Las energías renovables, sus mitos, realidades y lados obscuros (IV) (GGU)

 

Las energías renovables, sus mitos, realidades y lados obscuros (IV)

Gustavo González Urdaneta

Miami 16 enero 2023

 

Mucho se dice de las renovables y sucede lo mismo que en otros temas, por ejemplo, la privatización de cualquier sector. Se manifiestan adhesiones entusiastas y resistencias tenaces. Mucho se habla para aclarar los mitos que soportan los entusiastas, pero poco sobre los lados obscuros, que muy pocos ven y, que son la base de los que, en el caso de las renovables, eólica y solar, no las ven sino como soluciones románticas, en apariencia, pero que consideran que resultan trampas cazabobos en esencia.

 

Energía eólica, solar, hidráulica o hidroeléctrica, biomasa y biogás, energía geotérmica, mareomotriz, undimotriz u olamotriz… Estas son algunas de las energías renovables, es decir, fuentes de energía que la naturaleza repone continuamente y que se derivan directa o indirectamente del sol o de otros mecanismos naturales del medio ambiente. Su implantación gradual ha venido acompañada de varios mitos y desinformaciones sobre ellas y hay lados obscuros que hace falta divulgar.

 

En el lado positivo las energías renovables tienen un alto impacto en la disminución de la emisión de gases que aceleran el efecto invernadero y que han provocado el calentamiento global del planeta. Esta es la razón por la cual, en los últimos años, se ha impulsado la investigación e implantación de estas tecnologías. Del mismo modo, hay beneficios ambientales de las energías renovables distintas a la reducción de gases de efecto invernadero y otras emisiones a la atmósfera. Por ejemplo, los esquemas hidroeléctricos pueden apoyar el mejoramiento de los suministros de agua y facilitar la recuperación de las tierras degradadas y el hábitat. En el lado negativo, los sistemas de energía renovable pueden ocupar extensiones de tierra considerables, perturbar la vida marina, afectar los hábitats de las aves y flora/fauna, generar desechos, así como producir contaminación visual y ruido. Sin embargo, estos posibles impactos ambientales son locales, específicos del sitio de instalación, y hay manera de minimizar sus efectos, que generalmente son pequeños y reversibles.

 

Tomando como ejemplo a la generación de energía eléctrica, a partir de la energía eólica, los efectos más importantes sobre el medio ambiente, sin importar si simpatizas o no con las renovables, que deberán ser considerados y resueltos por los ingenieros en los próximos años son: efectos visuales, ruido, interferencia electromagnética y la seguridad de las aves. Desde este punto de vista, el uso de las energías renovables implica efectos colaterales que deben ser resueltos mediante la evolución tecnológica de los sistemas y el estudio profundo de las implicaciones de las soluciones propuestas. Los ingenieros deben concentrar sus esfuerzos en proponer alternativas que garanticen, no sólo la disminución de los gases de efecto invernadero, sino que desarrollen soluciones integrales y sustentables.

 

El mito y realidad más importante de quienes creemos que las renovables deben tomarse en cuenta, al igual que cualquier energía disponible en la matriz energética nacional, es que, algunas de ellas, no suministran “energía firme”. Me explico. La demanda de energía responde a una curva de carga que varía en forma continua y que debe ser satisfecha todo el tiempo. La curva tiene valles (mínimos) y picos (máximos) de acuerdo a la intensidad de uso de los usuarios pero que debe ser atendida en todos sus puntos La curva contiene tres bloques perfectamente identificables: el primer bloque es la cantidad que está en la base de la curva que debe ser atendida las 24 horas da cada día (energía firme), el tercer bloque es la energía que debe atenderse durante las pocas horas que duren los picos en el día y, el resto, entre la punta y la base es el segundo bloque que lo llaman semi-base. Los paneles solares y las turbinas eólicas son fuentes de electricidad baratas, limpias y seguras, pero solo hasta que desaparece la luz solar y hasta que se para el viento. Esta cualidad las hace incapaces de sustentar una red eléctrica por sí solas.

