La transición hacia la electrificación ya está en marcha. A las 5 de la mañana, un autobús eléctrico sale de su depósito tras cargarse durante la noche, listo para llevar a los niños a la escuela sin emitir humos diésel. Mientras la ciudad despierta, las bombas de calor ya han alcanzado una temperatura confortable en hogares y oficinas, usando mucha menos energía que las calderas de gas. Al mediodía, la energía solar carga vehículos de reparto, enfría almacenes y ayuda a las fábricas a ejecutar sus procesos más intensivos en energía. Luego, cuando millones de personas regresan a casa y enchufan sus autos, los cargadores inteligentes programan silenciosamente la carga para más tarde, cuando la electricidad es más barata y la red está menos ocupada.
Escenas como estas comienzan a surgir en todo el mundo: autobuses eléctricos en Delhi, bombas de calor que calientan hogares durante los inviernos noruegos, camiones eléctricos que se integran en flotas de transporte y construcción en China. El cambio hacia la electrificación ha comenzado. La mayoría de las personas experimentarán esta transición no como una revolución del sistema energético, sino como un viaje más silencioso: un hogar más cómodo, una factura más baja o un aire más limpio. Pero en conjunto, estos cambios cotidianos marcan un cambio de época en la economía global: de una basada en la quema de combustibles fósiles a una impulsada por electricidad limpia, tecnologías eficientes y demanda flexible.
¿Qué es exactamente la electrificación?
En términos simples, la electrificación significa reemplazar tecnologías que queman combustibles fósiles directamente —autos de gasolina, autobuses diésel, calderas de gas, hornos industriales, etc.— con alternativas alimentadas por electricidad. Idealmente, electricidad limpia. Este cambio no solo es una estrategia climática, sino también una cuestión de asequibilidad, competitividad económica, salud pública, experiencia del consumidor, seguridad energética y resiliencia ante mercados de combustibles volátiles.
Sin embargo, el caso de la electrificación es más convincente —y más interesante— que simplemente cambiar de combustible. Para entender su potencial, primero debemos observar cuánto ha progresado, por qué las tecnologías eléctricas usan menos energía y son más baratas de operar, y qué debe suceder para que la electrificación aporte beneficios sociales y ambientales.
El estado actual de la electrificación
La respuesta depende en gran medida de dónde y qué se mire. En algunas tecnologías y mercados, la electrificación avanza notablemente rápido. En la economía global en general, sin embargo, la electricidad todavía suministra solo alrededor del 20% del uso final de energía (la energía realmente consumida en hogares, negocios, vehículos y fábricas).
El transporte por carretera es actualmente el ejemplo más claro de electrificación acelerada. Las ventas globales de autos eléctricos han aumentado casi un 600% desde 2020, alcanzando los 20 millones el año pasado y representando ahora más de uno de cada cuatro autos nuevos vendidos. El transporte avanza más rápido que los edificios y la industria pesada, pero la mayoría de los vehículos que ya circulan siguen quemando combustibles fósiles.
El progreso también varía drásticamente según la geografía. China, a veces llamada “el primer electro-estado”, se ha adelantado, con la electricidad suministrando casi el 30% del uso final de energía, frente a aproximadamente el 22% en Estados Unidos y el 21% en la Unión Europea.
El ritmo actual aún está lejos de ser suficiente. Según la Agencia Internacional de Energías Renovables, la electricidad debe suministrar más de la mitad de todo el uso final de energía a mediados de siglo para mantener el aumento de la temperatura global en 1.5 grados C, el límite que los científicos consideran necesario para evitar algunos de los peores impactos del cambio climático. Eso debe venir con un cambio profundo en la forma en que se genera la electricidad, con las renovables proporcionando alrededor del 90% de la energía global. Por lo tanto, la electrificación y la descarbonización del sector eléctrico deben avanzar juntas.
Los desafíos de la electrificación
Parte de la explicación radica en lo dispersa que es la transición. Las decisiones del sector eléctrico están concentradas entre servicios públicos, desarrolladores, reguladores y gobiernos, mientras que la electrificación del uso final llega a millones de hogares, vehículos, negocios y líneas de producción.
