Fecha de publicación: 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 otro alimentado por electricidad. Los principales beneficios de la electrificación incluyen menores costos de energía, mayor eficiencia energética y apoyo en la transición de energía limpia y renovable.
La electrificación se está produciendo en las principales industrias, como la agricultura, la construcción, la fabricación y el transporte. Algunas de las principales tecnologías que permiten la electrificación en estas y otras industrias incluyen vehículos eléctricos (EV), bombas de calor eléctricas, calderas y calentadores de agua.
El siglo XIX fue testigo de importantes avances científicos en electricidad, como el descubrimiento del electromagnetismo, la invención de los generadores eléctricos y la invención de los motores eléctricos. Estos ayudaron a hacer de la electricidad una fuente de energía lo suficientemente viable como para reemplazar otras fuentes de energía, como el carbón, el gas natural y el petróleo.
La construcción de centrales eléctricas ayudó aún más 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. Los primeros ejemplos de electrificación incluyen ciudades importantes que reemplazaron farolas de gas por eléctricas e instalaciones de fabricación que cambiaron de máquinas de vapor a motores eléctricos en los procesos industriales.
Existen varios beneficios de la electrificación:
Las tecnologías energéticas que emplean electricidad, como las bombas de calor, son más eficientes que las que dependen de combustibles fósiles, como las calderas de gas. La eficiencia asociada con la electrificación es aún mayor con la energía renovable y limpia, 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 a través de la electrificación conduce a menores facturas de servicios públicos y combustible, y todo, desde el transporte hasta el calentamiento de agua, resulta menos costoso cuando se usa energía eléctrica. Un estudio de 2020 encontró que los hogares que eligen usar más electrodomésticos (en lugar de electrodomésticos que funcionan con combustibles fósiles) y cuyos habitantes manejan vehículos eléctricos podrían ahorrar más de USD 2500 al año en costos de energía.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 a alcanzar el cero neto.
Si bien los contaminantes atmosféricos derivados 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 estables libera partículas y monóxido de carbono, entre otros contaminantes atmosféricos. Cambiar a electricidad de fuentes de energía limpia 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 variables de energía u otros incentivos financieros alientan a los clientes a cambiar su consumo de energía lejos de los periodos de carga máxima. Los usuarios pueden cargar tecnologías como calentadores de agua eléctricos y vehículos eléctricos durante los periodos en que las redes eléctricas enfrentan una menor demanda de electricidad.
Los sistemas de almacenamiento de energía eléctrica también permiten la flexibilidad del sistema energético: durante los momentos de exceso de oferta, la electricidad se almacena en sistemas de almacenamiento de energía eléctrica y luego se descarga en los sistemas eléctricos según sea necesario.
Las industrias clave que cosechan los beneficios de la electrificación son los sectores de agricultura, edificios, fabricación y transporte.3
Los nuevos equipos y sistemas están ayudando a electrificar el sector agrícola, incluidos tractores eléctricos, rociadores agrícolas alimentados por energía solar, calentadores de agua y sistemas de almacenamiento termoeléctricos. Además de obtener ahorros de costos y descarbonización gracias a la electrificación, los agricultores se benefician de una menor contaminación acústica y entornos de trabajo más seguros.
Las tecnologías comúnmente empleadas para la electrificación del sector de la construcción incluyen calentadores de agua, bombas de calor, placas de inducción y otros aparatos. Estas tecnologías se pueden instalar en edificios nuevos, así como adaptarse a los más antiguos. A medida que la electrificación reduce los costos de energía para los propietarios de edificios, también ayuda a reducir los riesgos de seguridad relacionados con los electrodomésticos y los métodos de cocción que funcionan con combustibles fósiles, como las fugas de gas natural y las llamas abiertas en las estufas de gas.
Las nuevas tecnologías eléctricas adoptadas por los fabricantes incluyen calderas, montacargas, hornos, bombas de calor y trituradoras de roca. Al igual que con la agricultura, el equipo eléctrico en uso en las instalaciones de fabricación se considera más seguro que sus predecesores alimentados con combustibles fósiles. Los equipos eléctricos avanzados también permiten procesos de fabricación más eficientes, lo que ahorra a las empresas costos de mano de obra.
Los sedanes y SUV eléctricos representan la forma más destacada de electrificación del transporte. Sin embargo, otras tecnologías de electrificación incluyen vehículos ligeros eléctricos (como camionetas pick-up ligeras), flotas comerciales electrificadas (como vehículos de reparto y camiones semirremolques), autobuses y trenes públicos electrificados y aviones eléctricos.
Los beneficios de la reducción de la contaminación del aire y las emisiones de gases de efecto invernadero de los vehículos eléctricos son bien conocidos, pero, al igual que con el equipo eléctrico agrícola, 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 ahorros de costos en el futuro, los costos iniciales de las actualizaciones de electrificación pueden ser prohibitivos para los consumidores y los propietarios de negocios. La instalación de paneles solares para la generación de electricidad en el sitio puede costar desde 25 000 USD para una residencia hasta 1 millón de dólares o más para grandes edificios comerciales.
En respuesta a estos obstáculos, los responsables políticos de todo el mundo han creado incentivos para fomentar una electrificación más generalizada y el uso de electricidad limpia:
- En Estados Unidos, 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 incluyó nuevos créditos fiscales para la compra de varios vehículos eléctricos.
- Finlandia lanzó un fondo de subsidios en 2022 para apoyar la electrificación de las industrias pesadas.
- Nueva Zelanda prohibió la instalación de nuevas calderas de carbón en 2021 para alentar a las industrias a emplear alternativas más limpias.
- China eliminó gradualmente su programa de subsidios para 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 la 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 o eliminar significativamente 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 empresas de servicios públicos.
Podemos reducir las emisiones de carbono de los edificios cambiando de combustibles fósiles a electricidad para satisfacer las necesidades energéticas.
La capacidad de almacenar energía es clave para reducir el impacto ambiental de la producción y el consumo de energía.
Notas de 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 “Household Energy and Clean Air” (enlace externo a ibm.com), US Environmental Protection Agency, 3 de abril de 2024.
3 “Voices of Experience | Electrification: A Stakeholders Guide” (enlace externo a ibm.com), US Department of Energy, Office of Electricity, consultado el 8 de mayo de 2024.