"Ni la Ciencia oficial y consagrada ni otra fe ninguna puede hacer más que procurar que se cumpla lo previsto, que no se haga más que lo que está hecho, y que no nos pase nada del otro mundo". Mentiras principales, Agustín García Calvo

El futuro de las energías renovables (I)

O lo que he aprendido en 12 años escribiendo sobre Energía

Por Richard Heinberg, 21 de enero de 2015

postcarbon.org

Potencia_instalada_2013

Las personas que están preocupadas por las cuestiones energéticas y climáticas responden a dos representaciones enfrentadas dentro de las opciones energéticas de nuestra sociedad: por un lado, la Industria de los combustibles fósiles afirma que sus productos ofrecen unas ventajas económicas únicas, y que el abandono del petróleo, el carbón y el gas natural en favor de las energías renovables, como la solar y eólica, supondría un enorme sacrificio y sufrimiento ( aquí una idea de sus argumentos), de modo que luchar contra el cambio climático no valdría la pena si no se encuentran formas asequibles de capturar y secuestran el carbono a medida que seguimos quemando combustibles fósiles; por otra parte, algunos defensores de la energías renovables nos dicen que hay suficiente viento y sol, unos combustibles gratuitos, y que lo único que se interpone entre nosotros y un mundo sostenible y salvaguardando el clima, una energía verde, que genera empleos y crecimiento económico, es la influencia política que ejercen las Industrias del gas, del petróleo y del carbón (aquí una muestra de su pensamiento).

¿Cuál es el mensaje correcto? ¿Nuestro futuro energético estará alimentado por combustibles fósiles ( con o sin tecnologías de captura de carbono), o alimentado por abundantes energías renovables, eólica o solar? ¿La verdad se encuentra entre estos dos extremos, es decir, que el futuro energético que nos espera iría en las dos direcciones? ¿O nuestro destino energético es una Terra Incógnita de la que ni los promotores de los combustibles fósiles ni los defensores de la energías renovables hablan mucho? Por descabellado que parezca, esta última conclusión quizás sea la que mejor se corresponde con los hechos.

Si buscásemos un lema para este terreno inexplorado, sería “Cómo utilicemos la energía tiene tanta importancia a cómo la consigamos”.

1.- Combustibles fósiles que no deberían ser quemados y variabilidad en la producción de electricidad

Vamos a empezar con la afirmación de que el abandono del carbón, del petróleo y del gas nos llevasen de nuevo a la Edad de Piedra. Es cierto que los combustibles fósiles han ofrecido extraordinarios beneficios económicos. Una energía barata, que se puede almacenar y transportar de un lugar a otro, abriendo el camino, desde hace ya dos siglos, de la expansión industrial a una escala hasta entonces no conocida. ¿Por qué no seguir entonces quemando combustibles fósiles? Porque a largo plazo no es una opción válida, por dos razones decisivas:

1.- En primer lugar, la quema de combustibles fósiles está cambiando el clima de una forma gradual y a un ritmo tal que lleva a una ruina económica y ecológica, algo que puede ocurrir en tiempos no muy lejanos. Hay que restringir el uso del carbón, el petróleo y el gas o corremos el riesgo de elevar la temperatura del planeta a unos niveles incompatibles con la misma supervivencia de nuestra civilización.

2.- En segundo lugar, se están agotando las fuentes de energía no renovables. Hemos estado extrayendo según el principio de la fruta madura, que significa que a medida que seguimos extrayendo aumentan los costes ( por ejemplo, los costes de la Industria Petrolera para la exploración y producción han estado aumentado casi un 11% anual), así como los riesgos ambientales. Este es un problema que vamos arrastrando desde hace diez años: la disminución de las reservas convencionales de petróleo y gas natural han preparado el escenario para prácticas muy costosas ( y dañinas para el medio ambiente), como son la fractura hidráulica y las arenas bituminosas. A pesar de la reciente caída de los precios del petróleo, la extracción barata de petróleo es algo ya ha finalizado. Tarde o temprano la cruda realidad de la disminución de combustibles fósiles se hará presente: dependemos de estos combustibles para casi todo, desde lo que comemos, consumimos, el comercio…, algo que ya vimos en la década de 1970 como resultado de la crisis petrolera, los síntomas de la abstinencia son asesinos.

Si bien es cierto lo que dicen los defensores del uso de los combustibles fósiles de que el carbón, el petróleo y el gas son esenciales para nuestra actual economía, lo que omiten mencionar es que hay una realidad crucial, si es que nos importa cómo sea nuestro mundo dentro de unos pocos años.

Entonces, ¿ los entusiastas de dar un impulso a las energías solar y eólica están en lo cierto cuando afirman que las fuentes de energía renovables están preparadas para sustituir al carbón, al petróleo y al gas con la suficiente rapidez y en cantidad suficiente como para mantener el actual ritmo económico? En esto sí que hay un problema, como sus críticos vienen a señalar enseguida. Hemos diseñado nuestros patrones de consumo de energía para aprovechar unas entradas que se puedan controlar. ¿Se necesita más energía? Con el carbón sólo es preciso echar más combustible a la caldera. Pero las energías solar y eólica son diferentes: están disponibles en función de las condiciones naturales, no cuando nosotros queramos. A veces brilla el sol o sopla en viento, pero a veces no. Los frikis de la energía tiene su propio vocabulario para describir esta intermitencia de las energías solar y eólica: variable estocástica, o caótica.

