Jessika Trancik: cómo predecir el cambio tecnológico

Avanzar con eficiencia en la transición energética global es un proceso complejo y que conlleva grandes costes, no todos igual de evidentes.  

Si, por ejemplo, consideramos los puntos de recarga necesarios para la expansión del vehículo eléctrico, quizá resulte más obvio pensar en los costes derivados de ineficiencias en los procesos de construcción de los cargadores o de no manejar adecuadamente los impactos en la red eléctrica. Pero, quizá no sean tan obvio estimar los costes por retrasos en la obtención de los permisos necesarios para la instalación de puntos de recarga, cuando estos reducen ampliamente los beneficios potenciales. 

Todos estos aspectos, así como las características tecnológicas que permiten una rápida innovación, son analizados por Jessika Trancik y su equipo en el MIT (Massachusetts Institute of Technology). Trancik es profesora del Institute for Data, Systems and Society del MIT. Su investigación examina el impacto de las tecnologías y las razones que subyacen al cambio tecnológico. Ha desarrollado teorías y modelos de predicción para entender por qué algunas tecnologías mejoran más rápido que otras, y muchos de ellos se han aplicado a tecnologías energéticas nuevas y en desarrollo, como la energía solar y las baterías, y a sistemas de electricidad y transpo

Asimismo, ha desarrollado modelos para predecir el cambio tecnológico que sirven de base para el diseño de ingeniería, la política pública y las carteras de inversión. Su trabajo también se usa para fundamentar la política de innovación de los gobiernos y ha sido adoptado por diversas industrias, como la financiera, la manufacturera, la de software y la de productos de consumo. Publicaciones como Nature, Proceedings of the National Academy of Sciences, Nature Energy, Nature Climate Change y Environmental Science and Technology se han hecho eco de sus investigaciones. Gracias a la Fundación Rafael del Pino, conocimos de primera mano los detalles de su actividad. 

FEDERICO FERNÁNDEZ DE SANTOS: Abundan los debates políticos sobre los vehículos eléctricos, aunque no siempre se sustentan empíricamente. Para los modelos predictivos, entender los avances tecnológicos, específicamente en relación a las baterías de litio y su utilización en los vehículos eléctricos, sería aparentemente lo esencial. La realidad, sin embargo, nos enfrenta a otras consideraciones como aspectos burocráticos y legales que actúan negativamente sobre el desarrollo del VE. Una de las mayores barreras para su adopción es la autonomía. En muchos países europeos, una alta densidad de puntos de recarga hace que estas barreras se minimicen, sobre todo si son puntos de recarga rápidos. En España, en cambio, no existe una política decidida y común para el desarrollo de una red de recarga tupida. ¿Cómo se incorporan y afectan estas divergencias a los modelos predictivos?

JESSIKA TRANCIK: En las últimas tres décadas, hemos visto cómo los precios de las baterías de litio han caído un 97%, al tiempo que la densidad energética de las mismas ha mejorado sustancialmente. Esto ha permitido la aparición de vehículos eléctricos competitivos a nivel de coste.

En nuestras investigaciones publicadas recientemente, observamos que esas tendencias se mantienen. Existe un tremendo potencial para la adopción de vehículos eléctricos, el cual comporta una reducción del 30% –o más– de las emisiones de CO2, incluso teniendo en cuenta que la generación eléctrica no siempre está libre de emisiones.

Los beneficios son evidentes pero, como menciona, es muy importante que las personas sepan que pueden recargar sus vehículos. El reto al que nos enfrentamos radica en cómo expandir las infraestructuras de recarga, asegurándonos de que sea accesible, de manera que las personas puedan recargar sus vehículos, independientemente de que tengan aparcamientos propios, es decir, que la expansión llegue por ejemplo a quienes viven en los suburbios o aparcan en la calle.  

