La infraestructura de la red eléctrica como cuello de botella en la transición energética: retos y soluciones
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Publicado el: 25 de agosto de 2025 / Actualizado el: 25 de agosto de 2025 – Autor: Konrad Wolfenstein
La infraestructura de la red eléctrica como cuello de botella en la transición energética: retos y soluciones – Imagen: Xpert.Digital
Red eléctrica al límite: por qué se estanca la transición energética de Alemania y qué soluciones inteligentes pueden ayudar ahora
### Atasco en la autopista eléctrica: Miles de sistemas solares esperando ser conectados: ¿corre el riesgo de un apagón la transición energética? ### El ingenioso truco para la red eléctrica: Cómo la "sobreconstrucción" ahorra miles de millones y pone en funcionamiento parques solares de inmediato. ### Tu factura de electricidad de 2025: ¿Quién se beneficiará de las nuevas regulaciones de la red y quién pagará pronto las consecuencias? ### Redes inteligentes en lugar de cables costosos: Cómo la tecnología digital está revolucionando la expansión de la red y reduciendo costes. ###
De Norte a Sur: Por qué nuestra red eléctrica se está convirtiendo en un cuello de botella y cómo las centrales eléctricas virtuales pueden evitar el colapso
La transición energética en Alemania avanza a un ritmo impresionante con la expansión de las plantas de energía solar y eólica, pero su éxito pende de un hilo: la obsoleta infraestructura de la red eléctrica. Lo que antes servía como la columna vertebral del suministro energético se está convirtiendo cada vez más en el mayor obstáculo para la transformación. El problema fundamental reside en el cambio de sistema: pasar de unas pocas centrales eléctricas centralizadas a gran escala a miles de generadores descentralizados y dependientes del clima. Las redes, diseñadas para una vía unidireccional desde la central eléctrica hasta el consumidor, no están preparadas para este tráfico bidireccional volátil.
Las consecuencias ya son dramáticas: operadores de red como Bayernwerk reportan solicitudes de conexión de energías renovables superiores a 60 gigavatios, pero no pueden satisfacerlas. En muchos lugares, las redes están al límite de su capacidad, lo que genera tiempos de espera de cinco a quince años para la conexión de nuevos parques solares. La situación se ve agravada por la conocida brecha norte-sur, donde se crea un excedente de electricidad en el norte ventoso que no puede llegar a los centros industriales del sur. Calles enteras ya están siendo declaradas "ya no conectables", lo que paraliza el auge solar local.
Sin embargo, este enorme desafío exige algo más que la costosa y prolongada construcción de nuevas líneas. Se necesitan enfoques innovadores e inteligentes para utilizar la infraestructura existente de forma más eficiente y configurar el sistema energético del futuro. Estos abarcan desde redes inteligentes que coordinan la generación y el consumo en tiempo real, hasta centrales eléctricas virtuales que combinan miles de pequeños sistemas en un gran enjambre, pasando por conceptos ingeniosos como la sobreconstrucción de conexiones a la red y la toma de alimentación proactiva. Estas soluciones prometen no solo acelerar la transición energética, sino también mantener bajo control los crecientes costes de expansión de la red y, por consiguiente, los precios de la electricidad para los consumidores. El siguiente texto destaca los cuellos de botella más acuciantes y presenta las soluciones más prometedoras que determinarán el éxito o el fracaso de la transición energética alemana.
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¿Por qué la infraestructura de red es un factor crítico para la expansión de las energías renovables?
La infraestructura de la red constituye la columna vertebral de una transición energética exitosa y, al mismo tiempo, representa su mayor obstáculo. El problema radica en el cambio fundamental del sistema energético: mientras que antes las grandes centrales eléctricas centralizadas producían electricidad de forma predecible, que luego se transportaba a los consumidores a través de la red, hoy predominan las fuentes de energía renovables descentralizadas y volátiles.
