Publicado: 17 de mayo de 2024
Colaboradores: Alice Gomstyn, Alexandra Jonker
La electrificación es la conversión de un dispositivo, sistema o proceso que depende de fuentes de energía no eléctricas, como los combustibles fósiles, en uno alimentado por electricidad. Los principales beneficios de la electrificación incluyen la reducción de los costes de energía, la mejora de la eficiencia energética y el apoyo a la transición a una energía limpia y renovable.
La electrificación se está produciendo en importantes sectores como la agricultura, la construcción, la fabricación y el transporte. Algunas de las principales tecnologías que permiten la electrificación en estas y otras industrias son los vehículos eléctricos (VE), las bombas de calor eléctricas, las calderas y los calentadores de agua.
En el siglo XIX se produjeron importantes avances científicos en el campo de la electricidad, como el descubrimiento del electromagnetismo, la invención de los generadores eléctricos y la invención de los motores eléctricos. Estas contribuyeron a hacer de la electricidad una fuente de energía lo bastante viable como para sustituir a otras fuentes de energía, como el carbón, el gas natural y el petróleo.
La construcción de centrales eléctricas contribuyó además a allanar el camino para el uso generalizado de la energía eléctrica. El inventor estadounidense Thomas Edison abrió la primera central eléctrica en la ciudad de Nueva York en 1882. Entre los primeros ejemplos de electrificación cabe citar la sustitución de las farolas de gas por farolas eléctricas en las grandes ciudades y la sustitución de las máquinas de vapor por motores eléctricos en los procesos industriales.
Las ventajas de la electrificación son varias:
Las tecnologías energéticas que utilizan electricidad, como las bombas de calor, son más eficientes que las tecnologías que dependen de combustibles fósiles, como las calderas de gas. La eficiencia asociada a la electrificación es aún mayor con las energías renovables y limpias, como la energía eólica, la energía solar y la energía hidroeléctrica, que no pierden energía durante el proceso de generación de energía.
Una mayor eficiencia energética gracias a la electrificación se traduce en una reducción de las facturas de servicios públicos y combustible, ya que todo, desde el transporte hasta el calentamiento del agua, resulta menos caro cuando el uso de la energía es eléctrico. Un estudio de 2020 reveló que los hogares que optan por utilizar más electrodomésticos (en lugar de electrodomésticos alimentados por combustibles fósiles) y cuyos habitantes conducen vehículos eléctricos podrían ahorrar más de 2500 de dólares al año en costes energéticos.1
La electrificación puede apoyar la transición a las energías renovables. La generación de electricidad a través de fuentes de energía limpias y renovables no produce emisiones de gases de efecto invernadero (incluidas las emisiones de carbono). A medida que más electricidad procedente de energías renovables desplaza a la electricidad derivada de combustibles fósiles, la sociedad se acerca más al cero neto.
Mientras que los contaminantes atmosféricos procedentes del transporte y la producción industrial existen en el exterior, las facetas de la vida doméstica impulsadas por los combustibles fósiles pueden hacer que los contaminantes atmosféricos circulen en el interior.
Más del 40 % de la población mundial quema carbón o combustibles de biomasa, como la madera, para cocinar, calentar e iluminar.2 La quema de estos combustibles sólidos libera partículas y monóxido de carbono, entre otros contaminantes del aire. El cambio a la electricidad procedente de fuentes de energía limpias puede reducir las concentraciones de contaminantes tanto en interiores como en exteriores.
Las tecnologías eléctricas son parte integral de los programas de respuesta a la demanda de electricidad que ayudan a las empresas de servicios públicos a equilibrar la oferta y la demanda de energía a lo largo del día. A través de estos programas, las tarifas energéticas variables u otros incentivos financieros animan a los clientes a desplazar su consumo de energía fuera de los periodos de máxima carga. Los usuarios pueden cargar tecnologías como calentadores de agua eléctricos y vehículos eléctricos durante los períodos en que las redes eléctricas se enfrentan a una menor demanda de electricidad.
Los sistemas de almacenamiento de energía eléctrica también permiten la flexibilidad del sistema energético: en épocas de exceso de suministro, la electricidad se almacena en sistemas de acumulación de energía eléctrica y luego se descarga en los sistemas eléctricos cuando es necesario.
Las industrias clave que cosechan los beneficios de la electrificación son los sectores de la agricultura, la construcción, la fabricación y el transporte.3
Los nuevos equipos y sistemas están ayudando a electrificar el sector agrícola, incluidos los tractores eléctricos, los pulverizadores agrícolas que funcionan con energía solar, los calentadores de agua y los sistemas de almacenamiento eléctrico térmico. Además de ahorrar costes y descarbonizar gracias a la electrificación, los agricultores se benefician de una reducción de la contaminación acústica y de entornos de trabajo más seguros.