Resulta crítico hacer accesible la infraestructura, como también lo es la procedencia de las inversiones necesarias para ampliarla allá donde sea más eficiente. La aproximación a esta cuestión parte de intentar comprender cómo consumen las personas energía en sus vehículos, dónde se paran, por cuánto tiempo, etc., para poder estimar cuantitativamente los efectos de instalar cargadores en diferentes localizaciones. Puede ocurrir que los costes de los mismos se vean incrementados por retrasos en la obtención de los permisos necesarios para su instalación, y que los beneficios potenciales se reduzcan. También se pueden generar costes si existen ineficiencias en los procesos de construcción o no se manejan los impactos en la red eléctrica de los incrementos de la demanda, cuando estos cargadores sean utilizados por mucha gente a la vez.Nuestro rol como investigadores es identificar qué escenarios son eficientes, y si la realidad dista mucho de ellos. Quienes toman decisiones en el sector público y privado son los que han de mejorar el contexto para acercarnos a ese escenario de eficiencia 

Todos estos aspectos son analizados en nuestro trabajo, con el objetivo de entender los efectos de los diferentes costes y drivers, así como la gestión de los impactos en la red.

Sin duda, hay formas de avanzar que pueden permitir una expansión rápida de la infraestructura de recarga, pero no suelen existir planificadores centralizados o personas que decidan de forma individualizada dentro de las empresas. Hay que desplegar procesos donde la concesión de permisos sea más eficiente y codificada.

Nuestro rol como investigadores es identificar qué escenarios son eficientes, y si la realidad dista mucho de ellos. Quienes toman decisiones en el sector público y privado son los que han de mejorar el contexto para acercarnos a ese escenario de eficiencia. 

F.F.S.: Lo cierto es que la imposibilidad de recarga rápida para realizar desplazamientos de larga distancia desincentiva tremendamente la adquisición de VE, como menciona en sus estudios.

J.T. Las personas no tienden a parar mucho tiempo durante los viajes, de ahí la importancia de los cargadores rápidos. En nuestras investigaciones analizamos cuántos desplazamientos de este tipo se suelen hacer dependiendo de las regiones y los países.  

Ciertamente, la regulación influye y un proceso lento en la obtención de permisos para la instalación incurre en lo que denominamos soft costs, que incrementan sustancialmente los costes de los cargadores. Cuanto más seamos capaces de reducir esos costes, a través de legislaciones y procesos de obtención de permisos eficientes, más deprisa y mejor podremos avanzar en la reducción de las emisiones de CO2.

Un proceso lento en la obtención de permisos para la instalación de recarga incurre en unos soft costs, que incrementan sustancialmente los costes de los cargadores 

La aparición y medición de los costes soft del vehículo eléctrico es todavía incipiente, pero el caso de la energía solar (instalación de paneles fotovoltaicos) puede servirnos como ejemplo: Alemania ha conseguido unos costes soft del 50% respecto de los de EE.UU. Estas diferencias se observan entre países y, precisamente, cómo afrontar el problema de este tipo de costes –incluido el de los permisos– afecta a la competitividad de los estados en relación a la transición energética.

Es necesario tener regulación, pero también que esta impulse al sector privado en la dirección que vaya a ser beneficiosa para esa transición. Si, por el contrario, la regulación hace que los proyectos se retrasen, estas demoras pueden traducirse en un aumento significativo del coste, por la reducción de la eficiencia y la ralentización de la transición hacia una energía limpia.

Por lo tanto, cuando se vaya a instalar un cargador rápido, es lógico que la legislación se asegure de que el circuito que lo soporta sea capaz de atender la demanda extra a la que va a ser sometido, para que todo el sistema funcione de modo eficiente; pero no debe motivar retrasos.

Es lógico que la legislación se asegure de que el circuito que soporta un cargador rápido sea capaz de atender la demanda extra a la que va a ser sometido, pero esto no debe motivar retrasos

F.F.S.: Evidentemente, en entornos donde la autoridad está “fraccionada” y las competencias dependen de las Comunidades Autónomas, como es el caso de España, el incremento de costes soft será mucho más frecuente que en lugares donde hay una dirección común e inequívoca hacia la transición energética. 

