“El tren bala de la electricidad”: los enormes cables de ultra alto voltaje con los que China acelera el uso de energías limpias

En un tranquilo pueblo en las afueras de Shanghái, la megaciudad china de 25 millones de habitantes, un enorme edificio verde rodeado por un laberinto de cables y postes eléctricos contrasta con el paisaje que lo rodea.

Alrededor de esta bestia, no lejos de la costa de la bahía de Hangzhou hay una serie de huertos, senderos rurales sinuosos y un canal tranquilo.

Este edificio extrañamente fuera de lugar es la estación convertidora de Fengxian, un centro para recibir electricidad que viaja unos 1.900 kilómetros antes de llegar a los hogares, oficinas y fábricas de Shanghái. En el otro extremo de la línea de transmisión se encuentra la central hidroeléctrica de Xiangjiaba, en el suroeste de China, que aprovecha la energía del poderoso río Jinsha, el tramo superior del río Yangtze.

El enlace de transmisión Xiangjiaba-Shanghai, que entró en servicio en 2010, es uno de los primeros proyectos de ultra alto voltaje (UHV por sus siglas en inglés) de China, una tecnología diseñada para distribuir electricidad a grandes distancias.

Fue la punta de lanza de una era en la que el país iba a construir una vasta red de infraestructura de UHV, conocida como los “trenes bala de la electricidad”, para enviar electricidad generada a partir de energía hidroeléctrica y carbón en regiones remotas a las ciudades más pobladas.

China considera ahora que estos enormes cables de transmisión son básicos para su rápida construcción de centrales de energía eólica y solar, que se concentran en varias regiones lejanas. Países como Reino Unido, India y Brasil han adoptado estrategias similares.

Si bien el uso de UHV no es la única forma de transmitir energía renovable, su aplicación en China –sede del sistema energético nacional más grande del mundo– puede proporcionar lecciones valiosas en la búsqueda global de soluciones para acelerar la transición energética.

En pocas palabras, las líneas de transmisión UHV funcionan siguiendo el principio de que cuanto mayor es el voltaje, menor es la corriente eléctrica para la misma cantidad de energía transmitida. Las corrientes más bajas generan menos pérdida de calor a medida que la energía se desplaza por los cables, lo que le permite viajar largas distancias con mayor eficiencia.

Los chinos los llaman “Shinkansen de la energía”, nombre que usan los japoneses para los trenes bala, símbolo de velocidad y eficiencia.

Para Guo Liang, ingeniero de la Academia China de Ciencias, la forma más rápida de suministrar electricidad es cablearla a los usuarios en lugar de transportar materias primas a las centrales eléctricas que están más cerca de ellos.

La electricidad viaja casi tan rápido como la luz y su almacenamiento es caro. “En cuanto se genera, hay que enviarla. Por eso necesitamos una red de este tipo, el Shinkansen, para garantizar su transmisión” a quienes la utilizan, dijo Guo durante un programa de entrevistas en la Televisión Central de China.

Aunque China considera ahora esta tecnología como una parte clave de su plan eólico y solar, no se propuso construirlas sólo para energías renovables. La Red Eléctrica Estatal de China, uno de los dos operadores de la red eléctrica del país, propuso la tecnología al gobierno en 2004 para conectar las centrales hidroeléctricas y de carbón del país con los centros económicos que devoraban electricidad a cientos de kilómetros de distancia.

“La mayoría de los recursos naturales de China están situados en el norte, noroeste y suroeste, mientras que la mayor demanda de electricidad y la población más grande se concentran en la costa sur y este”, dice Deng Simeng, analista de energías renovables con sede en Shanghai en la consultora noruega Rystad Energy.

A principios de la década de 2000, China sufría cortes regulares de electricidad. Aunque tres cuartas partes del tráfico de mercancías del país se dedicaba al transporte de materias primas, especialmente carbón, los recursos no llegaban con la suficiente rapidez.

En ese momento, el gobierno central también estaba buscando formas de desarrollar sus vastas regiones occidentales aprovechando sus recursos.