Variabilidad de la generación eólica en Alemania durante 2012 (Fuente: European Energy Exchange)

Variabilidad de la generación eólica en Alemania durante 2012 (Fuente: European Energy Exchange)

Hay formas de amortiguar esta variabilidad: podemos almacenar la energía procedente de las fuentes renovables en baterías o bombear agua a una cierta altura con el fin de recuperar esa energía potencial más tarde, cuando fluya hacia abajo; o podemos construir una super-red de grandes dimensiones con la suficiente capacidad como para que cuando en una región el sol y el viento no estén disponibles, otra región cubra la demanda mediante un sistema interconectado. Pero estas estrategias cuestan dinero y energía, y es añadir más capas de complejidad y de vulnerabilidad, si pensamos que ya hemos construido la máquina más compleja que nunca se haya conocido ( es decir, la red eléctrica).

En un reciente estudio de Weissbach et al. compararon la economía energética del ciclo completo de vida de diversos tipos de centrales eléctricas y encontraron que una vez que la intermitencia en la producción de energía por parte de las energías solar y eólica se amortigua mediante tecnologías de almacenamiento, estas fuentes se vuelven mucho menos eficientes que el carbón, el gas o las centrales nucleares; de hecho, una vez que se construyen las estructuras de almacenamiento en la producción energía mediante el sol y el viento, hay un determinado umbral económico, independientemente de la caída de los precios de los paneles solares o las turbinas eólicas. El problema radica en el hecho de que la cantidad de energía utilizada para la construcción de los sistemas de almacenamiento no se puede recuperar, no hay una ganancia sustancial de energía durante la vida útil del sistema. Recientes estudios realizados con los sistemas de energía solar fotovoltaica en España y Australia han llegado a conclusiones similares.

Otra forma de hacer frente a la variabilidad es la gestión de la demanda, que se puede organizar de diferentes formas ( hablaré sobre algunas de ellas con más detalle más adelante). Todo esto, por definición, entraría dentro del cambio en las formas en que usamos la energía. Pero de momento, quedémonos con el tema del suministro de energía.

Los primeros pasos para implantar las energías solar y eólica son fáciles y baratos, pueden integrarse en el sistema de distribución eléctrica ya existente, porque la potencia de las centrales térmicas en las horas pico puede amortiguar ( casi de forma instantánea) para dar cabida al aumento y descenso en el consumo, y a la variabilidad de aquellas. En estos casos, los precios de la energía solar y eólica si se tiene en cuenta sólo como el coste inmediato de la construcción, instalación y mantenimiento de aerogeneradores y paneles, son más baratos. Ya señalaba The New York Times recientemente, el precio de la electricidad a partir de las energías renovables ( considerado de esta manera) es ahora mucho más competitivo que la electricidad generada por los combustibles fósiles. Sobre esta base, las energías solar y eólica son tecnologías punteras: son cada vez más baratas, mientras que los combustibles fósiles se hacen cada vez más costosos. Esta clara ventaja económica es algo decisivo para las energías renovables; por ejemplo Alemania está viendo como descienden los precios mayoristas de la electricidad ( aunque los precios minoristas están aumentado debido a las tarifas reguladas que requiere la Industria de suministro, al pagar precios superiores a los de mercado por los precios de la electricidad de las fuentes renovables).

Pero a medida que la electricidad procedente de las variables energías renovables aumenta, tienen un peso mayor en toda la energía total producida, de modo que los requisitos tecnológicos para el almacenamiento de energía, la redundancia de la capacidad, y los cambios necesarios en la red de distribución, serán necesarios. De hecho, más allá de cierto umbral, la escala de inversión necesaria es probable que se dispare. Los gestores de la red dicen que el punto de inflexión llega cuando las energías solar y eólica proporcionan alrededor del 30% de la demanda total de electricidad, aunque el modelo informático sugiere que podría alcanzarse hasta un 80% de penetración en el mercado. (Sobre los dos puntos de vista contrapuestos sobre la cuestión de lo caro y difícil que es contrarrestar la variabilidad de las energías renovables, optimistas por un lado, como Jacobson y Delucchi, o “El camino más sencillo” del abogado Ted Trainer, por el otro, véase un interesante intercambio que aclara bastante este asunto, aquí, aquí y aquí). La necesidad de inversiones para la mejora del almacenamiento y de la red son las razones que algunas compañías eléctricas están aduciendo en su guerra contra las renovables ( una cuestión es que en el rendimiento neto están en desventaja las empresas eléctricas en relación a los propietarios de viviendas con energía solar; otra, simplemente que por la defensa de los combustibles fósiles, se rechace sin más las energías solar y eólica). Como los paneles solares son cada vez más baratos, más empresas y hogares los instalan; esto impone un coste a las empresas de servicios públicos para amortiguar la variabilidad del sistema, lo que hace que aumenten los precios al por menor para los contribuyentes. Estos tienen muchos incentivos para instalar en sus viviendas paneles solares, con respaldo de baterías, abandonando por completo su conexión a la red, lo que llevaría las Compañías Eléctricas a una espiral de muerte.

Por lo tanto, las tecnologías de las energías renovables requieren en la actualidad de los combustibles fósiles para su construcción y despliegue, y estarían funcionando como un elemento parásito en la infraestructura energética. La pregunta es: ¿pueden sobrevivir a la muerte de su anfitrión?

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La respuesta, en el siguiente artículo de la serie: El futuro de las energías renovables (II)

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Procedencia del artículo:

http://www.postcarbon.org/our-renewable-future-essay/

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