Los proyectos de parques solares a gran escala requieren redes eléctricas robustas capaces de gestionar la energía inyectada. Sin embargo, muchas redes ya están operando al límite de su capacidad y no pueden acomodar capacidad adicional. Bayernwerk, por ejemplo, informa de solicitudes de conexión de más de 60 gigavatios, y muchos operadores de red ya informan de plazos de espera de entre 5 y 15 años para nuevas conexiones.
El desafío se ve agravado por la división entre el norte y el sur de Alemania: en el norte, se genera más electricidad eólica de la que se consume, mientras que el sur, con sus centros industriales, requiere más energía de la que se produce localmente. Este problema se acentuará aún más tras la eliminación gradual de la energía nuclear y del carbón.
¿Qué cuellos de botella específicos existen a la hora de conectar parques solares a la red?
Los problemas prácticos asociados con la conexión de parques solares a la red son complejos y afectan a todos los niveles de tensión. En la media tensión, donde se conectan la mayoría de los sistemas fotovoltaicos terrestres de entre 10 y 60 MW, las redes ya están muy utilizadas en muchos lugares. Las redes de alta tensión ofrecen una capacidad aún mayor, pero requieren la costosa construcción de subestaciones dedicadas.
Un ejemplo concreto es la situación en Klettgau, Baden-Württemberg, donde el operador local de la red eléctrica, EVKR, ha publicado una lista de calles donde es muy improbable que se conecten nuevos sistemas fotovoltaicos. Estos cuellos de botella en la red implican que ni siquiera los sistemas solares ya instalados pueden conectarse a la red.
Los planes de expansión de la red de los operadores de sistemas de distribución muestran que muchas zonas de las redes de media y alta tensión están designadas como "zonas de cuello de botella". Esto conlleva tiempos de conexión más largos, y algunos proyectos solo podrán conectarse a la red después de 2030, ya que primero debe ampliarse la infraestructura de la red local.
¿Cómo evolucionan las tarifas de red y qué impacto tiene esto?
Las tarifas de la red, que representan aproximadamente una cuarta parte del precio de la electricidad, muestran una tendencia dispar. Los cuatro principales operadores de sistemas de transmisión han anunciado un aumento promedio del 3,4 %, hasta 6,65 centavos por kilovatio hora, para 2025. Este aumento se debe principalmente a las enormes inversiones en la expansión de la red.
Al mismo tiempo, la estandarización nacional de las tarifas de la red en 2025 conducirá a una distribución más justa de los costos. Las regiones con un alto nivel de expansión de las energías renovables se beneficiarán: en Schleswig-Holstein, las tarifas de la red se reducirán un 29 %, en Mecklemburgo-Pomerania Occidental un 29 %, en Brandeburgo un 21 % y en Baviera un 16 %.
Esta redistribución tiene en cuenta que las regiones con numerosas plantas de energía renovable han tenido que asumir, hasta ahora, costes de expansión de la red desproporcionadamente elevados. Al mismo tiempo, las tarifas de la red están aumentando en las regiones con una menor proporción de energías renovables, en particular en Baden-Württemberg, Renania-Palatinado y Renania del Norte-Westfalia.
¿Qué son las redes inteligentes y cómo pueden contribuir a la solución?
Las redes inteligentes, o redes eléctricas inteligentes, utilizan tecnologías digitales para coordinar la generación, la operación, el almacenamiento y el consumo de energía. A diferencia de la red eléctrica tradicional, que funcionaba como una vía unidireccional desde la central eléctrica hasta el consumidor, las redes modernas deben gestionar de forma fiable los flujos de energía bidireccionales y las inyecciones impredecibles.
Una red inteligente conecta todos los componentes del sistema eléctrico, desde paneles solares en tejados hasta baterías de almacenamiento en sótanos y estaciones de carga para movilidad eléctrica. Con la ayuda de medidores de electricidad digitales y tecnologías de comunicación modernas, estos sistemas pueden responder a los cambios en tiempo real y equilibrar óptimamente la oferta y la demanda.
