Digitalización e inteligencia artificial, aliados para la eficiencia energética

En los últimos años el sector energético está experimentando grandes cambios, desde la integración de las energías renovables hasta la aparición del vehículo eléctrico o el despliegue de las redes inteligentes (smart grids), entre otros muchas.

Gestionar todo ello de forma eficiente, además del inmenso volumen de información registrado por los contadores inteligentes, es por tanto uno de los grandes retos a los que se enfrenta este sector, en el que todo parece indicar que la inteligencia artificial y la digitalización serán los mejores aliados para impulsar de forma definitiva la eficiencia energética.

En lo que se ha llamado ya la era pos-covid-19, Europa parece tenerlo claro y apuesta más que nunca por su Pacto Verde para trabajar en materia de neutralidad de las emisiones y lucha contra el cambio climático, pero también y sobre todo como oportunidad de desarrollo económico y bienestar social.

Y en este sentido, “la transformación digital, en línea con esta nueva estrategia industrial europea será también una herramienta fundamental para la sostenibilidad y la competitividad”, señalan desde el Club Español de la Energía en un reciente documento titulado Digitalización en el sector energético español: una introducción.  

“Tecnologías como sensores, realidad virtual, robots, drones, contadores inteligentes, etc. están siendo muy útiles para seguir ofreciendo un servicio de calidad y garantizando la seguridad. Tras la crisis de la covid-19, a futuro se espera que la digitalización se acelere mucho más de lo que estaba previsto en todos los sectores de la economía, incluyendo el energético”, señala este informe, que aboga para ello por “contar con un marco político y regulatorio adecuado que permita a las empresas seguir invirtiendo”.

Una petición, apuntan, que ya tenía el sector antes de esta crisis, “pero que ahora se hace aún más necesaria”.

“Uno de los aspectos claves en la sostenibilidad energética es reducir las emisiones de gases contaminantes y la dependencia de combustibles fósiles. Para ello, es necesario aumentar la participación de las energías renovables tanto en el mix energético como en la cobertura de la demanda”, explica a Revista Haz Mónica Alonso Martínez, Investigadora de la Universidad Carlos III de Madrid y profesora del Departamento de Ingeniería Eléctrica.

Alonso Martínez señala que “la revolución que está experimentando el sector eléctrico gracias a la digitalización de sus instalaciones y dispositivos permite disponer en tiempo real de información sobre la generación y la demanda, con lo que se mejora la capacidad de monitorización, operación y control de la red”.

“La inteligencia artificial se erige en este escenario como una gran aliada a la hora de determinar los programas de operación de la red, la previsión de la demanda energética, así como de la generación de las unidades renovables”, añade esta experta.

En el caso del big data, otra de las claves a analizar, la incorporación de lo que se conoce como smart meters (medidor o contador inteligente) en las redes de baja tensión permite tener un mayor conocimiento de la demanda de los consumidores, algo que, según esta investigadora, “redundará en una mejor previsión de la demanda de energía eléctrica y por tanto en una mejor estimación de los programas de generación de las diferentes unidades del sistema”.

Sin embargo, añade, “el volumen de información recopilada por estos contadores es ingente, no solo por el amplio despliegue geográfico de estos dispositivos, sino también por la cantidad de información almacenada en pequeños intervalos de tiempo”.

Por eso, “gestionar adecuadamente esta información para operar de forma eficiente la red eléctrica requiere de herramientas de tratamiento de datos masivos, como el big data”.

Un sector en constante transformación

Según el informe La digitalización en el sector energía: transformación tecnológica y energética elaborado por la Asociación Española para la Digitalización, con la aparición de lo que se conoce como el Internet de las cosas (IoT), el volumen de datos a los que pueden acceder las compañías eléctricas, a través del automóvil, el hogar conectado, los dispositivos portátiles y las ciudades inteligentes, “aumentará de manera exponencial” en los próximos años, ya que “objetos nuevos como relojes, coches, aparatos médicos, electrodomésticos e incluso ropa, están siendo conectados a la red de forma sistemática”.

Datos de la Agencia Internacional de la Energía (IEA) indican que en 2017 existían unos 8,4 billones de dispositivos conectados, y se espera que esta cifra crezca hasta los 20 billones a lo largo de este 2020.

Y es que, “recopilar, almacenar, procesar, transmitir y recibir datos conlleva un alto consumo de energía”, alerta el documento que se refiere a datos de la IEA que apuntan a que los centros de procesamiento de datos consumieron en todo el mundo alrededor de 194 Teravatios-hora (TWh) de electricidad en 2014 (un 1% del total de la demanda), y con la llegada de la pandemia este año (y la irrupción masiva del teletrabajo y el acceso remoto a equipos y servicios) este organismo espera que esta cifra se triplique durante 2020.

