Superrejilla

En el sentido de "superposición" o "superestructura", una superred es el equivalente a muy larga distancia de una red síncrona de área amplia capaz de transmitir electricidad renovable a gran escala. En algunas concepciones, una red de transmisión de líneas de transmisión HVDC forma una capa claramente separada, de la misma manera que un sistema de autopistas se separa del sistema de calles urbanas y carreteras regionales. En concepciones más convencionales, como la propuesta de unificación de la red síncrona europea UCTE y el sistema IPS/UPS de la CEI , dicha megared no difiere de los sistemas típicos de transmisión síncrona de área amplia, donde la electricidad toma una ruta de tránsito ad hoc directamente a través de líneas de transmisión de servicios públicos locales o líneas HVDC según sea necesario. ^{[ 5 ]} Los estudios para sistemas de tamaño continental informan que existen problemas de escala como resultado de la complejidad de la red, la congestión de la transmisión y la necesidad de sistemas rápidos de diagnóstico, coordinación y control. Dichos estudios observan que la capacidad de transmisión tendría que ser significativamente mayor que la de los sistemas de transmisión actuales para promover el comercio de energía sin obstáculos a través de distancias sin límites estatales, regionales, nacionales o incluso continentales. ^{[ 6 ]} En la práctica, se ha vuelto necesario incorporar características de redes inteligentes, como redes de sensores de área amplia (WAMS), incluso en redes regionales de tamaño modesto para evitar grandes apagones como el apagón del noreste de 2003. Las interacciones dinámicas entre los grupos de generación de energía son cada vez más complejas, y las perturbaciones transitorias que se propagan en cascada a través de las empresas de servicios públicos vecinas pueden ser repentinas, grandes y violentas, acompañadas de cambios abruptos en la topología de la red a medida que los operadores intentan estabilizarla manualmente. ^{[ 7 ]}

En el segundo sentido de una red avanzada, la superred es superior no solo por ser una megared de área extensa, sino también por su alta coordinación, desde el nivel macro, que abarca naciones y continentes, hasta el nivel micro, programando cargas de baja prioridad como calentadores de agua y refrigeradores. En la propuesta europea de Superred Inteligente y el concepto estadounidense de Red Inteligente Unificada, estas superredes cuentan con funciones inteligentes en la capa de transmisión de área extensa, que integran las redes inteligentes locales en una única superred de área extensa. Esto es similar a cómo Internet conectó múltiples redes pequeñas en una única red ubicua.

La transmisión de área extensa puede considerarse una extensión horizontal de la red inteligente. En un cambio de paradigma, la distinción entre transmisión y distribución se difumina con la integración, ya que el flujo de energía se vuelve bidireccional. Por ejemplo, las redes de distribución en zonas rurales podrían generar más energía de la que consumen, convirtiendo la red inteligente local en una central eléctrica virtual ; o la flota de un millón de vehículos eléctricos de una ciudad podría utilizarse para reducir los picos de suministro de transmisión integrándolos a la red inteligente mediante la tecnología de vehículo a red .

Una ventaja de un sistema tan geográficamente disperso y dinámicamente equilibrado es que la necesidad de generación de carga base se reduce significativamente, ya que se puede suavizar la intermitencia de algunas fuentes como la oceánica , la solar y la eólica . ^{[ 10 ]} Una serie de estudios de modelado detallados del Dr. Gregor Czisch, que analizaron la adopción a nivel europeo de energía renovable y la interconexión de redes eléctricas mediante cables HVDC , indican que todo el consumo eléctrico de Europa podría provenir de energías renovables, con un 70 % de la energía total procedente de la energía eólica al mismo nivel de coste o inferior al actual. ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

Para algunos críticos, una capa de transmisión de área tan amplia no es novedosa; señalan que la tecnología tiene poca diferencia con la utilizada para las redes de transmisión de energía regionales y nacionales. Los defensores responden que más allá de las características cualitativas de la red inteligente que permiten la coordinación y el equilibrio instantáneos de las fuentes de energía intermitentes a través de las fronteras internacionales, la exhaustividad cuantitativa tiene una calidad propia. Se afirma que las superredes abren mercados. ^{[ 14 ]} De la misma manera que las autopistas revolucionaron el transporte interestatal e Internet revolucionó el comercio en línea cuando se construyeron redes integrales de alta capacidad, se argumenta que debe construirse una superred de alta capacidad para proporcionar una red de distribución tan completa y con tal capacidad disponible que el comercio de energía solo esté limitado por la cantidad de electricidad que los empresarios puedan llevar al mercado.