Los sistemas de almacenamiento de baterías desempeñan un papel fundamental como componentes integrales de la infraestructura de red moderna. Estabilizan la red equilibrando las fluctuaciones a corto plazo, permiten la gestión de la congestión y aumentan la flexibilidad del sistema en su conjunto. El almacenamiento intermedio de energía específico puede prevenir la congestión de la red y reducir la expansión de una costosa infraestructura de red.
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¿Qué papel desempeñarán las centrales eléctricas virtuales en el sistema energético del futuro?
Las centrales eléctricas virtuales representan una solución innovadora para una mejor integración de las energías renovables. Conectan cientos o miles de plantas de generación descentralizadas, instalaciones de almacenamiento y consumidores controlables en una red coordinada. Estas centrales eléctricas en enjambre pueden producir colectivamente tanta electricidad como las grandes centrales eléctricas convencionales.
El sistema de control central de una central eléctrica virtual monitoriza todas las plantas conectadas en tiempo real y reacciona con gran rapidez a los cambios en la red eléctrica. Si la producción es demasiado baja, activa generadores de energía renovable adicionales que pueden controlarse independientemente de las condiciones meteorológicas, como plantas de biogás o centrales hidroeléctricas. En caso de sobreproducción, regula la inyección de energía según corresponda.
Las centrales eléctricas virtuales modernas utilizan pasarelas de medición inteligente para un control rentable de plantas de pequeña escala. Estas no solo permiten una mejor integración de las energías renovables en el sistema, sino que también generan valor añadido económico para los operadores de las plantas mediante una comercialización optimizada en múltiples mercados.
¿Qué es la sobreconstrucción y cómo puede reducir la congestión de la red?
La construcción de puntos de conexión a la red eléctrica representa un enfoque prometedor para un uso más eficiente de la misma. Esto implica conectar centrales eléctricas a la red que, en conjunto, puedan producir más electricidad de la que teóricamente las líneas pueden transportar. El punto clave es la combinación de centrales eléctricas, que rara vez operan a plena capacidad simultáneamente.
Los sistemas eólicos y solares se complementan a la perfección: los aerogeneradores suelen generar su mayor producción durante la noche y en otoño o invierno, mientras que los sistemas solares la generan al mediodía y en verano. Un estudio de la Asociación Alemana de Energías Renovables muestra que, al operar conjuntamente en una sola red, solo es necesario restringir alrededor del 3,5 % de la energía solar y el 1,5 % de la eólica.
Bayernwerk ya ha demostrado cómo funciona este desarrollo: se instaló un nuevo sistema fotovoltaico junto a un aerogenerador existente en la misma conexión a la red. Ambos sistemas operan conjuntamente, ahorrando a todas las partes implicadas y a los consumidores los costes de una expansión adicional de la red. El potencial es considerable: solo en la red de Bayernwerk, los 1.000 nuevos aerogeneradores planificados serían posibles para 2030 mediante la construcción sobre las conexiones fotovoltaicas existentes.
¿Cómo funciona el concepto de toma de alimentación?
La toma de alimentación representa un cambio paradigmático en la planificación de la conexión a la red. En lugar de que la infraestructura quede rezagada con respecto a las plantas de energía renovable, se proporciona capacidad adicional de forma proactiva, a la que los promotores de proyectos pueden acceder.
Con este enfoque, Bayernwerk instaló una conexión a la red en la Baja Baviera, a la que podían acceder los promotores de plantas de energía renovable. En tan solo 24 horas, se asignó prácticamente toda la capacidad, a pesar del requisito de limitación del 30 % en los picos de demanda. Esto mejora significativamente la utilización de la línea y acelera drásticamente los proyectos: desde la colocación de la primera piedra en marzo hasta la puesta en marcha en noviembre del mismo año.
LEW Verteilnetz y Bayernwerk Netz han seguido desarrollando su proyecto piloto conjunto "Feed-in Socket", en el que ambas empresas crean, de forma independiente, capacidades de conexión adicionales en sus subestaciones. Bayernwerk está planeando una nueva subestación en Niederviehbach, mientras que LVN está equipando la subestación existente en Balzhausen con un transformador adicional.
