El proyecto WHY, financiado con fondos europeos, ha desarrollado un modelo causal para analizar cuantitativamente las decisiones cotidianas de las personas con respecto al consumo de energía y sus reacciones a intervenciones como el cambio de tarifas, nuevos impuestos, diferentes tipos de incentivos, etc. Además, el proyecto ha dado como resultado metodologías innovadoras para el pronóstico de carga a corto y largo plazo que se compararán en cinco casos de uso diferentes que van desde el tamaño de la microrred hasta contextos internacionales.
En resumen, el proyecto WHY ha buscado mejorar la calidad de los modelos de sistemas de energía (ESM); la operación y planificación del sistema de distribución de energía; la evaluación de las tendencias de consumo de energía eléctrica en los hogares, al tiempo que ha fomentado la consideración del comportamiento del usuario en la comunidad, difundir los resultados entre las partes interesadas y los ciudadanos pertinentes.
El proyecto, que comenzó en septiembre de 2020 y finaliza en agosto de 2023, está coordinado por la Universidad de Deusto (España). También cuenta con la participación de otros siete socios entre los que hay otra entidad española: Goiner S. Coop. El presupuesto con el que ha contado ha sido de 1.999.982,5 euros financiados íntegramente por la Unión Europea a través del programa Horizonte 2020.
Acciones y resultados
Para cumplir las tareas se han realizado acciones concretas con las que se han obtenido los siguientes resultados fundamentales. En primer lugar, los socios realizaron un proceso de co-creación reflexivo que involucró a más de 20 partes interesadas. Como resultado se ha creado un conjunto de requisitos técnicos y no técnicos que las soluciones deben cumplir para ser útiles. Como parte de este proceso de creación conjunta, los socios también han definido los cinco casos de uso que incluyen los escenarios a evaluar, las intervenciones a considerar y las modificaciones que se necesitan incluir en el modelo.
Por otro lado, se ha creado una metodología innovadora para agrupar los hogares en función de su consumo de carga eléctrica anual. La tarea se ha utilizado para evaluar más de 50.000 series temporales tomadas de contadores inteligentes de 12 países occidentales. Como resultado, se encontraron los 40 patrones típicos de consumo energético anual.
Asimismo, se reunió un panel interdisciplinario e intersectorial de expertos para crear una clasificación de determinantes que influyen en el comportamiento de las personas hacia el dinero o el tiempo invertido en cuatro aspectos diferentes de la transición energética: uso de medidas de eficiencia energética en la construcción, participación en el mercado de flexibilidad, la nueva movilidad y la nueva economía colaborativa.
Se registraron cerca de 1.000 respuestas diferentes y con la ayuda de la teoría cognitiva social se creó una clasificación con los 36 determinantes más relevantes. Estos se ordenaron siguiendo las diferentes etapas de cambio del modelo transteórico para completar siete causas que explican las razones psicológicas para participar en la transición energética.
También se creó un agente conversacional para realizar, a tiempo, encuestas que puedan ser utilizadas para recuperar mejor la información estadística. Posteriormente se definió y realizó un ensayo controlado y aleatorio para evaluar el impacto que podría tener un cambio de tarifa en conjunto con diferentes campañas de información sobre el tiempo de uso de la energía.
Además, se implementaron diferentes modelos, como el sistema combinado de calor y energía, los sistemas de gestión de energía, los sistemas de almacenamiento de energía, los vehículos eléctricos o las soluciones Power2x, relacionados con la transición energética en el modelo de simulación HiSim. Finalmente, todos los resultados anteriores se integraron en ESM líderes (PRIMES, PROMETHEUS y TIAM-ECN) para mejorar la representación del comportamiento del usuario y los procesos de toma de decisiones en modelos de sistemas energéticos a gran escala a nivel de la UE.
Casos de éxito
Los cinco casos de éxito del proyecto europeo WHY juegan un papel esencial porque mediante su aplicación en diversas situaciones permitirán probar y validar los modelos causales desarrollados. Estos casos son: la planificación de un concepto de energía municipal en Maintal (Alemania); el uso de cooperativa de energía; el uso de una comunidad energética; el caso de uso europeo; y el caso de uso en un escenario energético mundial.