Mientras tanto, algunas actividades son simplemente más difíciles de electrificar que otras. Las tecnologías eléctricas ya pueden servir al transporte por carretera, los edificios y muchos procesos industriales de baja temperatura. En muchos casos, ya son más baratas de operar que sus contrapartes de combustibles fósiles y pueden ofrecer costos de por vida más bajos incluso donde el precio inicial sigue siendo más alto. Los autos y autobuses eléctricos, las bombas de calor, las cocinas de inducción, los calentadores de agua eléctricos y muchos motores industriales son cada vez más asequibles.
Pero para industrias como la siderurgia o la producción química, y para sectores como la aviación y el transporte marítimo, la electrificación directa es más difícil. Estas actividades requieren temperaturas extremadamente altas, usan combustibles fósiles como materia prima en el proceso de producción, o necesitan más energía de la que las baterías actuales pueden transportar eficientemente. En estos casos, el hidrógeno, los combustibles sintéticos u otras alternativas bajas en carbono pueden ser más viables que la electrificación, mientras que la captura de carbono puede ser necesaria para las emisiones residuales que no se pueden evitar fácilmente.
“¡Electrificar todo!” puede ser un eslogan tentador, pero es poco probable que sea pragmático —o incluso deseable— como estrategia económica o industrial. El objetivo más sensato es electrificar directamente en las muchas áreas donde tiene un sentido abrumador, reservando las alternativas más escasas para los sectores más difíciles de electrificar.
La eficiencia: el beneficio menos evidente
La electrificación es un facilitador, no un fin en sí mismo. Un auto eléctrico alimentado por una red con alto contenido de carbón podría ser peor para el clima que un auto de gasolina. Su beneficio depende de cómo se genera la electricidad. Pero un auto eléctrico, una bomba de calor o un proceso industrial pueden volverse cada vez más limpios con el tiempo a medida que la red se descarboniza mediante un mayor uso de energía eólica, solar, nuclear u otras fuentes limpias. Un motor de gas o una caldera, por el contrario, permanece atado a la quema de combustibles contaminantes durante toda su vida útil.
Además, una de las características más contraintuitivas de la electrificación es que el consumo de electricidad puede aumentar mientras el uso total de energía disminuye. La razón es la eficiencia. Los motores de combustión desperdician hasta el 80% de la energía de su combustible (principalmente como calor), convirtiendo solo el 20% en movimiento útil. Mientras tanto, los motores eléctricos convierten alrededor del 80% de su energía eléctrica en movimiento. Las bombas de calor van aún más lejos: en lugar de crear calor quemando combustible, extraen el calor existente del aire o del suelo, entregando típicamente varias unidades de calor por cada unidad de electricidad consumida.
Reemplazar tecnologías que queman combustible directamente con alternativas eléctricas —reemplazar moléculas por electrones— puede por lo tanto reducir la energía necesaria para hacer el mismo viaje o calentar el mismo hogar. Esto produce una segunda paradoja aparente: tu factura de electricidad puede aumentar mientras tu factura total de energía disminuye. Un hogar electrificado usa más electricidad, por supuesto; pero sus ocupantes ya no compran gas para sus autos o sistemas de calefacción. Debido a que los vehículos eléctricos y las bombas de calor usan energía mucho más eficientemente que los motores de combustión y las calderas, los costos de combustible evitados pueden compensar con creces el consumo adicional de electricidad, incluso si la electricidad en sí se vuelve más cara. Un análisis reciente estimó que electrificar completamente la calefacción y el transporte de un hogar europeo típico podría reducir su factura energética total en más de la mitad.
Más allá de las emisiones: beneficios tangibles
El caso de la electrificación no puede —ni necesita— basarse únicamente en la reducción de emisiones. Las transiciones avanzan más rápido cuando la nueva tecnología no solo es más limpia sino visiblemente mejor para las personas y las empresas. Los vehículos eléctricos son más silenciosos, suaves, típicamente más baratos de operar y más receptivos que los autos de gasolina, con aceleración instantánea desde parado. Las bombas de calor pueden proporcionar calefacción y refrigeración desde el mismo sistema. La cocina eléctrica mejora la calidad del aire interior y ofrece un mayor control de la temperatura. El equipo industrial eléctrico puede hacer la producción más precisa, receptiva y eficiente. Y todas estas tecnologías pueden ayudar a reducir costos al usar la energía de manera más eficiente.
