Fonts renovabels distribuïdes per la resiliència de la xarxa elèctrica.

Mitjançant mecanismes adequats, els DER també poden oferir serveis de resiliència i així ajudar als operadors de les DER a recuperar les inversions alhora que milloren les operacions detallades de la xarxa elèctrica. Si es valoren adequadament a la llarga, les DER podrien competir amb els generadors convencionals o, possiblement, substituir-los mitjançant un mecanisme basat en el mercat.

Amb la creixent penetració de les DER de petita capacitat, l'arquitectura operativa del sistema de distribució d'energia també requereix ser més resistent i distribuït per tant,  l'arquitectura descentralitzada s'està tenint en compte cada cop més. Els beneficis dels recursos d'energia renovable distribuïts (DRER) no es limitaran al subministrament de recursos d'energia neta. Els recursos basats en inversors (IBR) impulsats pels DRER, poden proporcionar serveis de xarxa, com ara suport de tensió i freqüència a llarg termini, inclosos serveis de flexibilitat, al sistema d'alimentació de baixa tensió. En cas d'averies massives  de la xarxa, les microxarxes basades en DRER, que seran riques en recursos, podrien proporcionar la capacitat  per  restablir un sistema elèctric des de la part més propera al consum i distribuït. A més, els DRER, dins d'una microxarxa, poden tenir la capacitat de crear xarxa per ajudar el sistema a funcionar com una xarxa sincronitzada. L'arquitectura millorada operativa de les DER, encara més milloraria la resiliència de la xarxa de distribució. Tanmateix, els operadors DRER han de tenir estímuls per contribuir activament a aquest esforç, i cal que hi hagi un mecanisme perquè participin en el mercat elèctric.

Assumint una demanda de càrrega que tradicionalment ha estat insensible al preu bàsicament perquè els mercats elèctrics estan fortament regulats per protegir els interessos del consumidor. El mercat elèctric es pot categoritzar conceptualment en només energia i mercat de capacitat tot garantint la suficiència de recursos. En el mercat només d'energia, s'espera que les operacions del mercat diaris cobreixin el cost variable de l'electricitat, recuperant el cost fix mitjançant la tarifa. No obstant això, els preus de tarifa en el mercat només d'energia estan fortament regulats, per protegir els interessos dels clients. Hi ha mercats on les capacitats es subhasten per separat, les capacitats es paguen per separat o s'assegura una capacitat adequada a través del mercat de reserva.

La majoria de DRER tenen un cost marginal proper a zero i, a causa de la seva variabilitat inherent, la seva participació en el mercat de capacitat serà limitada. Per tant, quin seria el model de preus per als DRER?

Els DRER poden continuar fent ofertes al nivell més baix possible; tanmateix, especialment en un mercat elèctric ric en renovables, perjudicaria la recuperació dels costos d'inversió, que qüestiona la necessitat del mercat majorista. Si els DRER ofereixen la seva disposició a pagar, proporcionarà un senyal de preu adequat per a totes les condicions operatives possibles?.

L'ús del mecanisme del mercat per generar un senyal de preu a llarg termini per als generadors invoca l'enigma del preu, principalment a causa de la criticitat de l'electricitat. 

La solució, seria seguir el terme mitjà. I en aquest sentit, s'està intentant quantificar altres beneficis dels DRER en el desenvolupament de diversos productes de mercat per capturar el seu valor operatiu. Cal mirar els reptes de la futura xarxa amb una creixent integració de les renovables (tant d'infraestructura com d'operacions) i les prioritats del canvi climàtic, que ajudaran a identificar polítiques adequades per desenvolupar aquests productes de mercat. Les interaccions de les DER analitzades per diversos nivells ajudarien a identificar aquestes polítiques, cosa que permetria una adequada monetització.

Valor de la flexibilitat: La participació en el mercat de les DRER permetria la resposta a la demanda, generant, en última instància, la taxa de flexibilitat dels usuaris finals i els requisits generals de fiabilitat del sistema. El valor energètic pot no ser el terme adequat per a la majoria de les renovables amb un cost marginal zero; en canvi, s'espera que la disponibilitat a pagar, capturi amb precisió el component de consum dins d'un nivell de tolerància imperceptible alhora que s'ofereix flexibilitat. Tot i que hi han estudis que diuen que cal agregar dispositius individuals per oferir flexibilitat, cal resoldre problemes de privadesa. Els usuaris finals (normalment residencials) no generen canvis sobtats del perfils de consum. Per tant, es pot preveure que els controladors automatitzats podran realiutzar part de control.

Valor de la fiabilitat: Si s'espera que els DRER responguin d'una manera que perjudiqui el nivell de confort, el component associat de la disponibilitat a pagar es podria classificar com el cost de la fiabilitat. Tradicionalment, les incidències de la fiabilitat s'identifiquen mitjançant interrupcions. En una línia similar, després de les interrupcions del sistema de distribució, si es dissenyen adequadament, els DRER encara podrien satisfer algunes de les càrregues locals. A més, si se'ls permet participar al mercat majorista, donats els controladors electrònics, els DRER poden proporcionar alguns dels requisits de reserva del sistema d'alimentació a la xarxa de baixa tensió.

Valor de la resiliència: Com a societat, es confia en múltiples infraestructures crítiques, i la infraestructura elèctrica és el centre de totes elles, oferint serveis relacionats amb l'energia. La capacitat de la humanitat depèn d'aquestes infraestructures crítiques per això, cal adaptar-se i transformar-se per superar aquestes situacions que podrien provocar  perjudicis als clients, que normalment. Fina avui dia i donada l'arquitectura de la xarxa la qualitat de servei és molt bona amb molt pocs incidents massiu. Tot i així, amb el canvi climàtic, les incidències a la xarxa seran més  freqüents. Llavors donat l'abast i la mida d'una situació adversa, el preu de l'escassetat basat en el valor de la càrrega perduda, seria imprudent d'utilitzar, i és per això,  que cada pot tenir sentit  incloure mecanismes basats en assegurances. A

Valor dels serveis auxiliars: Els DRER, tot i que tenen molt poca capacitat, si es retribueixen adequadament, poden participar tant en el control de tensió a curt com a llarg termini.