 

Pongamos, por ejemplo, la energía hidroeléctrica que es la energía renovable por excelencia, pero está sometida a las variaciones cíclicas estacionales entre las epocas de sequía y de lluvia, igual que las eólica y la solar dependen del viento y el sol, respectivamente. La energía hidro de Guri puede usarse para cubrir las energías de base y semi-base, pero no usarse para cubrir las puntas. Esta es la razón por la cual se dice que las renovables no suministran energía firme y deben complementarse con otro tipo de energía como la energía con gas. Hay centrales hidroeléctricas, como las nuestras en los Andes, cuyo factor de planta, es decir, el tiempo que pueden producir energía es muy bajo y, por lo tanto, son centrales que deben usarse sòlo para cubrir los picos y no en forma continua como pretende Corpoelec. Esa es una de las razones de los racionamientos en occidente, otra es la alta indisponibilidad de las plantas térmicas.

 

Otro de los problemas graves de las energías renovables es el almacenamiento. Las hidroeléctricas tienen sus embalses y bien operadas pueden sortear las variaciones estacionales de sequía y lluvia. La mayoría tiene que usar algún tipo de sistemas de baterías. Pero tendría que ser diferente a los que existen actualmente. Para ser igual de barato, fiable y flexible como el gas natural, ese sistema de baterías tendría que costar menos de 10 euros por kilovatio-hora. En la actualidad, las mejores baterías son grandes sistemas de iones de litio, que cuestan cientos de euros por kilovatio-hora (las estimaciones precisas varían). Podrían pasar décadas hasta que su precio caiga por debajo de 100 euros.

El tipo de almacenamiento disponible proviene cada vez más de las baterías de iones de litio, que también alimentan teléfonos, ordenadores portátiles y coches eléctricos, y cada vez son más baratas y potentes. El almacenamiento de energía eléctrica instalado en todo el mundo aumentó casi un 150 % el año pasado a seis gigavatios-hora (GWh), según la empresa de investigación Wood Mackenzie. Eso es casi el doble de la media durante los últimos cinco años, y los sistemas de iones de litio representaron la mayor parte del aumento. Para ilustrar el problema, hay quienes dicen que para almacenar un día de la energía requerida por Estados Unidos se requieren 500 años de fabricación de las baterías actualmente disponibles.

Aunque, a día de hoy, ningún territorio densamente poblado consuma energía renovable 100% todavía, su menor coste y mayor implantación a lo largo de los años está consiguiendo que aumente el porcentaje renovable de la electricidad que se produce. La fotovoltaica sigue generando electricidad cuando hay nubes, aunque menos que si hubiese sol. Para producir electricidad la fotovoltaica no usa sólo la radiación directa del sol (cuando el cielo está despejado), sino también la radiación difusa (cuando hay nubes). La termosolar usada para calentar agua sólo usa la directa, con lo cual, casi no genera si está nublado.

 

Pero, hay otros factores técnicos, propios de cada sistema electrico, que inciden en la seguridad, confiabilidad y calidad del servicio, que siempre van a impedir que un sistema dependa 100% de energías renovables. Uno de ellos, es el control de tensión que requiere un sistema muy extenso como el nuestro que necesita una red de transmision que lleve la energía hidro de Guri en Guayana al otro extremo en el Zulia. Ese requisito exige que haya centros de generación fuera de Guayana que ayuden al control de la tensión que le llega al cliente. Al existir varios tipos de tecnologías en la generación es necesario también mantenerlas sincronizadas y así muchos otros tecnicismos que impiden tener 100% de energías renovables. La realidad es que tampoco hay recursos suficientes para desarrollar energía renovable que cubra toda la demanda eléctrica mundial.

 

Está claro que a medida que se desarrolle más energía renovable, el suministro de electricidad se equilibrará y a medida que la diversificación de la matriz energética incluya otras energías renovables como la biomasa, la geotermia y las tecnologías de celdas de combustible, así como se mejoren sus eficiencias en el empleo, garantizará que las luces se mantengan encendidas. El viento y el sol, combinados con otras energías renovables y una red inteligente, será más confiable y no emitirá carbono. Esto estabilizará los precios de la energía y aumentará la seguridad energética al mismo tiempo que mitigará el cambio climático. Esa es una realidad por ver en un futuro siempre incierto.

