A medida que una sociedad depende más de las fuentes de energía para su funcionamiento diario, se vuelve más vulnerable si se interrumpe el suministro de energía. Este hecho evidente se ignora en las estrategias actuales para lograr la seguridad energética, volviéndolas contraproducentes.

¿Qué es la Seguridad Energética?

¿Qué significa para una sociedad tener “seguridad energética”? Aunque existen más de cuarenta definiciones diferentes del concepto, todas comparten el criterio fundamental de que el suministro de energía siempre debe satisfacer la demanda de energía. Esto también implica que el suministro de energía debe ser constante, sin interrupciones en el servicio. ^{1 2 3 4} Por ejemplo, la Agencia Internacional de Energía (AIE) define la seguridad energética como “la disponibilidad ininterrumpida de fuentes de energía a un precio asequible”, el Departamento de Energía y Cambio Climático de EE. UU. (DECC) define el concepto como “los riesgos de interrupción en el suministro de energía son bajos”, y la UE lo define como un “suministro estable y abundante de energía”. ^{5 6 7}

Históricamente, la seguridad energética se lograba asegurando el acceso a bosques o turberas para la energía térmica y a fuentes de energía mecánica como humana, animal, eólica o hidráulica. Con la llegada de la Revolución Industrial, la seguridad energética pasó a depender del suministro de combustibles fósiles. Como concepto teórico, la seguridad energética está estrechamente relacionada con las crisis del petróleo de la década de 1970, cuando embargos y manipulaciones de precios limitaron el suministro de petróleo a las naciones occidentales. Como resultado, la mayoría de las sociedades industrializadas aún acumulan reservas de petróleo equivalentes a varios meses de consumo.

Aunque el petróleo sigue siendo tan vital para las economías industriales como lo era en la década de 1970, principalmente para el transporte y la agricultura, ahora se reconoce que la seguridad energética en las sociedades modernas también depende de otras infraestructuras, como las que suministran gas, electricidad e incluso datos. Además, estas infraestructuras están interconectándose cada vez más y dependen unas de otras. Por ejemplo, el gas es un combustible importante para la producción de energía, mientras que ahora se requiere que la red eléctrica opere los gasoductos. Las redes eléctricas son necesarias para ejecutar las redes de datos, y ahora las redes de datos son necesarias para ejecutar las redes eléctricas.

Las redes eléctricas son necesarias para operar las redes de datos, y las redes de datos son necesarias para operar las redes eléctricas.

Este artículo investiga el concepto de seguridad energética centrándose en la red eléctrica, que se ha vuelto tan vital para las sociedades industriales como el petróleo. Además, la electrificación se considera una forma de disminuir la dependencia de los combustibles fósiles, como los vehículos eléctricos, las bombas de calor y los aerogeneradores.

La “seguridad” o “confiabilidad” de una red eléctrica se puede medir con precisión mediante indicadores de continuidad como la “Probabilidad de Pérdida de Carga” (LOLP) y el “Índice de Duración Promedio de Interrupción del Sistema” (SAIDI). Utilizando estos indicadores, solo se puede concluir que las redes eléctricas en las sociedades industriales son muy seguras. Por ejemplo, en Alemania, la electricidad está disponible el 99,996% del tiempo, lo que corresponde a una interrupción del servicio de menos de media hora por cliente al año.⁸ Incluso los países con peor rendimiento en Europa (Letonia, Polonia, Lituania) tienen escasez de suministro de sólo ocho horas por cliente al año, lo que corresponde a una confiabilidad del 99,90%.⁸ La red eléctrica de EE. UU. se encuentra entre estos valores, con interrupciones de suministro de menos de cuatro horas por cliente al año (confiabilidad del 99,96%).⁹

¿Qué tan segura es una red eléctrica renovable?

En la operación actual de las infraestructuras, el paradigma es que los consumidores podrían y deberían tener acceso a tanta electricidad, gas, petróleo, datos o agua como deseen, en cualquier momento que lo deseen y durante el tiempo que lo deseen. El único requisito es que paguen la factura. Mirando al sector eléctrico, esta visión de la seguridad energética es bastante problemática, por varias razones. En primer lugar, la mayoría de las fuentes de energía de las que se produce electricidad son finitas, y mantener un suministro constante de algo finito es, por supuesto, imposible. A largo plazo, la estrategia para mantener la seguridad energética está destinada a fracasar. A corto plazo, puede alterar el clima y provocar conflictos armados.