Valor de les emissions de carboni: Els DRER no estan lliures de carboni. Les emissions de carboni són un dels mecanismes que aporta la penetració de les renovables, facilitant la comparació individual amb els seus homòlegs. Cal destacar que les emissions de carboni s'hauran de separar del component energètic, que es podria comercialitzar simultàniament en paral·lel. Atès que les càrregues i la generació en una xarxa elèctrica s'han de satisfer tot el temps, i és possible que les renovables no estiguin disponibles tot el temps, s'ha de considerar la possibilitat d'emmagatzemar càrrecs per emissions de carboni. Si els preus es dissenyen bé, les ineficients s'eliminarien a llarg termini a causa de la seva competitivitat.

Amb la creixent penetració dels DRER, és imminent que l'arquitectura de la xarxa elèctrica, la planificació, les operacions, els mecanismes de mercat i les operacions, experimentin una significativa evolució per ser més resilients. Com que les infraestructures estan acoblades, pot ser que no sigui prudent mirar cada aspecte d'infraestructura per separat; en canvi, un punt de vista orientat al servei seria més realista. Cal mirar els reptes que la futura xarxa s'enfrontaria tant en termes de canvi climàtic com amb la creixent integració de les renovables en termes de DRER per identificar polítiques adequades per desenvolupar productes i serveis de mercat. Aquests productes i serveis més nous ajudarien indirectament els DRER a operar en condicions d'igualtat amb els generadors convencionals alhora que identifiquen adequadament els seus preus adequats. Atesa la diversitat de necessitats de la societat, els usuaris finals cada cop més, han d'implicar-se en la presa de decisions i participar en l'operació del mercat elèctric. Tot i que les condicions mediambientals extrems són cada cop més freqüents, es podrà lluitar contra el canvi climàtic i possibilitar  millorar la seguretat i l'equitat energètiques alhora que es fa més resilient la societat, gràcies a les DRER. 

Font: IEEE Samrt Grid ( Hossam Gabber)

Les xarxes elèctriques i el Ransomware

En els darrers temps s'ha vist com les xarxes elèctriques s'han convertit en un focus d'atacs de ransomware, bàsicament perquè és un entorn que presenta molts objectius. Els actius i sistemes que conformen les operacions de la xarxa elèctrica, han anat evolucionant des de la tecnologia analògica cap a la digital. 

Tot i que els propòsits comercials de l'entorn OT són molt diferents als de la IT, ambdós sistemes són dinàmics i canvien amb freqüència de manera que,  estan subjectes a les mateixes debilitats i vulnerabilitats del codi i protocols a les quals són susceptibles tots aquests sistemes lògics. S'ha d'acceptar el fet que hi haurà errors en les seves diferents interfícies, funcions i protocols de comunicació i seguretat subjacents. 

Per altre banda, l'arribada de les criptomonedes, permeten fer transaccions difícils de rastrejar. Això per si sol ha permès als hackers perseguir objectius més grans. L'electricitat, l'aigua, el transport o la cadena alimentària són serveis bàsics per a milions de persones de manera que, els beneficis econòmics no són l'única motivació. En l'actual entorn global geopolític, aquests hackers també tenir interesos i fins i tot, poden estar directament recolzats per altres que busquen alguna cosa diferent tal com podrai ser: poder, control o avantatge per a les capacitats d'atac no cinètics, d'un estat-nació adversari. 

Llavors, què passa amb els mateixos operadors de xarxa elèctrica? A causa de la preocupació per la fiabilitat de la xarxa, històricament han buscat l'estabilitat i per això, s'han resistit als canvis ràpids tecnològics, tret que es considerés absolutament necessari. Per tant,  els sistemes formats per elements digitals, cada cop són més complexos tals com: els relés de protecció, els sensors, les HMI, els interruptors, etc. Els que acaben essent els sostenidors i defensors de la xarxa, són sistemes molt complexos amb una infinitat d'objectius per protegir, objectius que estan subjectes a constants canvis i per tant, vulnerabilitats. 

Per exemple, als EUA, hi ha un nivell de cooperació i coordinació força bo pel que fa a la ciberdefensa. Cadascun  d'ells, contribueix a la preparació per a la ciberseguretat a la seva manera. Però tot i que hi ha una bona cooperació, esdevé un altre repte  dels Cyber ​​Attack for Ransome (CAFR) on alguns canvis ens poden portar cap a una millor cooperació orientada a ajudar en l'entorn OT per fer un ús efectiu i segur.

De fet, cal quelcom més enllà dels marcs, estàndards i especificacions disponibles i que era clarament són de naturalesa no digital. És a dir, una comprensió més profunda sobre el procés d'operacions el qual, cada cop és més complex.

Tot i que s'ha prestat molta atenció a la tecnologia de la ciberseguretat, el flux de treball humà i el procés d'operació no han canviat. Tenint en compte les efectives respostes de ransomware, això és un gran error, perquè la ciberseguretat no pot proporcionar tot el que es requereix. Per això cal la ciberhigiene clàssica entesa com:  El conjunt de pràctiques basades en tecnologia centrades a mantenir la salut digital i la seguretat de les dades dels dispositius i les xarxes d'una organització. Això pot incloure la confidencialitat de la informació digital, la integritat i l'accés segur, protegint les dades de possibles amenaces cibernètiques.

