La electrificación renovable de la economía y la sociedad, como alternativa al uso de fuentes de energía contaminantes como el gas natural, está provocando una de las mayores oleadas de innovación de la historia. Es el sistema nervioso entero el que debe ser sustituido. Para que se pueda consumir el doble de electricidad que ahora en 2050, nada menos que 54.000 TWh, la Agencia Internacional de la Energía (AIE) considera que será necesario añadir o renovar más de 80 millones de kilómetros de redes eléctricas hasta 2040, el equivalente a toda la infraestructura mundial existente en la actualidad.

El desafío es secular: el equivalente a todo lo conseguido desde que la electricidad comenzó a transformar nuestra vida debe hacerse (o rehacerse) de nuevo, en apenas dos décadas. Eso exige duplicar el ritmo de inversión actual y superar los 525.000 millones de euros anuales a nivel mundial. Si además se quiere hacer cumpliendo con los objetivos de la transición energética, la inversión tiene que ser aún mayor, de aproximadamente un billón de euros al año hasta 2050, 2,2 billones de euros sólo hasta 2035, según McKinsey.

La Unión Europea (UE) dispone de la infraestructura eléctrica más extensa e integrada del mundo, con más de un millón de kilómetros, pero el 40% de sus redes tienen más de 40 años de antigüedad. Eso no resulta especialmente alentador pensando que el consumo de electricidad va a crecer aproximadamente un 60%, según Bruselas, y la capacidad de transmisión transfronteriza debe duplicarse hasta 2030.

De ahí que la UE haya elevado la estimación de gasto anual hasta 2030 en las redes eléctricas a entre 65.000 y 100.000 millones de euros. Las diferencias serán, eso sí, sustanciales entre países: Alemania, necesitará invertir más del triple que Francia hasta 2050.

El consenso hoy es que la energía eólica y la solar fotovoltaica deben protagonizar más del 80% del aumento total de la capacidad energética en las próximas dos décadas, en comparación con menos del 40% en los últimos 20 años. El porcentaje debería ser incluso superior, del 90%, para alcanzar las cero emisiones netas en 2050.

La situación del mercado dista mucho, no obstante, de los objetivos planteados. Al menos 3.000 gigavatios (GW) de proyectos de energía renovable, la mitad de ellos en etapas avanzadas, estaban a la esperaba de conexión a las redes a finales de 2023, convertidas en auténticos cuellos de botella.

El gasto mundial en redes apenas ha variado y se mantiene estable, en torno a los 260.000 millones de dólares anuales. Sin mejoras, el riesgo de interrupciones del servicio se eleva:  cuestan ya alrededor de 87.000 millones de dólares al año, el 0,1% del PIB mundial. Es la pescadilla que se muerde la cola. Los problemas de congestión de la red también se acrecientan allí donde se retrasan las inversiones.

Frente a las urgencias sociales, económicas y medioambientales, en la UE las nuevas infraestructuras suelen tardar entre cinco y quince años en ejecutarse debido a los problemas para la obtención de permisos, que suelen involucrar a múltiples autoridades a lo largo de toda la ruta. Se estima que la construcción de la línea de corriente continua Ultranet de 340 km de longitud en Alemania requiere alrededor de 13.500 permisos.

Los operadores de redes y las empresas de infraestructuras necesitan aliados en esa monumental tarea, porque la modernización va asociada, en muchos casos, a la transformación digital, que incluye medidores inteligentes, gestión automatizada de la red y mejora de las operaciones sobre el terreno.

Las tecnologías digitales hacen más predecible la dirección de los flujos energéticos, algo clave en un mundo en el que convivirán un número creciente de recursos distribuidos: vehículos eléctricos, plantas de energía renovable y bombas de calor eléctricas, entre otros. La estrategia basada en datos facilita también el equilibrio entre la oferta y la demanda y el intercambio de información entre los operadores de distribución y transmisión.

Los medidores inteligentes son una de las vías de entrada de las nuevas redes eléctricas inteligentes al internet de las cosas. La segunda generación de estos dispositivos está dotada de una creciente capacidad de procesamiento de información en el borde (edge) y de inteligencia artificial (IA).

La inversión en infraestructuras lleva implícito un cambio de paradigma en el suministro eléctrico. La IA ayudará a integrar las energías renovables, estabilizar las redes energéticas e introducir modelos de previsión que van más allá de los patrones de uso tradicionales. El Departamento de Energía (DOE) de Estados Unidos sostiene que, si las redes eléctricas modernas fueran un 5% más eficientes, el ahorro de energía sería igual al efecto de eliminar las emisiones de 53 millones de automóviles.

Gracias al giro que introducen las tecnologías digitales, el 90% de los operadores de red europeos planean modernizar las redes de baja tensión, tradicionalmente las menos atractivas desde el punto de vista de negocio. Eso acentuará la convergencia de intereses entre las áreas de transmisión (que va desde la generación de energía hasta la red) y de distribución (desde la red principal hasta los usuarios. Potenciará asimismo la implantación de módulos de autorreparación con IA en la sala de control de los operadores, que podrán de ese modo analizar el estado de la red y encontrar nuevas rutas para transportar y redistribuir la electricidad.

En última instancia, toda esta transformación lleva implícita la cuestión de la ciberseguridad. La infraestructura eléctrica es muy especial, necesita un control preciso y rápido. Por eso, los sistemas de transporte se gestionan a 50 o 60 Hz, de modo que se pueda equilibrar instantáneamente la carga y ajustar la demanda a la producción.

La transformación digital de la red eléctrica está implicando la incorporación de muchísimos dispositivos nuevos y todos ellos pueden convertirse en accesos potenciales de los hackers al sistema eléctrico, porque todo ese proceso se controla a través de software y comunicación. Por ello, buena parte de la innovación hoy se dirige precisamente a sellar todos los puntos de vulnerabilidad posibles.