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Energía

Las microrredes solares podrían proporcionar electricidad a millones de personas

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Millones de los habitantes más pobres del planeta no tienen acceso a la electricidad. Las microrredes podrían ser una solución de energía limpia.

  • por Kevin Bullis | traducido por Lía Moya (Opinno)
  • 06 Noviembre, 2012

El pueblo de Tanjung Batu Laut parece surgir de un manglar en una isla frente a la costa de la parte malasia de Borneo. Las casas, encaramadas sobre el agua encima de pilotes, están construidas con viejos trozos de contrachapado de madera, chapa metálica y tela de gallinero oxidada. Pero si sigues adentrándote en la tierra firme llegas a un claro cubierto por cien paneles solares montados sobre relucientes estructuras metálicas. Gruesos cables trasladan la energía de los paneles a un sólido edificio con ventanas y puertas nuevas. Si entras en ese edificio, la densa humedad del ambiente da paso a un aire frío y seco. Bombillas fluorescentes iluminan una fila de armarios de acero en cuyo interior parpadean luces y se alojan pantallas de ordenador.

El edificio es el centro de control de una pequeña planta eléctrica construida hace dos años que proporciona electricidad a los aproximadamente 200 habitantes del pueblo. Los ordenadores gestionan la energía que proviene de los paneles solares y de generadores diésel, almacenando parte en grandes baterías de plomo y ácido, y distribuyendo el resto para cubrir la creciente demanda local. Antes de que se instalara esta diminuta planta, el pueblo no tenía un acceso fiable a ninguna fuente de electricidad, aunque algunas familias tenían pequeños generadores diésel. Ahora todos sus habitantes disponen de energía prácticamente ilimitada las 24 horas del día.

Resulta incongruente que gran parte de los tejados de chapa metálica del pueblo alberguen antenas parabólicas. Dentro de algunos hogares con tejados hundidos y agujeros en lugar de ventanas se alojan televisiones de pantalla plana, ventiladores, electrodomésticos de gran consumo energético, como planchas y hervidores de arroz, y aparatos que tienen que estar constantemente enchufados a la red, como congeladores. Una tarde de sábado de este verano, los chavales se paseaban con frescas rodajas de sandía adquiridas a Tenggiri Bawal, propietaria de una diminuta tienda situada en una de las zonas más inestables de las pasarelas de madera que enlazan unas casas con otras. Tres días antes Bawal había recibido una nevera, donde ahora almacena sandía, refrescos y otros comestibles. La tendera sonríe mientras los niños se agolpan a las puertas de su negocio y afirma en su inglés limitado que “los negocios van bien”.

A escala mundial, unos 1.500 millones de personas no disponen de electricidad, la mayoría habitantes de zonas rurales. En India, por ejemplo, 268 millones de personas no tienen electricidad en las zonas rurales, frente a los solo 21 millones que carecen de ella en las zonas urbanas. La Agencia Internacional de la Energía afirma que las plantas como la instalada en Batu Laut, que se conocen como microrredes híbridas, serán esencial para hacer llegar la electricidad a muchos de ellos. Y lo serán porque conectar a una comunidad remota a la red eléctrica convencional, con sus grandes plantas centralizadas, es caro y puede llevar más de una década. En algunos casos, tanto la geografía como algunas consideraciones económicas pueden impedir que se llegue a acceder a la red. Las microrredes híbridas pueden proporcionar electricidad fiable combinando de manera inteligente energía de múltiples fuentes locales, y construirlas es mucho más barato y rápido que ampliar la red a las zonas donde habitan la mayoría de las personas que no tienen electricidad.

Optimal Power Solutions (OPS), la empresa australiana que diseñó la microrred de Batu Laut está duplicando el número de instalaciones este año en el sudeste asiático e India. Y varias compañías más incluyendo gigantes industriales como GE y ABB están desarrollando y vendiendo tecnología parecida (ver “Una microrred hace que la energía sea local, barata y fiable”).

Sin embargo, la realidad es mucho más compleja. Algunas de las primeras microrredes que se instalaron han tenido problemas, y la electricidad que proporcionan es más cara que la de las redes centrales urbanas, en algunos casos hasta 10 veces más cara. La tecnología implicada en la creación de microrredes, y los sistemas que se usan para gestionarlas y mantenerlas tendrán que mejorar significativamente si han de proporcionar electricidad fiable a cientos de millones de personas.