Aquesta definició acaba essent un tallafocs, llistes de control d'accés a la xarxa, llista blanca d'aplicacions, antivirus, detecció d'intrusions, gestió d'accés a la identitat, etc. Aquestes proteccions són fonamentals per a la resistència als atacs de ransomware, però ho són menys per a una eficaç resposta. Si, de moment es suposa que els hackers reballen per un estat i, han estat explorant i investigant diverses operacions de xarxa durant anys (i ho han fet), una vegada que s'està produint un atac  ransomware i sorgeix un rellotge a la pantalla d'un ordinador amb una compte enrere, aquest no és el moment de provar d'esbrinar com van entrar, ni és hora de fer reunions de planificació. 

Lo millor contra l'atac, és un pràctic plà de resposta que sigui poc complex i estigui a punt per aplicar i disposar de desencadenants aprovats per indicar quan s'ha d'executar. Els mecanismes de resposta han de contemplar la capacitat de detecció, la d'aïllament ràpid i la recuperació.

Normalment, aconseguir aquestes capacitats no requereix més ciberhigiene, sinó una millor comprensió de les xarxes de comunicacions de l'organització (virtuals i físiques) i del flux de treball de les operacions i els processos de suport. 

L'aïllament en qüestió requereix arquitectures de xarxa de dades en nivells i modulars ben dissenyades (físiques i lògiques).

Per que una xarxa de resposta CAFR tingui èxit, cal treballar per una entesa molt més profunda de les pròpies operacions, mentre tenen en compte, el disseny de la xarxa de dades, els recursos humans que realitzen el dia a dia per operar una xarxa conjutament amb els proveïdors i contractistes que aporten components, programari i serveis. Tots ells, requereixen cert nivell d'accés als sistemes. La higiene cibernètica és la meitat de l'equació de defensa-resposta; les persones i el procés són l'altre, i tots dos són necessaris. 

Ramon Gallart

Transició cap el VE.

No es pot observar diferència de la seva aparença entre un model de VE comparat amb el mateix model de combustió. Els canvis exteriors podrien passar per una actualització del model. 

Però quan s'obre el capó es pot veure que el motor de combustió interna no hi és i al seu lloc, hi ha un maleter ja que a sota s'amaga el motor elèctric i les bateries. També es pot veure la complexitat dels sistemes informàtics. 

Hi ha fabricants, que estan treballant per què els seus models i mitjançant el seu programari, puguin  identificar les estacions de recàrrega properes i indicar als conductors quan s'han de recarregar i obtenir  la precisió del càlcul de l'autonomia ja que el programari es basa en dades operatives similars i aquestes, seran intercomunicades entre altres vehicles.

No obstant, el programari, és una preocupació donat al seu risc intrínsic. Per mitigar el risc, calen estratègies amb capacitat d'actualització de programari  online tant per a la correccions d'errors com per actualitzacions de les seves funcions.

Tanmateix, l'èxit a llarg termini del VE no està garantit i és per això, que s'està treballant per convèncer a la societat que són iguals que els vehicles de combustió però, diferents.

Cap fabricant de VE, pot actuar sempre com si els vehicles elèctrics fossin simplement intercanviables per ser més ecològics. A mesura que va creixent la penetració dels vehicles elèctrics, fa que creixi un ecosistema tecnològic, polític i social molt diferent respecte els vehicles de combustió. La realitat és que són diferents, tant les tecnologies bàsiques i l'experiència necessària, les dependències de la cadena de subministrament i les polítiques són diferents. Les expectatives dels propietaris de vehicles elèctrics difereixen sobre el seu compromís i concienciació per canviar els seus estils de vida.

De fet, els reptes que planteja la transició dels vehicles de combustió cap als vehicles elèctrics, és que els primers  tenen una autonomia molt més gran i el elèctrics, són més complexos. Només l'enginyeria de sistemes és enorme, amb innombrables interdependències que requereix de noves tecnologies i també,  del canvi en el comportament humà. El risc d'equivocar-se i les conseqüències ambientals i econòmiques negatives són elevades.

 

El fabricants de vehicles de combustió, han donat forma a un ecosistema durant més d'un segle. Altrament, l'èxit està fora de l'abast de les tradicionals palanques polítiques, financeres i tecnològiques  d'abans.

Una motivació per la transformació del sector,  és que la transició dels vehicles elèctrics s'entengui com un subconjunt de la transició energètica que és lluny dels combustibles fòssils. Tot el sistema elèctric forma part de la cadena de subministrament dels vehicles elèctrics. Aquests altres enfocs posen de manifest les fortes codependències que estan implicades. En conseqüència, els fabricants d'automòbils competiran no només amb altres fabricants de vehicles elèctrics, sinó també amb nombrosos actors implicats en la transició energètica amb l'objectiu d'aconseguir els mateixos recursos i l'escascasetat de talent.

Els vehicles elèctrics representen una nova classe de sistemes ciberfísics que uneixen l'entorn físic amb la tecnologia de la informació, cosa que els permet detectar, processar, actuar i comunicar-se en temps real dins d'un gran ecosistema de transport. Si bé normalment la computació en vehicles de combustió optimitza el seu rendiment gràcies a que no te evolucions, els sistemes dels VE estan dissenyats per evolucionar a mesura que s'actualitzen per evitar la seva obsolescència.

L'èxit dels vehicles elèctrics depèn de les decisions polítiques i les tècniques. Per això, és necessari un enfocament d'enginyeria de sistemes per gestionar els diferents interessos el quals, sovint estan en conflicte.

La transició dels vehicles elèctrics forma part d'un projecte d'enginyeria de sistemes ciberfísics sense precedents a tot el planeta i això aporta beneficis. Tenint en compte la gran magnitud, interconnexió i incerteses que presenten els canvis tecnològics, polítics i socials, la transició als vehicles elèctrics serà, sens dubte, desordenada. Hi ha moltes coses que han d'anar bé, però, no tot anirà bé, però no és una raó per no avançar.

Quantes vegades s'ensopegarà i quant de temps trigarà la transició, dependrà de si el diferents reptes es reconeixen plenament i s'aborden de manera realista. 

