Dado que los edificios consumen el 75 % de la electricidad en los EE. UU., ofrecen un gran potencial para ahorrar energía y reducir las demandas de nuestra red eléctrica que cambia rápidamente. Pero, ¿cuánto, dónde y a través de qué estrategias una mejor gestión del uso de energía de los edificios podría impactar realmente en el sistema eléctrico?

Un nuevo estudio completo dirigido por investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía (Berkeley Lab) responde a estas preguntas, cuantificando lo que se puede hacer para que los edificios sean más eficientes energéticamente y flexibles en detalle granular tanto por tiempo (incluida la hora del día y el año ) y el espacio (observando las regiones de los EE. UU.). El equipo de investigación, que también incluyó a científicos del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), descubrió que maximizar el despliegue de tecnologías de gestión de la demanda de edificios podría evitar la necesidad de hasta un tercio de la generación de energía a carbón o gas y significaría que al menos la mitad de todas las plantas de energía que se espera que entren en funcionamiento entre ahora y 2050 no tendrían que construirse.

Sus hallazgos fueron publicados recientemente en la revista Joule .

"Una razón clave por la que no escuchamos más sobre el papel de nuestros edificios como un recurso importante para la transición de energía limpia es porque ha sido un desafío cuantificar ese recurso a gran escala, y sin números concretos a escala, es difícil para los responsables de la formulación de políticas o los operadores de la red para planificar a su alrededor", dijo el investigador de Berkeley Lab, Jared Langevin, autor principal del estudio. "Nuestra creencia general aquí fue que producir este tipo de estimaciones que hacen que el papel de estas tecnologías de construcción del lado de la demanda sea más concreto ayudará a garantizar que hagamos más para fomentar el despliegue de esas tecnologías junto con el despliegue de generación y baterías renovables". /P>

"Estamos entusiasmados de colaborar con Berkeley Lab en estos hallazgos de investigación, que enfatizan el impacto de los edificios de nuestra nación para lograr un sistema de energía descarbonizado", dijo Achilles Karagiozis, director del Centro de Ciencias y Tecnologías de Construcción de NREL.

El llamado lado de la demanda de la electricidad es la electricidad que se utiliza en los hogares y los lugares de trabajo, como el aire acondicionado, el calentamiento de agua y la alimentación de luces y electrodomésticos. Los investigadores abordaron este uso de electricidad de los edificios como un recurso de red; al aumentar la eficiencia y la flexibilidad del uso de la electricidad en los edificios, por ejemplo, al operar equipos de mayor rendimiento y cambiar el horario en que se usa, encontraron que este recurso es sustancial, evitando hasta 742 teravatios-hora (TWh) de consumo anual. uso de electricidad y 181 gigavatios (GW) de carga máxima neta diaria en 2030, aumentando a 800 TWh y 208 GW para 2050. (El consumo total de electricidad en EE. UU. en 2020 fue de aproximadamente 3800 TWh).

Los investigadores encontraron que las medidas más impactantes para los edificios residenciales fueron el preacondicionamiento (donde los hogares se enfrían previamente para reducir el uso del aire acondicionado en las horas pico) y el uso de calentadores de agua con bomba de calor; para edificios comerciales, la administración de carga de enchufes, donde el software se usa para administrar el uso de electricidad de las computadoras y otros dispositivos electrónicos en un edificio, tuvo el mayor impacto.

"Nuestras estimaciones iniciales sugieren decenas de miles de millones de dólares en ahorros potenciales de costos anuales para los operadores de la red, sin mencionar los ahorros potenciales en costos de energía para familias y empresas", dijo Karagiozis. "Los edificios también son una fuente importante de flexibilidad para los operadores de la red, principalmente para reducir la demanda de electricidad durante los momentos en que normalmente estaría en su punto máximo, como durante los días de verano muy calurosos cuando la mayoría de los acondicionadores de aire están funcionando".

Al reducir esta demanda máxima, Langevin dijo que las empresas de servicios públicos pueden tener una menor necesidad de tecnologías de baterías a medida que implementan más energía renovable. "De hecho, el recurso flexible que encontramos es comparable a las proyecciones de gama alta de las necesidades de implementación de la batería bajo un mayor despliegue de energía renovable", dijo.

Las regiones donde los edificios demostraron ofrecer el recurso de red más grande fueron Texas y el sureste de los EE. UU., así como las regiones de los Grandes Lagos y el Atlántico Medio. "Estas son áreas con alta población, fuertes necesidades de acondicionamiento de espacios y muchos equipos eléctricos ya instalados", dijo Langevin. "Esta información a escala regional es realmente importante para desarrollar políticas tangibles para aprovechar el recurso que estamos informando".

Las estrategias para capturar el recurso potencial de la red de construcción que identifica el estudio ya están en desarrollo. Recientemente, por ejemplo, el DOE publicó una hoja de ruta nacional para edificios eficientes e interactivos con la red, que se basa en los resultados del estudio y proporciona recomendaciones concretas sobre cómo triplicar la eficiencia y la flexibilidad del sector de los edificios para 2030.

"Los esfuerzos continuos en este sentido serán fundamentales para establecer un papel clave para el sector de la construcción en la evolución futura del sistema eléctrico de EE. UU.", dijo Langevin. "Nuestros hallazgos son alentadores, pero ahora necesitamos encontrar formas de poner este recurso en práctica rápidamente".