La energía que viene

La escasez de combustibles fósiles resultará palpable en unas pocas décadas. En este reportaje, publicado en 2009 ganador de una mención honorífica en la categoría de mejor artículo periodístico de la última edición de los Premios Prismas Casa de las Ciencias a la divulgación, Abraham Alonso nos habla de la revolución energética que se aproxima.

Es inútil engañarse. Barril a barril, metro cúbico a metro cúbico, las reservas mundiales de petróleo y gas natural se agotan. Su desaparición no es inminente, pero sí preocupante. Tanto, que buena parte de la comunidad científica tuerce el gesto cuando se le consulta sobre las consecuencias de la extinción de dos de nuestras principales fuentes de energía. Su respuesta es prácticamente unánime: si en un futuro no muy lejano queremos seguir disfrutando de electricidad, calor e iluminación a un precio razonable, debemos buscar nuevos métodos para producirlos u optimizar la explotación de los recursos que hoy tenemos a nuestro alcance. Es más, según recoge un reciente informe elaborado por el Instituto alemán Fraunhofer, “se trata de la única forma de que los países de Europa occidental se liberen de la severa dependencia energética que sufren y, de paso, supondrá una importante reducción de las emisiones de dióxido de carbono”.

La escasez de combustibles fósiles resultará palpable en unas pocas décadas. De hecho, es una de las causas del tiovivo tarifario que afecta a algunos de ellos y la principal responsable de que en los últimos años tanto las empresas como los consumidores hayamos tenido que rascarnos el bolsillo para poder pagar desde el transporte hasta el aire acondicionado.

China y la India dispararán el consumo de petróleo y gas

El Instituto Federal Alemán de Geociencias y Recursos Naturales calcula que la mitad de todas las existencias conocidas de petróleo se esfumará en poco más de veinte años. Peor aún, todos los analistas coinciden en que el consumo se disparará en los próximos lustros, especialmente cuando algunas superpotencias emergentes, como la India o China, incorporen plenamente la industrialización a sus economías. La Agencia Internacional de la Energía ofrece datos precisos: cada día se consumen 87,6 millones de barriles de petróleo –cada uno equivale a 158,99 litros–; y, previsiblemente, la demanda aumentará hasta los 115 millones de barriles en 2030. El tiempo se nos está echando encima y Martin Hoffert, catedrático de física en el Departamento de Ciencias Aplicadas de la Universidad de Nueva York, es taxativo al respecto: “Si no empezamos ya mismo a construir las infraestructuras que facilitarán la revolución energética que precisamos, no llegaremos a tiempo de afrontar la crisis que se avecina ni seremos capaces de solucionar el problema del cambio climático”.

Precisamente, la reducción de las emisiones que genera la producción de electricidad es una de las prioridades de la agenda medioambiental global. Para hacerlo, es preciso rediseñar cuanto antes la inmensa mayoría de las centrales térmicas, por cuyas chimeneas se escapa una auténtica catarata de dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno y CO2, un gas de efecto invernadero íntimamente ligado al calentamiento del planeta. El modelo a seguir es FutureGen, una superplanta localizada al otro lado del Atlántico, en Conles County (Illinois), que se inaugurará en 2012. Aunque se prevé que las instalaciones produzcan 275 megavatios –suficientes para alimentar a 275.000 hogares estadounidenses–, su valor añadido no es tanto su poder energético, sino sus reducidas emisiones, que serán cercanas a cero. La clave se halla en el secuestro del dióxido de carbono, una técnica que, en esencia, consiste en encapsular este compuesto a gran profundidad, en acuíferos salinos o en campos petrolíferos ya explotados, y almacenar los otros contaminantes en zonas seguras.

FutureGen será, además, un modelo de rendimiento energético. Y es que uno de los principales problemas de la generación de electricidad es la cantidad de energía que se derrocha en el proceso. Por ejemplo, en muchas de las plantas térmicas en las que se quema carbón, sólo se aprovecha el 38% del combustible. El resto se pierde. Las estimaciones del Instituto Fraunhofer señalan que el hecho de aumentar la eficiencia de una de estas plantas en sólo un 1% reduciría el consumo de la negra sustancia en 16.000 toneladas al año y el de emisiones de CO2 en otras 43.000. De momento, las más eficaces, de ciclo combinado, que utilizan turbinas de gas y vapor, alcanzan un rendimiento de alrededor del 52%.

El ahorro energético empieza en los propios hogares

Otra de las estrategias de ahorro pasa por aumentar la eficiencia energética de los edificios. Entre otras acciones, esto incluye aislar los pisos térmicamente, sustituir las luces por otras de bajo consumo, mejorar los sistemas de ventilación –las instalaciones modernas utilizan más energía para enfriar que para calentar–, desconectar los aparatos que se encuentran en modo stand-by –sólo en Alemania se consumen de este modo la producción energética anual de dos centrales nucleares– y, sobre todo, aprovechar al máximo la energía solar, equipando las instalaciones con sistemas de almacenamiento energético de larga duración.

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Aunque estas medidas pueden retrasar una más que previsible crisis global de la energía, a largo plazo será necesario obtener nuevas fuentes o, según plantean distintos colectivos ecologistas, explotar lo mejor posible las renovables. Lo cierto es que España todavía depende en gran medida de los combustibles fósiles. En el último informe sobre el sistema eléctrico de nuestro país elaborado por Red Eléctrica, se recoge que las energías renovables, especialmente la hidráulica y la eólica, cubren alrededor del 23% de la demanda. Sin embargo, un estudio del WorldWatch Institute –una organización que analiza el impacto de las actividades humanas sobre el medio ambiente– recalca que con las tecnologías actuales se podrían cubrir varias veces las necesidades energéticas del planeta utilizando exclusivamente fuentes inagotables. Así, el informe señala que frente a los 132,5 billones de kilovatios-hora que se consumen anualmente en todo el mundo, con los medios con los que contamos hoy se podrían obtener 444 billones de kilovatios-hora a partir de la energía solar, 167 billones a partir de la eólica, 139 de la geotermal y 69 de la biomasa. Una vez más, el problema sigue siendo que casi dos terceras partes de la energía se desperdician durante el proceso de obtención de electricidad.

¿Pero de verdad es posible abastecerse únicamente del sol, el agua o la biomasa? Por el momento, la fuente energética renovable más importante –y explotada– es la del viento, un campo en el que nuestro país es uno de los líderes mundiales. De hecho, según el observatorio de la Asociación Empresarial Eólica, la potencia instalada en España ronda los 17 gigavatios, una cantidad que sólo superan Alemania y EE UU. Aun así, sembrar un país con aerogeneradores tiene unas evidentes limitaciones físicas, por lo que ya se está volviendo la vista al mar, donde se instalarán las futuras generaciones de parques eólicos.

Alpha Ventus, el primero de estas características desarrollado en Alemania, está situado en el mar del Norte, a 45 kilómetros de la isla de Borkum. Sus 12 molinos, de unos 90 metros de altura y 116 de diámetro, se cuentan entre los mayores construidos hasta la fecha y podrán iluminar unos 50.000 hogares. Si todo va bien estarán plenamente operativos a finales de este año. En Dinamarca, el campo de Nysted, a 10 kilómetros del litoral, funciona desde 2003. Sus 72 turbinas nutren las necesidades de 145.000 viviendas. No muy lejos, en la costa de Jutlandia, el parque eólico marino Horns Rev acumula otras 80 turbinas con una potencia aún superior. En España, donde el Gobierno acaba de aprobar el Estudio Estratégico Ambiental del Litoral, cuyo objetivo es definir las zonas aptas para la instalación de parques eólicos marinos, se planea construir en los próximos años 31 de ellos, que generarán tanta electricidad como tres centrales nucleares. El problema es que muchos vecinos de Cádiz, Huelva, Almería, Murcia, Castellón, Tarragona, Galicia o Canarias, donde existen proyectos en fase de diseño, se oponen a ver la línea del horizonte salpicada de estos gigantes. Aunque no entrarán en funcionamiento antes de 2012, se contemplan 73 áreas eólicas marinas repartidas a lo largo de nuestras costas.

Las estimaciones de la Comisión Europea auguran que España podría tener 25,5 gigavatios de potencia marina eólica instalada en 2020, más de la que actualmente hay en tierra, y que sólo así nuestro país podrá alcanzar el objetivo fijado por este organismo que establece que en esa fecha el 20% de la energía que consumamos sea de origen renovable. La Asociación Europea de la Energía Eólica calcula que, cinco años después, los parques marinos generarán más puestos de trabajo que los terrestres. En total, el sector empleará a 370.000 profesionales.