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La clave de este avance tecnológico reside en la deliberada ruptura con la fijación convencional mediante abrazaderas, que ha sido el estándar durante décadas. El nuevo sistema de montaje, más rápido y rentable, aborda esta situación con un concepto fundamentalmente diferente e inteligente. En lugar de sujetar los módulos en puntos específicos, estos se insertan en un riel de soporte continuo de forma especial y se sujetan de forma segura. Este diseño garantiza que todas las fuerzas que se producen, ya sean cargas estáticas de nieve o cargas dinámicas de viento, se distribuyan uniformemente a lo largo de toda la longitud del marco del módulo.
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¿Qué potencial ofrece flexibilizar el sistema energético?
La flexibilidad del sistema energético describe la capacidad de equilibrar las fluctuaciones entre la generación y el consumo, y garantizar la estabilidad del suministro eléctrico. Con el objetivo de alcanzar el 80 % de generación de electricidad renovable para 2030, el sistema energético debe ser lo suficientemente flexible como para asegurar el suministro incluso con baja producción eléctrica nocturna.
Esta flexibilidad puede proporcionarse mediante diversos componentes: almacenamiento de electricidad, cargas controlables y centrales eléctricas flexibles. El potencial de sistemas a pequeña escala, como los sistemas solares descentralizados, el almacenamiento en baterías, los coches eléctricos y las bombas de calor, es particularmente prometedor. Si Alemania cuenta con millones de coches eléctricos en los próximos años, se dispondrá rápidamente de 8.000 megavatios de flexibilidad.
La flexibilidad espacial permite equilibrar las fluctuaciones geográficas, por ejemplo, en el conocido cuello de botella norte-sur de Alemania. La flexibilidad temporal compensa las fluctuaciones estacionales y diarias. Las soluciones de gestión inteligente de la energía se están convirtiendo en la infraestructura digital del sector energético del futuro y permiten tomar decisiones en tiempo real.
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¿Qué significa el acoplamiento sectorial para la carga de la red?
El acoplamiento sectorial describe la interconexión de los sectores, anteriormente separados, de electricidad, calefacción, transporte e industria mediante un mayor uso de electricidad renovable. Este desarrollo conlleva un aumento significativo del consumo eléctrico y, simultáneamente, modifica los perfiles de carga de la red.
La Asociación Alemana de Energías Renovables (BER) prevé una demanda adicional de electricidad derivada del acoplamiento sectorial de entre 69 y 150 TWh para 2030. La mayor demanda se concentra en la electromovilidad, con hasta 48 TWh, seguida de las bombas de calor con 41 TWh, la producción de hidrógeno con 37 TWh y las calderas eléctricas industriales con 21 TWh.
Este desarrollo plantea nuevos retos para la red eléctrica: cuando muchos hogares cargan simultáneamente sus coches eléctricos después del trabajo, surgen nuevos picos de demanda. Las bombas de calor pueden sustituir a las calderas de gasóleo y gas, pero requieren un suministro eléctrico fiable. El control inteligente de estos nuevos consumidores será crucial para la estabilidad de la red.
¿Cómo puede la expansión prospectiva de la red resolver los problemas?
La expansión proactiva de la red eléctrica representa un cambio de paradigma fundamental en la planificación de la red. En lugar de reaccionar solo cuando se planifican instalaciones concretas, la infraestructura de la red eléctrica debería expandirse proactivamente para satisfacer las necesidades futuras.
El problema del sistema actual reside en los diferentes plazos de implementación: las plantas de energía renovable pueden implementarse en cinco meses, mientras que la expansión de la red tarda entre siete y diez años. Esta discrepancia temporal genera importantes problemas en la conexión y transmisión de energía renovable.
La Asociación de Servicios Públicos Municipales exige un marco regulatorio que permita la expansión prospectiva de la red. Seis condiciones clave deben cambiarse: superar la naturaleza retrospectiva de las prácticas regulatorias, introducir una planificación presupuestaria prospectiva y reducir los obstáculos regulatorios para las inversiones proactivas.