“La previsión de la Agencia Internacional de la Energía y de otros grupos es que dentro de 20 años aún habrá 1.500 millones de personas sin electricidad”, afirma Daniel Kammen, profesor de energía en la Universidad de California en Berkeley (EE.UU.) y asesor del programa de Naciones Unidas 'Energía Sostenible para Todos'. “Las microrredes nos dan la oportunidad de pensar en un modelo realmente nuevo para llevar servicios energéticos a las comunidades que están fuera del alcance de la red. La pregunta que surge es: ¿se quedará en una bonita anécdota del desarrollo, o se convertirá en parte de la economía global?”.

Cerca del pueblo de Tanjung Batu Laut, una larga fila de paneles solares (derecha) proporciona energía a una serie de baterías de plomo y ácido (izquierda) dentro de un edificio. Los generadores diésel instalados sobre la plataforma cubierta completan la planta eléctrica de la microrred.

Hambrientos de electricidad

Resulta difícil exagerar la importancia de la electricidad en el desarrollo económico y social. Los ventiladores hacen que se aprenda mejor en las aulas, y las luces permiten a los estudiantes leer y hacer deberes por la noche. Las neveras conservan la comida y las vacunas. Un suministro continuado de electricidad puede potenciar el desarrollo económico, a menudo empezando por modestos ejemplos como la tienda de Bawal. Cuando la gente consigue ingresos de este tipo de emprendimientos, se puede permitir pagar más electricidad, lo que permite a su vez llevar a cabo proyectos más ambiciosos, creando un ciclo de riqueza cada vez mayor. Es un patrón que los economistas han constatado en un país tras otro. A largo plazo, que las empresas tengan acceso a una fuente de energía abundante, fiable y asequible hace posible el desarrollo de un sector manufacturero fuerte, con instalaciones para fabricar chips informáticos o automóviles. En su esfuerzo por lograr los objetivos de desarrollo sostenible de las Naciones Unidas, el secretario general Ban Ki-Moon ha afirmado que “claramente la herramienta más importante será la energía”.

Para hacer llegar esa energía a algunos habitantes del planeta harán falta alternativas a la tecnología convencional de red eléctrica. La Agencia Internacional de la Energía calcula que más de las dos terceras partes de los habitantes de zonas rurales que no tienen acceso a la electricidad en la actualidad necesitarán recibir energía de algún tipo de fuente distribuida, bien sean microrredes o sistemas energéticos individuales, porque están lejos de la red o viven en una zona de difícil acceso (ver “En los países en vías de desarrollo la energía solar es más barata que los combustibles fósiles”).

“Algunas zonas del interior de Malasia no se pueden conectar a la red eléctrica, no hay carreteras que lleguen hasta ellas. Así que las microrredes son la única solución”, afirma Ramdan Baba, director de los programas de electrificación rural de Malasia, desde la 23ª planta de un edificio de oficinas en el distrito de edificios oficiales cercano a Kuala Lumpur. El gobierno ha calculado, por ejemplo, que conectar una agrupación de pueblos que distan 130 kilómetros de la línea eléctrica más cercana costaría 250 millones de ringgits malasios (unos 62 millones de euros). “Es una cantidad inmensa de dinero para llevar electricidad a tan solo 10 pueblos con un total de 800 habitantes”, sostiene. “Una microrred costaría unos 92 millones de ringgits (unos 23 millones de euros) y proporcionaría un suministro fiable de electricidad las 24 horas”.

Baba afirma que el Gobierno probablemente logre su objetivo de llevar la electricidad al 95 por ciento de la población del Borneo malasio para finales de año (al comienzo del proyecto hace dos años, el 25 por ciento de esa población no tenía electricidad). El éxito logrado con la tecnología hasta la fecha ha llevado al Gobierno a subir la apuesta. En su esfuerzo por llevar la electricidad a zonas incluso más remotas y electrificar el 99 por ciento del Borneo malasio, planea aumentar el número de microrredes instaladas para 2015.