Pero una mejor tecnología no es automáticamente una mejor propuesta para todos. Los costos iniciales, el acceso a la infraestructura y la forma en que se fija el precio de la electricidad pueden determinar qué hogares y empresas se benefician. Un propietario rico con una entrada de auto puede comprar un vehículo eléctrico por adelantado e instalar un cargador; un conductor de reparto en Nairobi puede necesitar financiamiento asequible, intercambio de baterías y carga pública confiable. Un edificio bien aislado puede usar una bomba de calor de manera eficiente; uno mal aislado puede requerir costosas mejoras antes de que una bomba de calor tenga sentido. Por lo tanto, si bien la tecnología crea el potencial, son la infraestructura, las finanzas y las políticas las que determinan quién puede realizarlo.
En Ruanda, por ejemplo, políticas como incentivos fiscales junto con financiamiento privado y redes de intercambio de baterías están ayudando a los conductores de mototaxis a cambiar a bicicletas eléctricas. El cambio reduce los costos diarios de combustible y mantenimiento para los conductores, al tiempo que mejora la calidad del aire de la ciudad y apoya el objetivo del país de electrificar el 30% de sus vehículos de dos y tres ruedas para 2030.
El desafío de la red y la coordinación
La demanda de electricidad ya está aumentando, impulsada por mayores necesidades de refrigeración, centros de datos, crecimiento industrial y un mayor acceso a energía confiable. Agregue millones de vehículos eléctricos, bombas de calor y máquinas industriales sin planificar dónde y cuándo extraerán energía, y los cuellos de botella actuales empeorarán. La electrificación, por lo tanto, no es solo un desafío de generación de energía. También es un desafío de red y coordinación, que requiere acción en tres frentes:
- Expansión y coordinación de la infraestructura: Considere una ciudad que planifica miles de nuevas viviendas y una gran flota de autobuses eléctricos. Si la autoridad de vivienda, la agencia de transporte y la empresa de servicios públicos planifican por separado (como suelen hacerlo), los transformadores pueden actualizarse dos veces, las conexiones del depósito retrasarse y los residentes esperar tanto por vivienda como por transporte más limpio. Planifíquelos juntos —junto con energía solar local, baterías y carga bidireccional y controles— y la misma inversión puede apoyar varias prioridades públicas mientras crea activos de almacenamiento de energía local a pedido.
- Gestión de la demanda flexible: Imagine las 6 p.m. en esa misma ciudad cada vez más electrificada. Miles de familias llegan a casa y comienzan a cocinar la cena. Los autos están enchufados. La calefacción o refrigeración sigue funcionando, las tiendas siguen abiertas, las fábricas siguen produciendo y los centros de datos siguen computando. El problema no es necesariamente la escasez de electricidad en el sistema total. Es que demasiada demanda llega a las mismas partes de la red en el mismo momento. Las redes se tensan, se activa la generación de respaldo costosa y se gastan miles de millones en infraestructura necesaria solo unas pocas horas al año. Un auto puede estar estacionado toda la noche pero solo necesita unas pocas horas para cargarse. Los edificios pueden precalentarse o preenfriarse antes de la demanda máxima de electricidad. Los calentadores de agua, almacenes refrigerados, baterías y algunos procesos industriales también pueden funcionar un poco antes o después, desplazando la demanda, todo sin interrumpir la comodidad o la producción. Nada de esto requiere que las personas reorganizen sus noches o se conviertan en comerciantes amateur de electricidad. Simplemente quieren sus autos cargados, sus hogares cómodos y sus facturas más bajas. Los controles inteligentes pueden optimizar el uso de energía automáticamente. Un cliente puede optar por un programa administrado por su proveedor de energía, que ajusta temporalmente su termostato, cargador de vehículo eléctrico y/o calentador de agua cuando la demanda de electricidad es particularmente alta, típicamente sin pérdida notable de comodidad o conveniencia. El cliente conserva el control final y puede anular el cambio mientras recibe una factura más baja o un pago a cambio. Bien hecho, esto crea una triple victoria: facturas más bajas para el cliente, menos tensión en la red y menos inversiones costosas. En un momento y lugar limitados, un megavatio de demanda que se puede desplazar en el tiempo puede ser más valioso que un megavatio de suministro adicional. Puede aliviar un cuello de botella de inmediato, reducir el vertido de renovables (cuando la producción de energía renovable se reduce intencionalmente porque la red no tiene la capacidad de manejarla o porque no hay suficiente demanda) y evitar construir infraestructura utilizada solo unas pocas horas al año.