Serà necessari un enfocament d'enginyeria de sistemes per gestionar els diferents interessos i sovint en conflicte de les nombroses parts implicades per trobar una solució viable. Les necessàries millores d'enginyeria i infraestructures  per donar suport als vehicles elèctrics, s'haurà de coordinar a nivell nacional/internacional més enllà del que puguin aconseguir les empreses per si soles.

Si els problemes més importants i difícils de resoldre s'ignoren, o si les expectatives dels vehicles elèctrics no poden atendre la demanda, no serà estrany veure reaccions contra els vehicles elèctrics, cosa que dificultarà la transició.

Fa una dècada i  fins que Tesla no va demostrar el contrari, els fabricants d'automòbils no creien que els vehicles elèctrics fossin una oportunitat viable i escalable per a la descarbonització del transport. Avui dia, l'èxit de Tesla en la producció de més de 3 milions de vehicles, ha demostrat que els vehicles elèctrics són viables tant tecnològicament com econòmicament, almenys per al nínxol de vehicles elèctrics de luxe.

El que encara no s'ha demostrat, però s'assumeix, és que els VE poden substituir ràpidament la majoria dels vehicles de combustió. Tanmateix, els reptes interrelacionats que impliquen la infraestructura d'enginyeria de vehicles elèctrics, les polítiques i l'acceptació de la societat, posaran a prova la veritat d'aquesta suposició.

No es poden preveure tots els detalls necessaris per fer que la transició cap el VE tingui èxit, tot i que hi ha més raons que creuen que s'hi arribarà però també no es sap el camí.

Ramon Gallart

Salvar l'antena que va descobir el Big Bang.

Ara mira el seu futur, l'antena de microones que va descobrir un fons còsmic, va fonamentar la teoria que l'univers es va crear per un Big Bang. El seu propietari diu que el maquinari es conservarà, però el destí del històric lloc, no està garantit.

El 1964, els ràdioastrònoms de Bell Labs Arno Penzias i Robert Wilson estaven cartografiant senyals de ràdio de la Via Làctia utilitzant l'antena supersensible de 20 peus d'alçada en forma de banya de la companyia a Holmdel, Nova Jersey. Malgrat els intents per eliminar qualsevol soroll en les seves exploracions, van detectar un inesperat brunzit continu que venia de totes les parts del cel i a totes les hores del dia i de la nit.

Fins i tot, van arribar a agafar draps i detergents per rentar acuradament l'antena dels excrements d'un parell de coloms que hi havien niat,  segon va expressar Leonardo Colletti, professor d'educació física i història de la física a la Universitat Lliure de Bozen-Bolzano, Itàlia. 

Aquests senyals van resultar ser la radiació cosmica de fons de  microones que impregna l'univers. Aquestes restes del naixement del cosmos van ajudar a confirmar els seus orígens en un Big Bang, un descobriment que va fer guanyar a Penzias i Wilson el Premi Nobel de Física el 1978.

No obstant això, el 2021, Nokia va vendre la zona on es troba l'antena Holmdel Horn a l'empresari tecnològic Rakesh Antala. El lloc d'aproximadament 170 kilòmetres quadrat, va costar uns 3,6 milions de dòlars americant, tal com va dir l'agent immobiliari Doug Twyman, director general sènior de Colliers International a Woodbridge, Nova Jersey, que va gestionar la transacció.

Actualment, el lloc només està dividit en zones per a la investigació. No obstant això, al desembre, la Junta de Planificació de Holmdel va votar a favor d'emprendre un estudi per considerar la requalificació del lloc com a àrea que necessitava una reurbanització.

Això planteja la qüestió de si la ciutat està valorant el desenvolupament del lloc que podria comportar l'eliminació o la destrucció de la banya històrica. Per això s'ha constituit una associació sense ànim de lucre anomenada Friends of Holmdel Open Space i Preserve Holmdel, per treballar per preservar l'antena i mantenir-la intacta a la seva ubicació original.

L'antena Holmdel Horn va ser nomenada Monument Històric Nacional el 1989. No obstant això, aquesta designació és més un honor que una protecció.

La manca de protecció legal de l'antena va fer que els col·lectius ciutadans iniciessin una petició per salvar l'antena. La crida ha reunit fins ara més de 6.700 signatures d'arreu del món.

Aquest és un lloc especialment important en la història de la ciència, el lloc on es van detectar per primera vegada els ecos del Big Bang. I la preservació d'alguna forma és important.

Una possibilitat és preservar la zona com a parc i lloc històric. L'antena es troba al cim de Crawford Hill, el punt més alt del comtat de Monmouth a Nova Jersey, i ofereix vistes pintoresques de la badia de Raritan i Manhattan, diu Ralph Blumenthal, físic, antic empleat de Bell Labs i administrador de Friends of Holmdel Open Space.

El lloc també podria acollir un centre educatiu d'astronomia i cosmologia, diu Fred Carl , fundador dels Museus de Ciència i Història InfoAge a Wall, Nova Jersey. 

S'espera que l'estudi de la Junta de Planificació de Holmdel, que podria ajudar a rezonificar el lloc per al desenvolupament, trigui de dos a quatre mesos més. Si el municipi no reparcel·la el solar, pot canviar la forma en què l'actual propietari el veu econòmicament.

Font: Charles Q. Choi és un reporter científic. 

Eficiència energètica.

Durant molts anys, amb prou feines s'ha augmentat l'eficiència de l'ús energètic. 

Dels 20 països desenvolupats, Portugal és l'únic que ha registrat aquest augment durant els 15 anys fins al 2020. (Els dos anys més recents s'exclouen perquè els impactes de la COVID distorsionen aquestes dades).

La resta de països, inclosos els membres de la Unió Europea, el Regne Unit, els Estats Units, el Canadà i el Japó, van reduir el seu consum d'energia, alguns en més d'un 20%. La disminució dels Estats Units va ser del 12%.