La primera publicación de los planes de expansión de la red por parte de aproximadamente 80 importantes operadores de sistemas de distribución eléctrica alemanes en mayo de 2024 fue un paso importante. Estos planes describen medidas concretas de expansión planificadas para 2028 y 2033, así como estimaciones de las necesidades de expansión hasta 2045.
¿Qué papel juegan la digitalización y la automatización?
La digitalización y la automatización de la red eléctrica son esenciales para la integración exitosa de las energías renovables. Los sistemas de automatización modernos permiten la monitorización y optimización en tiempo real de los flujos de energía. La automatización basada en la demanda es especialmente necesaria en las redes de baja y media tensión, donde se conecta más del 90 % de las energías renovables.
Los gemelos digitales de las redes de distribución crean una fuente de información única y fiable para los operadores de la red mediante la combinación de diversas fuentes de datos, como medidores inteligentes, sistemas GIS, ERP y SCADA. Estos modelos computacionales de red pueden responder dinámicamente a eventos como cambios en las condiciones meteorológicas o la carga.
En el futuro, las soluciones de software para pronosticar el estado de la red mediante inteligencia artificial funcionarán con base en modelos de red alimentados con datos en tiempo real y con perfiles de carga personalizados. Los programas de apoyo a la toma de decisiones pueden recomendar medidas basadas en los cuellos de botella identificados y sus horizontes temporales.
El estudio de la VDE sobre alta automatización muestra que la operación activa de la red permite integrar más sistemas fotovoltaicos y vehículos eléctricos en la red con mayor rapidez, ya que se puede influir en el flujo de energía según sea necesario. La automatización también facilita la restauración automática del suministro eléctrico en caso de cortes de suministro y un mejor uso de la capacidad de la red existente.
¿Qué impacto económico tienen estas soluciones?
El impacto económico de las distintas soluciones es significativo, afectando tanto los costes como la eficiencia del sistema global. Según un estudio del Instituto de Economía de la Energía, la superposición de las conexiones a la red con energía fotovoltaica y eólica puede reducir los costes de expansión de la red hasta en 1.800 millones de euros anuales.
Aunque sería necesario reducir la producción de más plantas durante el desarrollo, el ahorro en los costes de expansión de la red superaría en 800 millones de euros los costes de la electricidad recortada. Esta ganancia neta de eficiencia se genera gracias a una reducción significativa de las inversiones en nueva infraestructura de red, con costes de reducción solo ligeramente superiores.
La inversión necesaria para la expansión de la red europea para 2050 se estima entre 1994 y 2294 mil millones de euros. Según diversos estudios, solo en Alemania se requerirá una media de 350 mil millones de euros para la expansión de la red de distribución para 2045. Estas enormes sumas subrayan la necesidad de soluciones eficientes.
Al mismo tiempo, una mejor utilización de la red eléctrica conlleva menores costos específicos: cuanta más electricidad se transporta a través de las redes, más equitativamente se distribuyen los costos de red por kilovatio hora. La combinación de desarrollo urbano, redes inteligentes y almacenamiento optimizado para la red eléctrica puede aumentar la eficiencia del sistema y reducir los costos generales de la transición energética.
¿Cómo pueden las políticas y la regulación apoyar la transformación?
El marco político y regulatorio es crucial para la expansión exitosa de la infraestructura de la red. La "Ley de Modificación de la Ley de la Industria Energética", aprobada en enero de 2025, ya ha sentado las bases importantes al crear la base legal para la expansión de la red.
Con la modificación del artículo 8 de la Ley de Energías Renovables, las plantas de energía renovable (EEG) ahora pueden conectarse a un punto de conexión a la red que ya utiliza otra planta de EEG. El nuevo artículo 8a de la EEG también permite contratos flexibles de conexión a la red, necesarios para la implementación práctica del pooling de cables.
