"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 (II)

O lo que he aprendido en 12 años escribiendo sobre Energía

Por Richard Heinberg, 21 de enero de 2015

postcarbon.org

 energias-renovables

El futuro de las energías renovables (I)

2.- El dilema de la sustitución de los combustibles fósiles

Hasta ahora hemos hablado únicamente de la producción de electricidad. El sector de la generación de energía representa, sin duda, la fase más fácil en la transición energética (ya que existen tecnologías alternativas, incluso si presentan algún problema), pero aproximadamente sólo el 22% de la energía mundial se consume en forma de energía eléctrica; en Estados Unidos es del 33%. Nuestra principal fuente de energía es el petróleo, que alimenta prácticamente casi todo el transporte. El transporte es fundamental para el comercio, que a su vez es el corazón de una economía de mercado. De los tres principales combustibles fósiles, el petróleo es el que muestra los mayores signos de agotamiento, y las opciones de las energías renovables para reemplazarlo son bastante pobres.

Es posible electrificar gran parte de nuestro transporte, aunque los coches eléctricos de momento están decorando las salas de los concesionarios. Tienen una cuota minúscula de mercado, y al ritmo actual de crecimiento, llevaría muchas décadas acabar con el automóvil convencional de gasolina ( algunos analistas creen que pronto esa tasa de crecimiento aumentará drásticamente). En cualquier caso, las baterías son pesadas, y su densidad energética baja: una batería eléctrica normalmente es capaz de entregar sólo de 0,1 a 0,5 megajulios (MJ) de energía por kilogramo de peso ( de 0,3 kwh a 0,14 kwh). Por lo tanto, en comparación con la gasolina o el gasóleo ( de 44 a 48 MJ/ kg; 12,2 kwh a 13,33 kwh), es muy pesada en relación a su producción de energía. Algunas avances en la densidad de almacenamiento de las baterías y menores precios se observan en el horizonte, pero incluso con estas mejoras, el problema sigue estando ahí: en teoría la máxima capacidad de almacenamiento de una batería sería de unos 5MJ/Kg (1,39 kwh) está muy por debajo de la densidad energética del petróleo. Ni en el transporte a larga distancia por carretera ni en el transporte de contenedores es probable que se electrifique a una escala significativa, y aviones eléctricos parece algo impensable.

Densidad energética en relación al peso ( eje horizontal) y el volumen ( eje vertical) de las distintas fuentes de energía. El hipotético medio ideal de almacenamiento de energía sería el situado en la esquina superior a la derecha de la gráfica (Fuente: Pascal Mickelson)

Densidad energética en relación al peso ( eje horizontal) y el volumen ( eje vertical) de las distintas fuentes de energía. El hipotético medio ideal de almacenamiento de energía sería el situado en la esquina superior a la derecha de la gráfica (Fuente: Pascal Mickelson)

La promesa de los biocombustibles como sustitutos directos del petróleo ha sido algo muy promocionado desde hace una década, pero últimamente parece que se ha silenciado bastante. Resulta que se necesitarían grandes subvenciones porque los procesos de producción de estos combustibles necesitan de mucha energía. Esto también es válido para la obtención del etanol celulósico y el biodiésel obtenido de las algas. Y la investigación en Biología sintética para la producción de biocombustibles está todavía en pañales.

El hidrógeno ofrece un medio para almacenar energía de una manera que podría ser utilizada como combustible para vehículos ( entre otras cosas), y Toyota está a punto de lanzar su primer coche comercial con motor de hidrógeno. Se puede producir hidrógeno utilizando las fuentes renovables de energía, lo que significa obtener hidrógeno del agua utilizando energía solar o eólica; por desgracia, es una manera muy costosa de hacerlo ( el hidrógeno producido comercialmente se obtiene a partir del gas natural, ya que este proceso es más eficiente, más barato que la electrolisis, independiente de la fuente de electricidad).

Estos problemas hacen que muchos analistas energéticos propongan una alternativa más barata al petróleo: ¿por qué no quemar gas natural comprimido en la flota de transporte, que los Gobiernos y la Industria dicen que es abundante y más respetuoso con el clima? Lamentablemente no es una buena solución a largo plazo. A nivel mundial, el gas natural puede estar disponible durante varias décadas, pero los 100 años de abundante suministro es algo infundado, y las fugas de metano en el proceso de producción y las infraestructuras pueden ocasionar mayor deterioro del clima que el propio petróleo.

3. ¿De cuánta energía dispondremos?

La pregunta es inevitable: ¿un futuro con más energía de fuentes renovables ofrecerá menos posibilidades de moverse? De ser así, esto tendría enormes consecuencias para la economía y la vida diaria. Otra pregunta que surge de todo lo anterior: ¿La cantidad de energía disponible a partir de las fuentes renovables según nuestras previsiones de demanda de basará en las tendencias de consumo de las últimas décadas? Hay muchas variables como para poder hacer una estimación remotamente exacta de la energía que será necesaria (simplemente no sabemos con qué rapidez va a evolucionar la tecnología de las fuentes renovables, o las inversiones de capital que se van a realizar). Sin embargo, es bueno tener en cuenta el hecho de que la transición energética que se produjo en los siglos XIX y XX fue algo acumulativo: seguimos acumulando nuevas fuentes de energía a las ya existentes ( empezamos con la leña, luego vino el carbón, el petróleo, la energía hidroeléctrica, el gas natural y la energía nuclear); además, hay que considerar el impulso de las oportunidades económicas. Por el contrario, la transición energética del siglo XXI supondrá una sustitución de las fuentes primarias ya existentes, y puede estar impulsada por las políticas gubernamentales o por la crisis ( escasez de combustibles, desastre climático o declive económico).