 

Uno de los Mitos es que los parques eólicos marinos perjudicarán a los pescadores recreativos y comerciales. Según la realidad de quienes los defienden, las turbinas eólicas en alta mar causan impactos mínimos en la pesca comercial y recreativa, y la industria eólica está trabajando activamente con la industria pesquera para garantizar que esto continúe. Se deben colocar turbinas muy separadas para permitir que los arrastreros naveguen en una línea relativamente recta. La investigación también sugiere que los parques eólicos marinos en realidad pueden mejorar las poblaciones de peces al proporcionar un hábitat similar a los arrecifes artificiales.

 

Otro de los Mito es que las turbinas eólicas son malas para el medio ambiente porque matan a muchos pájaros y murciélagos. Aparentemente es que, en comparación con otros factores, como los edificios y los gatos domesticados, las turbinas eólicas matan cantidades mínimas de aves. Un informe de la Academia Nacional de Ciencias de 2007 estimó que la energía eólica es responsable de menos del 0,003% de las muertes. No hay evidencia de que las muertes de aves causadas por turbinas eólicas resulten en cambios demográficos medibles en las poblaciones de aves en los Estados Unidos.

 

Entre los Mitos que se citan esta que las turbinas eólicas dañan el clima de la tierra al cambiar o ralentizar los vientos del planeta. Al igual que en el caso de las aves, se dice que la realidad es que, en comparación con otras actividades antropogénicas, el impacto climático de la energía eólica es insignificante. La quema continua de combustibles fósiles y el desarrollo insostenible infligen el mayor daño al clima de la tierra. Aparentemente las turbinas no tienen un impacto significativo en los patrones de viento globales.

 

Un Mito es que, a diferencia de otras energías renovables, los costos futuros de la energía eólica off-shore no disminuirán drásticamente. Pero la energía eólica off-shore sigue siendo una industria relativamente nueva. Los nuevos avances tecnológicos, como las turbinas de mayor capacidad que utilizan generadores de accionamiento directo y las tecnologías de turbinas flotantes, ayudarán a reducir el costo de la energía generada. Otro Mito es que los parques eólicos marinos no podrán resistir un huracán. La realidad es que las turbinas están diseñadas para apagarse con viento excesivo (a menudo de 50 a 60 millas por hora) «desplegando» las palas para que no atrapen el viento y aplicando frenos. Los parques eólicos ubicados en áreas propensas a huracanes pueden diseñarse para soportar vientos superiores a 150 mph (67,056 m/seg), o un huracán de categoría 4.

 

Uno de los antiguos Mitos de la energía renovable es que no son competitivas en costos ni siquiera con los subsidios del gobierno, los cuales los reciben también los combustibles fósiles y la nuclear. Además, el uso de combustibles fósiles impone costos ocultos a la sociedad, es decir, al impactar negativamente en la salud humana y el medio ambiente, costos que no se incorporan en el precio final para los consumidores. El precio de las energías renovables ha sido una crítica tradicional a su implantación generalizada. Pero los datos muestran cómo con el paso del tiempo el coste de la energía generada de origen renovable se ha abaratado, convirtiéndola en la más barata de las fuentes de energía. En el 2021 la fotovoltaica era la fuente más barata a 36 dólares el megavatio-hora (MWh), la eólica la segunda más asequible con un coste de 38 dólares/MWh y la tercera es el ciclo combinado (gas) cerca de los 50dolares//MWh. Las razones indicadas de la mejora en precio son la disminución de los costos de capital, mejora de las tecnologías y aumento de la competencia. La economía de escala y el uso de materiales y diseños más eficientes también están detrás de esta bajada del costo de las renovables,

 

Un Mito esgrimido por muchos que se oponen a las renovables es que algunas, como como la solar y la eólica, ocupan demasiado espacio y provocan una “expansión de energía” en terrenos de ganadería y agricultura.  Los que las defienden argumentan que esta supuesta “expansión de energía” se realizan normalmente en terrenos desérticos y palidece en comparación con los daños potenciales del cambio climático. Algunas tecnologías de energía renovable, como la eólica, permiten un uso mixto del suelo.

