Los proyectos de energía eólica y solar corren el riesgo de abrumar las redes eléctricas anticuadas de Estados Unidos

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Una explosión en las empresas de energía limpia propuestas ha abrumado el sistema para conectar nuevas fuentes de energía a hogares y negocios.

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Por Brad Plumer

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Los planes para instalar 3,000 acres de paneles solares en Kentucky y Virginia se retrasan por años. Los parques eólicos en Minnesota y Dakota del Norte han sido cancelados abruptamente. Y los programas para alentar a los residentes de Massachusetts y Maine a adoptar la energía solar están fallando.

La transición energética lista para despegar en los Estados Unidos en medio de una inversión récord en energía eólica, solar y otras tecnologías bajas en carbono se enfrenta a un serio obstáculo: el volumen de proyectos ha abrumado los sistemas anticuados de la nación para conectar nuevas fuentes de electricidad a hogares y empresas.

Tantos proyectos están tratando de pasar por el proceso de aprobación que los retrasos pueden prolongarse durante años, lo que hace que algunos desarrolladores se den por vencidos y se vayan.

Más de 8100 proyectos de energía, la gran mayoría de ellos eólicos, solares y de baterías, estaban esperando permiso para conectarse a las redes eléctricas a fines de 2021, frente a los 5600 del año anterior, bloqueando el sistema conocido como interconexión.

Ese es el proceso mediante el cual la electricidad generada por turbinas eólicas o paneles solares se agrega a la red: la red de líneas eléctricas y transformadores que mueve la electricidad desde el lugar donde se crea hasta las ciudades y fábricas. No hay una cuadrícula única; Estados Unidos tiene decenas de redes eléctricas, cada una supervisada por una autoridad diferente.

PJM Interconnection, que opera la red regional más grande del país, que se extiende desde Illinois hasta Nueva Jersey, se ha visto tan inundada por las solicitudes de conexión que el año pasado anunció que congelaría las nuevas solicitudes hasta 2026, para poder trabajar con una acumulación de miles de propuestas. , principalmente para energías renovables.

Ahora, los desarrolladores tardan aproximadamente cuatro años, en promedio, en obtener la aprobación, el doble del tiempo que tomó hace una década.

Y cuando las empresas finalmente revisan sus proyectos, a menudo enfrentan otro obstáculo: la red local está al máximo de su capacidad y deben gastar mucho más de lo planeado en nuevas líneas de transmisión y otras mejoras.

Muchos se dan por vencidos. Según una investigación del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, menos de una quinta parte de las propuestas solares y eólicas realmente logran pasar por la llamada cola de interconexión.

"Desde nuestra perspectiva, el proceso de interconexión se ha convertido en el principal asesino de proyectos", dijo Piper Miller, vicepresidente de desarrollo de mercado de Pine Gate Renewables, un importante desarrollador de baterías y energía solar.

Después de años de crecimiento vertiginoso, las instalaciones solares, eólicas y de baterías a gran escala en los Estados Unidos cayeron un 16 por ciento en 2022, según la Asociación Estadounidense de Energía Limpia, un grupo comercial. Culpó a los problemas de la cadena de suministro, pero también a los largos retrasos en la conexión de los proyectos a la red.

La producción de electricidad genera aproximadamente una cuarta parte de los gases de efecto invernadero producidos por los Estados Unidos; limpiarlo es clave para el plan del presidente Biden para combatir el calentamiento global. El proyecto de ley climático histórico que firmó el año pasado proporciona $ 370 mil millones en subsidios para ayudar a que las tecnologías de energía con bajas emisiones de carbono, como la eólica, la solar, la nuclear o las baterías, sean más baratas que los combustibles fósiles.

Pero la ley hace poco para abordar muchas barreras prácticas para la construcción de proyectos de energía limpia, como permitir retrasos, oposición local o restricciones de transmisión. A menos que se resuelvan esos obstáculos, dicen los expertos, existe el riesgo de que miles de millones en subsidios federales no se traduzcan en los profundos recortes de emisiones previstos por los legisladores.

"No importa cuán barata sea la energía limpia", dijo Spencer Nelson, director general de investigación de ClearPath Foundation, una organización sin fines de lucro centrada en la energía. "Si los desarrolladores no pueden pasar por el proceso de interconexión lo suficientemente rápido y obtener suficiente acero en el suelo, no alcanzaremos nuestros objetivos de cambio climático".