Las tecnologías comúnmente utilizadas para la electrificación del sector de la construcción incluyen calentadores de agua, bombas de calor, placas de inducción y otros electrodomésticos. Estas tecnologías pueden instalarse en edificios nuevos y adaptarse a los más antiguos. La electrificación disminuye los costes energéticos de los propietarios de edificios y reduce los riesgos de seguridad relacionados con los aparatos y métodos de cocina que funcionan con combustibles fósiles, como las fugas de gas natural y las llamas de las cocinas de gas.
Las nuevas tecnologías eléctricas adoptadas por los fabricantes incluyen calderas, carretillas elevadoras, hornos, bombas de calor y trituradoras de rocas. Al igual que en la agricultura, los equipos eléctricos que se utilizan en las instalaciones de fabricación se consideran más seguros que sus predecesores alimentados con combustibles fósiles. Los equipos eléctricos avanzados también permiten procesos de fabricación más ágiles, lo que ahorra costes de mano de obra a las empresas.
Los sedanes y SUV eléctricos representan la forma más destacada de electrificación del transporte. Sin embargo, otras tecnologías de electrificación incluyen vehículos eléctricos ligeros (como camionetas pick-up), flotas comerciales electrificadas (como vehículos de reparto y camiones semirremolque), autobuses y trenes públicos electrificados y aviones eléctricos.
Los beneficios de la reducción de la contaminación atmosférica y de las emisiones de gases de efecto invernadero de los vehículos eléctricos son bien conocidos pero, al igual que ocurre con los equipos eléctricos agrícolas, el transporte eléctrico también puede ayudar a reducir la contaminación acústica. Las baterías de los vehículos eléctricos también podrían emplearse algún día como una forma de almacenamiento de energía para las redes eléctricas.
Aunque la electrificación promete un ahorro de costes a largo plazo, los costes iniciales de las actualizaciones de las tecnologías de electrificación pueden resultar prohibitivos para los consumidores y los propietarios de empresas. La instalación de paneles solares para la generación de electricidad in situ puede oscilar entre 25 000 dólares para una residencia y 1 millón de dólares o más para grandes edificios comerciales.
En respuesta a estas barreras, los responsables políticos de todo el mundo han creado incentivos para fomentar una electrificación más generalizada y el uso de electricidad limpia:
- En EE. UU., a partir de 2023, se ofrecieron incentivos fiscales para la instalación de paneles solares en los tejados y la compra de bombas de calor eléctricas. Además, la Ley de Reducción de la Inflación de 2022 incluía nuevos créditos fiscales para la compra de diversos vehículos eléctricos.
- Finlandia lanzó un fondo de subvenciones en 2022 para apoyar la electrificación de las industrias pesadas.
- Nueva Zelanda prohibió la instalación de nuevas calderas de carbón en 2021 para animar a las industrias a utilizar alternativas menos contaminantes.
- China eliminó su antiguo programa de subvenciones a la compra de vehículos eléctricos en 2022, pero, a partir de 2024, mantuvo las exenciones fiscales para los compradores de vehículos eléctricos.
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La energía renovable es energía generada a partir de fuentes naturales que se reponen más rápido de lo que se utilizan.
La energía térmica se refiere a la energía dentro de un sistema que se crea por el movimiento aleatorio de moléculas y átomos.
La descarbonización es tanto un método de mitigación del cambio climático como el proceso de reducir significativamente o eliminar las emisiones de gases de efecto invernadero de la atmósfera.
A medida que las empresas avanzan hacia el cero neto, serán esenciales nuevas asociaciones, redes y mercados de servicios públicos.
Para satisfacer las necesidades energéticas, podemos reducir las emisiones de carbono de los edificios sustituyendo los combustibles fósiles por electricidad.
La capacidad de almacenar energía es clave para reducir los impactos ambientales de la producción y el consumo de energía.
Notas a pie de página
1 “No Place Like Home: Fighting climate change (and saving money) by electrifying America’s households” (enlace externo a ibm.com). Sam Calisch, Saul Griffith. RewiringAmerica.org, 21 de octubre de 2020.
2 “Domestic Energy and Clean Air” (enlace externo a ibm.com). Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. 3 de abril de 2024.
3 “Voices of Experience | Electrification: A Stakeholders Guide” (enlace externo a ibm.com), Departamento de Energía de EE. UU. Oficina de Electricidad. Consultado el 8 de mayo de 2024.