A mediados de la década de 1970 y principios de la de 1980, las principales naciones industrializadas registraron precios récord de energía debido a las interrupciones en el suministro de petróleo de Oriente Medio y la alta inflación. Hoy, en 2022, el mundo está atravesando una experiencia similar con conflictos geopolíticos que restringen el suministro de petróleo y gas y una inflación que sube, una vez más, a dos dígitos.
A diferencia de las décadas de 1970 y 1980, el mundo está desplegando numerosas fuentes de energía renovable a gran escala en un esfuerzo por descarbonizar la red eléctrica y reducir nuestra dependencia del carbón, el gas y el petróleo. Esta evolución de la generación de energía es nada menos que un experimento que pondrá a prueba la estabilidad y confiabilidad de una red que ya está envejecida y estresada debido a nuevas cargas eléctricas y patrones climáticos sin precedentes.
Si bien todo esto puede parecer un gran desafío, la realidad es que este "experimento" impulsará a la humanidad a reducir los gases de efecto invernadero (GEI) a medida que optimizamos la producción y el consumo de electricidad. Sin embargo, a pesar de los beneficios de esta revolución verde, algunos costos y riesgos pueden poner en peligro la vida de las personas y las empresas dentro de las economías modernas si no se implementan o mantienen las medidas provisionales adecuadas. Cuando se trata de lograr un equilibrio entre confiabilidad y asequibilidad para instalaciones críticas como hospitales, instalaciones de tratamiento de agua y centros de datos, los generadores diésel continúan brindando la mejor solución para mitigar los riesgos de fallas en el suministro eléctrico.
La necesidad de implementar energías renovables y electrificar las cargas es innegable, ya que nos permite reducir los GEI y los contaminantes que comprometen el medio ambiente y la salud de las especies vivas, pero la forma en que ejecutamos esta transición está resultando complicada. Alemania ha estado transformando su red eléctrica en un proceso denominado 'Energiewende' (cambio energético) en un intento por desplazar la generación a carbón y la energía nuclear con energía eólica, solar e hidráulica. Entre 1990 y 2014, esta política logró una reducción del 27 por ciento en las emisiones de GEI de la generación de energía.
Sin embargo, a partir de 2020, las plantas de gas natural previamente cerradas se reiniciaron y se pusieron en funcionamiento nuevas plantas de gas natural para compensar las fuertes fluctuaciones de la energía generada por el viento y el sol y el déficit creado por el cierre de las plantas de energía nuclear.
La estrategia a corto plazo de Alemania combina la energía renovable con la generación de gas natural para manejar la volatilidad de la oferta y la demanda. El coraje de Alemania para cambiar audazmente su red eléctrica puede enseñarle al mundo una lección valiosa: la producción de energía renovable puede reducir drásticamente los GEI... pero siempre con respaldo. Como todos sabemos, el sol y el viento no siempre estarán ahí.
Por el contrario, a veces el sol y el viento están ahí, pero en exceso. La red eléctrica ha sido desafiada a nuevos niveles en los EE. UU. debido a los patrones climáticos extremos. En septiembre de 2022, California experimentó olas de calor récord que causaron una alta demanda sin precedentes en la red eléctrica del aire acondicionado.
Algunos centros de datos pudieron activar sus sistemas de respaldo diésel para poder eliminar su carga en la red eléctrica durante las horas de mayor demanda. Además, el estado usó dos estaciones de generación de energía de emergencia a gas natural, construidas solo un año antes, y proporcionó 120MW adicionales de generación para la demanda pico de emergencia.
A medida que la red continúa siendo empujada a nuevos límites con temperaturas extremas y nuevas cargas (vehículos eléctricos, bombas de calor, etc.), los operadores de servicios públicos establecerán más mecanismos para reducir la carga. Los principales consumidores de electricidad, como los centros de datos, tendrán más oportunidades de beneficiarse de salir de la red: programación de tarifas interrumpibles, tarifas de energía marrón, reducción de la demanda máxima, cogeneración, etcétera. Sin embargo, los sistemas de energía de respaldo deben estar estructurados adecuadamente para habilitar estos mecanismos.