En las redes más grandes, como las del Medio Oeste o el Atlántico Medio, un operador regional administra el flujo bizantino de electricidad de cientos de plantas de energía diferentes a través de miles de millas de líneas de transmisión y hacia millones de hogares.

Antes de que un desarrollador pueda construir una planta de energía, el operador de la red local debe asegurarse de que el proyecto no cause interrupciones; si, por ejemplo, las líneas eléctricas existentes obtienen más electricidad de la que pueden manejar, podrían sobrecalentarse y fallar. Después de realizar un estudio detallado, el operador de la red podría requerir actualizaciones, como una línea que conecte la nueva planta a una subestación cercana. El desarrollador por lo general corre con este costo. Luego, el operador pasa a estudiar el siguiente proyecto en la cola.

Este proceso era bastante rutinario cuando las empresas de energía construían unas pocas plantas grandes de carbón o gas cada año. Pero se ha derrumbado a medida que la cantidad de proyectos de energía eólica, solar y de baterías aumentó considerablemente durante la última década, impulsada por la caída de los costos, los mandatos estatales de energía limpia y, ahora, los fuertes subsidios federales.

"El mayor desafío es el gran volumen de proyectos", dijo Ken Seiler, quien dirige la planificación del sistema en PJM Interconnection. "Hay un número limitado de ingenieros energéticos que pueden realizar los estudios sofisticados que necesitamos para garantizar que el sistema se mantenga confiable, y todos los demás también están tratando de contratarlos".

PJM, el operador de la red, ahora tiene 2700 proyectos de energía en estudio, en su mayoría eólica, solar y baterías, un número que se ha triplicado en solo tres años. Los tiempos de espera ahora pueden llegar a cuatro años o más, lo que llevó a PJM el año pasado a pausar nuevas revisiones y revisar sus procesos.

Los retrasos pueden cambiar los modelos comerciales de los desarrolladores de energía renovable. A medida que pasa el tiempo, el aumento de los costos de los materiales puede erosionar la viabilidad de un proyecto. Las opciones para comprar terrenos expiran. Los clientes potenciales pierden interés.

Hace dos años, Silicon Ranch, un desarrollador de energía solar, solicitó permiso a PJM para conectar tres proyectos solares de 100 megavatios en Kentucky y Virginia, suficiente para alimentar decenas de miles de hogares. La empresa, que a menudo combina sus paneles solares con el pastoreo de ovejas, había negociado opciones de compra con propietarios locales de miles de acres de tierras de cultivo.

Hoy, esa tierra está vacía. Silicon Ranch no ha recibido comentarios de PJM y ahora estima que es posible que no pueda poner en funcionamiento esas granjas solares hasta 2028 o 2029. Eso crea dolores de cabeza: es posible que la empresa deba decidir si comprar el terreno antes de saber si es solar. las matrices serán aprobadas.

"Es frustrante", dijo Reagan Farr, director ejecutivo de Silicon Ranch. "Siempre hablamos de lo importante que es para nuestra industria generar confianza y credibilidad con las comunidades locales. Pero si vienes y dices que vas a invertir, y luego no pasa nada durante años, no es una situación óptima".

PJM pronto planea acelerar sus colas, por ejemplo, estudiando proyectos en grupos en lugar de uno a la vez, pero primero necesita eliminar su trabajo pendiente.

Un problema potencialmente mayor para la energía solar y eólica es que, en muchos lugares del país, la red local está obstruida y no puede absorber más energía.

Eso significa que si un desarrollador quiere construir un nuevo parque eólico, es posible que tenga que pagar no solo por una simple línea de conexión, sino también por mejoras más profundas en la red en otros lugares. A un parque eólico planificado en Dakota del Norte, por ejemplo, se le pidió que pagara mejoras multimillonarias en las líneas de transmisión a cientos de millas de distancia en Nebraska y Missouri.

Estos costos pueden ser impredecibles. En 2018, EDP North America, un desarrollador de energía renovable, propuso un parque eólico de 100 megavatios en el suroeste de Minnesota, estimando que tendría que gastar $ 10 millones para conectarse a la red. Pero después de que el operador de la red completó su análisis, EDP se enteró de que las actualizaciones costarían 80 millones de dólares. Canceló el proyecto.

Eso crea un nuevo problema: cuando un proyecto de energía propuesto queda fuera de la cola, el operador de la red a menudo tiene que rehacer los estudios de otros proyectos pendientes y trasladar los costos a otros desarrolladores, lo que puede provocar más cancelaciones y retrasos.