Liu Zhenya, entonces director de la Red Eléctrica Estatal de China y apodado por los medios chinos como el “padre de las líneas eléctricas de ultra alta tensión”, imaginó un futuro en el que una mega red eléctrica pondría fin a los apagones del país al transmitir electricidad a todo el país, y convertiría a China en un líder mundial en tecnologías de transmisión.

Pero su idea se encontró con una oposición acérrima. En los años siguientes, sus oponentes, entre los que se encontraban funcionarios y académicos destacados, mostraron repetidamente al gobierno sus preocupaciones, como la fiabilidad de la tecnología y su impacto en el medio ambiente.

“La propuesta [de Liu] era realmente audaz y un concepto novedoso en ese momento, y ganó fuerza entre los responsables políticos chinos”, dice Fiona Quimbre, analista en RAND, una organización de investigación global.

La Red Eléctrica Estatal, una importante empresa estatal, logró alinearse “muy bien con otras prioridades del gobierno”, incluido un plan para fomentar las cadenas de suministro nacionales, dice.

En 2006, el desarrollo de la ultra alta tensión se convirtió en plan quinquenal de Pekín, una señal de que se había convertido en una estrategia nacional. Ese mismo año, China comenzó a construir su primer proyecto: un enlace de corriente alterna de 640 km que conectaba su núcleo carbonífero de Shanxi, en el norte, con la provincia central de Hubei, mediante una parada en el medio. Entró en funcionamiento a principios de 2009.

Proyectos más ambiciosos le siguieron rápidamente. La línea Xiangjiaba-Shanghai, terminada en 2010, era el sistema de transmisión más largo y potente del mundo en ese momento.

Con 3.939 torres que transportaban cables sobre gargantas, ríos y campos ondulados a lo largo de ocho regiones, el enlace de corriente continua envía la energía hidroeléctrica del río Jinsha directamente a Shanghai con una capacidad máxima de 6,4 gigavatios, satisfaciendo hasta el 40% de la demanda energética de la megaciudad.

En abril de 2024, China había puesto en funcionamiento 38 líneas de UHV que no solo suministran energía hidroeléctrica y de carbón, sino también eólica y solar, según China Power Equipment Management Net, un sitio web especializado.

La tecnología UHV no fue inventada por China, pero Pekín ha convertido estos proyectos en “lo habitual”, dice Ismael Arciniegas Rueda, economista de RAND con sede en Washington DC que se especializa en infraestructura energética y de transmisión.

“China ha llevado [la UHV] al siguiente nivel y ha superado los límites” de la misma manera que lo ha hecho con muchas tecnologías asociadas con la transición energética, dice Arciniegas.

Otros países, como India y Brasil, también tienen algunas de las líneas UHV más largas del mundo, pero no las utilizan en la misma escala ni funcionan con el mismo nivel de voltaje.

Según China Energy News, la longitud combinada de las líneas de transmisión de UHV que operan en China había alcanzado los 48.000 km a finales de 2020, más que suficiente para rodear la Tierra por el ecuador.

A medida que China ha acelerado su despliegue de energía renovable, la misión de las líneas de UHV ha cambiado.

En 2022, la Administración Nacional de Energía del país dijo que las bases eólicas y solares en el desierto deberían planificar líneas de transmisión para llevar su electricidad a pueblos y ciudades del otro lado del país. En 2023, comenzó la construcción de la primera línea de este tipo.

La tecnología actúa como un componente clave en la propuesta de China de construir una red eléctrica global, conocida como Interconexión Energética Global.

La idea, anunciada por el presidente de China, Xi Jinping, en una cumbre de las Naciones Unidas en 2015, es conectar las redes nacionales en las próximas tres décadas. El objetivo es permitir “el desarrollo, la transmisión y la utilización a gran escala de energía limpia en todo el mundo”, según Liu Zhenya, que ahora preside la Organización Mundial para el Desarrollo y la Cooperación en la Interconexión Energética, una organización no gubernamental creada para promover el concepto.

Para algunos investigadores, la UHV aporta beneficios obvios. “De todas las tecnologías existentes, la UHV es la única que puede enviar energía eólica y solar desde áreas lejanas a centros de alto consumo de electricidad”, dice Fang Lurui, profesor adjunto de planificación de sistemas de energía en la Universidad Xi’an Jiaotong-Liverpool en Suzhou, China.

