El informe proporciona una visión general y una hoja de ruta para acelerar la implementación de tecnologías avanzadas pero subutilizadas en las redes de transmisión y distribución existentes. Destaca la propuesta de valor de estas «soluciones avanzadas de red», que incluyen el aumento de la capacidad de la red, la fiabilidad, la resiliencia y la integración de recursos de energía limpia. Además, señala la situación actual de las inversiones en infraestructura de red y las tendencias en soluciones avanzadas de red, detallando prioridades para lograr una implementación generalizada, como demostrar valor, abordar barreras regulatorias y desarrollar una fuerza laboral capacitada. Asimismo, identifica desafíos clave como los altos costos iniciales, las incertidumbres regulatorias y las brechas en la fuerza laboral, proponiendo soluciones potenciales que involucran a partes interesadas como empresas de servicios públicos, reguladores, proveedores de tecnología y el Departamento de Energía. En conclusión, sugiere métricas para seguir el progreso, como la utilización de la capacidad de la red, la integración de energía limpia y los niveles de implementación de soluciones, proporcionando detalles adicionales en apéndices sobre programas del DOE, casos de inversión de empresas de servicios públicos, sistemas fundamentales, estudios de casos y supuestos clave. Por otro lado, se aborda la importancia de desplegar tecnologías avanzadas de red a escala para satisfacer la creciente demanda de electricidad y facilitar una transición hacia un futuro energético limpio. Se delinean cuatro prioridades clave para lograr la implementación comercial de estas tecnologías: acelerar despliegues operativos, estandarizar y compartir mejores prácticas, refinar enfoques de planificación e inversión, y alinear modelos económicos e incentivos. Abordar estas prioridades a través de esfuerzos colaborativos entre las partes interesadas puede ayudar a superar la etapa de prueba perpetua de nuevas tecnologías de red y desbloquear sus beneficios a gran escala. Se destaca la oportunidad de aprovechar las inversiones existentes en reemplazo de activos de manera más eficiente para implementar soluciones avanzadas de red sin aumentar los costos para los consumidores residenciales. La conclusión enfatiza la necesidad de que empresas de servicios públicos, reguladores, legisladores, proveedores de soluciones y otras partes interesadas actúen hoy, aprovechando la inversión federal e incentivos políticos, para acelerar la implementación de soluciones avanzadas de red que pueden desbloquear valor a corto plazo y beneficios compuestos a largo plazo.

El despliegue de tecnologías avanzadas en la red eléctrica de Estados Unidos mejora su capacidad de transmisión y distribución en los derechos de paso existentes. La construcción de nueva infraestructura de transmisión suele llevar de 7 a 10 años o más debido a los desafíos complejos de planificación, ubicación y permisos. En contraste, las tecnologías avanzadas pueden ofrecer soluciones de alivio de capacidad más rápidas como puente hasta que la nueva infraestructura esté operativa. Las implementaciones iniciales de estas tecnologías suelen llevar de 1 a 3 años, mientras que la escalabilidad posterior en las operaciones de una empresa de servicios públicos a menudo tarda menos de 3 a 6 meses después de que se haya establecido la infraestructura inicial. Las tecnologías como las clasificaciones dinámicas de líneas y la optimización de topologías tienen aplicaciones más generales, mientras que otras como los conductores avanzados y el control avanzado del flujo de energía tienen aplicaciones más específicas basadas en características de las líneas y el clima. Desplegar estas tecnologías a su máximo potencial podría desbloquear de 20 a 100 GW de capacidad incremental de demanda máxima cuando se instalan individualmente. Además, la adopción generalizada de soluciones avanzadas de gestión de la distribución y recursos energéticos distribuidos podría abordar otro 5-10% de la demanda máxima de 2023 si se despliegan ampliamente. Estas soluciones podrían diferir un estimado de $5-35 mil millones en costos de infraestructura de transmisión y distribución durante 5 años, aliviando los costos para los clientes. Al mismo tiempo, la implementación de tecnologías como sistemas avanzados de gestión de la distribución y sistemas de energía distribuida puede mejorar la confiabilidad al aumentar la conciencia situacional y reducir el tiempo de restauración, lo que contribuye a una mayor resiliencia del sistema ante eventos climáticos severos o ataques físicos/cibernéticos. Siendo así, la adopción de tecnologías avanzadas en la red eléctrica de Estados Unidos presenta oportunidades significativas para aumentar la capacidad, mejorar la confiabilidad y reducir costos, lo que exige una evaluación y despliegue urgentes por parte de reguladores, empresas de servicios públicos y partes interesadas.