 

Un Mito a favor de la energía nuclear es que es una mejor opción para reducir las emisiones de carbono. La realidad es que, si bien la energía nuclear genera cero emisiones de carbono, la realidad es que tiene toda una serie de lados obscuros de problemas ambientales. La construcción de plantas de energía nuclear es muy intensiva en carbono, utiliza grandes cantidades de hormigón para la construcción y requiere un largo tiempo de espera de 10 años o más. La energía nuclear también depende de una fuente de combustible no renovable, el uranio. Esto nos da la oportunidad de presentar otros lados obscuros que han sido publicados en las redes sociales pero que muy pocos conocen.

 

El Banco Mundial estima que para lograr una subida inferior a los 2 ºC respecto a los niveles preindustriales en 2050 se necesitarán más de 3.000 millones de toneladas de minerales y metales para desplegar la energía eólica, solar y geotérmica y el almacenamiento energético. La producción de minerales, como el grafito, el litio y el cobalto, podría aumentar casi un 500% desde 2020 a 2050, para satisfacer la creciente demanda de tecnologías energéticas limpias, según el Banco Mundial. Ante esta realidad, algunas personas señalan que por los límites físicos del planeta no es posible lograr un escenario 100% renovable, más aún cuando la demanda de electricidad se prevé que siga creciendo a nivel mundial.

 

Un modelo del año 2019 del Grupo de Energía, Economía y Dinámica de Sistemas de la Universidad de Valladolid estimó que en un escenario 100% renovable de ‘crecimiento verde’ en 2060 supone extraer más de las reservas existentes de varios elementos químicos como el galio, la plata, el estaño, el indio y el telurio para construir las tecnologías alternativas necesarias. Es decir, a priori no habría suficientes materiales para hacer la transición renovable al 100% según las estimaciones de consumo energético, especialmente, para desarrollar la energía solar por necesitar del indio, telurio y plata. Pero el estudio señala que una mejora en el porcentaje de reciclaje de los metales y una reducción voluntaria en el consumo de electricidad y, por tanto, de materiales superaría este cuello de botella de recursos.

 

No obstante, dichas proyecciones se basan en datos de la tecnología actual de cara a 2060, lo cual es un error porque las tecnologías cambian y los materiales que usaremos en el futuro no son necesariamente los que usamos en la actualidad. El uso de materiales en la transición energética es parte del reto y la investigación y desarrollo tienen mucho que jugar aquí. La Agencia Internacional de la Energia (AIE) señala en un informe de marzo 2022 que, en líneas generales, hay suficientes recursos, pero desde que se descubre un recurso hasta que comienza la extracción pasan unos 15 años, por lo que el cuello de botella puede estar en el ritmo de extracción y podría dar a cierta escasez o aumento de precios temporal. Para impedirlo, la AIE señala que “será esencial centrarse en el reciclaje, la resistencia de la cadena de suministro y la sostenibilidad”.

 

Predecir el futuro siempre ha sido una acción o intuición divertida pero sí podemos comprender que se acercan grandes cambios en el sector de la energía en los próximos años, y más, si hablamos del sector de la energía renovable o de sus competidores feroces; El carbón, la nuclear o el gas.

 

La razón principal para el gran cambio en la generación de energía probablemente no sea debido a un acuerdo sobre el clima, ni las futuras políticas nacionales o las posibles turbulencias en los precios del carbón. El cambio, en realidad se reducirá a la palabra más poderosa “dinero” y su intención de multiplicarlo de una forma contundente en base a unos beneficios económicos que el combustible fósil no será capaz de generar. 

 

Los combustibles fósiles representan actualmente cerca de dos tercios de toda la capacidad de generación de energía, el resto es derivado de las renovables y la nuclear. El rápido aumento de las energías renovables, esencialmente le dará la vuelta al guion y los combustibles fósiles pasarán a representar sólo un tercio de la capacidad de generación de energía ante el mundo en el año 2040.

 

“El futuro tiene muchos nombres. Para los débiles es lo inalcanzable. Para los temerosos, lo desconocido. Para los valientes es la oportunidad” Victor Hugo

 

“Procuremos más ser padres de nuestro porvenir que hijos de nuestro pasado” Miguel de Unamuno

 

“No se trata sólo de prever el futuro, sino de hacerlo posible” Antoine de Saint-Exupéry