Apagón nuclear y precio de la energía

El tercer productor de aluminio más grande de Alemania se ha declarado en bancarrota debido al aumento del precio de la energía eléctrica desde el apagón nuclear. 

Diversos grupos industriales reclaman un suministro de energía asequible que supla la capacidad nuclear retirada de la red como consecuencia del decreto de Angela Merckel.

La compañía de aluminio Voerde anunció su insolvencia, el 8 de mayo, debido a la reducción de los precios del aluminio combinado con el constante aumento de los costos de producción. Nuestra quiebra es "un indicador de un proceso gradual de desindustrialización" en Alemania, dijo Ulrich Grillo, presidente de la cámara de comercio alemana de la industria metalúrgica, Wirtschaftsvereinigung Metalle (WVM).

"La producción de metales, especialmente de aluminio (muy intensivo en energía eléctrica), está en riesgo en Alemania debido a un precio de la electricidad que ya no es competitivo internacionalmente", dijo Grillo.

Los usuarios alemanes de más de 20 GWh al año pagan 11,95 céntimos de euro por kWh, frente a 6,9 céntimos en Francia, según los datos energy.eu de noviembre de 2011. Entre los 27 países de la UE, sólo Chipre, Italia, Malta y Eslovaquia tienen precios más altos que los alemanes.

WVM instó al gobierno alemán a implementar con urgencia medidas para proteger a industrias intensivas en energía de los excesivos costos de la electricidad, y para incentivar a las empresas del metal en reducir las emisiones de dióxido de carbono de sus procesos de producción. La industria no debe sufrir, dijo Grillo, debido al "precio de la electricidad resultante de la política de apoyo estatal a las energías renovables, y particularmente a la energía fotovoltaica." Resulta sorprendente la semejanza con el problema de la subida de precios en el mercado español. Mismas causas, mismas consecuencias.

Los subsidios han animado a las empresas eléctricas y propietarios para agregar cerca de 25 GW de capacidad de energía solar, sobre todo en los últimos cinco años. Esta gran inversión solo contribuyó a abastecer el 2,4% de la demanda eléctrica en los últimos 12 meses, según las estadísticas de la Agencia Internacional de la Energía (AIE), mientras que la energía nuclear que aún queda en el país produjo 12 GW de capacidad, un 15,3% de la demanda. La mayor parte de la generación eléctrica proviene ahora de combustibles fósiles, el 71% del total.

Los datos de la AIE también muestran como Alemania ha pasado de ser un país exportador de energía eléctrica a importarla en grandes cantidades. Las exportaciones alemanas de energía solo alcanzaron el 0,9% en el último año hasta febrero 2012, y las importaciones se dispararon un 7,7%.

A pesar de las evidencias que muestran lo perjudicial de estas medidas adoptadas por el gobierno, los líderes alemanes ordenarán el cierre de los ocho reactores. La industria hace un llamamiento de alerta para reemplazar el hueco dejado mediante combustibles fósiles en el menor plazo de tiempo posible. "A medida que las fuentes de energía renovables no proporcionan energía continua... debemos utilizar el gas y el carbón para hacer el trabajo", dijo Utz Tillmann, portavoz de la industria intensiva en energía y director ejecutivo de la European Chemical Industry Council.

LA AFRICANA TERMOSOLAR: ¿Un modelo sostenible?

Septiembre de 2012. Esa es la fecha prevista para que los 50 MW de La Africana comiencen a inyectar energía en el sistema eléctrico. 

Habrán pasado cinco años desde el inicio de un proyecto en el que se han invertido 387 millones de euros y con el que se podrá abastecer la demanda de 30.000 hogares al año. Resulta sorprendente comprobar lo fácil que resulta desmotar las falacias de algunos grupos ecologistas. En numerosas ocasiones objetan que la energía nuclear no es una alternativa viable porque son necesarios años (unos 4-6 años) para construir una central nuclear. En esta planta solar se van a  invertir 5 años si todo sale según lo previsto, pero con la diferencia de que cuando finalmente esté terminada, aportará solo 50 MW de electricidad a la red en lugar de los (1.200-1.600 MW) de una central nuclear. 