La Agencia Internacional de Energía (AIE), creada tras la primera crisis del petróleo a principios de la década de 1970, fomenta el uso de fuentes de energía renovable para diversificar el suministro de energía y mejorar la seguridad energética a largo plazo. Un sistema de energía renovable no depende de importaciones extranjeras de energía ni es vulnerable a manipulaciones en los precios del combustible, que son las principales preocupaciones en una infraestructura energética basada en gran medida en los combustibles fósiles. Por supuesto, los paneles solares y las turbinas eólicas tienen vidas útiles limitadas y deben fabricarse, lo que también requiere recursos que podrían provenir del extranjero o que pueden agotarse. Pero, una vez instalados, los sistemas de energía renovable son “seguros” de una manera y por un período de tiempo que los combustibles fósiles (y la energía atómica) no lo son.

Las fuentes de energía renovable plantean desafíos fundamentales para la comprensión actual de la seguridad energética.

Además, la energía solar y eólica brinda mayor seguridad en cuanto a fallos físicos o sabotajes, aún más cuando la producción de energía renovable está descentralizada. Las plantas de energía renovable también tienen emisiones de CO2 más bajas, y los eventos climáticos extremos causados por el cambio climático representan un riesgo para la seguridad energética. Sin embargo, a pesar de todas estas ventajas, las fuentes de energía renovable plantean desafíos fundamentales para la comprensión actual de la seguridad energética. Lo más importante es que las fuentes de energía renovable con mayor potencial, como el sol y el viento, solo están disponibles intermitentemente, según el clima y las estaciones. Esto significa que la energía solar y eólica no cumplen con el criterio que todas las definiciones de seguridad energética consideran esencial: la necesidad de un suministro ininterrumpido e ilimitado de energía.

La fiabilidad de una red eléctrica con un alto porcentaje de energía solar y eólica estaría significativamente por debajo de los estándares actuales de continuidad del servicio. ^{10 11 12 13 14} En una red eléctrica renovable de este tipo, el suministro de energía las 24 horas, los 7 días de la semana, solo se puede mantener a costos muy elevados, ya que requiere una infraestructura extensa para el almacenamiento de energía, la transmisión de energía y la capacidad de generación excedente. Esta infraestructura adicional corre el riesgo de hacer que una red eléctrica renovable sea insostenible, porque, por encima de un cierto umbral, la energía de los combustibles fósiles utilizada para construir, instalar y mantener esta infraestructura se vuelve más alta que la energía de los combustibles fósiles ahorrada por los paneles solares y las turbinas eólicas.

Las fuentes de energía renovable como el viento y el sol tienen ventajas que las definiciones actuales de seguridad energética no capturan

La intermitencia no es la única desventaja de las fuentes de energía renovable. Aunque muchos medios de comunicación y organizaciones medioambientales han pintado un panorama de la energía solar y eólica como fuentes abundantes de energía (“El sol entrega más energía a la Tierra en una hora de la que el mundo consume en un año”), la realidad es más compleja. El suministro “bruto” de energía solar (y eólica) es realmente enorme. Sin embargo, debido a su muy baja densidad de potencia, para convertir este suministro de energía en una forma útil, los paneles solares y las turbinas eólicas requieren magnitudes de espacio y materiales mucho mayores en comparación con las plantas de energía térmica, incluso si se incluye la extracción y distribución de combustibles. ¹⁵ Por lo tanto, una red eléctrica renovable no puede garantizar que los consumidores tengan acceso a tanta electricidad como deseen, incluso si las condiciones meteorológicas son óptimas.

¿Qué tan seguro es un sistema de energía fuera de la red?

Las políticas energéticas actuales relacionadas con la electricidad intentan conciliar tres objetivos: un suministro ininterrumpido e ilimitado de energía, la asequibilidad de los precios de la electricidad y la sostenibilidad ambiental. Una red eléctrica basada principalmente en combustibles fósiles y energía nuclear no puede lograr el objetivo de la sostenibilidad ambiental y solo puede alcanzar los otros objetivos siempre y cuando los proveedores extranjeros no corten los suministros o aumenten los precios de la energía (o mientras no se agoten las reservas nacionales o internacionales).