Un estudio para una superred europea estima que se requerirían hasta 750 GW de capacidad de transmisión adicional, capacidad que se acomodaría en incrementos de 5  GW con líneas HVDC. ^{[ 20 ]} Una propuesta de 2008 de Transcanada cotizó una línea HVDC de 1600 km y 3  GW en US$3 mil millones; requeriría un corredor de 60 metros de ancho. ^{[ 21 ]} En India, una propuesta de agosto de 2007 de 6 GW y 1825 km se cotizó en US$790 millones y requeriría un derecho de paso de 69 metros de ancho. ^{[ 22 ]} Con 750 GW de nueva capacidad de transmisión HVDC requerida para una superred europea, el terreno y el dinero necesarios para las nuevas líneas de transmisión serían considerables.

En Europa, se ha debatido la implicación de una superred en materia de seguridad energética como una forma de prevenir, en parte, la hegemonía energética rusa . ^{[ 23 ]} En Estados Unidos, defensores como T. Boone Pickens han promovido la idea de una red nacional de transmisión para fomentar la independencia energética del país . Al Gore defiende la Red Inteligente Unificada , que cuenta con capacidades integrales de superred. Gore y otros defensores, como James E. Hansen, creen que las superredes son esenciales para la eventual sustitución completa del uso de combustibles fósiles que producen gases de efecto invernadero y contribuyen al calentamiento global . ^{[ 24 ]}

Se requerirían grandes extensiones de terreno para los corredores de transmisión eléctrica utilizados por las nuevas líneas de transmisión de una superred. Puede haber una oposición significativa a la ubicación de las líneas eléctricas debido a preocupaciones sobre el impacto visual, la ansiedad por los supuestos problemas de salud y las preocupaciones ambientales. Estados Unidos tiene un proceso para designar Corredores Nacionales de Transmisión Eléctrica , y es probable que este proceso se utilice para especificar las rutas de una superred en ese país. En la UE, los permisos para nuevas líneas aéreas pueden llegar fácilmente a los 10 años. ^{[ 25 ]} En algunos casos, esto ha hecho que el cable subterráneo sea más conveniente. Dado que el terreno requerido puede ser una quinta parte del requerido para las líneas aéreas y el proceso de permisos puede ser significativamente más rápido, el cable subterráneo puede ser más atractivo a pesar de sus desventajas de ser más caro, tener menor capacidad, una vida útil más corta y sufrir tiempos de inactividad significativamente más prolongados.

Así como las autopistas modifican la valoración de los terrenos debido a su proximidad a la capacidad de transportar mercancías valiosas, las empresas tienen un fuerte incentivo para influir en la ubicación de una superred eléctrica en su propio beneficio. El costo de la energía alternativa es el precio de la electricidad entregada, y para que la producción de electricidad proveniente de la energía eólica de Dakota del Norte o la solar de Arizona sea competitiva, la distancia de la conexión entre el parque eólico y la red de transmisión interestatal no debe ser grande. Esto se debe a que la línea de alimentación desde el generador hasta las líneas de transmisión suele ser financiada por el propietario de la generación. Algunas localidades contribuyen a financiar el costo de estas líneas, a costa de la regulación local, como la de una comisión de servicios públicos . El proyecto de T. Boone Pickens optó por financiar las líneas de alimentación con fondos privados. Algunas localidades, como Texas , otorgan a este tipo de proyectos el poder de expropiación , lo que permite a las empresas adquirir terrenos en la trayectoria de la construcción planificada. ^{[ 26 ]}

Los productores de energía están interesados ​​en saber si la superred emplea tecnología HVDC o utiliza corriente alterna (CA), ya que el costo de conexión a una línea HVDC suele ser mayor que el de la corriente alterna. El plan Pickens favorece la transmisión de CA de 765 kV, ^{[ 9 ]} que se considera menos eficiente para la transmisión a larga distancia.

En la década de 1960, las compañías eléctricas privadas de California se opusieron al proyecto Pacific Intertie con una serie de objeciones técnicas que fueron desestimadas. Una vez finalizado el proyecto, los consumidores de Los Ángeles ahorraron aproximadamente 600 000 dólares diarios gracias al uso de la energía eléctrica proveniente de proyectos en el río Columbia, en lugar de la que las compañías eléctricas locales utilizaban para quemar combustibles fósiles más caros.