La mayoría de los centros de datos utilizan la red pública como energía principal y diesel como respaldo, con UPS como puente en los segundos intermedios. Sin embargo, algunos centros de datos están evaluando cómo este paradigma podría cambiar de modo que la energía principal se genere en el sitio y la utilidad se convierta en el respaldo.
Si esto tiene sentido desde el punto de vista financiero, vale la pena explorar por qué, dentro del estado actual de la tecnología, todavía necesitaremos generadores diésel para energía de respaldo. La opción más realista para cambiar el paradigma tradicional sería operar como una microrred. Usar un motor de gas de primera calidad que funciona con hidrógeno o gas natural como energía base principal, complementado con energía solar o eólica cuando sea posible, con transición entre fuentes de energía de UPS de tiempo de ejecución extendido o sistemas de almacenamiento de energía de batería (BESS).
Sin embargo, la infraestructura de hidrógeno aún no está bien establecida, y el almacenamiento en el sitio plantearía riesgos significativos y ocuparía un espacio considerable. Si bien la infraestructura de gas natural está madura, puede verse interrumpida de vez en cuando. En febrero de 2021, EE. UU. experimentó tormentas invernales extremas que congelaron las turbinas eólicas y la infraestructura de gas natural de Texas, lo que provocó que más de 4,5 millones de hogares se quedaran sin electricidad, algunos durante varios días. Los centros de datos solo asumen riesgos calculados, y poder ofrecer más del 99% de disponibilidad significa tener total certeza en su solución de energía de respaldo.
Los generadores diesel modernos de hoy en día tienen una variedad de opciones diferentes para reducir las emisiones de GEI. El aceite vegetal hidrotratado (HVO), también llamado diésel renovable, es una de las soluciones de mayor actualidad en el mercado actual. Esta fuente de combustible tiene un rendimiento de almacenamiento superior, un rango de temperatura operativo más amplio, es altamente compatible con la mayoría de los motores diésel en el mercado actual, tiene menos emisiones y, lo que es más impresionante, afirma una reducción del 90 por ciento en las emisiones de CO₂.
Tenga en cuenta que una reducción del 90 por ciento en CO₂ se debe a que el combustible se deriva de materia vegetal que ya ha secuestrado carbono de la atmósfera. Para aclarar este concepto erróneo común, aunque hay algunas reducciones en NOx y otras emisiones mientras se quema el combustible, el HVO reduce el CO₂ porque las plantas solían extraer el carbono de la atmósfera, mientras que el diesel ultrabajo en azufre (ULSD) no lo hace.
Desafortunadamente, HVO no está tan disponible como ULSD, pero en los próximos años el acceso crecerá significativamente. Finalmente, dependiendo de la aplicación, los sistemas de postratamiento de emisiones (EATS), como SCR, DOC y DPF, permiten que los generadores diésel de respaldo reduzcan significativamente los contaminantes.
Muchos centros de datos están viendo que los reguladores consideran restringir aún más las emisiones, por lo que están diseñando sus generadores diésel para que tengan la capacidad de actualizarse con EATS en el futuro para alcanzar los niveles de cumplimiento de Nivel 4. Para ir un paso más allá, algunos operadores están comprando generadores certificados Tier 4 de primera categoría o continuamente calificados para que puedan operar en aplicaciones que no sean de emergencia para recuperar costos a través de los programas de incentivos de servicios públicos mencionados anteriormente.
Compute continúa moviéndose hacia la nube porque las empresas y las personas reconocen que quieren subcontratar la responsabilidad de administrar su infraestructura de datos. Los operadores de la nube subcontratan su generación de energía primaria, pero nunca podrán subcontratar su solución de energía de respaldo y aun así mantener una disponibilidad superior al 99%. Dicho de otra manera: los operadores de la nube pueden tener energía principal en la “nube” de servicios públicos, pero siempre tendrán que alojar su energía de respaldo en las instalaciones, y en este momento, la solución más accesible, confiable y económica es un generador diesel.