L'energia que s'utilitza per donar suport a l'activitat econòmica i subministrar serveis essencials als consumidors segueix sent una font important d'emissions de gasos d'efecte hivernacle. Això fa que sigui oportú  una e estratègia nacional d'eficiència energètica.

S'entén com a eficiència energètic al rendiment tècnic d'equips que consumeixen energia. En aquest context, la millora del rendiment significa un consum d'energia reduït per aconseguir un determinat rendiment, com ara la distància recorreguda per un vehicle o el manteniment de la temperatura freda en una nevera.

En el context de transició energètica te sentit  integrar àmpliament la gestió de la demanda energètica, és a dir, eficiencia energètica, el desplaçament de les corbes de consum conjuntament amb el canvi de comportament.

Per diferents raons això esdevé com una intel·ligent caniv de llenguatge què:

1.- Utilitza un terme que probablement el públic entén millor.

2.- S'allunya d'un enfocament exclusiu en els senyals de preus i l'eficiència del mercat, i cap a les tecnologies i l'enginyeria. 

3.- Incloure el canvi de la càrrega facilitarà que l'estratègia esdevingui un component important de la política global de reducció d'emissions. Per exemple, el canvi de càrrega significa que les persones amb energia solar al seu sostre, canvien part del seu ús d'electricitat de la nit al dia o,  substituir un aparell de calefacció de gas per una alternativa basada en bomba de calor elèctrica, que és molt més eficient. Ambdós enfocaments, si s'utilitzen adequadament, poden reduir les emissions i els costos energètics, sense necessàriament reduir la quantitat d'energia utilitzada.

Les activitats incloses en el rendiment energètic (eficiència energètica, canvi de la càrrega i canvi de comportament) podrien reduir el cost de comprar l'energia necessària per oferir una gran gamma de béns i serveis. Uns costos energètics més baixos signifiquen costos operatius més baixos per a les empreses i organitzacions sense ànim de lucre i uns costos de vida més baixos.

Això no s'ha de veure com una disminució de la importància de reduir el consum d'energia augmentant l'eficiència energètica. Com s'ha comentant des dels defensors de polítiques i programes d'eficiència energètica, la millora de l'eficiència energètica dels habitatges augmenta el confort i la salut, així com redueix els costos. 

Les cadenes de subministrament i el recursos humans, són aspectes que han guanyat protagonisme en el discurs polític més ampli durant els darrers dos anys. Alguns observadors els veuen com els obstacles potencials més grans per a una transició exitosa del sistema energètic cap a un futur de baixes emissions.

Cal una acció integral per compensar el rendiment  de les últimes dècades e manera què, caldrà transformar el consum i l'eficiència en tot el ventall d'activitats que depenen de l'energia.

Ramon Gallart

Xarxa elèctrica i les fonts renovables.

L'acceleració de les energies renovables distribuïdes per fer front a la crisi energètica europea, són una mesura a curt termini per mitigar la volatilitat del cost de les fonts d'energia fòssil.

Fins ara, les xarxes no han estat un important obstacle per a la integració de les renovables. No obstant,  tal com ja s'ha començat a veure a algun país europeu, comencen a sorgir restriccions i  això fa que les xarxes ele`ctriques esdevinguin colls d'ampolla,. Llavors,  és essencial fer evolucionar el disseny del mercat elèctric per oferir més transparència sobre els punts de la xarxa amb restriccions per mostrar de forma clara on cal fer les inversions que facilitat la penetració dels recursos de generació distribuïts.

A les zones congestionades, és clau considerar altres opcions de connexió a la xarxa com podria ser, incentivar la inversió renovable amb capacitats d'emmagatzematge per evitar congestions durant determinats períodes del dia. Tot i que la FV són una bona opció,  la combinació de FV amb esquemes d'autoconsum i amb emmagatzematge, conjuntament amb unes tarifes dinàmiques, són essencials per garantir que la generació es lliurarà durant els períodes en què les xarxes ho permetin.

La flexibilitat i la figura dels agregadors, permeten oferir incentius als consumidors que millor adaptin  el consum flexible amb les energies renovables. Per això El Clean Energy Packed inclou el desenvolupament d'un nou codi de flexibilitat per automatitzar la participació dinàmica dels consumidors.

 Aquesta participació de la flexibilitat, majorment es produeix a nivell industrial o per a grans càrregues d'edificis, per la qual cosa cal centrar els esforços per ampliar aquest concepte i així,  incorporar tots els tipus de flexibilitat derivades de les noves bombes de calor, la càrrega intel·ligent de vehicles elèctrics (inclosa el V2G) i l'emmagatzematge de bateries domèstiques, que actualment s'entenen combinades amb les FV per autoconsum.

Els darrers informes de l'AIE, mostren que per el 2050, les xarxes requeriran quatre vegades més flexibilitat com a resultat dels gran creixement de les fonts renovables ja que cal disposar de tota la flexibilitat per fer que la demanda sigui més elàstica en el mecanisme del mercat i també per gestionar la xarxa elèctrica   quan es detectin congestions.

Ara mateix, la UE s'està centrant en la integració fotovoltaica donat que, són les més fàcils d'integrar al sistema elèctric i requereixen menys tràmits. La nova estratègia d'energia solar de la UE té com a objectiu duplicar la capacitat actual instal·lada de l'any 2025, que vols dir 320 GW de capacitat addicional i, quadruplicar-la per l'any 2030. 

Un altre aspecte, és que s'està accelerant l'adopció de vehicles elèctrics el que significa que estan sorgint noves opcions de flexibilitat, així com noves estratègies d'optimització d'energia residencial la qual,  ajudarà a una major estabilitat sobre l'augment dels preus de l'electricitat. Cal treballar en nous règims per facilitar la participació de la flexibilitat residencial als mercats energètics,

Una manera d'optimitzar el preus i que aquest siguin dinàmics és mitjançant les tecnologies IoT les quals, s'estan expandint ja que permeten als consumidors seleccionar les seves opcions de flexibilitat  entre agregadors, comercialitzadors i distribuïdors.

