la colaboración entre todos los actores involucrados, impulsando la creación de valor para los clientes finales a través de servicios interoperables y haciendo que la participación en ello sea altamente ventajosa; 5) fortalecimiento de la sostenibilidad financiera de la infraestructura de carga pública, en áreas urbanas y extraurbanas, a través de financiamiento, préstamos financieros a bajo interés y apoyo OpEX; 6) aprovechamiento del potencial de electrificación de embarcaciones de corto alcance y suministro de energía en tierra (OPS) en los puertos, permitiendo a los barcos atracados apagar sus motores y conectarse a la red eléctrica, con una reducción de emisiones de ruido, de gases de efecto invernadero y de contaminantes que permiten el efecto indirecto positivo de la descarbonización del sector eléctrico al sector marítimo; 7) aprovechamiento de la electrificación de flotas corporativas para frenar las emisiones –con 63 millones de vehículos, la flota representa el 20% del parque total de vehículos europeos, recorre más del 40% del total de kilómetros recorridos y contribuye con la mitad de las emisiones totales del transporte por carretera⁵–; 8) aprovechamiento de todo el potencial de la electrificación del transporte público (la electrificación de los autobuses es un caso de uso perfecto para la descarbonización a gran escala debido a la naturaleza cautiva de las flotas –concentración geográfica, servicios regulares– y al papel de las Autoridades de Transporte Público en la gestión y renovación de los usos, tanto de los vehículos como de la infraestructura).
6. Se necesitan habilitadores de políticas para impulsar la electrificación de la construcción a fin de acelerar la renovación eficiente de los edificios, apoyar el cambio de combustible y promover el despliegue de puntos de recarga privados. Un marco de políticas con visión de futuro en el sector de la construcción deberá apuntar a: 1) objetivos de renovación bien focalizados para el parque de edificios; 2) códigos de construcción actualizados que requieran tecnologías de electrificación y sistemas de gestión de energía para estar presentes en edificios nuevos y renovados; 3) simplificación de los procedimientos administrativos para la renovación de edificios; 4) auditorías obligatorias de eficiencia energética y programas de inspección vinculados a certificados de eficiencia energética y pasaportes de renovación de edificios; 5) promoción de la interoperabilidad entre activos; 6) reducciones y deducciones fiscales para la renovación de edificios; 7) esquemas de financiamiento y modelos de financiamiento innovadores para reembolsar la inversión inicial; 8) capacitación y mejora de las competencias de las empresas artesanales y del sector de la construcción con el fin de reducir costes y mejorar la calidad del trabajo.
7. Para mejorar la electrificación de la industria, los marcos de políticas desempeñarán un rol clave para desbloquear el potencial de la Respuesta a la Demanda y las nuevas tecnologías. Los actores industriales se han convertido en una parte cada vez más activa de la cadena de oferta y demanda de energía. Por lo tanto, las regulaciones del mercado deberían favorecer la adopción de capacidades de Respuesta a la Demanda por parte de las industrias, estableciendo señales adecuadas y permitiendo un acceso adecuado a los diversos mercados equilibrados. La creación de hojas de ruta de I+D (Investigación y Desarrollo) es fundamental para preparar los procesos de próxima generación a largo plazo. Los esfuerzos de desarrollo podrían ofrecer tecnologías eléctricas para procesos de alta temperatura, al ampliar el alcance de las tecnologías eficientes existentes a mediano plazo. Tecnologías como las bombas de calor avanzadas de tamaño industrial y la impresión 3D son especialmente prometedoras.
8. La descarbonización mediante electrificación directa deberá complementarse con la electrificación indirecta (tecnologías Green Hydrogen y P2X) en sectores difíciles de abatir para aquellos casos en los que la electrificación directa aún no sea una opción viable. El hidrógeno verde producido por energía FER –mediante electrólisis– es la única solución sostenible a prueba de futuro. El hidrógeno debe producirse sobre una base 100% FER a partir de electrolizadores modulares flexibles, y debe producirse y consumirse principalmente a nivel local.