Dentro del centro de control de la misión de la red eléctrica de California

los centro de control masivo en la sede de CAISO, la organización sin fines de lucro responsable de administrar la red eléctrica del estado, parece un cruce entre un centro de control de misiones de la NASA y la guarida del villano de la clásica película de Bond “Ojo dorado.”

Un movimiento de Ave María fue lo único que salvó a gran parte del estado de sumergirse en la oscuridad. A instancias de CAISO, la oficina del gobernador envió a todos los californianos un mensaje de texto de emergencia rogándoles que redujeran el consumo. El texto funcionó y el estado evitó los apagones, esta vez.

Poder ahora mismo

Si bien usar energía se siente mundano, como lo demostró la reciente ola de calor, la realidad es mucho más estresante.

California tiene una de las redes eléctricas más avanzadas del mundo. Incluye más de 13.000 megavatios de energía renovable durante el pico de demanda (suficiente para alimentar toda la ciudad de Nueva York), enjambres de sensores para monitoreo en tiempo real y unas 150 empresas y entidades públicas diferentes.

A pesar de todo eso, en muchos casos la gestión de la red sigue siendo un asunto sorprendentemente manual y complicado. Eso es porque, a pesar de todas sus campanas y silbatos de alta tecnología, la red de California tiene muy poca capacidad para almacenar energía para uso futuro.

Cuando enciende su aire acondicionado o enchufa su Tesla, la energía que usa no proviene de un almacén de energía gigantesco, como podría esperar. En la mayoría de los casos, es generado por un panel solar, una turbina eólica o una planta nuclear solo unas fracciones de segundo antes de que presiones el interruptor y comiences a usarlo.

Imagina que entras en un restaurante, te acercas al mostrador y empiezas a hacer tu pedido. En el instante en que terminas de hablar, un mesero te arroja la comida. Eso es básicamente lo que sucede cuando enciendes un electrodoméstico.

“A todos los efectos prácticos, cuando se genera energía, se puede usar instantáneamente en el hogar de un consumidor”, incluso si es de una “planta de energía en una parte completamente diferente del estado”, Carrie Bentley de Gridwell Consulting, una consultora de energía, le dijo a SFGATE.

Equilibrar la red

Dado que la electricidad generalmente se consume en el instante en que se genera, los operadores de la red de California tienen que realizar un baile complejo e interminable, haciendo coincidir el suministro y la demanda de electricidad en tiempo real.

De esa manera, cuando enciende la tetera para hacer té de manzanilla o enciende su nebulizador para el asma, siempre hay una granja solar o una represa hidroeléctrica que tiene energía lista para enviar a su empresa de servicios públicos y luego a su hogar.

Ese desafío recae en CAISO y la vasta red de servicios públicos y proveedores de energía que trabajan con ella. La organización es responsable de aproximadamente el 80% de la red eléctrica de California, que cubre a 32 millones de californianos.

Gran parte del trabajo de mantener la red en equilibrio se lleva a cabo un día antes, con un mercado competitivo que pronostica las necesidades de energía y alinea a las empresas que están listas para satisfacerlas. Aún así, el mercado no es perfecto y la demanda puede cambiar de manera impredecible.

Es por eso que CAISO mantiene su centro de control de Folsom, donde los operadores pueden manejar todo manualmente usando una pantalla que se extiende por la pared y bancos de computadoras. Si la demanda aumenta, los operadores trabajan con las empresas de servicios públicos, las centrales eléctricas y otros operadores de la red para asegurarse de que haya suficiente electricidad para satisfacer la necesidad.

Los operadores de la red de California tienen varias herramientas para hacer esto. Pueden aumentar rápidamente la producción de energía de las centrales eléctricas o reducirla si la oferta supera la demanda. También pueden importar energía de otros estados, o pueden activar pequeñas plantas de energía de gas natural para cubrir breves picos de demanda.

En algunos casos, CAISO trabaja con los participantes para apagar máquinas no críticas en instalaciones industriales o electrodomésticos en los hogares para reducir el uso de energía durante los picos, un proceso llamado respuesta a la demanda.

Esto puede suceder de repente. “El operador del programa puede recibir un aviso de CAISO con tan solo 20 minutos de anticipación para activar un evento del programa y trabajar con los clientes para lograr una reducción inmediata de la carga”, dijo a SFGATE Christopher Chow, de la Comisión de Servicios Públicos de California.

Ciertas utilidades ofrecen programas similares que pagar a los consumidores para permitir que los operadores tomen el control remoto de “un termostato, un interruptor de control de HVAC o un enchufe inteligente con un aparato conectado a él”, dijo Chow. De esa manera, los operadores pueden apagar automáticamente la CA del consumidor o desactivar un aparato que consume mucha energía cuando aumenta la demanda.

Cada vez más, los operadores de CAISO también necesitan responder a interrupciones inesperadas. Los incendios forestales pueden amenazar una gran línea de transmisión, por ejemplo, y los operadores pueden necesitar redirigir la energía alrededor de la línea.

Problemas renovables

Las energías renovables hacen que todo el proceso sea mucho más difícil. A pesar de toda su complejidad, muchas partes de la red tradicional todavía funcionan con vapor. Las centrales eléctricas de gas natural, por ejemplo, queman gas para producir vapor, que hace girar turbinas gigantes y genera energía.