Agilizar los procedimientos de planificación y aprobación es otro factor crucial. Los operadores de la red eléctrica exigen más decisiones administrativas en plazos más cortos, ya que se tendrían que construir e integrar 12 aerogeneradores a la red cada día para alcanzar los objetivos climáticos. Para lograrlo, las autoridades de planificación y aprobación, así como los tribunales, deben contar con más personal y recursos.
La prioridad legal otorgada a las energías renovables en la Ley de Fuentes de Energía Renovables de 2023 también implica prioridad para la expansión de la red de distribución. Es necesario aprovechar las sinergias en las evaluaciones de conservación de la naturaleza, facilitar el paralelismo en el proceso de aprobación y congelar el estado de las leyes vigentes al inicio de los procedimientos.
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¿Qué innovaciones tecnológicas darán forma al futuro?
Varias innovaciones técnicas definirán significativamente el futuro de la infraestructura de la red eléctrica. Las líneas de transmisión de corriente continua de alta tensión permiten el transporte de grandes cantidades de electricidad a largas distancias con bajas pérdidas y son especialmente relevantes para la división norte-sur de Alemania.
Las tecnologías Power-to-X abren nuevas posibilidades para la integración sectorial: Power-to-Heat puede utilizar electricidad para generar calor, mientras que Power-to-Gas permite la conversión de electricidad en hidrógeno. Estas tecnologías pueden servir tanto como opciones de flexibilidad como soluciones de almacenamiento a largo plazo.
La tecnología inteligente de medición y control se convertirá en la base de todas las demás innovaciones. Las pasarelas de medición inteligente permiten el control rentable de pequeños sistemas y la integración de hogares privados en centrales eléctricas virtuales. La implantación generalizada de esta tecnología es un requisito previo para la digitalización completa del sistema energético.
La inteligencia artificial y el aprendizaje automático se utilizan cada vez más para la previsión del estado de la red, la previsión de la carga y la toma de decisiones automatizada. Estas tecnologías permiten gestionar la complejidad del futuro sistema energético y optimizar su control.
¿Qué desafíos persisten?
A pesar de las soluciones prometedoras, persisten importantes desafíos. La mera velocidad de la expansión de la red eléctrica requerida presenta enormes desafíos para todos los involucrados: las inversiones planificadas en la red deben aumentar de los aproximadamente 36 000 millones de euros anuales actuales a más de 70 000 millones.
La escasez de trabajadores cualificados en el sector energético agrava aún más la situación. Al mismo tiempo, los cuellos de botella en el suministro de transformadores, cables y otros componentes de la red eléctrica están provocando nuevos retrasos. Estos cuellos de botella en la cadena de suministro pueden ralentizar la expansión de la red, independientemente de los recursos financieros disponibles.
La coordinación entre los diversos actores —operadores de sistemas de transmisión, operadores de sistemas de distribución, generadores y consumidores— sigue siendo compleja. Cualquier retraso en un componente del sistema puede afectar a todo el sistema.
El marco regulatorio debe adaptarse continuamente a medida que las tecnologías y las condiciones del mercado evolucionan rápidamente. Lo que hoy se considera óptimo puede quedar obsoleto en tan solo unos años. Equilibrar la regulación necesaria con la flexibilidad suficiente para la innovación sigue siendo un desafío.
Es fundamental seguir garantizando la aceptación pública de la expansión masiva de la infraestructura de la red. La participación ciudadana y la comunicación transparente son cruciales para el éxito de los proyectos de expansión de la red.
La infraestructura de la red eléctrica es fundamental para la transición energética y determina significativamente su éxito. Enfoques innovadores como la sobreconstrucción, las redes inteligentes, las centrales eléctricas virtuales y la planificación con visión de futuro pueden superar los obstáculos existentes. Será necesaria una combinación de innovaciones técnicas, ajustes regulatorios e inversiones significativas para que la red esté preparada para el futuro. Solo así se podrá aprovechar al máximo el potencial de las energías renovables y alcanzar los objetivos climáticos.
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