Esta central usa la tecnología de espejos parabólicos para la captación de la luz solar (cuando no está nublado o es de noche). El campo de colectores está formado por 550.000 m2 de espejos dispuestos en 168 filas. Dos características esenciales para tratar de rentabilizar el complejo tecnológico son su capacidad para almacenar energía y su sistema de seguimiento solar.

El almacenamiento de energía permite a La Africana Termosolar suministrar electricidad durante la noche o con cielo nublado, inyectando energía acumulada incluso cuando no hay sol. Esto es posible gracias a un sistema de almacenamiento térmico basado en sales, las cuales llegan a alcanzar los 380ºC (este dato ha sido falseado en algunas páginas web ecologistas indicando 800ºC). Esta diferencia de temperatura es fundamental porque supone que la planta no es capaz de producir hidrógeno para su utilización en vehículos  eléctricos de célula de combustible, una de las ventajas de las centrales nucleares de IV Generación.

Estas sales, almacenadas en tanques aislados térmicamente, se hacen circular a través del intercambiador, donde ceden su energía en forma de calor a un aceite (HTF), que a su vez, cede su calor al agua a través tren de generación de vapor. Este vapor sobrecalentado es el encargado de accionar un turbogrupo –compuesto de turbina y generador-, que genera la electricidad en periodos de baja radiación solar o por la noche. Gracias a este sistema, la electricidad se suministrará sin tantas fluctuaciones diarias, implicando menos problemas para la estabilidad de la red eléctrica.

El sistema de seguimiento solar es similar al de La Africana Fotovoltaica, instalación contigua a La Africana Termosolar. Aunque ambas comparten el objetivo de captar la máxima energía solar, los seguidores de la central fotovoltaica realizan movimientos de rotación a dos ejes, mientras que los de la termosolar realizan los movimientos de seguimiento en base a un solo eje. Para aprovechar al máximo la presencia solar en esta central, los módulos que portan los espejos captadores de energía, los heliostatos, se colocan siguiendo una disposición perpendicular al eje norte-sur, facilitando el seguimiento del sol desde que sale por el este hasta que desaparece por el oeste.

REPERCUSIÓN ENERGÉTICA, SOCIAL, ECONÓMICA Y LABORAL

En esta segunda fase del complejo solar, se dará lugar a nuevas oportunidades de empleo, enriqueciendo la diversificación económica local, pues el proyecto está demandando más de 500 puestos de trabajo, 300 directos y 200 indirectos, llegándose a precisar en algunas fases de la construcción más de 800 trabajadores.

Estos trabajadores, de alta cualificación, son formados en Magtel, adquiriendo así conocimientos y experiencia que serán de gran utilidad para un futuro laboral verdaderamente sostenible. De este equipo de profesionales, al menos 50 trabajadores quedarán fijos en plantilla para la realización de los trabajos de operación y mantenimiento durante la vida del proyecto, prevista en 25 años. Una vez más hay que hacer un inciso, porque una planta que ha tardado 5 años en construirse y que solo aspira a producir electricidad durante 25 años no es un proyecto económicamente viable. Lo único que permite que se instalen este tipo de plantas deficitarias son las subvenciones estatales, unas subvenciones que terminan repercutiendo en las facturas de la electricidad que pagamos todos los españoles.

Desde un punto de vista medioambiental, La Africana Termosolar, utilizará una fuente de energía inagotable y segura como es el sol, evitando la emisión de 152 millones kilos de dióxido de carbono de las centrales convencionales para producir la misma energía y ayudando a cumplir con los compromisos que España ha asumido en Kyoto para la reducción de emisiones. Además, con una producción anual de 170GWh, la planta generará la misma energía que una diminuta central de carbón, que utilizaría 65 mil toneladas de este mineral, con el consiguiente perjuicio medioambiental que esto supone.

E.ON ATRAPA A EOLO

Desde tiempo inmemorial la humanidad ha tratado de atrapar a Eolo (izquierda), dios del
viento, ahora, el grupo energético E.ON, podría haberlo logrado. En el centro de la imagen, la diosa Venus.

