Satisfacer el hambre de energía: electrificada y en red

La demanda y el consumo de energía llevan décadas creciendo hasta alcanzar dimensiones extremas, y es probable que en las próximas décadas el hambre mundial de energía aumente aún más. Sólo el rápido crecimiento de los países en desarrollo está provocando un aumento considerable de la demanda energética

El consumo mundial de energía primaria no ha dejado de aumentar desde 1980. En aquel momento, la cifra se situaba en torno a los 280 exajulios y, entretanto, ha alcanzado los 620 exajulios en 2023. Los principales países en cuanto a su cuota de consumo mundial de energía primaria no son ninguna sorpresa: en 2023, China encabezará la lista de países especialmente hambrientos, con casi el 28%, seguida de EE.UU., con cerca del 15%, y la India, con alrededor del 6%.

La demanda mundial de energía está fuertemente impulsada por factores como el crecimiento demográfico, el desarrollo económico y la transición a las energías renovables.

Algunas previsiones, como la World Energy Transitions Outlook 2023 de la Agencia Internacional de Energías Renovables, ofrecen un auténtico rayo de esperanza a pesar del aumento absoluto:

Estas cifras subrayan el concepto de la Sociedad Totalmente Eléctrica (All Electric Society, AES). La AES aspira a crear un futuro sostenible y neutro para el clima en el que todas las necesidades energéticas se cubran con energías renovables. Esta visión aspira a una sociedad que prescinda de los combustibles fósiles y utilice en su lugar las energías renovables y la electrificación como pilares centrales de su abastecimiento energético.

Andreas Huhmann, consultor de estrategia de HARTING, subraya la relevancia de la implantación del AES:

Para satisfacer la colosal demanda energética, la AES aprovecha la energía solar, que puede generarse a partir de fuentes renovables como la fotovoltaica (FV), la eólica y la biomasa. Entre el 0,3% y el 1% de la superficie terrestre bastaría para cubrir las necesidades energéticas mediante energía fotovoltaica con los niveles de eficiencia actuales. Esto supone actualmente una eficiencia media de los sistemas solares de entre el 15% y el 20%, así como un uso y almacenamiento eficientes de la energía generada.

Para Stephan Middelkamp, Director General de Calidad de & Technology, la generación de energía en sí no es el principal reto:

El acoplamiento de sectores es la palabra clave para interconectar estas áreas, que deben aplicarse tanto en términos de energía como de datos. Por un lado, esto permitirá que la energía fluya de un sector a otro. Por otro lado, el acoplamiento del lado de los datos permite la comunicación más allá del sector respectivo, proporcionando la información sobre la energía que se necesita allí. El acoplamiento energético tiene lugar a través de redes de corriente alterna y continua (CA y CC), así como mediante almacenamiento intermedio.

A su vez, el acoplamiento de datos exige que los distintos sectores se pongan de acuerdo sobre modelos de datos y protocolos normalizados. El gemelo digital ofrece soluciones en este ámbito. La Industrial Digital Twin Association (IDTA) utiliza para ello las llamadas plantillas de submodelos. Se trata de plantillas normalizadas que se despliegan en la modelización de las llamadas carcasas de administración de activos. Estas plantillas garantizan la representación normalizada y la interoperabilidad de los gemelos digitales en aplicaciones industriales.

Según los expertos de HARTING Huhmann y Middelkamp, la electrificación también tendrá un gran impacto en los sectores individuales, más allá del acoplamiento de los sectores.

Las ventajas que se derivan: en la mayoría de los casos, los aparatos eléctricos serán más fáciles de controlar y más eficientes desde el punto de vista energético.

La implantación consecuente de la All Electric Society no está exenta de obstáculos. Sin embargo, las adaptaciones técnicas asociadas y su impacto en la sociedad producirán, sobre todo, un resultado: modos de vida realmente sostenibles.

O, como resume Andreas Huhmann: