Las Energias Renovables y la Seguridad Energética (II) (Gustavo González Urdaneta)

 

Las Energias Renovables y la Seguridad Energética (II)

Gustavo González Urdaneta

Miami 18 octubre 2022

 

Dado el atractivo y tendencia mundial a la descarbonización de la matriz energética y a una real diversificación de esta, queda abierta, sin embargo, una gran interrogante ¿Podrá la energía renovable hacerse cargo por sí sola de un planeta cuya población aumenta en forma sostenida y de una economía mundial que requiere de un crecimiento permanente para hacer frente a la expansión poblacional?

 

El 29 agosto 2018 escribi un artículo titulado “La energía verde, el Internet de las cosas y el costo marginal cero” que cubre  parte del material sobre el cual tratan esta reflexiones. Los invito a leerlo de nuevo https://ramm1943.blogspot.com/2018/08/la-energia-verde-el-internet-de-las.html?m=1 pues su mayor contenido y comentarios hechos siguen siendo válidos. El proceso de la diversificación de la matriz energética a nivel mundial y nacional no es nuevo y, de hecho, muchos países que si tienen petroleo, decidieron desarrollar (Venezuela, Francia, Suecia) sus recursos hidroeléctricos antes o paralelamente a sus combustibles fósiles e incluso la energía nuclear.

 

Está claro que para poder combatir con éxito el cambio climático y la amenaza nuclear necesitamos poner a las personas y el planeta en el centro de como producimos, consumismo y distribuimos la energía. Necesitamos un mix de sistema energético, incluidas las renovables, eficiente, inteligente y utilizado por la gente. Es preciso destacar que el agua es el recurso renovable por excelencia que, de tenerse, debe tener prioridad en la matriz energética.

 

La solución pasa por construir un nuevo sistema energético en el que se reemplacen los combustibles sucios (carbón, petróleo, gas y uranio) por energías renovables y se apueste por la eficiencia, el ahorro y las soluciones tecnológicas inteligentes que aseguren una transición justa para las personas que trabajan en estos sectores y las comunidades que actualmente dependen de las energías sucias. Pero además estas renovables deben ser respetuosas con la biodiversidad y las personas, generando el mayor impacto positivo al territorio y participado al máximo por la sociedad. Se trata de un modelo en el que el control sobre la energía no es un privilegio de las grandes empresas energéticas, sino un derecho ciudadano, donde cada hogar pueda ser dueño de su energía, producir, consumir, acumular e intercambiar en su justo valor y en libertad.

 

Aparentemente aún tendremos que esperar un poco por la respuesta a la pregunta inicial, a pesar de que muchos usuarios ya han instalado en sus hogares y empresas, muchas microcentrales eléctricas que generan energía renovable in situ y, que a diferencia de los combustibles fósiles de las centrales termoeléctricas y del uranio de las centrales nucleares donde la materia prima cuesta algo, todos los insumos (viento, sol, basura, el calor del subsuelo y el agua) son prácticamente gratuitos. Hay experiencias recientes en Europa que ayuda a obtener una visión más completa a futuro, de lo que no se espera pero puede suceder, cuando priva la visión cortoplacista.

 

Donde más se habla hoy del crecimiento exponencial es en el sector de las energías renovables. Muchos de los actores principales en este sector proceden del mundo de la informática y de Internet y aplican su saber al nuevo paradigma energético porque han observado dos paralelismos muy reveladores entre los dos campos. En primer lugar, la capacidad de captación de energías renovables está siguiendo su propia curva de crecimiento exponencial en el caso de la energía solar y eólica, y se espera que suceda lo mismo con la bioenergía y la energía geotérmica. El sector renovable ha tenido, al igual que la informática, unos costos iniciales elevados para investigar, desarrollar y sacar al mercado cada nueva generación de tecnología. En segundo lugar, y como sucedió con el Internet de las comunicaciones, el costo inicial de crear un Internet de la energía también es considerable pero el costo marginal de producir cada unidad de energía solar o eólica se va reduciendo. Y como ha sucedido con la información, las energías renovables serán prácticamente gratuitas una vez descontados los costos fijos de investigación, desarrollo e implementación.

 

Por otra parte, las energías fósiles han madurado y su eficiencia es cada vez más notable pasando de 28 a 35 % en las máquinas de ciclo simple con menos de 25 años a niveles hasta mayores de 45% en la tecnología actual de ciclos combinados . Huelga decir que es imposible llegar a una eficiencia termodinámica del 100 %. Sin embargo,según los especialistas, los combustibles fósiles, no son tan eficientes energéticamente como se pensaba. El petróleo, el carbón y el gas natural generalmente han devuelto energía en una proporción de 25:1, lo que significa que por cada barril de petróleo utilizado en la producción, se han fabricado 25 barriles. Pero esa medida, llamada retorno de la energía en la inversión (EROI),cuando incluye el proceso de refinación, se reduce a aproximadamente 6: 1, según un nuevo estudio de la Universidad de Leeds. Eso es comparable a la EROI para la energía solar. Durante el período de estudio 1995-2011, el rendimiento energético promedio de la inversión para combustibles fósiles en la etapa final disminuyó en un 23 %.

 

Las grandes petroleras de Europa (BP, Repsol, Total, Statoil-Equinor, Dong-Ørsted)  quieren enterrar sus raíces. Explorar y perforar para obtener crudo o gas ha dejado de estar bien visto. La pandemia de Covid-19 ha causado más trastornos en el sector energético que cualquier otro evento en la historia reciente, dejando impactos que se sentirán en los próximos años. Hoy, el atractivo está en ser una empresa verde, limpia, ecológica, sostenible. Presionadas por los ambiciosos objetivos de descarbonización hacia 2050, estas compañías apuestan por reducir el impacto medioambiental que se genera al extraer los combustibles fósiles y quieren acelerar su conversión a las energías renovables. 

 

Respecto a la pregunta inicial sobre el futuro de las energías renovables, en el 2018 les decía que en un lado de la balanza están los tecnooptimistas que aseveran que la transición del mundo al 100 por ciento de electricidad renovable no es solo un sueño ecologista, sino que es "factible cada hora del año" y es más rentable que el sistema actual, que depende en gran medida de los combustibles fósiles y la energía nuclear y que el potencial de energía renovable existente y las tecnologías, junto con el almacenamiento, pueden generar energía suficiente para satisfacer la demanda mundial de electricidad para el 2050. En el otro platillo, están los tecnopesimistas, que piensan que un mundo de energía limpia, confiable y segura no está a la vuelta de la esquina y que consideran que la mayoría de las necesidades de electricidad del planeta seguirán siendo impulsadas por el carbón y gas natural hasta el 2040, a pesar del fuerte crecimiento energías de renovables no hidroeléctricas como la eólica, la solar y la geotérmica.

 

Aunque acepto aspectos de ambos bandos ya no sigo siendo tan optimista pragmático como en ese entonces, considero que las tendencias se pueden acelerar, ralentizar o incluso revertir, pero, si bien por una parte están a la vuelta grandes cambios en el uso de recursos y en los modelos comerciales de la energía, una parte de las necesidades de electricidad del planeta seguirán siendo impulsadas por el carbón y gas natural en el 2040 pero con un fuerte crecimiento en energías renovables no hidroeléctricas como la eólica, la solar y la geotérmica. Los altibajos entre ellas forman parte de la naturaleza de los negocios y parte del progreso. Pero si algo es cierto es que las energías limpias llegaron para no irse, pero eso no es una revolución sino una evolución.

 

En cuanto a las preguntas sobre la viabilidad técnica y económica, podemos decir que un sistema 100 % renovable es técnicamente posible. La clave está en combinar las distintas tecnologías renovables disponibles (termosolar, fotovoltaica en suelo o en edificios, eólica terrestre o marina, hidráulica de embalses existentes o de pequeños saltos, energía de las olas, biomasa o geotérmica) de forma que siempre exista la capacidad de producir lo necesario (energía firme).

 

Recientes estudios de la Universidad de Stanford, apoyan cada vez más las tesis sobre cómo conseguir el 100 % renovables. En ellos se mostraba que 143 países podrían alcanzar el 100 % renovable para dentro de 30 años, con lo que ellos llamaban el WWS, siglas de wind, water and solar (agua, eólica y solar). Estos estudios tienen en cuenta distintos factores. Entre ellos destaca la electrificación del transporte y de los hogares y una eficiencia energética llevada a su máxima expresión. Lo más interesante es que el mix de generación para conseguir esos 100 % renovables con el modelo WWS pasaría por tener, en la mayoría de los países, una distribución de energías renovables donde la energía solar fotovoltaica tiene la mayor contribución. Ya hay países donde el 100% de la electricidad generada procede de fuentes renovables. Y otros muchos en los que ese porcentaje es mayor del 80%, como Austria, Uruguay, Nueva Zelanda, Noruega, Islandia, Dinamarca, Costa Rica, República Centroafricana y Brasil.

 

Bloomberg New Energy Finance ha presentado un informe que merece una revisión. Puede ser que el informe pronostique un futuro totalmente incierto y más en un mundo tan cambiante, pero la realidad es que estamos ante una evolución energética sin precedentes. El cambio, en realidad se reducirá a la palabra más poderosa «money» y el informe expone tres claves económicas del sector de las renovables:

 

*A nivel global se invertirá $ 12.2 trillones en la nueva generación de energía en los próximos 25 años. La mayoría  – dos tercios para ser exactos – se destinará a las energías renovables como la eólica y solar gracias a la caída constante de los costos.

 

*La generación constante de puestos de trabajo generará un flujo económico importante de capital, directos e indirectos. Actualmente, las renovables generan 12 Millones de empleos en todo el mundo y se estiman 43 millones de personas en 2050.

 

*La capacidad de producción de energía en el 2040 será más del doble que en la actualidad y las energías renovables representarán el 60% de ella. Los combustibles fósiles pasarán a representar sólo  un tercio de la capacidad de generación de energía ante el mundo en el año 2040.

 

Garantizar el acceso de todos a una energía asequible, segura, sostenible y moderna, adoptando al mismo tiempo medidas urgentes para combatir el cambio climático y sus efectos, son dos importantes objetivos del desarrollo sostenible. Los servicios modernos de energía (desde la producción, transformación, distribución y consumo final) son utilizados, directa o indirectamente en las distintas actividades económicas. El aumento en los precios de la energía comprime márgenes y genera presiones inflacionarias, afectando en forma más relevante al transporte privado y colectivo, la producción de energía eléctrica y la industria, en especial aquella con usos intensivos de energía. De igual forma, afecta el presupuesto de las familias, especialmente las de menores ingresos. Por esas razones, el abasto suficiente e ininterrumpido de energía —tanto en el corto, como en el mediano y largo plazos— y a precios asequibles (la seguridad energética), es un asunto de vital importancia para los países.

 

El punto más importante a tener en cuenta al ir al 100% renovable es la seguridad energética. Por su naturaleza multidimensional, no existe una definición única para ese término. Desde el punto de vista geopolítico, la pregunta central es quién controla los recursos energéticos y a través de qué mecanismos y ese enfoque privilegia tanto la geografía de los recursos y las rutas de acceso, como el análisis de fuerzas y los equilibrios de poder. En las últimas décadas, el enfoque geopolítico comenzó a ser insuficiente, de ahí la aparición de análisis basado ya no en la geopolítica sino en las ciencias naturales, la ingeniería y la economía.

 

Esa nueva línea de pensamiento ha contribuido a los debates sobre seguridad energética con dos ideas motoras: la primera es la existencia de límites globales, la segunda es la vulnerabilidad de los sistemas técnicos complejos. La creciente complejidad de los sistemas energéticos ha estado acompañada desde la segunda mitad del siglo XX con más y mayores riesgos, incluyendo los de corto plazo en la modalidad de fallas técnicas, sabotajes, atentados, así como fenómenos naturales (huracanes, tormentas, tornados, tsunamis, inundaciones, terremotos, entre otros). Esa nueva vía de análisis no busca saber quién controla los sistemas energéticos sino qué tan vulnerables son técnicamente hablando.

 

Una tercera línea de reflexión sobre la seguridad energética se desarrolló en el contexto de la liberalización del comercio y la inversión durante la última década del siglo XX. En un ambiente de mercado la cuestión de la seguridad entra en conflicto con las metas de rentabilidad del capital privado. La seguridad cuesta, de ahí que no pocas veces se prefiera correr el riesgo. Este enfoque económico también es distinto al enfoque de ingeniería que consiste en garantizar la seguridad energética mediante técnicas de planificación.

 

La soberanía, la robustez y la resiliencia son tres perspectivas de la seguridad energética. Las tres perspectivas tienen sus raíces en las ciencias políticas (la perspectiva de soberanía), las ciencias naturales e ingeniería (la perspectiva de robustez) y las ciencias económicas (perspectivas de resiliencia). La necesidad de tomar en cuenta las fallas de los sistemas técnicos y los límites globales, han motivado la incorporación de las ciencias naturales, la ingeniería y la economía en la reflexión sobre la seguridad energética. El estudio y las políticas de seguridad energética deben tomar en cuenta el sistema energético en su conjunto y no solo alguno de sus componentes. Los retos deben resolverse simultáneamente en lugar de uno por uno.

 

Existen diferentes indicadores que se utilizan para cuantificar la seguridad energética, una de las propuestas en la literatura es el caso de Mexico donde se han privilegiado cuatro conjuntos de indicadores. El primero, denominado “dependencia externa”, buscan estimar el grado de autarquía y de vulnerabilidad del sistema energético con respecto a las importaciones de productos petroleros y gas natural, en su mayoría provenientes de los Estados Unidos. El segundo, llamado “agotamiento geológico y esfuerzo exploratorio”, está formado por indicadores relacionados con la oferta de hidrocarburos producidos localmente. El tercero y cuarto conjunto de indicadores se denominan “seguridad en la producción y logística de combustibles” y “seguridad energética en la industria eléctrica”.

 

Actualmente están viviendo en toda Europa un incremento del precio de la electricidad en el mercado mayorista producido por el elevado precio del gas. Necesitan el gas para producir electricidad porque, de momento, las energías renovables no dan la estabilidad necesaria para poder garantizar el suministro eléctrico. Por eso es prioritario e importante incorporar el concepto de seguridad energética con estas nuevas tecnologías para dejar atrás esa dependencia y los vaivenes en el precio asociados a ella.

 

Hay tres particularidades de las energías renovables que debemos tomar en cuenta cuando nos hacemos la pregunta de si se pueden sustituir las energías convencionales por energías renovables, es decir, si estas últimas serían suficientes para cubrir la demanda energética de la sociedad. Ya fueron mencionadas en el primer articulo de esta saga pero dada su relevancia en el tema de la seguridad, nos permitimos recordarlos.

 

Una es el problema de gestionabilidad (ya que las energías renovables más importantes no lo son), preguntándonos si habría energía disponible en todos los momentos del día y si costaría más un sistema basado en renovables Con un suministro 100 % renovable otra particularidad fundamental es el almacenamiento. Los investigadores trabajan con distintas tecnologías de almacenamiento desde la hidráulica hasta el bombeo, pasando por baterías o el almacenamiento de calor con tecnologías como la termosolar o la geotérmica. No debemos olvidar el hidrógeno que también formaría parte del mix energético, teniendo un protagonismo importante a la hora de almacenar energía.

 

Por último, pero básico, no debemos olvidar que la integración masiva de energías renovables en la red eléctrica no debe comprometer los requisitos del sistema (calidad, fiabilidad, estabilidad y seguridad), para cuyo cumplimiento los sistemas de protección juegan un papel destacado. Es necesario minimizar el impacto de dicha integración sobre la seguridad del sistema. Esto constituye uno de los grandes retos que deberán afrontar los gestores de las redes eléctricas actuales y futuras.

 

 “El desafío actual es uno de escala: el uso global de energía es diez veces mayor que en 1919…. y creciendo” Paul Simmons