En la misma línea coincide la experta de la Universidad Carlos III: “La situación que estamos viviendo como consecuencia de la pandemia ha hecho que el teletrabajo y la docencia online se hayan erigido como alternativa a las actividades presenciales, y, por tanto, existe, una mayor utilización de los sistemas de telecomunicaciones que deriva en un mayor uso de los centros de proceso de datos y por lo tanto aumenta su gasto energético”.

Por eso, defiende, “mejorar la eficiencia energética en estas condiciones pasa por la mayor participación de las energías renovables en la cobertura de la demanda, ya que no debemos olvidar que la demanda de los centros de proceso de datos se encuentra agregada al resto de las demandas eléctricas del sistema; así como el desarrollo de sistemas de abastecimiento autónomo renovable para estas instalaciones, además de para las estaciones base de transmisión de datos”.

Precisamente, el documento de la Asociación Española para la Digitalización señala que, si bien la digitalización no es el factor más importante para descarbonizar el planeta, sí es cierto que “puede ayudar en la automatización e interconexión de generadores, consumidores y dispositivos, clave para maximizar los resultados a corto plazo”, y conseguir una reducción de gases de efecto invernadero que calculan hasta en un 80%.

A juicio de la Asociación, “hacer visible la energía pasa necesariamente por la monitorización de cualquier elemento que esté en la red. Por eso, en los próximos años, “estas tecnologías se combinarán para ofrecer una nueva capa de inteligencia conectada que revolucionará la capacidad de las compañías eléctricas para mejorar la eficiencia del sistema eléctrico y satisfacer mejor las necesidades de sus clientes”.

En este sentido, apunta la entidad en su documento, “son especialmente relevantes tres tendencias tecnológicas para el proveedor de electricidad del futuro: empresa inteligente, plataformas y personalización masiva.

Sin duda, para expertos como Alonso Martínez, invertir en digitalización e inteligencia artificial para la gestión de los datos facilitados por los dispositivos de monitorización “redundará en una operación más eficiente de la red”.

De igual forma, la digitalización de las subestaciones “permitirá centralizar su operación de centros de control, reduciendo el personal necesario in situ para su operación y mantenimiento”.

“A nivel de baja tensión, la información facilitada por los contadores inteligentes permite conocer en detalle los hábitos de consumo de los clientes y en base a ellos proponer a los clientes incentivos para realizar una gestión activa de la demanda que redunde en una reducción de su factura eléctrica y un mayor aprovechamiento de los recursos renovables”.

Otra de las ventajas que apunta la investigadora es que, gracias a las medidas de los smart meters y la inteligencia artificial, “es posible detectar fraude eléctrico en las redes de baja tensión”.

Desafíos para el sector energético en España

El análisis realizado por la Asociación Española para la Digitalización identifica nueve grandes desafíos a los que se deberá enfrentar el sector en los próximos años:

1.- Optimización inteligente de las redes energéticas e interacción con clientes. Estas redes se sitúan en el epicentro de muchos de los cambios que se están produciendo en el sector energético, con la sustitución de la infraestructura más obsoleta, la introducción de energías limpias y los vehículos eléctricos, entre otros retos. Todos ellos tienen el potencial de reducir la ineficiencia, y fomentar una gestión de la demanda más interactiva, integrando mejor las fuentes de energía distribuidas con la red, transformando la experiencia del cliente y facilitando nuevos usos de la energía.

2.- Energías más limpias y renovables. Este tipo de energías y las preocupaciones asociadas a la regulación de las emisiones y eficiencia energética siguen siendo una de las principales prioridades para muchas de las compañías del sector en todo el mundo. Por ello, las empresas están realizando grandes cambios en el mix de combustibles, invirtiendo y desplegando fuentes de energía renovables cada vez más sostenibles.

3.- Gestión de fusiones y adquisiciones para crecer. Las operaciones corporativas también son un motor importante para contribuir al crecimiento de las empresas en el sector energético y una vía para adquirir nuevas capacidades, tecnología y las habilidades necesarias para abordar cuestiones como la seguridad del suministro y la generación de fuentes de energía más limpias.

4.- Gestión con éxito de proyectos de capital e infraestructuras. La Agencia Internacional de la Energía estima que, solo en el sector energético, la inversión acumulada mundial requerida en el periodo 2010-2035 será de 16,6 billones de dólares, especialmente en lo que se refiere a infraestructuras de redes optimizadas y más inteligentes, nuevas redes de transmisión para integrar fuentes de energía renovables y la sustitución de las infraestructuras más obsoletas.