Ahora el vecino menos pudiente de Malasia, Indonesia, y otros países del sudeste asiático también empiezan a usar estos sistemas. India ha experimentado con las microrredes; su Gobierno está estudiando la posibilidad de usar la tecnología para llevar electricidad a más zonas rurales y para apuntalar la tristemente famosa inestable red urbana (ver “Como podrían evitarse algún día los cortes de energía eléctrica en la India”).  En los países más pobres, como Bangladesh, donde casi el 60 por ciento de la población no tiene acceso a la electricidad, ahora mismo a los Gobiernos y a la financiación externa les interesan más las fuentes de energía de menor escala, como las lámparas y los cargadores de energía solar o pequeños paneles solares instalados en las viviendas. Lo mismo sucede en los países de África, como Kenia, donde al 84 por ciento de la población le falta la electricidad. Sin embargo, las lámparas solares no proporcionan los beneficios de una red eléctrica local. Las microrredes, concluye la Agencia Internacional de la Electricidad,  en un comedido lenguaje, “son una solución competitiva en las zonas rurales y pueden dar cabida a un crecimiento futuro de la demanda”.

Cuando las microrredes llevan la electricidad a zonas remotas, los habitantes de los pueblos enchufan televisiones, aparatos de música y electrodomésticos como neveras (arriba, izquierda) y la dueña de una tienda puede empezar a vender polos (abajo). Un aserradero funciona gracias a una microrred (arriba, derecha).

Pero si la experiencia adquirida en Malasia sirve como indicador, el despliegue de estos sistemas podría ser lento e ineficaz, en parte porque los Gobiernos y las compañías eléctricas recelan de las nuevas tecnologías. En Batu Laut, el gobierno exigió a OPS que instalara 600 kilovatios de capacidad generadora diésel a pesar de que la microrred está diseñada para una carga punta de 200 kilovatios, porque las autoridades no estaban seguras de que fuera a funcionar como se había prometido. La historia puede ser parecida en India. “Sigue siendo un concepto novedoso”, afirma Himanshu Gupta, consultor de la comisión de planificación en India. “Los burócratas no saben nada de microrredes”.

Paneles solares mohosos

Situado en una remota zona del noreste de Borneo, cerca de una cuenca que los foráneos no descubrieron hasta la década de 1950, el pueblo de Kalabakan no disponía de una carretera asfaltada hasta hace unos años, y los residentes se las apañaban con un par de horas de electricidad cada noche. Hace tres años el Gobierno malasio financió una microrred allí y la demanda de electricidad se disparó. Los nuevos clientes incluyen un par de aserraderos que proveen a la industria maderera local. Al contrario que su equivalente en Batu Laut, que es algo más nueva, la microrred de Kalabakan ya está volviendo a la jungla.  

“Este sitio se está cayendo a pedazos”, afirma Ritesh Lutchman, gerente senior de OPS, mientras conduce hacia el terreno donde se halla la planta para la microrred. El camino de asfalto, a pesar de haber sido construido hace apenas unos años, muestra profundas grietas y socavones, víctima del terreno blando de Malasia y las abundantes lluvias. Los paneles solares están cubiertos con una fina película de moho, lo que disminuye la producción de electricidad. Las plantas tropicales han crecido casi hasta la altura de una fila de paneles; en un punto empiezan a bloquear la luz del sol. Un empleado que contribuye al mantenimiento de la planta eléctrica no encuentra la llave que da acceso a la sala de control y tiene que hurgar en la cerradura con un destornillador. Dentro hace calor porque uno de los ventiladores automáticos no funciona. Lutchman sospecha que el calor podría estar dañando el caro equipo y acortando su vida útil.

Y lo que es peor, la mitad de la microrred ni siquiera recibe electricidad. Como la producción eléctrica de los generadores diésel no se sincronizó, solo puede funcionar un generador en un momento dado y uno solo no es capaz de proporcionar la suficiente cantidad de electricidad para mantener las dos redes de distribución de electricidad. Lutchman no estaba enterado del problema porque, unos días antes, los trabajadores locales habían desconectado el nodo de datos que era la única comunicación entre la microrred y OPS. Los trabajadores estaban usándolo para navegar por la Web, algo de lo que Lutchman se enteró cuando OPS recibió una abultada factura.