J.T: Hay lugares donde los costes soft (procesos de permisos para instalación) dan la impresión de ser mucho más eficientes. Una forma de gestionar esto es intentar estudiar los procesos –algo que hacemos en mi grupo de trabajo–, así como la tecnología para codificar el conocimiento sobre qué funciona, cuáles son los beneficios en costes, qué competitividad se deriva… Todo ello desde una perspectiva empírica, para que los gobiernos puedan aprender. 

Es esencial que este contexto de costes y procesos, en general, sea mejorado para apoyar la transición energética. No solo es importante el hardware. Los procesos de integración de todas estas tecnologías en el sistema energético tienen una importancia capital.

F.F.S.: Otro aspecto interesante es el hidrógeno, que parece ser una alternativa muy atractiva: no contamina, se puede almacenar… ¿Qué puede decirnos del futuro del hidrógeno? 

J.T.: Es un tema sobre el que estamos trabajando mucho. Lo que realmente nos interesa es comprender los componentes más relevantes en el coste del hidrógeno verde. Uno de ellos es el coste de la electricidad necesaria para la electrolisis del agua para la producción de hidrógeno.

Esa electricidad puede ser cara, y por eso hemos tratado de descubrir formas de aprovecharla para que no lo sea tanto; un ejemplo son los excesos de producción de las renovables. Para que todos los sistemas eléctricos sean eficientes a nivel de costes (sobre todos los eólicos y solares), hay que tener en cuenta que se producen momentos de exceso de producción eléctrica. Ese el caso de las plantas de generación de ciclo combinado, donde es frecuente tener periodos de paro. Gracias al desarrollo de sucesiones predictivas en los procesos de integración de energía eólica y solar a las redes, donde se producen momentos de exceso de producción, podremos desarrollar modelos que nos ayuden a entender cuándo se originan estos excesos y cómo podríamos utilizarlos. Desarrollando modelos predictivos, podríamos usar esos excesos de producción que, con unos costes inferiores, nos permitirían generar hidrógeno verde.

Los procesos de integración de todas las tecnologías en el sistema energético tienen una importancia capital para apoyar la transición energética. No solo es relevante el hardwareF.F.S.: El ejército de EE.UU. ocuparía, si fuese un país, el puesto 47 entre los países emisores de CO2. DARPA está desarrollando centrales nucleares modulares que, teniendo en cuenta el crecimiento de consumo de energía eléctrica previsto (no solo está electrificando sus vehículos, sino que el futuro tecnológico militar demanda cada vez más consumo eléctrico), tiene lógica. En cambio, Alemania ha cerrado más de una veintena de plantas nucleares e incrementa su consumo de carbón, como consecuencia de la guerra de Ucrania y el consiguiente cierre del gas. ¿Por qué estamos en un escenario tan contradictorio

J.T.: La fisión nuclear es hoy considerada más aceptable por algunas sociedades, como es el caso de Francia, donde el 70% de la electricidad proviene de centrales nucleares; mientras que en otras, como es el caso de Japón después de Fukushima, se ha producido una reacción contra este tipo de energía. La situación varía dependiendo del país y de la aceptación social. Esa es la realidad del mundo en que vivimos, donde existen diferentes perspectivas. No debemos extrañarnos porque las sociedades perciban el riesgo de distinta manera. En términos de combatir la crisis climática, es importante mantener la fisión nuclear sobre la mesa, como opción de energía limpia, aunque el rol de la nuclear en la transición energética verde está aún por determinar.

Hay mucha incertidumbre respecto al futuro, pero es fundamental mantenerla como una alternativa, investi-gando nuevos diseños para reactores que sean cada vez más competitivos a nivel de costes y potencialmente más aceptables desde una perspectiva social. Para mí, son un elemento más del portfolio de tecnologías de energías limpias a nuestra disposición y es fundamental para quienes están invirtiendo en investigación y desarrollo mantenerlo como un elemento significativo, sobre todo en mercados donde este tipo de energía es aceptable. A la hora de analizar los diversos caminos para la descarbonización, la nuclear es uno de ellos, pero no el único.