Amb els preus actuals de l'energia, les instal·lacions fotovoltaiques residencials són una oportunitat ja que es poden donar casos que una instal·lació solar tingui retorns de la inversió  inferiors als deu anys. Les futures cases netzero, tindran el potencial per a un major control i interaccions amb els usuaris. Els usuaris tindran una millor comprensió del cost, però també de la sostenibilitat. 

Ramon Gallart

Centrals hidroelèctriques reversibles.

Per enfortir les fonts renovables i superar la seva intermitència, cal emmagatzematge d'energia.

En la seva forma més senzilla, l'energia hidroelèctrica de bombeig necessita de dues preses, una en un punt més alt i una altra més avall unides per canonades i turbines. Emmagatzemar electricitat bombejant aigua cap a l' embassament superior quan hi ha excedent de les plantes de generació solar o eòliques, per generar electricitat quan la demanda la necessita es pot entendre com una bateria gegant de gravetat, on l'electricitat es converteix en energia potencial de nou. 

Actualment no hi ha gaire emmagatzematge d'energia i l'emmagatzematge que hi ha, tot és gairebé hidràulic ubicat amb els sistemes hidroelèctrics als rius.

Llavors, identificar grans oportunitats per  fer noves presess al rius per centrals hidroelèctriques reversibles, esdevé una oportunitat estratègica a explorar donat que, cal molt més emmagatzematge d'energia del que hi ha ara per suportar les fonts solars i eòliques. Les bateries a escala de xarxa són útils per a l'emmagatzematge a curt termini, de minuts a hores, però l'energia hidroelèctrica permet emmagatzematge més llarg.

Disposar d'un mapa  de potencials emplaçaments  permetria als planificadors de les empreses de generació veure que l'emmagatzematge hidroelèctric reversible va en funció dels països i així,  identificar una gran varietat d'opcions d'emmagatzematge hidroelèctric. Les muntanyes tenen molts  excel·lents llocs per poder construir diferents capacitats de generació no obstant cal gestionar el impacte ambiental.

De fet, aquestes instal·lacions no necessiten grans presses com les dels megaprojectes que tallen la circulació del riu amb alçades importants. De fet un sistema d'una centrals hidroelèctrics reversible no te d'estar en el curs de cap riu.

Referents a l'ús dels recursos,  aquestes centrals no són intensives en aigua. Per exemple, per a una xarxa amb el 100% de les fonts renovables, caldria uns tres litres d'aigua per persona i dia per omplir l'embassament i compensar l'evaporació. Un cop plena, l'aigua es podria utilitzar i reutilitzar durant molts anys només, amb recàrrecs per compensar l'evaporació. En cas de ser necessària extreu terra, caldrien  uns tres metres quadrats d'excavació per persona.

Fa dues dècades, la societat els preocupava haver d'inventar noves tecnologies per descarbonitzar. Però el ressorgiment de l'energia hidràulica reversible podria ser una solució complementaria de valor.

Ramon Gallart

Tecnología es clave para una mayor eficiencia energética

Sin ninguna duda, la tecnología es clave e imprescindible para una mayor eficiencia energética en todos los ámbitos que son utilizados por la sociedad debido a su omnipresencialidad y cada vez mayor dependencia.

Enlace entrevsita

¿Qué papel juega la tecnología para conseguir que instituciones / ciudades / industrias / centros de datos / infraestructuras tecnológicas… mejoren su eficiencia energética? ¿Cuáles considera son las tendencias más relevantes en este ámbito?

Sin ninguna duda, la tecnología es clave e imprescindible para una mayor eficiencia energética en todos los ámbitos que son utilizados por la sociedad debido a su omnipresencialidad y cada vez mayor dependencia.

Si tomamos el concepto de Smart City, éste apareció alrededor del año 2000 para tratar los problemas de sostenibilidad que surgían en las ciudades y que se centraban fundamentalmente en la eficiencia energética. Actualmente nadie duda que para hacerlo posible se requiere de la infraestructura de las TIC. De hecho, España sigue trabajando en este concepto el cual, no es exclusivo de los organismos públicos, sino que requiere la participación de la industria, centros tecnológicos universidades y, sobre todo, de la sociedad.

La tecnología contribuye en la eficiencia desde la obtención de las materias primas pasando por la fabricación de todo el hardware y software que lo permite gestionar hasta su instalación. Un hecho diferencial es que hoy en día, la tecnología ya nos permite conocer necesidades energéticas y en un entorno energético que se avecina con restricciones, nos da la posibilidad de adelantarnos a estas necesidades con el fin de ajustar la demanda energética con la oferta y con más precisión. Este simple hecho ya es un cambio de paradigma respecto al modelo energético actual.

En mi opinión y en base a mi carrera profesional, las tendencias más significativas pasarán por el aumento de la potencia informática que demandaran las nuevas infraestructuras de telecomunicaciones como son el 5G y el 6G que ya se entreve en el horizonte para conectar cualquier activo IoT, nuestros móviles, vehículos autónomos y cómo no, la gestión energética que será muy distribuida. Ello lleva a desplegar dispositivos mucho más inteligentes con capacidad de toma de decisiones distribuidas (edge-computing) soportados en la datificación como factor clave que permitirá dar respuesta a la digitalización que genera grandes cantidades de datos que utilizan algoritmos basados en la inteligencia artificial sin olvidar que todo ello, ya requiere de la confianza y seguridad digital.

¿Estamos hoy en un momento clave para la transición energética? ¿Qué papel considera juegan las compañías energéticas en esta transición energética?

Sin ninguna duda, sí. En concreto, los distintos actores energéticos juntamente con sus roles, debemos hacer posible la penetración masiva de energías renovables con el conjunto de activos necesarios que permitan atender el contexto que vivimos de crisis global y en particular, Europa.

