El cambio climático está ejerciendo una presión creciente sobre las redes eléctricas mundiales en un momento en que la demanda de electricidad aumenta por tendencias como la inteligencia artificial y la electrificación del transporte, mientras que los costos decrecientes impulsan una mayor adopción de energía eólica y solar. Sin embargo, tanto la generación renovable como la demanda de electricidad dependen de las condiciones meteorológicas, creando nuevos desafíos a medida que el clima cambia.

El equipo de investigadores del MIT, liderado por Michael Howland, profesor senior de la institución, combinó meteorología de alta resolución con simulaciones detalladas de infraestructura energética para analizar cómo la ubicación de nuevos proyectos de energía renovable afecta significativamente la capacidad de los sistemas de energía futuros para satisfacer la demanda de manera confiable.

Los investigadores aplicaron su marco a sistemas de energía descarbonizados en Nueva Inglaterra y Texas. Su análisis reveló que los sistemas diseñados alrededor de condiciones climáticas históricas podrían experimentar un aumento de hasta cinco veces en déficits energéticos para 2050. Sin embargo, al incorporar condiciones climáticas futuras en la planificación energética, ambas regiones podrían mejorar la resiliencia de la red con poco o ningún costo adicional.

"A medida que mitigamos el cambio climático con energías renovables, también podemos adaptarnos al cambio climático utilizando proyecciones meteorológicas futuras en nuestra planificación del sistema de energía, y los costos adicionales de esa adaptación son, al menos en este estudio, no muy significativos", explicó Howland.

El estudio explora los impactos conjuntos y simultáneos en múltiples componentes del sistema energético, similar a los eventos compuestos estudiados en la ciencia del clima. Un evento climático extremo puede afectar la generación eólica y solar y la demanda de electricidad al mismo tiempo. Según Howland, esta es probablemente la mayor amenaza que el cambio climático presentará para los sistemas energéticos.

La investigación encontró que las ubicaciones más adecuadas para proyectos de energía renovable bajo condiciones climáticas futuras pueden diferir significativamente de las identificadas utilizando datos meteorológicos históricos. Qiu, coautor del estudio, señaló que "dónde se construyen la energía eólica y solar importa mucho para la capacidad de entregar energía cuando se necesita. Necesitamos pensar más sobre el cuándo y dónde de agregar energías renovables, en lugar de solo enfocarnos en agregar capacidad general".

En Nueva Inglaterra, las disrupciones relacionadas con el clima aumentaron la necesidad de capacidad solar y líneas de transmisión cerca de los principales centros de demanda. En Texas, los riesgos fueron impulsados principalmente por restricciones de transmisión. Los diseños informados por el clima priorizaron granjas eólicas en el oeste de Texas para alinear mejor la generación renovable con los patrones de demanda futuros.

El marco actual se basa en modelos costosos de alta resolución, lo que lo hace impracticable para que los operadores de redes lo utilicen rutinariamente hoy en día. Los investigadores esperan desarrollar modelos más rápidos que podrían facilitar la aplicación de la planificación informada por el clima. "Este estudio muestra la oportunidad y la necesidad", afirmó Howland. "Hay riesgos en no adaptar nuestro sistema, pero si adaptamos nuestro sistema, podría haber grandes oportunidades que no sean costosas".