Historia acumulativa de las fuentes de energía (Fuente: David Hughes)

Historia acumulativa de las fuentes de energía (Fuente: David Hughes)

Incluso si las previsiones más optimistas nos dijeran que la variabilidad de las energías renovables es algo que se puede solucionar, tendríamos menos energía eléctrica disponible una vez que se sustituyesen los combustibles fósiles por completo, algo que la Agencia Internacional de la Energía estima que desearíamos que fuera de otra manera ( por ejemplo, el análisis realizado por Lund y Mathieson proyecta unos niveles de consumo de energía en Dinamarca en el año 2030 sólo un 11% por encima de la demanda de 2004, sin mayores aumentos entre 2030 y 2050, mientras que las previsiones de la AIE considera un incremento constante de la demanda hasta mediados de siglo). Sin embargo, si ( como sugiere el estudio de Weissbach) la variabilidad de las fuentes de energía renovables suponen una elevada carga económica para las energías solar y eólica a largo plazo, entonces tendremos que asumir que los suministros de energía disponibles a finales de siglo pueden ser menores, incluso menores que la energía obtenida actualmente.

Al mismo tiempo, las características de nuestros suministros de energía serán diferentes a lo que hasta ahora estamos acostumbrados. Como ya se dijo anteriormente, las energía solar y eólica son variables, a diferencia de la energía procedentes de los combustibles fósiles. Si bien la Tierra dispone de grandes cantidades de luz solar y de viento, se trata de energías difusas que necesitan de su captación y almacenamiento para su empleo con maquinaria pesada. Durante la próxima transición energética estaremos pasando de unas fuentes de energía con escasa huella geográfica ( por ejemplo, un pozo de gas natural) hacia otras de mayor impacto (grandes parques eólicos y solares). Se puede reducir el impacto efectivo de la energía solar mediante el uso de los tejados ya existentes, y las turbinas eólicas pueden compartir el espacio con los cultivos alimentarios. Sin embargo, habrá inevitables costes, ineficiencias e impacto ambiental, derivados del creciente uso del suelo para las actividades de captación de energía.

La potencia de los combustibles fósiles deriva del hecho de que la naturaleza ya hizo buena parte del trabajo al captar la energía de la luz solar, almacenándose en los enlaces químicos en el interior de las plantas. Esas plantas más antiguas transformaron y concentraron su energía química, fruto de enormes temperaturas y grandes presiones, a lo largo de millones de años. La tecnología de las energías renovables representa una manera de concentrar la energía ambiental en el tiempo actual a partir de lo que la naturaleza ofrece de forma gratuita.

Por otra parte, mientras que la energía eléctrica se transporta sin dificultades a través de la red, la luz solar, la energía hidráulica, la biomasa y el viento están más disponibles en unos lugares que en otros. La transmisión de electricidad a largas distancias implica costes en infraestructuras y pérdidas de energía, mientras que el transporte de biomasa a una distancia superior aproximada de 160 kilómetros supone la pérdida de su rentabilidad energética.

4, Posibles resultados de las tendencias energéticas actuales

Los costes de producción de las energías renovables están disminuyendo, mientras que el coste de producción de los combustibles fósiles está aumentado. El punto de cruce, en el que los combustibles fósiles pueden dejar de tener un coste competitivo, podría estar al llegar, tal vez en la próxima década.

¿Qué sucedería entonces? Con baterías a un menor coste, los coches eléctricos podrían convertirse en el estándar de la Industria; la reducción de la demanda de gasolina es probable que fuerce el precio del petróleo por debajo de su coste marginal de producción. Si al caer la demanda supera la decreciente producción ( y viceversa), el resultado sería un precio del petróleo cada vez más volátil, lo que es malo para todos. Mientras tanto, a medida que más empresas y hogares instalan sistemas de energía solar a unos precios competitivos, los servicios de suministro podrían entrar en quiebra.

El resultado: una energía verde, lo cual no significa que podamos obtener toda la energía necesaria y mantener el sistema a largo plazo ( ya que todo los aspectos de implantación de las energías renovables están basadas actualmente en los combustibles fósiles – en particular del petróleo, debido a sus características únicas de densidad energética).

Durante la fase de transición, ¿qué parte de la población mundial podría pagar la inversión necesaria para entrar en el club de las energías renovables? Es probable que muchos no puedan ( incluyendo a las personas pobres de los países ricos), sobre todo por la tendencia actual de aumento de las desigualdades económicas. Para estas personas, la red de energía alimentada mediante combustibles fósiles se convertiría en inasequible, o simplemente no existiría.

¿Qué pasaría si los más optimas defensores de las energías renovables tuvieran razón cuando dicen que las energías solar y eólica son tecnologías punteras contra las que los combustibles fósiles no pueden competir en última instancia, pero y si los críticos a las energías renovables tuvieran razón al afirmar que las energías solar y eólica son de forma inherente incapaces de suministrar energía a las sociedades industriales tal y como están configuradas actualmente, sin poder atender a una infraestructura de apoyo (minas, fundiciones, forjas, barcos, camiones, etc) que se mueven con combustibles fósiles?

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Procedencia del artículo:

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

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