Sin embargo, una red eléctrica renovable tampoco puede conciliar estos tres objetivos. Para lograr un suministro ininterrumpido las 24 horas, los 7 días de la semana, la infraestructura debe ser sobredimensionada, lo que la hace cara e insostenible. Sin esa infraestructura, una red eléctrica renovable podría ser asequible y sostenible, pero nunca podría ofrecer un suministro ilimitado las 24/7. En consecuencia, si queremos una infraestructura de energía que sea asequible y sostenible, necesitamos redefinir el concepto de seguridad energética y cuestionar el criterio de un suministro de energía ilimitado e ininterrumpido.

Si miramos más allá de las típicas infraestructuras centralizadas a gran escala en las sociedades industriales, queda claro que no todos los sistemas de provisión ofrecen un suministro ilimitado de recursos. La microgeneración fuera de la red, la producción y almacenamiento local de electricidad mediante baterías y paneles solares fotovoltaicos o aerogeneradores, es un ejemplo. En principio, los sistemas fuera de la red pueden dimensionarse de manera que estén “siempre encendidos”. Esto se puede lograr siguiendo el “método del peor mes”, que sobredimensiona la capacidad de generación y almacenamiento para que el suministro pueda satisfacer la demanda incluso durante los días más cortos y oscuros del año.

Ajustar el suministro a la demanda en todo momento hace que un sistema fuera de la red sea muy costoso e insostenible, especialmente en climas con alta estacionalidad

Sin embargo, al igual que en una imaginaria red de energía renovable a gran escala, ajustar el suministro a la demanda en todo momento hace que un sistema fuera de la red sea muy costoso e insostenible, especialmente en climas con alta estacionalidad. ^{16 17 18} Por lo tanto, la mayoría de los sistemas fuera de la red se dimensionan según un método que busca un equilibrio entre confiabilidad, costo económico y sostenibilidad. El “método de dimensionamiento de la probabilidad de pérdida de carga” especifica un número de días al año en los que el suministro no coincide con la demanda. ^{19 20 21} En otras palabras, el sistema se dimensiona no sólo según una demanda de energía proyectada, sino también según el presupuesto disponible y/o el espacio disponible.

Dimensionar un sistema de energía fuera de la red de esta manera genera reducciones significativas de costos, incluso si se reduce un poco la “confiabilidad”. Por ejemplo, un cálculo para una casa fuera de la red en España muestra que disminuir la confiabilidad del 99.75% al 99.00% produce una reducción del 60% en los costos, con beneficios similares para la sostenibilidad. El suministro se interrumpiría durante 87.6 horas al año, en comparación con las 22 horas en el sistema de mayor confiabilidad. ¹⁶

Según la comprensión actual de la seguridad energética, los sistemas de energía fuera de la red dimensionados de esta manera son un fracaso: el suministro de energía no siempre satisface la demanda de energía. Sin embargo, aquellos que viven fuera de la red no parecen quejarse de la falta de seguridad energética, al contrario. Hay una razón simple para esto: adaptan su demanda de energía a un suministro de energía limitado e intermitente.

En su libro de 2015 Off-the-Grid: Re-Assembling Domestic Life, Phillip Vannini y Jonathan Taggart documentaron sus viajes por Canadá para entrevistar a alrededor de 100 hogares fuera de la red. ²² Entre sus observaciones más importantes se encuentra que aquellos que viven fuera de la red de manera voluntaria utilizan menos electricidad en general y se adaptan rutinariamente a su demanda de energía según el clima y las estaciones.

Quienes viven fuera de la red de manera voluntaria utilizan menos electricidad en general y se adaptan rutinariamente a su demanda de energía según el clima y las estaciones.