A menos de 300 kilómetros del posible emplazamiento de uno de estos parques eólicos costeros, los rayos solares bañan cada mañana los 100.000 paneles de la planta fotovoltaica de Beneixama, una pequeña localidad del norte de Alicante. Los 165.000 metros cuadrados que ocupan convierten este parque de cristal y silicio, que anualmente produce unos 20 megavatios, en una de las mayores instalaciones de este tipo, algo nada despreciable, ya que la energía solar es el otro gran caballo de batalla en lo que se refiere a la producción de electricidad limpia. Y es que a largo plazo, sólo el Sol parece capaz de resolver nuestros problemas energéticos. No en vano, en sólo 40 minutos nos envía la energía equivalente al consumo del planeta durante un año... y gratis.

España cuenta con varias de las plantas más punteras del sector, y algunas de nuestras empresas se dedican a comercializar esta tecnología incluso en EE UU. Es el caso de la andaluza Abengoa Solar, que entre sus proyectos baraja la edificación en Arizona de Solana, una gigantesca planta de 280 megavatios. Si se concreta su construcción, se convertirá en la mayor instalación del mundo de estas características.

Ahora bien, dado que la rentabilidad de esta industria depende en gran medida de las horas de sol disponibles, algunos centros de investigación están enfocando sus esfuerzos en la mejora de los paneles y de los inversores fotovoltaicos, los dispositivos que convierten la corriente continua que se genera en ellos en alterna. Esta es, dicho sea de paso, la variedad apropiada para distribuirla a la red eléctrica.

En 2005, un grupo de físicos e ingenieros especializados en ciencias de los materiales de la Universidad de California y del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley dirigidos por el profesor Eicke R. Weber, demostró que era posible utilizar silicio en bruto, más barato, pero contaminado con partículas de hierro, para desarrollar células solares eficientes. Esto haría posible prescindir del caro silicio cristalino puro con el que hoy se construyen la mayoría de las celdillas solares.

¿Aún es necesario apostar por la fisión atómica?

Pero ojo, porque en esta carrera contrarreloj por reducir los gases contaminantes, la tan a menudo denostada energía nuclear aún puede tener una importante misión que cumplir. Según el Foro de la Industria Nuclear, esta garantiza el abastecimiento, frena las emisiones y reduce nuestra dependencia energética, por lo que ocupa un lugar insustituible en nuestro sistema eléctrico. Esta asociación, que agrupa a las empresas españolas relacionadas con el uso pacífico de este tipo de energía, señala que los 438 reactores que funcionan en la actualidad producen el 17% de la electricidad mundial. Además, se encuentran en construcción otros 44 en Francia, Finlandia, Corea del Sur, China, la India y Rusia. Eso sí, el combustible del que se nutren no es ilimitado. Aunque para producir energía mediante reacciones nucleares de fisión pueden usarse isótopos de polonio, torio, plutonio o estroncio, el uranio-235 –el único fisionable que se encuentra en la naturaleza– es el más ampliamente utilizado en los reactores nucleares. De hecho, la Empresa Nacional de Uranio estima que sus reservas conocidas sólo podrán abastecer las centrales durante los próximos 80 años.

Así las cosas, algunos países ya ultiman la construcción de una nueva generación de reactores. Hablamos de los EPR, que son capaces de generar más electricidad –hasta 1.600 megavatios– pese a que consumirán menos combustible. Finlandia y Francia esperan que sus instalaciones en Olkiluoto y Flamanville respectivamente estén operativas entre 2011 y 2017.

Pese a todo, la polémica no abandona a estos ingenios. Si bien el presidente francés Nicolás Sarkozy ha querido dejar claro que cada unidad permitirá ahorrar hasta 2.000 millones de metros cúbicos de gas al año, cuando sustituya a una central de este tipo –y 11 millones de toneladas de CO2, si lo hace con una de carbón–, Greenpeace advierte que los residuos radiactivos que generarán serán siete veces más peligrosos que los de las plantas nucleares convencionales.