La implementación generalizada y el despegue comercial de soluciones avanzadas en la red eléctrica requieren abordar cuatro prioridades fundamentales. En primer lugar, acelerar las implementaciones operativas para construir capacidades y demostrar valor. Esto implica acción por parte de los operadores de red y la industria. En segundo lugar, desarrollar modelos y procesos de planificación que incorporen estas soluciones avanzadas, también requerirá acción de la industria. En tercer lugar, evolucionar los modelos regulatorios para alinear incentivos y asignar costos de manera equitativa, una tarea que corresponde a los reguladores y planificadores. Igualmente, desarrollar nuevos enfoques de inversión que permitan una implementación eficiente. Estas prioridades están interrelacionadas y los aprendizajes de las implementaciones iniciales deberían informar y reforzar una adopción más amplia. Ejemplos hipotéticos ilustran cómo las empresas de servicios públicos identificaron y desplegaron tecnologías avanzadas para abordar sus necesidades y objetivos locales en la red eléctrica. Por ejemplo, una empresa de servicios públicos identificó oportunidades para utilizar tecnologías avanzadas como HVDC y control de flujo de energía para abordar las necesidades presentes y futuras de la red. Adaptó el paquete de inversiones y el plan de despliegue a las condiciones locales, realizó inversiones de reemplazo de activos para respaldar las soluciones avanzadas y trabajó con reguladores en prácticas de planificación de modernización de la red. Otro ejemplo es el de una cooperativa rural en el Noroeste, que identificó almacenamiento de energía y subestaciones digitales como soluciones clave para mejorar la confiabilidad y prepararse para recursos energéticos distribuidos. Este tipo de enfoque destaca la importancia de adaptar las soluciones a las necesidades locales, agrupar tecnologías complementarias y alinear los incentivos de las empresas de servicios públicos con los beneficios para los clientes. Adicionalmente, el despliegue a gran escala de estas tecnologías avanzadas plantea consideraciones importantes. Por ejemplo, involucrar a las comunidades de manera consistente en los procesos de planificación y modernización de la red para garantizar que sus voces se escuchen. También se debe priorizar la expansión y capacitación de la fuerza laboral relacionada con la red eléctrica, así como asegurar las cadenas de suministro para los componentes de la red. La seguridad de la red, incluyendo la ciberseguridad y la seguridad física, también es esencial. Por tanto, se destaca la necesidad de educación y colaboración para superar los desafíos y aprovechar al máximo el potencial de estas tecnologías avanzadas en la red eléctrica.

Desplegar tecnologías avanzadas en la red eléctrica enfrenta varios desafíos importantes. Uno de ellos es la falta de criterios de evaluación exhaustivos para estas soluciones, lo que dificulta evaluar de manera consistente los costos y beneficios. Una solución potencial sería desarrollar marcos de evaluación estandarizados, guías de costos y beneficios para reguladores y clarificar indicadores clave de desempeño. Otra dificultad radica en la capacidad limitada de las empresas de servicios públicos para revisar propuestas y casos de inversión de tecnologías avanzadas, lo cual se podría abordar estableciendo criterios de evaluación exhaustivos y alineándose en marcos de evaluación. Los modelos de compensación tradicionales para empresas de servicios públicos también generan desincentivos financieros para la implementación de estas soluciones avanzadas, dado que se enfocan en gastos de capital y ventas de energía en lugar de los resultados para los clientes. Soluciones potenciales incluyen regulaciones basadas en el desempeño, permitir retornos sobre gastos operativos y asistencia técnica ampliada para reformas regulatorias. Además, los modelos tradicionales de asignación de costos pueden no alinearse bien con los beneficiarios de estas soluciones avanzadas, lo que podría abordarse explorando estrategias alternativas de asignación de costos. Otro desafío importante es la necesidad de que los operadores de red desarrollen nuevas capacidades organizativas y prácticas operativas para gestionar estas tecnologías avanzadas. Sin embargo, existe incertidumbre sobre las capacidades específicas necesarias y cómo integrarlas en las estructuras existentes. También hay una falta de políticas estandarizadas, especificaciones y protocolos de datos para la adquisición, instalación, mantenimiento y despliegue de estas soluciones, lo que lleva a soluciones a medida y mayores costos e riesgos de implementación. Para abordar estos desafíos, se proponen varias soluciones potenciales, como desarrollar guías de implementación y operativas, prácticas recomendadas y estándares para estas tecnologías avanzadas. Además, se sugiere proporcionar asistencia técnica y recursos, especialmente para empresas de servicios públicos con recursos limitados. Se destaca la importancia de la colaboración entre diversos actores, incluidas las empresas de servicios públicos, reguladores, el Departamento de Energía (DOE), laboratorios nacionales y proveedores de soluciones. Siendo así, la implementación de tecnologías avanzadas en la red eléctrica enfrenta desafíos significativos pero abordables con soluciones potenciales que van desde la estandarización de evaluaciones y criterios de inversión hasta la colaboración y asistencia técnica entre los actores clave del sector.