Por ejemplo, las lavadoras, aspiradoras, herramientas eléctricas, tostadoras o consolas de videojuegos no se usan en absoluto o solo se utilizan durante períodos de abundante energía, cuando las baterías ya no pueden almacenar más carga. Si el cielo está nublado, quienes viven fuera de la red actúan de manera diferente para consumir menos energía y tener algo más para el día siguiente. Vannini y Taggart también observan que quienes viven fuera de la red de manera voluntaria parecen sentirse perfectamente satisfechos con niveles de iluminación o calefacción diferentes a los estándares que muchos en el mundo occidental han llegado a esperar. A menudo, esto se manifiesta en la concentración de actividades alrededor de fuentes de calor y luz más localizadas. ²²

Observaciones similares se pueden hacer en lugares donde las personas, de manera involuntaria, dependen de infraestructuras que no están siempre en funcionamiento. Si las redes centralizadas de agua, electricidad y datos están presentes en países menos industrializados, a menudo se caracterizan por interrupciones regulares e irregulares en el suministro. ^{23 24 25} Sin embargo, a pesar de la muy baja confiabilidad de estas infraestructuras, según los indicadores comunes de continuidad, la vida continúa. Las rutinas diarias en los hogares se adaptan a las interrupciones de los sistemas de suministro, que se perciben como normales y una parte en gran medida aceptada de la vida. Por ejemplo, si la electricidad, el agua o Internet solo están disponibles durante ciertas horas del día, las tareas domésticas u otras actividades se planifican en consecuencia. Además, las personas utilizan menos energía en general: la infraestructura simplemente no permite un estilo de vida intensivo en recursos. ²³

Más confiable, ¿menos seguro?

La muy alta “confiabilidad” de las redes eléctricas en las sociedades industriales se justifica mediante el cálculo del “valor de la carga perdida” (VOLL), que compara la pérdida financiera debido a las escaseces de energía con los costos adicionales de inversión para evitar estas escaseces. ^{1 10 26 27 28 29} Sin embargo, el valor de la carga perdida depende en gran medida de cómo esté organizada la sociedad. Cuanto más dependa de la electricidad, mayores serán las pérdidas financieras debido a las escaseces de energía.

Las definiciones actuales de seguridad energética consideran que la oferta y la demanda no están relacionadas y se centran casi por completo en asegurar la oferta de energía. Sin embargo, las formas alternativas de infraestructuras energéticas, como las descritas anteriormente, demuestran que las personas se adaptan y ajustan sus expectativas a un suministro de energía limitado y no siempre disponible. En otras palabras, la seguridad energética se puede mejorar no solo aumentando la confiabilidad, sino también reduciendo la dependencia de la energía.

La demanda y la oferta también están interconectadas y se influyen mutuamente en sistemas eléctricos 24/7, pero con el efecto opuesto. Al igual que las infraestructuras de energía “no confiables” fuera de la red fomentan estilos de vida menos dependientes de la electricidad, las infraestructuras “confiables” fomentan estilos de vida que dependen cada vez más de la electricidad.

Las sociedades industriales con redes eléctricas “confiables” son, de hecho, las más débiles y frágiles frente a las interrupciones en el suministro.

En su libro de 2018 Infrastructures and Practices: the Dynamics of Demand in Networked Societies, Olivier Coutard y Elizabeth Shove argumentan que un suministro de energía ilimitado e ininterrumpido ha permitido que las personas en las sociedades industriales adopten una multitud de tecnologías dependientes de la energía, como lavadoras, aires acondicionados, refrigeradores, puertas automáticas o acceso a Internet móvil las 24 horas del día, los 7 días de la semana, que se vuelven “normales” y centrales para la vida cotidiana. Al mismo tiempo, formas alternativas de hacer las cosas, como lavar la ropa a mano, almacenar alimentos sin electricidad, mantenerse fresco sin aire acondicionado o navegar y comunicarse sin teléfonos móviles, han desaparecido o están desapareciendo.

Como resultado, la seguridad energética es, de hecho, mayor en los sistemas de energía fuera de la red y en infraestructuras de energía central “no confiables”, mientras que las sociedades industriales son las más débiles y frágiles frente a las interrupciones en el suministro. Lo que generalmente se asume como una prueba de seguridad energética, un suministro de energía ilimitado e ininterrumpido, en realidad está volviendo a las sociedades industriales cada vez más vulnerables a las interrupciones en el suministro: las personas carecen cada vez más de las habilidades y la tecnología para funcionar sin un suministro continuo de energía.