- Modelos de negocio y señales de mercado: Primero, el sistema eléctrico necesita saber qué activos flexibles están disponibles y cuándo pueden responder. Un operador de red no puede depender de miles de cargadores de vehículos eléctricos, baterías o refrigeradores comerciales individuales si no puede ver dónde están, qué tan rápido pueden reaccionar o cuánta demanda pueden desplazar. Estos muchos activos más pequeños también necesitan una ruta simple hacia el mercado (a menudo agrupados por un “agregador”). Y necesitan recibir un pago por el valor que proporcionan. Segundo, los incentivos de las empresas de servicios públicos establecidos por los reguladores importan. Una empresa de servicios públicos que gana más por construir nuevas subestaciones y cables —como suele ser el caso— tenderá a construir. Si también se le recompensa por usar baterías, carga inteligente y demanda flexible para resolver el mismo problema de manera más económica, se le incentiva a elegir la mejor combinación. Tercero, el modelo de negocio tiene que cuadrar. Las baterías, los controles inteligentes y el equipo industrial flexible no escalarán con subvenciones únicas o pilotos de corta duración. Los inversores necesitan ingresos predecibles, los clientes necesitan financiamiento asequible para los costos iniciales y los proveedores de servicios necesitan confianza en que las reglas del mercado sobrevivirán lo suficiente como para construir un negocio viable.
El futuro de la electrificación
La próxima fase de la electrificación no se trata tanto de inventar una bala de plata tecnológica como de que los gobiernos, reguladores y operadores de sistemas creen las reglas del mercado, los incentivos y los flujos de ingresos que permitan escalar las tecnologías existentes. En la práctica, eso significa tratar la flexibilidad como un recurso real del sistema y pagar por el valor que proporciona.
Volvamos a nuestro ejemplo de ciudad una última vez, pero 15 años después. Los autobuses son todos eléctricos, pero ese es solo el cambio más visible. Los depósitos cargan principalmente cuando la energía es barata y abundante. La energía almacenada en sus baterías está disponible para energía de respaldo durante emergencias como tormentas. Los edificios de apartamentos comparten cargadores en lugar de reservar la electromovilidad para personas con entradas de auto. Los hogares se mantienen cómodos durante olas de calor y olas de frío porque los edificios eficientes, las bombas de calor, el almacenamiento térmico y los controles inteligentes trabajan juntos, precalentando o preenfriando cuando la energía limpia es abundante, aliviando la demanda cuando la red está tensa y ayudando a mantener los servicios esenciales durante los apagones. Los restaurantes y las escuelas cocinan sin combustión interior y los contaminantes del aire resultantes. El distrito industrial también ha cambiado. Las calderas, motores y bombas de calor eléctricos usan la energía de manera más precisa, mientras que los procesos flexibles como la refrigeración, el calentamiento de agua o el bombeo funcionan automáticamente antes o se pausan brevemente cuando la red está bajo tensión. Las nuevas fábricas eligen intencionalmente sitios donde hay energía limpia y capacidad de red disponibles. Los centros de datos y otros grandes usuarios de energía aseguran conexiones en parte al traer almacenamiento, generación limpia en el sitio y flexibilidad que benefician al sistema en general.
Para los consumidores, mucho de esto es invisible. Su auto está listo por la mañana. Su edificio permanece cómodo. Su proveedor de energía desplaza el consumo flexible en segundo plano y devuelve parte de los ahorros. Durante una interrupción del suministro, las baterías en autobuses, hogares y edificios comerciales ayudan a mantener los servicios críticos en funcionamiento.
Para la economía, el cambio es más profundo. El dinero que antes se gastaba en importar, subsidiar y quemar petróleo y gas se redirige a activos productivos en el país: generación limpia, redes, edificios eficientes, vehículos, almacenamiento, software y equipo industrial. En lugar de pagar continuamente por combustibles importados, los países construyen capacidad nacional duradera, fortalecen la resiliencia industrial y obtienen un mayor control sobre su futuro energético.
El premio es, por lo tanto, más grande que la reducción de emisiones. Son mejores productos y servicios, aire más limpio, costos más bajos, mayor seguridad energética y un mayor control nacional sobre el suministro de energía. La electrificación, entonces, no se trata simplemente de reemplazar un combustible por otro, o de agregar cada vez más demanda a la red. Se trata de pasar de un sistema energético construido en torno a la combustión ineficiente y contaminante a uno construido en torno a electricidad limpia, tecnologías eficientes y demanda que puede responder inteligentemente al sistema que la rodea. Electrificar más, sí. Pero sobre todo, electrificar mejor.