El documento describe varios ejemplos hipotéticos de empresas de servicios públicos que desarrollan planes para modernizar su infraestructura de red y desplegar tecnologías avanzadas para abordar diferentes desafíos y objetivos. Estos ejemplos incluyen una cooperativa eléctrica rural, una empresa de servicios públicos municipal urbana y empresas de servicios públicos de diferentes tamaños que buscan mejorar la fiabilidad, la capacidad y la gestión de recursos energéticos distribuidos (DERs). Adicionalmente, se resalta la importancia y los beneficios de desplegar tecnologías avanzadas en la red eléctrica, como la valoración adecuada de sus beneficios, procesos de planificación integrados y evaluaciones económicas rigurosas para justificar inversiones que mejoren el desempeño de la red y los resultados para los clientes. Se proporcionan ejemplos concretos de empresas de servicios públicos que han integrado estas tecnologías avanzadas y han obtenido beneficios significativos en términos de capacidad, flexibilidad, confiabilidad y costos reducidos. El documento también ofrece una visión general de varias tecnologías innovadoras en la red eléctrica y sus implementaciones reales por parte de empresas de servicios públicos y operadores de red en diferentes regiones. Esto incluye sistemas avanzados de gestión de distribución, controladores de flujo de energía, transformadores flexibles, sensores avanzados, sistemas de gestión de recursos energéticos distribuidos, calificación dinámica de líneas, almacenamiento de energía y restauración de servicios, entre otros. Asimismo, se detallan ejemplos específicos de organizaciones que han implementado tecnologías avanzadas en la red eléctrica, como corrección del factor de potencia, subestaciones digitales, optimización de topología, plantas virtuales de energía y optimización voltio-Var. Estos ejemplos destacan mejoras en la eficiencia, reducción de costos y mayor confiabilidad a través de soluciones tecnológicas innovadoras. En otra instancia, se proporcionan supuestos clave, insumos y metodologías para analizar el impacto y la rentabilidad de estas tecnologías avanzadas en diferentes tipos de empresas de servicios públicos. Esto incluye consideraciones sobre la implementación de tecnologías, aumentos de capacidad, costos evitados y beneficios como la postergación de inversiones, mejoras en la confiabilidad y reducción de emisiones, todo ello evaluado a través de análisis de costos y beneficios a largo plazo.

La modernización de la red eléctrica en Estados Unidos se enfrenta a una serie de desafíos y oportunidades. Uno de los principales desafíos es el envejecimiento de la infraestructura de la red, que requiere una actualización significativa para adaptarse a las demandas cambiantes del sector energético. Esto es especialmente relevante en el contexto de la transición hacia fuentes de energía más limpias y renovables, como la energía solar y eólica, y la creciente integración de vehículos eléctricos en la red. Entre las tecnologías clave para esta modernización se encuentran las líneas de transmisión de corriente continua de alto voltaje (HVDC), que ofrecen beneficios operativos y de mercado importantes. Estas líneas mejoran la resiliencia de la red, reducen las pérdidas de transmisión y facilitan la integración de fuentes de energía renovable intermitentes, como la solar y la eólica. Además de las HVDC, otras tecnologías como el almacenamiento de energía y las evaluaciones dinámicas de la capacidad de las líneas de transmisión (DLR) desempeñan un papel clave en la modernización. El almacenamiento de energía, especialmente el de larga duración, es fundamental para integrar de manera efectiva las fuentes de energía intermitentes y mejorar la flexibilidad de la red eléctrica. Las iniciativas regulatorias también son parte integral de este proceso de modernización. La Comisión Federal de Energía Reguladora (FERC) está promoviendo la adopción de tecnologías que mejoren la red y aborden las vulnerabilidades causadas por eventos climáticos extremos. Esto incluye la implementación de tecnologías que optimicen el funcionamiento de la red y reduzcan los costos de congestión. Las compañías eléctricas y los estados también están desempeñando un papel activo en la modernización de la red. Están implementando planes integrales de planificación del sistema de distribución, explorando alternativas a las inversiones tradicionales en infraestructura, y desarrollando planes tarifarios a largo plazo que fomenten la inversión en tecnologías avanzadas para la red. No obstante, junto con estas oportunidades, existen desafíos significativos en términos de recursos humanos y capacidad técnica. La escasez de trabajadores capacitados en tecnologías modernas de la red eléctrica y la necesidad de promover la diversidad y la inclusión en el sector son aspectos clave que deben abordarse para garantizar el éxito continuo de la modernización de la red eléctrica en Estados Unidos.

En definitiva, el informe subraya la importancia de desplegar tecnologías avanzadas en las redes eléctricas de Estados Unidos para abordar los desafíos de capacidad, resiliencia y transición hacia fuentes de energía más limpias. Destaca la necesidad de una acción coordinada entre empresas de servicios públicos, reguladores, proveedores de tecnología y el gobierno para superar barreras regulatorias, financieras y de capacitación laboral. La implementación generalizada de estas soluciones avanzadas no solo mejorará la eficiencia y la confiabilidad de la red, sino que también contribuirá significativamente a la integración de energía renovable y la reducción de emisiones. Se deben aprovechar las inversiones federales y los incentivos políticos para acelerar este proceso y desbloquear el valor tanto a corto como a largo plazo, asegurando así una red eléctrica moderna, resiliente y sostenible para las generaciones futuras.  

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