En el caso del municipio de Maintal, se basó en el desafío de transformar el sistema de energía residencial de un municipio en un sistema de energía sostenible y consciente del medio ambiente. Para poder establecer las estrategias y los planes de implementación pertinentes, WHY ayudó a los municipios y distritos con simulaciones muy detalladas del consumo de energía y agua de los hogares antes de establecer una inversión.
WHY también apoyó la planificación del suministro de calor en Maintal. Para ello, se llevó a cabo un análisis de componentes, que también tiene la ventaja de una resolución temporal más alta. Estos datos se pueden utilizar para el proceso de planificación posterior para definir las tecnologías y la infraestructura de calefacción y energía para todo el distrito recién construido. Este proceso y conjunto de herramientas está diseñado para replicarse fácilmente en otras ciudades, con un alto potencial de escalabilidad.
El segundo caso de éxito es el de la cooperativa energética española Goiener que realizó estimaciones y previsiones de demanda de carga utilizando WHY Toolkit, considerando no solo los factores climáticos sino también otros factores no climáticos que son difíciles de simular a nivel masivo.
Los resultados previstos en este caso son reducir el consumo y potencia en horas punta generando un ahorro económico por la nueva estructura tarifaria; facilitar y mejorar la previsión de compra en el mercado eléctrico mayorista; probar si un cambio en la tarifa podría cambiar significativamente el perfil de carga eléctrica de un consumidor; y comprender qué incentivos e intervenciones contribuyen a aumentar las inversiones se los sectores de la construcción, electrodomésticos, movilidad y flexibilidad.
El caso de éxito en la comunidad energética se fundamenta en que estas iniciativas pueden aportar una mayor flexibilidad y resiliencia a la red de energía principal, y también pueden ser vistas como empresas socialmente innovadoras, que participan en actividades económicas que reducen los costos de la energía al tiempo que brindan beneficios financieros a la comunidad local.
El objetivo principal de este caso es mostrar cómo los nuevos modelos de negocios basados en la comunidad energética pueden hacer que las comunidades energéticas conduzcan a alcanzar ciudades climáticamente neutras para 2030. En particular, planean mostrar cómo el kit de herramientas WHY podría usarse para planificar la configuración de una comunidad energética desde la perspectiva técnica, económica, ambiental y social.
En cuanto al caso de éxito europeo el kit de herramientas WHY se vinculará con el modelo Primes (especialmente el módulo Primes-Buildings BuiMo), uno de los modelos más utilizados y mejor establecidos a nivel de la UE.
Primes se ha utilizado para proporcionar evaluaciones cuantitativas para comparar el impacto de las políticas de la UE en la energía y el clima (por ejemplo, el paquete de políticas Fit For 55, el plan de objetivos climáticos para 2030, el paquete de invierno de 2016, y la estrategia Clean Planet for all). Este caso proporcionará una mejor comprensión del papel de los consumidores y la eficiencia energética.
El quinto caso de éxito se refiere a un escenario energético global y, aquí, el proyecto WHY está vinculado al modelo de evaluación integrada Tiam-Ecn y Prometheus, un ESM global, basado en el generador de modelos Times ampliamente utilizado, en el que el mundo se desagrega en 36 regiones distintas. TIAM-ECN se ha utilizado en varios proyectos de investigación (por ejemplo, Transrisks, Limits, Climacap) para investigar escenarios energéticos y climáticos a largo plazo en diversas regiones del mundo, incluida la UE.
En definitiva, los resultados del proyecto WHY se validan en cinco casos de uso muy diferentes que van desde una pequeña microrred hasta un modelo global. Cada caso de uso tiene una combinación única de alcance geográfico, marco temporal y objetivos de política.
La idea básica para desarrollar casos de éxito en el proyecto WHY es que una persona (modelador) interesada en definir un conjunto de intervenciones (como un formulador de políticas, un grupo de expertos, un administrador de fondos o un profesional de un proveedor de energía o una comunidad energética) evalúe el impacto final en el sistema energético antes de introducir una determinada política de cambios en el sistema energético para las zonas residenciales.