Una forma, es mediante hacer realidad las comunidades energéticas ciudadanas dado que disponemos de la tecnología, los recursos económicos, humanos y de conocimiento. En este contexto, las comunidades energéticas serán un elemento que desempeñaran un papel clave en dicha transición energética debido a que ofrecerá a la ciudadanía, un instrumento para analizar y organizar acciones colectivas, tomando así un papel activo y central en dicha transición.

Por tanto, las comunidades energéticas son una herramienta activa para fomentar la implementación de sistemas de energía renovable y distribuidos, incrementar la aceptación social de la transición energética que incentivaran el interés de inversiones privada, con el potencial de proporcionar beneficios directos a los ciudadanos al promover la eficiencia. No obstante, hay que seguir trabajando para mejorar procesos administrativos de tramitación.

El papel de las compañías energéticas pasa por completar nuestra transición cómo actores protagonistas, no sólo se debe pensar en invertir en la generación renovable sino también en la demanda y la gestión de la energía con el fin de potenciar el desarrollo de nuevos modelos de negocio que permitan que los usuarios de energía eléctrica interactúen con ella y así se sientan que forman parte, tal como lo consiguió hacer el sector telco.

A qué retos se enfrenta el sector tecnológico? ¿Y el sector industrial?

Claramente, la tecnología sigue siendo la clave del desarrollo y la innovación del sector energético por lo que la necesidad de recurrir a ella provoca que cada día haya más conciencia de la importancia de invertir en desarrollo tecnológico y de implantar soluciones digitales.  Sin ninguna duda, el sector tecnológico se enfrenta a un entorno económico repleto de desafíos motivado por el cambio de paradigma que estamos viviendo por la escasez de materias primas, la deslocalización de las plantas de fabricación y la dificultad en captar y retener talento.

El sector industrial, debería reindustrializarse y reubicarse para conseguir una mayor eficiencia y productividad de su capital para hacer crecer su economía con el fin de mejorar el numero de trabajadores del tejido industrial ya que en España, está más bajo que en otros países europeos.

También debería mejorar la inversión en innovación para mejorar su adaptación a los tiempos que cada día son más cambiantes además de apostar por fuentes renovables ambos, con el fin de que puedan ser de ayuda para reducir los altos costes energéticos de hoy y así adaptarse hacia un potencial mercado más volátil.

¿Qué acciones desarrolladas recientemente por su organización considera más relevantes en materia de Eficiencia Energética? ¿Qué papel han tenido las TIC/Tecnologías? ¿Cuáles considera son las tendencias de más relevancia en este ámbito?

Para empresas como la nuestra con más de cien años de historia, el proceso de transición energética no es inmediato el cual, debe ser transversal y líquido para todos los negocios en que participamos. En este sentido, hemos avanzado en la innovación explorando y interactuado con los clientes con el fin de obtener tecnologías altamente eficientes energéticamente en los vectores de generación, distribución y comercialización con una clara apuesta por la optimación de las relaciones con nuestros clientes. Por ello trabajamos en la exploración de las tendencias para adaptarnos y mejorar así, los actuales retos cambiantes.

El papel de las TIC y las tecnologías emergentes es fundamental para mejorar la eficiencia de nuestros negocios, así como generar propuestas de valor que nos hagan posible identificar el por qué nuestros clientes deben escogernos. Por ello apostamos por las tecnologías que permitan transformar el sector eléctrico y cubran las necesidades de la sociedad. Para ello, desarrollamos oportunidades de innovación con tecnologías emergentes juntamente con centros tecnológicos y universidades.

Las tendencias que nos centramos son la gestión inteligente de los vectores eléctricos motivado al incremento de sensores que van incorporándose en la red eléctrica con el fin de hacer partícipe a nuestros clientes como por ejemplo, poner en valor nuevos activos en la red basados en electrónica de potencia con su software basados en inteligencia artificial y edge-computing  para obtener una mayor eficiencia de la infraestructura y convertir la red eléctrica en una internet del kWh con un mínimo impacto en el medioambiente y así  ofrecer el confort a la sociedad que espera con inversiones que permitan poner en valor nuevos activos.

¿Cómo le gustaría ver a España, desde el punto de vista de la competitividad energética, en el año 2030?

La electricidad es clave para descarbonizar los usos energéticos gracias a las energías renovables y la transformación de los activos con el fin de que la sociedad sea más eléctrica.

Para ello, España ha fijado sus objetivos de mitigación de emisiones en el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) 2021-2030 y los ha incluido en la Ley de cambio climático y transición energética (BOE 20/05/2021) con el fin de reducir en el 2030 las emisiones brutas totales al menos un 23% respecto a las de 1990.

El PNIEC es una gran oportunidad para la competitividad energética la cual, pasará por involucrar a la sociedad y forme parte activa de la transición energética. Para ello el modelo de fuentes renovables centralizadas no será la única solución más optima ya que este modelo de gestión de las infraestructuras tendrá muchas analogías con la arquitectura actual y eso no fomentara más competitividad, por ello la implantación de las tecnologías distribuidas y las comunidades energéticas locales serán claves para obtener una España más competitiva en lo que se refiere a las energías.

En definitiva, me gustaría ver España como un país que ha conseguido realizar la transición energética con los nuevos modelos de gestión de las infraestructuras comentados anteriormente y así, la sociedad se sienta satisfecha con ello.

Ramon Gallart

District heating i els centres de dades.

A Dinamarca gràcies al projecte Cool-Data es desprèn un estudi sobre les possibilitats d'utilitzar la flexibilitat i la calor residual dels centres de dades.

En el projecte Cool-Data, treballa en el desenvolupament i la implementació d'un innovador sistema integrat de refrigeració i emmagatzematge adaptat per a petites i mitjanes empreses que disposen de centres de dades d'una mida de fins a 500 servidors. El procés de refrigeració produeix molta calor que es podria utilitzar en altres sistemes energètics.