A menos que algo salga terriblemente mal, es poco probable que una planta de energía de este tipo se desconecte repentinamente. La fisicalidad de las máquinas giratorias gigantes también actúa como una especie de amortiguador para la red; Como metrónomos gigantes, las turbinas giratorias suavizan las pequeñas interrupciones y mantienen el flujo de energía de la red a una frecuencia constante de 60 hercios (unas 50 veces más rápido que “Bohemian Rhapsody” de Queen).

Las renovables son diferentes. Si el sol se esconde detrás de una nube, una granja solar completa puede dejar de generar repentinamente a la vez. Asimismo, el viento puede dejar de soplar inesperadamente, lo que provoca que los parques eólicos se desconecten de la red. California tiene algo de almacenamiento de batería, pero solo es suficiente para satisfacer una pequeña parte de la demanda.

Por lo tanto, los operadores de la red de California deben anticipar cuánta energía necesitarán las personas en un momento dado y cuánta será capaz de suministrar la mezcla heterogénea de fuentes renovables y tradicionales de California.

Hay mucho en juego, y también lo es el estrés del trabajo. El proceso de equilibrio se lleva a cabo cada cuatro segundos, día tras día, dijo la portavoz de CAISO, Anne Gonzales.

Si los operadores se equivocan en el balance, el voltaje de la red puede caer peligrosamente bajo, causando un apagón. Los desajustes sostenidos entre la oferta y la demanda pueden provocar apagones continuos, sumergiendo repentinamente a millones de personas en la oscuridad. Las sobretensiones inesperadas pueden freír el equipo.

Sintoniza, apaga

Los miembros del público no pueden visitar el centro neurálgico cargado de pantallas de CAISO en persona. Aunque ocasionalmente organizaron giras antes de COVID-19, la pandemia lo ha cerrado por ahora.

Aún así, el nuevo tablero en línea ofrece la siguiente mejor opción, lo que permite a los residentes del estado jugar a ser operadores de la red desde el sillón y controlar la electricidad de California en tiempo real. El tablero muestra muchas de las mismas métricas que se muestran a los operadores reales de la red, incluidos los niveles actualizados al minuto de la demanda y la oferta en todo el estado. El tablero también muestra pronósticos de uso y desglosa la cantidad de energía que fluye actualmente de la energía solar, eólica, de biomasa y otras energías renovables.

El desafío de equilibrar la red se vuelve especialmente agudo durante eventos extremos como la ola de calor que azotó California en septiembre. A medida que las personas encienden sus acondicionadores de aire, la demanda aumenta. A menudo, esto sucede por la noche, justo cuando las energías renovables se están desvaneciendo.

“El calor elevado aumenta la demanda y reduce el suministro desde el final de la tarde hasta la noche, cuando la producción solar está saliendo del sistema y la demanda sigue siendo alta”, dijo Gonzales.

Sin embargo, durante los dramáticos picos de septiembre, los clientes no se limitaron a sintonizar y mirar: el proceso de equilibrar la red también se ha vuelto cada vez más participativo.

La alerta de texto urgente que pide a los californianos que apaguen sus aires acondicionados liberó 2.100 megavatios de energía en menos de una hora. Eso es aproximadamente equivalente a encender una planta de energía nuclear de tamaño completo. Es ampliamente reconocido por evitar la necesidad de apagones.

un programa llamado Hogares Resilientes en East Bay también ayudó. A través del programa, los propietarios de viviendas con baterías solares inyectaron automáticamente energía a la red durante los picos de demanda, reduciendo sus facturas de electricidad y ayudando a evitar un apagón.

El futuro de la red

Con el tiempo, es probable que cambie la gestión de la red de California, especialmente en medio de un clima desafiante.

El estado está agregando agresivamente capacidad de batería a la red para almacenar energía limpia cuando el sol brilla con la capacidad de usarlo para satisfacer la demanda creciente más tarde en el día.

Eventualmente, la red debería parecerse más a un almacén de energía que a un restaurante a pedido con meseros que arrojan comida. Hoy en día, la red tiene unos 2.000 megavatios de almacenamiento en baterías. Necesitará 49,000 megavatios para 2045 para cumplir con los objetivos climáticos del estado. A medida que el costo de las baterías disminuye y su capacidad aumenta, es probable que agregar almacenamiento en baterías sea menos costoso con el tiempo.

A través de programas como Hogares Resilientes, las baterías de los vehículos eléctricos también podrían algún día servir como fuente de energía de respaldo, ayudando a acercar a California a la meta de 49,000 megavatios. Durante el calor extremo, los cargadores de automóviles eléctricos funcionarían efectivamente en reversa, alimentando la energía de las baterías de los automóviles nuevamente a la red.

Otras tecnologías serán cambiar la grilla, también. “Las baterías y las redes inteligentes son dos de las tecnologías más inminentes que afectan a nuestra industria; sin embargo, la energía eólica marina desempeñará un papel cada vez más importante”, dijo Gonzales.

Los vientos soplan de manera más constante sobre el océano que sobre la tierra, lo que genera un suministro más predecible. Las turbinas eólicas marinas también abren más espacio para la generación de energía renovable. Estos avances tecnológicos podrían facilitar el trabajo de los administradores de la red.

Mientras tanto, sin embargo, mantener el flujo de energía de California aún requerirá un baile complejo, a menudo manual, las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Y ya sea que signifique invertir en una batería solar o simplemente apagar la tostadora cuando la demanda se salga de control, todos debemos hacer nuestra parte.

Thomas Smith es fotógrafo, escritor y cofundador de una empresa social con sede en Lafayette, California.