A medida que Europa trabaja para descentralizar sus redes eléctricas, es fundamental alentar a los ciudadanos a convertirse tanto en productores como en consumidores de energía. Bajo esta premisa ha trabajado el proyecto europeo Serene, que durante más de cuatro años ha desarrollado iniciativas piloto en tres países europeos (Dinamarca, Países Bajos y Polonia) para mostrar cómo las comunidades locales pueden participar en la reducción de los costes energéticos y en el aumento de la dependencia de las energías renovables. Serene demostró soluciones centradas en el usuario para la integración de diversos vectores energéticos con el fin de apoyar comunidades regionales sostenibles.
El proyecto Serene, financiado por el programa Horizonte 2020 con más de 5 millones de euros y participante en la iniciativa de cooperación Bridge de la Unión Europea en el ámbito de las energías renovables para redes inteligentes y las soluciones energéticas inteligentes, se ha enfocado en comprender las motivaciones de los consumidores e involucrarles en una participación activa.
Coordinado por la Universidad de Aalborg en Dinamarca, este proyecto contó con la participación de 13 socios de tres países de la UE: Dinamarca, los Países Bajos y Polonia. Para los tres países se desarrollaron sistemas locales de gestión energética que pueden controlar su consumo de electricidad para que esté más alineado con la producción local. Se trata de sistemas de gestión para optimizar el autoconsumo de energía producida localmente. Esto se logra priorizando y programando diferentes demandas, como la calefacción y la refrigeración, la carga de vehículos eléctricos y el consumo general, así como mediante el almacenamiento eléctrico y térmico.
Descentralización de las redes eléctricas
Para acelerar la transición del sistema eléctrico europeo hacia una estructura más descentralizada, el proyecto Serene desarrolló soluciones rentables y centradas en el cliente para integrar eficazmente diferentes fuentes de energía para el desarrollo sostenible de las comunidades regionales, de modo que puedan satisfacer sus necesidades energéticas a partir de fuentes locales de energía renovable. El proyecto se centró en la activación de la generación distribuida disponible localmente, los recursos de respuesta a la demanda y las tecnologías de almacenamiento de energía en diversos ámbitos energéticos, como la electricidad, la calefacción, el tratamiento de agua y el transporte. Asimismo, se hizo hincapié en modelos de negocio atractivos centrados en el ciudadano y en las economías locales.
Se llevaron a cabo actividades de demostración en barrios reales de Dinamarca, Países Bajos y Polonia, mostrando soluciones tecnológicas, socioeconómicas, institucionales y medioambientales inteligentes adaptadas a las necesidades locales. Mediante la promoción de islas energéticas y la descarbonización de los sistemas energéticos locales, Serene tenía como objetivo mejorar las condiciones ambientales, sociales y económicas de los ciudadanos, reducir la dependencia energética y apoyar tanto a las comunidades locales urbanas como rurales.
Uno de los principales objetivos del proyecto Serene era promover la participación activa de los consumidores y la gestión local de sistemas y redes energéticas integradas. Para facilitar la replicación de este enfoque, el proyecto analizó y evaluó las experiencias adquiridas en los sitios de demostración, en los pueblos de Skanderborg (Dinamarca), Olst (Países Bajos) y Przywidz (Polonia). El objetivo era establecer modelos de negocio y soluciones técnicas de referencia que pudieran compartirse y comprenderse en diferentes contextos geográficos, sociales, ambientales y económicos.
Los socios del proyecto Serene exploraron una amplia gama de innovaciones en los tres proyectos piloto. Un tema recurrente fue el potencial, los desafíos y las limitaciones de la implementación de sistemas de gestión energética (SGE) en diferentes contextos reales.
Proyecto piloto danés
En el marco del proyecto piloto danés, colaboraron ciudadanos locales, propietarios, empresas de servicios públicos y otras partes interesadas para la transición de la calefacción en edificios residenciales, pasando de combustibles fósiles a electricidad.
La iniciativa dio como resultado hallazgos clave que muestran el potencial de las soluciones energéticas a escala comunitaria, al tiempo que exponen los desafíos regulatorios y organizativos. Uno de los resultados clave es que el almacenamiento de energía térmica a nivel comunitario funciona: la instalación de bombas de calor y grandes tanques de almacenamiento en un complejo de apartamentos en Låsby demostró que un sistema centralizado no solo funciona, sino que es más eficaz cuando se opera a nivel comunitario, ya que las demandas de energía térmica varían entre las unidades de apartamentos.
Además, se constató que las comunidades energéticas son factibles pero requieren colaboración. En Hyllegåard Høje, se demostró que un sistema de calefacción urbana térmica de baja temperatura para nuevos desarrollos residenciales era posible. Sin embargo, el éxito depende de una estrecha colaboración entre los municipios, los proveedores de tecnología y los residentes para superar los desafíos regulatorios. Y también se demostró que el EMS comunitario ofrece múltiples beneficios. El EMS comunitario implementado en dos sitios de demostración permitió la eficiencia energética, la optimización de costes, la capacidad de respuesta del mercado y la gestión de la congestión de la red, todo ello sin comprometer la comodidad individual ni la privacidad de los datos.
Gestión energética descentralizada en Holanda y Polonia
Por otro lado, los proyectos piloto holandeses abarcaron dos barrios, uno con 24 viviendas y otro con 12, en la localidad de Olst. Basado en la comunidad preexistente de Aardehuizen, se arrojaron resultados clave que resaltan tanto las oportunidades como los desafíos de trabajar dentro de estructuras construidas y comunidades sociales existentes.