Cool-Data ofereix un nou enfoc de les regles i els incentius que afecten a la prestació de flexibilitat i la recuperació de la calor residual per part dels centres de dades en base a que la Unió Europea vol que els centres de dades estiguin connectats a la xarxa de district heating per utilitzar la calor sobrant.

Els petits i mitjans centres de dades tenen interessants avantatges per proporcionar el seu calor residual al district heating. El benefici més important és la seva ubicació: normalment es troben a prop de les xarxes existents, reduint en gran mesura les possibles inversions en extensió de la xarxa i les pèrdues de transmissió i millorant així, la competitivitat de costos de la seva calor residual.

A més, la calor residual d'aquests centres de dades es pot recuperar fins i tot en xarxes de district heating que cobreixen una petita àrea, sense que l'empresa de calefacció urbana arrisqui una important part del seu subministrament en una sola instal·lació. Finalment, els centres de dades amb una potència calorífica inferior a 250 kW estan exempts de la regulació de preus, permetent més flexibilitat durant la seva negociació amb l'empresa de calefacció urbana.

La importància dels centres de dades més petits en el sistema energètic també es reflecteix en la revisió de la Directiva d'eficiència energètica de la UE, que forma part del paquet Fit for 55. Aquesta revisió inicialment va obligar als nous centres de dades de més d'1 MW a realitzar una anàlisi cost-benefici per a la recuperació de la calor residual, inclòs el seu ús en sistemes de calefacció urbana. No obstant això, recentment s'ha aprovat una esmena per incloure centres de dades de més de 100 kW, destacant la contribució potencial dels centres de dades més petits a la seguretat energètica europea.

Un altre avantatge encara més gran dels centres de dades de mida petita i mitjana és que sovint poden utilitzar la calor residual directament als edificis comercials on es troben, la qual cosa és encara més eficient que utilitzar la calor residual en una xarxa de district heating.

De fet, això no és avui possible donat que fins al 2021, la regulació pels proveïdors de calor residual dificultava la participació dels petits participants; estaven subjectes a les mateixes condicions pressupostàries i requisits de verificació de preus que les empreses de district heating. Aquests requisits van afegir càrregues administratives i costos que van afectar negativament els petits proveïdors. A més, l'anterior impost sobre la valorització de la calor residual limitava encara més els casos en què la seva valorització seria econòmicament viable.

La nova regulació vigent des del 2022 ha traslladat la càrrega administrativa a les empreses de district heating, que tenen les eines i l'experiència per gestionar-la. També ha suprimit l'impost sobre la calor residual produïda a partir de l'electricitat, eliminant de manera efectiva les principals barreres dels centres de dades per proporcionar calor. Es necessita temps per observar més centres de dades recuperant la calor residual, ja que aquests desenvolupaments normatius són força recents.

També, falta la pràctica establerta sobre qui hauria de gestionar realment la calor residual, especialment quan cal afegir bombes de calor al sistema (per tal d'augmentar la temperatura de calor residual). No està clar si l'operador hauria de ser el propietari del centre de dades o l'empresa de district heating, i qui hauria d'invertir en bombes de calor.

Per altre banda, tècnicament, els centres de dades refrigerats per aire, que són el tipus més comú dels sistemes de refrigeració dels centres de dades, requereixen bombes de calor per elevar la temperatura de calor residual a la de la xarxa de district heating. Llavors, quant menor sigui aquesta difertencia de temperatura, menys electricitat consumiran les bombes de calor.

Per tant, la viabilitat econòmica d'aquest tipus de projectes ve determinada per tres factors principals:

1.- Els preus de l'electricitat,

2.- Els costos d'inversió de la bomba de calor i,

3.- La connexió a la xarxa de district heating.

Tenint en compte que la normativa vigent posa un sostre al preu de la calor residual, els projectes que no tinguin bones condicions en aquestes zones podrien tenir costos de producció superiors i no podrien vendre calor a empreses de district heating.

Per  fer més accessible la integració entre el centre de dades i district heating, cal entendre que, l'actual  marc normatiu requereix més certesa en la metodologia de càlcul que determina el sostre de preus. L'Agència Danesa de l'Energia va establir el sostre en el 2022 a 77 DKK/GJ, tenint en compte els costos de producció de calor de les calderes de biomassa i les bombes de calor. Els possibles canvis en aquesta metodologia i els elevats preus de l'electricitat que es van viure en el 2022, introdueixen una incertesa substancial sobre el valor sostre pels anys següents, augmentant els riscos dels projectes de valorització de la calor residual.

En el cas dels nous projectes de centres de dades, la participació primerenca dels desenvolupadors amb empreses i les district heating utilities,  és la més impactant. Amb sort, aquesta comunicació s'hauria de produir abans de presentar el projecte per a la seva autorització. Quan es considera la recuperació del calor residual des de les etapes de planificació, els desenvolupadors poden considerar els potencials ingressos de la calor residual per determinar la ubicació òptima del projecte i el disseny del sistema de refrigeració. Un cop construït el centre de dades, la modernització sol ser massa cara.

L'anàlisi cost-benefici (CBA) obligatòria que sestà sota debat al Parlament Europeu farà que els desenvolupadors de projectes coneguin els possibles beneficis de la recuperació de la calor residual. Tanmateix, la força que això influeix en les seves decisions dependrà del context local.

Per tant, el interès  en les organitzacions del sector es basa  en el interès de la indústria, sobretot perquè la UE està preparant una regulació obligatòria sobre la reutilització de la calor residual. D'altra banda, la indústria dels centres de dades és conservadora en la qual els estàndards de seguretat i fiabilitat sempre han estat una prioritat.

A causa d'això últim, els centres de dades solen utilitzar només les tecnologies i les configuracions que han superat moltes proves en funcionament del món real. Aquesta és la principal causa per la qual el desplegament de les instal·lacions de reutilització de la calor residual ha estat més lent del que és tècnicament possible.

Font: Universitat de Dinamarca