Lauri Myllyvirta, cofundador del Centro de Investigación sobre Energía y Aire Limpio (CREA) con sede en Finlandia, coincide en que las distancias entre los sitios de producción de energía y las ciudades son un desafío en un país tan grande. Pero la tecnología también trae beneficios energéticos.

Las líneas de transmisión de UHV pueden compensar las variaciones en la generación solar y eólica al transportar electricidad de un lugar que tiene condiciones climáticas favorables a otro que no las tiene.

Sin embargo, la proporción de energía eólica y solar transportada por las líneas UHV de China sigue siendo baja.

Una de las razones está relacionada con su alto costo. En China, las inversiones en líneas UHV provienen de dos operadores de red, y el compromiso financiero ha sido enorme. No se ha publicado ninguna cifra oficial de inversión total. Pero Huaxia Energy, un sitio web de la industria china, informó en agosto de 2023 que el país había gastado 1.600 millones de yuanes (US$222.000 millones) en líneas UHV, que incluían 33 ya en funcionamiento y 38 más en construcción.

Unas inversiones tan grandes significan que las redes deben garantizar las horas de funcionamiento anuales de esas líneas para recuperar sus inversiones. “Por lo tanto, si no hay suficiente energía eólica y solar, se enviará energía proveniente del carbón en su lugar”, dice Shen Xinyi, investigador de CREA.

Debido a que la energía eólica y solar es intermitente, las líneas de UHV aún dependen en gran medida de la energía a carbón o gas para garantizar que su transmisión sea estable, señala Shen.

En 2022, el 56,2% de la electricidad transmitida por líneas de UHV en China provino de fuentes renovables, superando el objetivo del gobierno de “no menos del 50%”.

Pero la mayor parte de esta fue energía hidroeléctrica, que China clasifica como renovable y limpia, según mostró un informe del gobierno. Si bien la energía hidroeléctrica no depende de combustibles fósiles, tiene otros inconvenientes ambientales, como dañar la salud de los ríos y liberar metano. La parte de la energía eólica y solar transportada por las líneas de UHV es mucho menor, con un promedio del 27,25%, según un análisis del informe realizado por el grupo de expertos chino Lingdian Energy.

Los cortes de energía que afectaron a Sichuan, China, hace dos años y este verano han puesto de manifiesto otra debilidad: la gestión “rígida” de las líneas de UHV en China, según Shen.

Aunque Sichuan es el centro hídrico del país, la mayoría de sus centrales hidroeléctricas de nueva construcción, como la segunda central hidroeléctrica más grande del mundo, Baihetan, fueron diseñadas para exportar su electricidad a las regiones oriental y central a través de líneas de UHV.

Incluso cuando no había suficiente electricidad para todos los habitantes locales, Sichuan, donde se encuentran varias industrias manufactureras emergentes, como las de baterías de litio, no podía utilizar su propia energía hidroeléctrica porque las líneas UHV no estaban conectadas a la red local, explica Shen.

Yu Aiqun, analista de investigación de Global Energy Monitor, una ONG con sede en EE. UU., señala que puede ser más rentable para las ciudades y pueblos generar energía localmente que importarla a larga distancia debido a lo caro que es construir una línea de UHV.

Además, las provincias costeras chinas están planeando construir plantas de energía nuclear y eólica marina a gran escala, lo que significa que podrían no necesitar importar electricidad en el futuro, añade Yu.

Los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en EE.UU. han proyectado que la implementación de la energía eólica marina reduciría la dependencia de las regiones costeras chinas de la electricidad importada y cambiaría las redes de transmisión del país.

En última instancia, la solución para un futuro renovable no dependerá de una tecnología de transmisión, sino de una combinación de soluciones, como creen muchos investigadores. Una alternativa en el otro extremo del espectro son las microrredes, que prevén la generación, el almacenamiento y el uso de energía localizados. En algunos países en desarrollo están ganando popularidad porque son ágiles y rentables.