¿Cuál es la relación entre la temperatura y la demanda eléctrica?
La demanda de energía eléctrica presenta variaciones por diversos factores, siendo uno de estos el aumento de las temperaturas globales con veranos muchos más cálidos y olas de calor. Estas variaciones climáticas han provocado un creciente uso de equipos de acondicionamiento de aire en hogares y oficinas en todo el mundo, generando un alza en la demanda mundial de electricidad. Por otra parte, la activación de cientos y miles de unidades de aire acondicionado (AC por sus siglas en inglés) ha hecho que varios operadores de red enfrenten desafíos para proveer un servicio estable, pues la sincronía de una ciudad que enciende el aire acondicionado genera un riesgo de sobrecargas en el sistema al exceder la capacidad instalada de generación.
De acuerdo con un reciente estudio de la AIE (Agencia Internacional de Energía) “The Future of Cooling”, la industria HVACR (Heating, ventilation, and air conditioning) tendrá un crecimiento exponencial en las próximas décadas, según la agencia, la venta estimada de unidades pasará de 1 mil 600 millones a 5 mil 600 millones para 2050, con un crecimiento en la demanda de refrigeración de más del 300%. Por tanto, se espera que el uso de estos aparatos sea la segunda fuente más grande de crecimiento de la demanda eléctrica a nivel mundial. Lo que supone que en un futuro debamos contar con una nueva capacidad para el suministro de electricidad equivalente a la capacidad eléctrica combinada de los Estados Unidos, la UE y Japón en la actualidad.
¿Cuál es el impacto?
Respecto al medio ambiente, los equipos de refrigeración contribuyen al cambio climático dado a que estos emiten gases de efecto invernadero cuando se encuentran en mal estado o al presentarse una incorrecta eliminación de los refrigerantes. Por otra parte, la generación de energía que se requiere para el uso de estos equipos ocasiona importantes emisiones a excepción de los sistemas de refrigeración basados en energías renovables. Al respecto, se calcula que la electricidad utilizada para la refrigeración necesita alrededor de 400 millones de toneladas equivalentes de petróleo, o el 3% de la energía primaria mundial.
A su vez los refrigerantes pueden filtrarse en la atmosfera debido a que generalmente están compuestos por hidrofluorocarbonos (HFC), lo que contribuye también al calentamiento global. Además, dado que los aires acondicionados funcionan ventilando aire caliente al exterior, se presenta un aumento de la temperatura en los lugares donde se usa de casi un grado Celsius, ejemplo de esto es India que es alrededor de medio grado Celsius más caluroso que lo que era hace un siglo. Lo anterior provoca a su vez una reacción en cadena que desemboca en un mayor uso de la calefacción debido al aumento en la temperatura promedio.
¿Qué se puede hacer?
Se hace indispensable entonces, aplicar estrategias que permitan el ahorro energético sin que esto afecte el uso de unidades de calefacción en los hogares. Una posible alternativa para edificios aislados térmicamente es procurar enfriar estos de forma preventiva durante las horas valle de demanda, de esta manera mantendrán una temperatura fresca durante las horas de la tarde, donde se presentan los picos de demanda, con el aire acondicionado apagado disminuyendo así la demanda y alivianando la carga de la red en los momentos donde se requiere. Por otra parte, el uso de ventiladores para la circulación del aire en los edificios previamente enfriados es otra estrategia importante, ya que permite homogenizar la temperatura del edificio y que permanezca fresco durante más tiempo. Esta estrategia es aplicable a su vez a lugares con temperaturas muy frías y calefacción eléctrica. Cuando se presentan olas de frío se puede pre-calentar los edificios usando energía cuando la demanda es baja, suavizando la carga de la red. Por tanto, el aislamiento térmico de los edificios es clave para el ahorro energético y para trasladar la demanda del aire acondicionado a horas valle.
Otra alternativa, requiere de una política en la que los usuarios ceden el control de los aires acondicionados mediante dispositivos inteligentes a los distribuidores, de esta manera en caso de presentarse sobrecargas a la red, el distribuidor puede desactivar o dejar en un modo de bajo consumo los aires acondicionados de los usuarios. El inconveniente de implementar esta política es que resulta reactiva y no preventiva, afectando ocasionalmente de manera negativa a los usuarios inscritos. Sin embargo, la aplicabilidad de esta recomendación es útil, porque es una posibilidad disponible ahora mismo para muchos operadores de red en el mundo.
Vale la pena mencionar el caso de la empresa Pacific Gas and Electric Company (PG&E), en California, la cual postuló una serie de recomendaciones para los usuarios, con el fin de ahorrar energía debido a la ola de calor que se presentó en julio del año 2021:
- Enfríe previamente su hogar o espacio de trabajo. Baja el termostato por la mañana. A medida que la temperatura exterior aumenta, suba el termostato y haga circular el aire preenfriado con un ventilador.
- Ajuste su termostato a 78°F (25.5ºC) o más, si la salud lo permite: cada grado que baja el termostato significa que su aire acondicionado debe trabajar aún más para mantener su hogar fresco. Cuando esté más fresco afuera, introduzca el aire fresco: si el aire exterior es fresco por la noche o temprano en la mañana, abra las ventanas y puertas y use ventiladores para enfriar su hogar.
- Cuando esté más fresco afuera, introduzca el aire fresco: si el aire exterior es fresco por la noche o temprano en la mañana, abra las ventanas y puertas y use ventiladores para enfriar su hogar.
- Cierre las persianas: la luz del sol que atraviesa las ventanas calienta su hogar y hace que su aire acondicionado trabaje más. Bloquee este calor manteniendo las persianas o cortinas cerradas en el lado soleado de su casa.
- Refresque con un ventilador: los ventiladores mantienen el aire circulando, lo que le permite subir el termostato unos grados y permanecer igual de cómodo mientras reduce los costos de aire acondicionado. “
Tomado de recomendaciones PG&E a usuarios para evitar cortes y apagones.
Para concluir, es necesario aplicar todas las medidas posibles para estimular el uso adecuado de los recursos energéticos en nuestra red. Los actores de la demanda energética son parte esencial de la red eléctrica, y sus hábitos de consumo pueden ser mejorados. En el contexto del cambio climático se tendrá que adaptar desde las fuentes de generación hasta los horarios de consumo de los usuarios para enfrentar de mejor manera los impactos de la industria energética.
Fuentes:
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