En Rusia, por su parte, la firma Málaya Energuétika ha planteado una opción más imaginativa que, eso sí, pone los pelos de punta a los conservacionistas: la construcción de grandes barcos que sirvan como auténticas centrales flotantes capaces de llevar energía eléctrica a las zonas más remotas del país. Aunque la seguridad de estas naves ha sido puesta en entredicho desde el primer momento por algunos colectivos, como la organización ecologista noruega Bellona, la primera de ellas, que llevará el nombre Académico Lomonósov, podría entrar en funcionamiento en algún momento del año 2010. El coste de esta embarcación-generador de 145 metros de largo superará los 260 millones de euros, pero según sus promotores podría suministrar electricidad a una ciudad de 250.000 habitantes y, además, funcionar como una planta calefactora y desaladora.

De una u otra forma, el mar parece esconder la llave de la revolución energética en marcha. En julio de 2008, empezó a funcionar en el norte de Irlanda SeaGen, la mayor turbina marina del mundo. Su generador, de 300 toneladas, se sirve de dos rotores gemelos de 16 metros que aprovechan la fuerza de las mareas. Así, es capaz de generar 1,2 megavatios, equivalente al suministro necesario para 1.000 hogares.

En un informe publicado por la revista Scientific American a propósito del empuje que quiere dar el presidente estadounidense Barack Obama para obtener más energía sin aumentar las emisiones de gases de efecto invernadero, se indica que si la tecnología actual no es suficiente para reducirlas o no se aplica correctamente habrá que recurrir a un plan B. Este maratoniano cambio tecnológico incluye propuestas rayanas en la ciencia ficción: parques eólicos flotantes que aprovechen las corrientes a 10.000 metros de altura, paneles solares orbitales –una idea que investigó la NASA entre 1995 y 2003 y que la firma Solaren pretende explotar junto con PG&E, la mayor compañía energética de California, en 2016– o la utilización de microbios especialmente diseñados para transformar el CO2 generado por las plantas térmicas en gas natural reaprovechable. Quizá el caso más significativo es el de la tan esperada fusión nuclear, el Santo Grial de la energía. En teoría, una planta equipada con esta tecnología podría aprovechar la misma fuerza termonuclear que se da en el Sol para unir átomos en vez de dividirlos, como hace la mencionada fisión. Se calcula que de esta forma podría extraerse hasta un gigavatio de electricidad al día usando tan sólo unos poco kilos de combustible, básicamente litio y agua salada.

El resultado no podría ser mejor: energía barata que no produce gases contaminantes y sólo unos pocos desechos radiactivos de baja intensidad, de menos de un siglo de vida. Sobre el papel está muy bien, pero la cuestión es que no está claro que sea rentable o si quedará como mera curiosidad de laboratorio, ya que de momento la energía que se necesita para activar la reacción es mucho mayor que la que produce el proceso. Si todo va bien, el reactor internacional ITER que se está construyendo en el sur de Francia, empezará a realizar sus primeras operaciones en 2018. Aun así, tendrán que pasar otras dos décadas para saber si la fusión es viable.

A nadie pasa inadvertido que para aprovechar al máximo las fuentes de energía del futuro será preciso reestructurar a fondo la red eléctrica. Al final no se trata sólo de evitar las grandes pérdidas que la afectan en la actualidad, sino conseguir que, por ejemplo, los parques eólicos siberianos alimenten el aire acondicionado de Madrid o que los paneles solares de Australia se usen para iluminar EE UU. Las propuestas se multiplican, pero lo cierto es que, hoy por hoy, no existe una receta mágica para afrontar la latente crisis energética que algunos ya comparan con el fantasma de la Guerra Fría. Lo dice muy claro Michael Pacheco, director del Centro Nacional de Bionergía de EE UU: “Vamos a necesitar todo lo que podamos obtener de la biomasa, el sol, el viento… y la cuestión aún seguirá siendo si tendremos suficiente”.

Abraham Alonso

28/09/2010

Etiquetas:energía, renovables, petróleo, eólica

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FCO MORENO MECO

|2010-09-28 15:11:35

Se equivocan
La energía del futuro de la humanidad será la que venga de las
fuentas de energia RME casi inagotables de la materia, como pueden verse en
nuestro libro "La Energía. Fuentes de Energía inagotables"
deducidas
ya de una teoia Unificada Física de Cuerdas CFD testada con éxito durante 14
años.