F.F.S.: ¿Cuáles serían, desde su perspectiva como investi-gadora, los factores más ignorados o infravalorados en nuestra sociedad que pueden habilitar una innovación rápida? ¿Qué conocemos, pero no utilizamos suficientemente?

J.T.: Diría que votar por una política climática es determinante. Votar para elegir representantes que vayan a apoyar las políticas de cambio climático tiene mucha importancia. No porque ellos mismos nos vayan a aportar ese cambio, sino porque idealmente adoptarían políticas que generarían competencia en el sector privado, a través de la generación de incentivos públicos que estimulen la innovación; lo cual aceleraría la transición energética. 

Nosotros, como individuos, también hemos de considerar nuestra huella de carbono personal, y cómo disminuirla. Por ejemplo, si compramos un vehículo eléctrico reducimos nuestras emisiones individuales en un 30%, y si ello es el 50% de nuestras emisiones particulares, la reducción neta será del 15, una disminución sustancial. Hay también otras decisiones que las personas podemos tomar en relación a la adquisición de energía limpia. 

Votar para elegir representantes que vayan a apoyar las políticas de cambio climático es determinante. No porque ellos mismos vayan a aportar ese cambio, sino porque promoverían incentivos públicos para estimular la innovación en el sector privado 

Si hablamos de empresas, tenemos que reconocer que estamos en un lugar diferente a donde estábamos hace una década. Existe un nuevo contexto y gracias a la energía solar, la eólica, las baterías de litio… se pueden adoptar soluciones distintas y, de una forma más comprensiva, pensar en infraestructuras que permitan la descarbonización. Hay mucho más espacio para que el sector privado aporte innovaciones. 

Respecto de las políticas gubernamentales, deberíamos resaltar esas lecciones acerca de lo que funciona y lo que no; para, desde ahí, promover la innovación tecnológica. 

Los gobiernos, en sus actitudes, han de ser más decididos respecto del apoyo de los caminos de transición energética hacia un futuro limpio, y partiendo del análisis y las lecciones que ya se han aprendido, ser más firmes en su dirección. 

F.F.S.: La Unión Europea está haciendo grandes esfuerzos tecnológicos y financieros en la transición verde, pero sus emisiones solo representan el 4% de las emisiones globales. ¿Son todo lo efectivas que podrían ser esas inversiones? ¿Y si esos esfuerzos se destinasen a países emergentes, u otros entornos más contaminantes, no tendrían un impacto mayor?

J.T.: Desde la perspectiva de la innovación tecnológica, a la cual me dedico, y tras analizar cómo mejoran las tecnologías y cómo funciona todo este proceso de transición, mi conclusión es que lo que importante no es tanto si utilizamos los fondos de una manera inteligente, sino si estimulamos la innovación y la mejora tecnológica. 

Para nada es mala idea hacer progresar las tecnologías en economías que están más avanzadas en sus curvas de crecimiento económico, ya que esto favorecerá que alcancen un punto en el cual podrán ser adoptadas por otros entornos. Además, si se hace bien, durante el proceso se mantendrá y retendrá la competitividad de la economía propia. 

En el caso de las firmas danesas implicadas en el desarrollo de plataformas eólicas en el mar, estas recibieron apoyo del gobierno, que incentivó la transición y, como consecuencia, mejoró la tecnología. Hoy esta innovación puede utilizarse en cualquier sitio y las empresas que quisieron hacer avanzar esas tecnologías son actualmente competitivas en los mercados globales. Esto no quiere decir que haya que esperar a las tecnologías para reducir las emisiones en otros entornos. India está progresando mucho en la utilización de tecnologías con bajas emisiones de CO2, al igual que China, uno de los mayores emisores. Dado que me dedico a “mirar bajo el capó” de estas innovaciones y de su evolución, puedo constatar que quien ocupe las primeras posiciones en la descarbonización tendrá retornos elevados.

Jessika Trancik, profesora del Institute for Data, Systems and Society del MIT.

Imagen de apertura: © Jared Charney, MIT.

Entrevista publicada en Executive Excellence n181 julio-septiembre 2022.