La implementación del kit de herramientas de gestión energética descentralizada (DEMkit) junto con el sistema IECON como EMS mejoró con éxito el perfil de voltaje local. A su vez, la integración de dispositivos con diferentes niveles de acceso a datos y controlabilidad resultó compleja, ya que no todos los dispositivos en los hogares existentes pudieron integrarse completamente. Y también cabe destacar que la participación activa de la comunidad a lo largo del proyecto fue crucial. Esta participación condujo, entre otros logros, al desarrollo e implementación de una aplicación móvil que muestra el estado energético de los hogares individuales, así como de la comunidad en general.
Por último, el proyecto piloto polaco incluyó un edificio escolar, un polígono industrial y un distrito residencial. Los estudios revelaron que las características más relevantes que fomentan la participación en la gestión energética local son los rasgos individualistas, la confianza en la toma de decisiones a nivel local, la solidez de los recursos financieros y el deseo de aumentar el ahorro. Cuando una comunidad local se consolida como una isla energética, todas estas características contribuyen a reducir su dependencia de la red eléctrica principal.
Se encontraron resultados clave que subrayan el papel del almacenamiento, los sistemas de gestión de energía y el potencial comunitario, al tiempo que se destaca el impacto de las condiciones del mercado y la regulación. La aplicación exitosa de dos sistemas diferentes de almacenamiento en baterías mostró cómo pueden mejorar el autoconsumo de energía renovable y aumentar la flexibilidad, cuando se gestionan adecuadamente. Además, la implementación de un EMS en el estadio deportivo de Przywidz mostró cómo dichos sistemas pueden aumentar la eficiencia energética y permitir la gestión efectiva de instalaciones energéticas complejas con múltiples componentes, especialmente cuando incluyen almacenamiento o fuentes de energía controlables. Y los datos de medición revelaron que más de una docena de hogares con instalaciones microfotovoltaicas en Przywidz producen más energía de la que consumen. Esto indica el potencial para formar una comunidad energética, que podría proporcionar beneficios financieros.
Lecciones aprendidas
Del proyecto Serene, su consorcio ha extraído algunas conclusiones principales. La primera de ellas se basa en el intercambio de energía. Los sistemas de gestión energética desarrollados y validados en Serene ofrecen numerosas posibilidades para aumentar la flexibilidad y reducir la carga en la red, no solo para hogares individuales, sino para barrios enteros. Sin embargo, aunque técnicamente es factible, el intercambio de energía entre hogares privados no es legal actualmente, ni siquiera para hogares en el mismo edificio. Para que esto sea posible, todos los hogares tendrían que formar parte de una comunidad energética, lo que plantea una serie de desafíos regulatorios y organizativos.
La segunda lección aprendida consiste en que la interoperabilidad de datos es necesaria para la integración. Los demostradores del proyecto Serene mostraron el uso y los beneficios de utilizar diferentes sistemas de gestión de energía para coordinar tecnologías como la energía solar fotovoltaica, las bombas de calor, las baterías y la carga de vehículos eléctricos. Sin embargo, la integración de estos dispositivos sigue siendo un gran desafío. La falta de interoperabilidad crea importantes barreras para los integradores de sistemas, quienes deben encontrar formas de lograr que los dispositivos se comuniquen y funcionen juntos.
Por otro lado, otros de los hallazgos se basaron en que uno de los principales desafíos para replicar las soluciones tecnológicas desarrolladas en Serene fue la persistencia de estructuras de mercado y regulación que desincentivan la innovación y favorecen el status quo; que un obstáculo adicional para justificar la participación de los hogares privados en la gestión de la demanda es la necesidad de dispositivos controlables; y que existe una falta de confianza en las tecnologías no probadas.
Recomendaciones en el marco de Serene
Junto con los proyectos Sustsnenace y LocalRES, el proyecto Serene buscó abordar estos desafíos generales a través de ocho recomendaciones de política: Desarrollo de capacidades mediante herramientas de capacitación y talleres para comunidades locales; Mejor alineación entre las regulaciones de la UE y las nacionales/locales; Desarrollo de soluciones escalables y plug-and-play para los ciudadanos; Fondos nacionales y de la UE para apoyar a empresas y startups; Simplificación de los procedimientos administrativos para proyectos energéticos; Apoyo a la interoperabilidad y la estandarización; Facilitar el intercambio de energía y la flexibilidad regulatoria; Combatir la desinformación y aumentar la conciencia.
Estas recomendaciones de política destacan soluciones que no solo pueden permitir la replicación de los resultados de Serene en toda Europa, sino también acelerar la transición energética en general.
Los socios del proyecto esperan que la solución Serene se replique en otras comunidades de Europa y más allá. Además del desarrollo continuo de sistemas de gestión energética orientados al consumidor, el proyecto buscó abordar ciertas barreras políticas. La regulación de la gestión energética local es diferente en cada uno de los tres países participantes, lo que dificulta su replicación. Una autarquía energética generalizada, donde las comunidades locales sean en gran medida autosuficientes, contribuirá a alcanzar el objetivo europeo de un futuro neutro en carbono.
En definitiva, Serene permitió desarrollar un sistema escalable de gestión energética comunitaria que controla bombas de calor, cargadores de vehículos eléctricos, inversores solares y baterías en tiempo real. Este sistema permite la gestión de la demanda, la reducción de picos de consumo y el autoconsumo, al tiempo que garantiza la comodidad del usuario y la flexibilidad de la red eléctrica.
Al demostrar la viabilidad de las islas energéticas, Serene ha demostrado que la independencia energética local es posible.