Los problemas en Kalabakan reflejan un problema más profundo: no existe un modelo práctico para mantener y operar una microrred. El Gobierno paga por el sistema; empresas como OPS lo diseñan, instalan y lo mantienen en funcionamiento durante un periodo de garantía de dos años; y después, en el caso de Malasia, entregan el control a la compañía eléctrica local, que es lo que sucedió en Kalabakan. A pesar de que OPS aún hace un seguimiento de las microrredes que ha instalado, pasados los dos primeros años ya no le pagan por mantenerlas.

Las compañías no están preparadas para gestionar las microrredes, afirma Lutchman: “A veces la empresa llama a alguien que entiende de generadores, pero no sabe cómo se conectan con el resto del sistema”. La falta parcial de electricidad actual tuvo lugar después de que un generador diésel fuera desconectado para una revisión programada. Al volverlo a conectar su producción de voltaje no se ajustaba a las especificaciones del sistema de control automático de la microrred. Arreglarlo implica hacer un sencillo ajuste, según Lutchman, pero los trabajadores locales de la compañía no saben hacerlo. Las compañías ni siquiera solicitaron la gestión de las microrredes, afirma. Se las entregaron, pero sin la formación necesaria para mantenerlas. 

En Borneo, en medio de inmensas plantaciones de aceite de palma, la red eléctrica se detiene súbitamente. El gobierno está expandiendo la red donde tiene sentido económico hacerlo.

Hace poco el Banco Mundial emitió un informe alertando de algunos de estos retos. Pepukaye Bardouille, gente sénior de operaciones en la Corporación Financiera Internacional de la Agencia, afirma que su grupo está “entusiasmado” respecto a las microrredes, pero “intentan inyectar una dosis de realismo”. Bardouille explica que “lo que suele suceder es que se intentan vender algunos ejemplos como la solución basándose en la tecnología o simplemente en el coste. Pero el cómo se entrega la tecnología y se mantiene forma una parte tan importante de la solución que si esas cosas no se abordan, no es sostenible”, añade.

Ramdan Baba afirma que su Gobierno está trabajando en una nueva forma de financiar y mantener las microrredes. La empresa que diseña e instala la tecnología recibirá una licencia para operarla y un precio garantizado por la electricidad que produce; solo logrará beneficios si es capaz de mantener los costes bajo control y mantener la red produciendo electricidad durante la duración del contrato.

Este verano en la sede de OPS en Malasia, en Kuala Lumpur, los ingenieros y gerentes de la empresa estaban ocupados haciendo llamadas, reuniéndose con representantes del Gobierno y haciendo cálculos de última hora. El asunto clave era calcular el coste por kilovatio hora de la electricidad producida por la microrred, algo fundamental para establecer el precio a pagar a OPS y otras empresas. Si fuera demasiado alto, OPS obtendría un beneficio a expensas del Gobierno malasio; si fuera demasiado bajo la empresa se vería abocada a mantener un negocio con pérdidas.

Problemas de batería

Las microrredes se enfrentan a otro problema inminente, este de carácter técnico. Los paneles solares y generadores diésel pueden durar décadas, pero las baterías que posibilitan la generación de electricidad fallan mucho antes. “En el caso de una microrred, normalmente necesitas un sistema de almacenaje de energía que, con la tecnología actual, hay que sustituir cada tres, cinco o siete años. Es un coste de capital inmenso”, afirma Katherine Steel, una ingeniera formada en el Instituto Tecnológico de Massachusetts que dirige el programa 'Luz para África' del Banco Mundial. Si las baterías de repuesto no entran dentro del presupuesto, la vida efectiva de la microrred se ve limitada a unos pocos años.

Según OPS, las baterías de plomo y ácido hacen que el precio de las microrredes sea relativamente alto no solo porque hay que sustituirlas frecuentemente, sino porque son tan caras que los diseñadores de microrredes confían mucho de la generación diésel para proporcionar electricidad por la noche. Es más barato tener generadores diésel funcionando que añadir la cantidad suficiente de paneles solares y baterías como para proporcionar electricidad las 24 horas. Para superar este problema, OPS está probando una batería de Aquion, una spin-out de la Universidad Carnegie Mellon (EE.UU.) con sede en Pittsburgh; esta batería casi podría eliminar la necesidad de diésel en las microrredes, reduciendo las emisiones de dióxido de carbono, y en gran medida, los costes operativos.