Redefiniendo la seguridad energética

Para llegar a una definición más precisa de la seguridad energética, es necesario definir el concepto no en términos de commodities como kilovatios-hora de electricidad, sino en términos de servicios energéticos, prácticas sociales o necesidades básicas. ¹ Las personas no necesitan electricidad en sí misma. Lo que necesitan es almacenar alimentos, lavar la ropa, abrir y cerrar puertas, comunicarse entre sí, moverse de un lugar a otro, ver en la oscuridad, y así sucesivamente. Todas estas cosas se pueden lograr ya sea con o sin electricidad, y en el primer caso, con más o menos electricidad.

Definida de esta manera, la seguridad energética no se trata solo de asegurar el suministro de electricidad, sino también de mejorar la resiliencia de la sociedad, de manera que dependa menos de un suministro continuo de energía. Esto incluye la resiliencia de las personas (¿tienen las habilidades para hacer cosas sin electricidad?), la resiliencia de dispositivos y sistemas tecnológicos (¿pueden manejar un suministro intermitente de energía?), y la resiliencia de las instituciones (¿es legal operar una red eléctrica que no está siempre encendida?). Dependiendo de la resiliencia de la sociedad, una interrupción del suministro eléctrico puede o no conducir a una interrupción de los servicios energéticos o prácticas sociales.

Por ejemplo, aunque nuestro sistema de distribución de alimentos depende de una cadena de frío que requiere un suministro continuo de energía, existen muchas alternativas. Podríamos adaptar los refrigeradores a un suministro eléctrico irregular aislando mucho mejor, podríamos reintroducir bodegas frías (que mantienen los alimentos frescos sin electricidad), o podríamos volver a aprender métodos antiguos de almacenamiento de alimentos, como la fermentación. También podríamos mejorar las habilidades de las personas en términos de cocina fresca, cambiar a dietas basadas en ingredientes que no necesitan almacenamiento en frío y fomentar las compras diarias locales en lugar de viajes semanales a grandes supermercados.

Para mejorar la seguridad energética, debemos volver menos confiables las infraestructuras.

Si examinamos la seguridad energética de manera más integral, teniendo en cuenta tanto la oferta como la demanda, rápidamente queda claro que la seguridad energética en las sociedades industriales sigue deteriorándose. Seguimos delegando cada vez más tareas a máquinas, computadoras e infraestructuras a gran escala, aumentando así nuestra dependencia de la electricidad. Además, Internet se está volviendo tan esencial como la red eléctrica, y tendencias como la computación en la nube, el Internet de las cosas y los vehículos autónomos se basan en varias capas interconectadas de infraestructuras que operan de manera continua.

Porque la demanda y la oferta se influyen mutuamente, llegamos a una conclusión contraintuitiva: para mejorar la seguridad energética, necesitamos hacer que la red eléctrica sea menos confiable. Esto fomentaría la resiliencia y la sustitución, haciendo que las sociedades industriales sean menos vulnerables a las interrupciones en el suministro. Coutard y Shove argumentan que “tendría sentido prestar más atención a las oportunidades de innovación que surgen cuando los grandes sistemas de red se debilitan y abandonan, o cuando se vuelven menos confiables”. Añaden que las experiencias de quienes viven sin conexión a la red “brindan algunas ideas sobre los tipos de configuración en juego”. ³⁰

Argumentar a favor de un suministro eléctrico menos confiable seguramente generará controversia. De hecho, la frase “Mantener las luces encendidas” se utiliza a menudo para justificar reformas energéticas como la construcción de más plantas atómicas o mantenerlas en funcionamiento más allá de sus vidas útiles planificadas. Para lograr una seguridad energética real, “mantener las luces encendidas” debería ser reemplazado por frases como “mantener algunas de las luces encendidas”, “¿cuáles luces deberíamos apagar a continuación?” o “¿qué tiene de malo un poco más de oscuridad?”. ³¹ Obviamente, un suministro de energía menos confiable traería cambios fundamentales a las rutinas y tecnologías, ya sea en hogares, fábricas, sistemas de transporte o redes de comunicación – pero ese es precisamente el punto. Las formas de vida actuales en las sociedades industriales simplemente no son sostenibles.

Este artículo fue originalmente escrito para el Centro de Demanda del Reino Unido.