También crea incentivos perversos, dijeron los expertos. Algunos desarrolladores presentarán múltiples propuestas para parques eólicos y solares en diferentes ubicaciones sin tener la intención de construirlos todos. En cambio, esperan que una de sus propuestas venga tras otro desarrollador que tiene que pagar por actualizaciones importantes de la red. El auge de este tipo de ofertas especulativas ha atascado aún más la cola.

"Imagínese si pagáramos las carreteras de esta manera", dijo Rob Gramlich, presidente del grupo consultor Grid Strategies. "Si una carretera está completamente congestionada, el siguiente automóvil que sube tiene que pagar la expansión de un carril completo. Cuando ese conductor ve la factura, se baja. O, si la pagan ellos mismos, todos los demás pueden usar ese infraestructura. No tiene ningún sentido".

Un mejor enfoque, dijo Gramlich, sería que los operadores de la red planifiquen actualizaciones de transmisión que sean ampliamente beneficiosas y distribuyan los costos entre un conjunto más amplio de proveedores y usuarios de energía, en lugar de que los desarrolladores individuales arreglen la red poco a poco, a través de un proceso caótico.

Hay un precedente para esa idea. En la década de 2000, los funcionarios de Texas vieron que las líneas eléctricas existentes no serían capaces de manejar la creciente cantidad de turbinas eólicas que se estaban construyendo en las ventosas llanuras del oeste de Texas y planearon miles de millones de dólares en mejoras. Texas ahora lidera la nación en energía eólica. De manera similar, MISO, una red que abarca 15 estados en el Medio Oeste, aprobó recientemente $10.3 mil millones en nuevas líneas eléctricas, en parte porque los funcionarios pudieron ver que muchos de sus estados habían establecido metas ambiciosas de energía renovable y necesitarían más transmisión.

Pero este tipo de planificación proactiva es raro, ya que las empresas de servicios públicos, los funcionarios estatales y las empresas a menudo discuten ferozmente sobre si son necesarias nuevas líneas y quién debe asumir el costo.

"La parte más difícil no es la ingeniería, es averiguar quién va a pagar por ello", dijo Aubrey Johnson, vicepresidente de planificación de sistemas de MISO.

A medida que se acumulan los retrasos en la red, los reguladores se han dado cuenta. El año pasado, la Comisión Reguladora de Energía Federal propuso dos reformas importantes para agilizar las colas de interconexión y alentar a los operadores de la red a realizar una planificación a más largo plazo.

Sin embargo, el destino de estas reglas no está claro. En diciembre, Richard Glick, el ex presidente de la comisión reguladora que encabezó ambas reformas, renunció después de enfrentarse con el senador Joe Manchin III, demócrata de Virginia Occidental, por políticas no relacionadas con las tuberías de gas natural. La comisión ahora está dividida entre dos demócratas y dos republicanos; cualquier nueva reforma necesita la aprobación de la mayoría.

Si Estados Unidos no puede solucionar sus problemas de red, podría tener dificultades para abordar el cambio climático. Los investigadores del proyecto REPEAT dirigido por Princeton estimaron recientemente que los nuevos subsidios federales para la energía limpia podrían reducir las emisiones de electricidad a la mitad para 2030. Pero eso supone que la capacidad de transmisión se expande el doble de rápido durante la próxima década. Si eso no sucede, descubrieron los investigadores, las emisiones podrían aumentar a medida que la energía solar y eólica se bloquean y las plantas de gas y carbón existentes funcionan con más frecuencia para alimentar automóviles eléctricos.

Massachusetts y Maine ofrecen una advertencia, dijo David Gahl, director ejecutivo del Instituto de Industrias Solares y de Almacenamiento. En ambos estados, los legisladores ofrecieron fuertes incentivos para instalaciones solares a pequeña escala. Los inversores invirtieron dinero, pero en cuestión de meses, los administradores de la red se vieron abrumados, lo que retrasó cientos de proyectos.

"Hay una lección ahí", dijo Gahl. "Puedes aprobar leyes climáticas grandes y ambiciosas, pero si no prestas atención a detalles como las reglas de interconexión, puedes tener problemas rápidamente".

Audio producido por Kate Winslett.

Brad Plumer es un reportero climático que se especializa en políticas y esfuerzos tecnológicos para reducir las emisiones de dióxido de carbono. En The Times, también ha cubierto conversaciones climáticas internacionales y el panorama energético cambiante en los Estados Unidos. @bradplumer

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