“Las microrredes siguen usando una buena cantidad de diésel”, afirma Jay Whitacre, el profesor de la Universidad Carnegie Mellon que inventó la tecnología de Aquion. “El siguiente paso es llegar a una situación en la que tienen un generador diésel, pero casi nunca se enciende. Con nuestra batería se podría lograr”, afirma. Las baterías de Aquion funcionan de forma muy parecida a las relativamente longevas baterías de ión-litio que se usan en los coches eléctricos, que son mucho más caras que las baterías de plomo y ácido. Pero la tecnología de esta empresa usa materiales mucho más baratos y es más fácil de fabricar, lo que hace que los costes sean competitivos con las baterías que duran menos y que se usan ahora en la mayoría de las microrredes. “Para empezar nuestra batería costará aproximadamente lo mismo que una batería de plomo y ácido de calidad”, afirma. “Pero esa batería de plomo y ácido habrá que mantenerla refrigerada y habrá que cambiarla después de un par de miles de ciclos. La nuestra durará mucho más que eso, dos o tres veces más”, asegura.

El ahorro al recortar el consumo de diésel podría ser significativo. La red de Batu Laut está diseñada para obtener gran parte de su electricidad del diésel, pero un sistema diseñado en torno a baterías más baratas podría necesitar los generadores solo para las emergencias y largos periodos de mal tiempo. Reducir los costes de las baterías y el consumo de diésel podría hacer bajar el coste por kilovatio hora de un dólar a 40 centavos (de 78 céntimos de euro a unos 30 céntimos de euro).

Y aún así, ese precio es mayor que el de la electricidad de la red eléctrica principal. El Gobierno malasio subvenciona la electricidad de las microrredes para que los habitantes de los pueblos paguen algo parecido a las tarifas urbanas, pero no puede seguir haciéndolo indefinidamente, en parte porque con cada kilovatio hora adicional consumido por los habitantes de los pueblos, el coste de las subvenciones sube. En los países más pobres, como India, el elevado coste de la electricidad de las microrredes podría ser un obstáculo aún mayor para su despliegue generalizado.

“Para que las microrredes sean una tecnología que marque diferencias, como los teléfonos móviles, tendrían que ofrecer un servicio equivalente o superior al de la red principal a un precio inferior”, afirma Steel. “Pero creo que esa es una transición que aún tiene que darse y yo no diría que esté a punto de suceder”.

Un escenario más probable es que las microrredes y la red convencional acaben complementándose. Mientras la red convencional llega a más lugares desde las ciudades según mejora la red de carreteras, haciendo que determinadas comunidades estén menos aisladas, extender la red hasta ellos tendrá más sentido económico. Donde existan microrredes, muchas de ellas acabarán siendo absorbidas por la red general mayor. En momentos de picos de demanda, las compañías podrán recurrir a la electricidad almacenada en las baterías de las microrredes o usar sus generadores diésel para proporcionar un extra de energía. Si esto sucede, las microrredes híbridas harán que la red existente sea mucho más resistente. Y mientras caigan los costes de las baterías, las microrredes son una opción cada vez más atractiva en las ciudades donde el suministro eléctrico convencional es poco fiable. Servirían para que fábricas y otros usuarios cuenten con una fuente de electricidad fiable. 

Para llevar a cabo estos grandes cambios en la infraestructura harán falta bastantes años e inversiones importantes. Mientras tanto, sin embargo, las microrredes ya han supuesto un cambio para algunas personas. De vuelta en Batu Laut, la instalación sigue funcionando emitiendo un ronroneo continuo, mientras a los habitantes del pueblo se les ocurren nuevas ideas para usar la electricidad. Una mujer ha comprado una máquina de bordar y espera poder vender uniformes personalizados. El director de la comisión de desarrollo del pueblo está haciendo campaña por una subvención estatal para construir una fábrica de procesado de comida que funcionaría con electricidad de la microrred. Y ahora que el pueblo dispone de electricidad fiable, los profesores del colegio local se están mudando desde la ciudad situada en la isla más grande para vivir en el pueblo.

Kevin Bullis es el redactor sénior de energía de MIT Technology Review.

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