5.- Mejora del rendimiento y optimización del día a día. En el entorno actual, marcado por unos precios de la energía más elevados, la presión de los grupos de interés sobre las compañías energéticas para que aporten eficiencia y efectividad operativa es mayor que nunca. Por eso, para estas empresas, la eficiencia interna y el rendimiento serán aún más vitales.

6.- Máximo aprovechamiento del entorno regulatorio. Las actividades de las empresas energéticas se ven afectadas por todo tipo de requisitos regulatorios. Además de los requisitos de información financiera, estas compañías deben responder a los objetivos de política energética, de emisiones y de cambio climático, a requisitos de precios y tarifas y a un amplio abanico de obligaciones de servicio mínimo, así como la regulación de los datos y la seguridad, aspectos cada vez más importantes.

7.- Dinámica cambiante del mercado, incluidos los precios de las materias primas, oferta y demanda, y estructuras de costes. El sector energético es un sector maduro, pero sigue evolucionando y experimentando cambios importantes en su dinámica de mercado. Caracterizado por los prolongados plazos de ejecución de sus proyectos y los grandes vaivenes de su ciclo de negocio, su actividad requiere una cuidadosa planificación estratégica y unos sólidos planteamientos a largo plazo para conseguir el éxito.

8.- Sostenibilidad, cambio climático y seguridad de suministro. Los gobiernos y consumidores de todo el mundo demandan cada vez una mayor seguridad en el suministro energético, pero, además, en las economías desarrolladas, a las empresas energéticas se les insta de manera urgente a ofrecer combustibles limpios, fácilmente disponibles y a precios razonables.

9.- Reclutar y retener a una plantilla cualificada. La escasez de capital humano cualificado sigue siendo, en el caso de las empresas del sector energético, un auténtico desafío. En países punteros en este sentido, como Estados Unidos, la edad media de los empleados se encuentra cercana a los 50 años, y casi la mitad de los profesionales de este sector llegarán a la edad de jubilación en la próxima década. Por ello, las estrategias de reclutamiento y la capacidad para retener a los empleados cobran en este sector cada vez más importancia.

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Energéticas cada vez más digitales y resilientes

En la misma línea coincide Minsait, la filial de tecnologías de la información de Indra, en un informe publicado el pasado mes de julio sobre la situación de las empresas energéticas españolas ante la covid-19, y que indica que este sector se está volcando claramente en las nuevas tecnologías para mejorar su servicio y competitividad.

El documento analiza cómo ha enfrentado el sector energético el impacto del coronavirus y qué nuevas oportunidades trae para él, y destaca que el futuro del sector pasa, primero, por garantizar la seguridad energética, especialmente relevante en momentos de crisis.

En segundo lugar, y como consecuencia de la anterior, por disponer de sistemas de energía resilientes, indispensables para las sociedades modernas.

Y por último, por el avance hacia un modelo basado en energía limpias y renovables, puesto que estas son el centro de la recuperación económica y los planes de estímulo.

Y es que, a la apuesta por la inversión en ciberseguridad que han realizado estas empresas en una sociedad cada vez más digitalizada y automatizada, se suma la confirmación del impulso -empresarial e institucional- a la transición ecológica y la reducción de las emisiones de efecto invernadero, otra de las medias a las que ha reaccionado el sector “de manera positiva”, según indica este amplio análisis, que añade que “su importancia es clave, ya que la Comisión y el Parlamento europeos han destacado que la digitalización y el Pacto Verde deben estar en el centro del plan de recuperación que se prepara”.

“El sector se encontraba ya inmerso en un profundo proceso de transformación, demostrando una ambición de desarrollo digital por encima de la media”, destaca el documento, que ofrece una amplia visión de la situación gracias a las entrevistas que se han realizado a expertos y responsables de tecnología y sistemas de algunas de las principales compañías energéticas españolas.

En definitiva, y a juicio de la Asociación Española para la Digitalización, “incentivar la innovación y la digitalización del sector energético son dos factores clave para la mejora en la eficiencia y la sostenibilidad, puesto que actúan como aceleradores de la competitividad empresarial, cada vez más concienciada sobre el medio ambiente, y como pilares de la descarbonización de la economía”.

Así, señalan, “el gran desafío al que se enfrentan ahora reguladores, consumidores y empresas es la adaptación al nuevo ‘medio’ en el que, si no te adaptas de manera rápida, terminas desapareciendo”.