¿Qué son los recursos energéticos distribuidos (DER)?

Los DER incluyen tanto las tecnologías de generación de energía como los sistemas de almacenamiento de energía. Cuando la generación de energía se produce a través de recursos energéticos distribuidos, se denomina generación distribuida.

Si bien los sistemas DER emplean una variedad de fuentes de energía, a menudo se asocian con tecnologías de energía renovable, como paneles solares en los techos y pequeñas turbinas eólicas.

El uso de DER tiene varios beneficios. Los recursos de energía distribuida que generan energía a través de fuentes de energía renovables a menudo no producen emisiones, mientras que los DER impulsados por gas natural producen menos emisiones que otros sistemas alimentados por combustibles fósiles. Esto permite la descarbonización.

DER también mejora la resiliencia del sistema de energía: DER puede ayudar a complementar las centrales eléctricas en momentos de creciente demanda de electricidad y servir como fuente de energía de respaldo cuando eventos climáticos extremos dañan la infraestructura de los servicios públicos.

Las tecnologías DER incluyen tanto sistemas tradicionales basados en combustibles fósiles como tecnologías energéticas más nuevas y limpias. Los primeros incluyen motores de combustión impulsados por petróleo y diésel, que producen altos niveles de emisiones de gases de efecto invernadero. Las tecnologías más limpias con emisiones más bajas o nulas incluyen:

Los sistemas solares fotovoltaicos—o paneles solares y células solares—se emplean cada vez más como DER. A nivel mundial, se instalaron 167 gigavatios de sistemas solares fotovoltaicos distribuidos entre 2019 y 2021.¹

Las turbinas eólicas DER también se conocen como energía eólica distribuida. Las instalaciones eólicas distribuidas varían en tamaño y capacidad de generación de electricidad. Pueden ir desde menos de 1 kilovatio, que puede alimentar equipos, hasta 100 kilovatios, que pueden alimentar una planta industrial.

Las pilas de combustible generan electricidad mediante un proceso termoquímico en el que intervienen combustibles como el hidrógeno. Aunque la mayor parte del hidrógeno empleado en las pilas de combustible se produce quemando gas natural, también puede producir empleando energías renovables—lo que se conoce como "hidrógeno verde". Las pilas de combustible de hidrógeno se emplean en algunos vehículos eléctricos y pueden encontrarse en algunas centrales eléctricas.

La cogeneración es la producción simultánea de electricidad y calor a partir de una única fuente de energía. También conocida como cogeneración de calor y electricidad o CHP, la tecnología de cogeneración puede funcionar con combustibles fósiles, como el gas natural, o combustibles basados en energías renovables, como la biomasa.

Las microturbinas son pequeños motores de combustión que funcionan con biogas, gas natural, propano y otras fuentes de combustible. La mayoría son del tamaño de un refrigerador y producen entre 15 y 300 kilovatios de electricidad. A pesar de este resultado relativamente bajo, cuando se agrupan pueden alimentar instalaciones enteras, como plantas de tratamiento de aguas residuales.²

El almacenamiento de energía es la captura y retención de energía en reserva para su uso posterior. Ejemplos de tecnologías de almacenamiento de energía utilizadas como recursos energéticos distribuidos incluyen:

Si bien los DER pueden atender solo a sitios específicos, también pueden conectarse a redes energéticas locales a través de un proceso conocido como interconexión. La interconexión se realiza a través de medios administrativos y técnicos: los propietarios de DER deben enviar solicitudes a las empresas de servicios públicos para la interconexión y también deben cerciorarse de contar con la tecnología de soporte correcta. Esta tecnología incluye dispositivos conocidos como inversores.

Los inversores convierten la electricidad de corriente continua (CC) en electricidad de corriente alterna (CA). Muchas unidades DER, como las instalaciones de energía solar y eólica, generan electricidad de CC, mientras que la mayor parte de la transmisión y distribución de energía se realiza a través de electricidad de CA. Los inversores convierten la electricidad de CC que es generada por DER en electricidad de CA que puede transmitirse a través de las redes eléctricas.

Algunos DER alimentan energía a redes más grandes luego de conectarse primero a microrredes, que son redes a pequeña escala que proporcionan energía eléctrica a áreas locales. Una o más tecnologías DER suelen comprender una microrred. Además de funcionar en conjunto con las redes eléctricas tradicionales a gran escala, las microrredes también pueden operar en "modo isla", lo que significa que funcionan de forma autónoma.

Los DER también se pueden agregar a redes de energía conocidas como centrales eléctricas virtuales (VPPs). Los proveedores de energía y los operadores de sistemas pueden aprovechar los VPPs para satisfacer la demanda de electricidad cuando sus propios suministros se quedan cortos.

Los sistemas DER proporcionan una gran cantidad de beneficios para las personas y el planeta.

Al proporcionar energía a los puntos de consumo cercanos, DER ayuda a reducir la pérdida de energía que suele producirse cuando la electricidad fluye a través de las líneas de transmisión. Además, DER permite una gestión energética más eficiente a través de programas de respuesta a la demanda: las empresas de servicios públicos ofrecen incentivos a los clientes de energía para cambiar su consumo de energía y permitir que las empresas de servicios públicos accedan a los sistemas DER de los clientes para satisfacer la demanda de electricidad.

Los consumidores con sistemas DER pueden producir energía más barata para su propio uso o recibir créditos en la factura de energía por proporcionar energía a sus redes locales—una práctica conocida como medición neta. DER también es rentable para las empresas de servicios públicos eléctricas: a medida que integran DER en sus sistemas, pueden evitar los costos asociados con el desarrollo de nuevas infraestructuras energéticas.

Muchos recursos energéticos distribuidos funcionan con energía renovable o hidrógeno, lo que da como resultado menores emisiones que la generación de energía basada en petróleo y carbón.

El cambio climático aumentó la frecuencia de los fenómenos meteorológicos extremos y los desastres naturales, que pueden dañar la infraestructura energética, causando cortes de energía e interrupciones. Los recursos de energía distribuida mejoran la resiliencia del sistema eléctrico al proporcionar opciones de respaldo para la generación de energía cuando se ven afectadas las centrales eléctricas centralizadas.

A pesar de los beneficios de los recursos energéticos distribuidos, tanto los consumidores como los operadores de la red enfrentan desafíos en la adopción de DER.

Aunque los sistemas DER pueden reducir los costos energéticos a largo plazo, los costos de instalación de recursos energéticos distribuidos como pilas de combustible y paneles fotovoltaicos pueden ascender a miles de dólares—un precio prohibitivo para algunos consumidores. Los incentivos gubernamentales, tales como los créditos fiscales y las subvenciones, pueden ayudar a sufragar los costos iniciales.

Las redes eléctricas y los sistemas de distribución construidos en el siglo XX no fueron diseñados para adaptarse al flujo bidireccional; es decir, el flujo de electricidad desde las centrales eléctricas ubicadas centralmente hasta los consumidores y el flujo de electricidad desde los DERs propiedad de los consumidores hacia una red. Como tal, las redes pueden verse abrumadas por la electricidad proveniente de los DERs, creando congestión en la red y poniendo áreas en riesgo de apagones. Una mayor coordinación entre los stakeholders del sistema energético, incluyendo los reguladores, los operadores de redes y los consumidores, y la aplicación de tecnologías de redes inteligentes podrían ayudar a abordar estos desafíos.