Una alentadora noticia nos llega desde el grupo energético alemán E.ON. Por primera vez se ha conseguido un método práctico de almacenar la electricidad sobrante de los aerogeneradores. Como saben, el gran problema del viento es su irregularidad, no siempre sopla al gusto de todos. 

Por esa volubilidad, para lograr un suministro relativamente estable de electricidad la potencia instalada de aerogeneradores debe de ser varias veces superior a las necesidades reales de un país. Y aun así, apenas se logra cubrir un 15-20% de la demanda eléctrica al cabo del año.

El problema es que cuando hay un temporal y todos los aerogeneradores se ponen a funcionar simultáneamente, gran parte de la electricidad producida sobra y los aerogeneradores tienen que ser desconectados de la red para que no se produzca una peligrosa sobrecarga. Así resulta paradójico que, cuanto más viento sopla, más energía se desperdicia. Eso impone un límite superior a la cantidad de energía eólica que puede implantar un país. Una vez superado ese límite, los subsiguientes aumentos en la capacidad de generación eólica, solo contribuyen a disminuir la viabilidad económica de todo el conjunto.

Algunas soluciones que se estaban aplicando hasta ahora para evitar ese dispendio energético, consistían en utilizar la electricidad sobrante para bombear agua desde los pantanos situados agua abajo hacia los superiores. Pero no siempre existe esa posibilidad. Otra opción que se encontraba en desarrollo, consistía en producir hidrógeno mediante la catálisis del agua. El hidrógeno producido tenía luego que ser almacenado en depósitos especiales próximos a los aerogeneradores. Después se podía volver a recuperar parte de la electricidad a partir del hidrógeno, mediante una pila de combustible. Pero en la práctica, el sistema resultaba extremadamente caro y muy complejo en el plano técnico. 

La electricidad de origen renovable, ¡cada vez más cerca!

La nueva solución propuesta por E.ON, puede resolver todos estos inconvenientes de una forma práctica y económicamente competitiva. El sistema piloto, utiliza los momentos pico en los que la producción eléctrica supera a la demanda, para producir hidrógeno (mediante electrolisis) y almacenarlo en su red nacional de transporte de gas natural. Según los técnicos de E.ON se ha comprobado la viabilidad de añadir hidrógeno a dichas conducciones hasta una proporción del 5-15% sin causar problemas en la red de tuberías.

Ese hidrógeno inyectado en la red de distribución de gas natural, puede ser utilizado nuevamente para producir electricidad en una central térmica, o bien, puede conducirse directamente hasta el consumidor final, donde es quemado para la calefacción, la cocina o el agua caliente.

Un alentador paso adelante que tendrá que ser probado a mayor escala.

CONTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍA RENOVABLE EN ESPAÑA

Turbina de gas para una planta de cogeneración.

Es importante incentivar el uso de energías respetuosas con el medio ambiente, como las renovables, pero no a costa de caer en la mentira y el autoengaño. En estos días han aparecido en numerosos medios de prensa españoles las cifras de contribución de las distintas fuentes energéticas en el mix energético nacional.

En el gráfico adjunto se puede observar como la energía eólica contribuye a la generación eléctrica con un 17% y como la hidráulica lo hace con un 9.2%. Sin duda buenas cifras, pues entre las dos suman más de la cuarta parte (26%) de la producción eléctrica española en el mes de Noviembre, superando a la energía nuclear que tuvo que conformarse con el 21.5%. 

Mix energético español - Noviembre 2011

Pero a partir de aquí vienen las sutiles demagogias ecologistas, pensadas para engañar a las masas. Si observan el gráfico, aparecen otras fuentes renovables (Solar, biomasa, mini-hidráulica) con una aportación impresionante del 17.9%. Lo que apenas se aprecia es que entre las energías renovables han introducido la cogeneración. En este sentido se aprovechan de que la mayoría de ciudadanos no saben qué es eso de “cogeneración”.  

Realmente la cogeneración es una planta térmica (esencialmente de gas natural y en algún caso de biomasa) que incluye dos procesos para aumentar el rendimiento de la planta. Por un lado se quema gas en una turbina asociada a una dinamo, lo cual tiene un rendimiento de entre el 25 y el 40% solamente, y después se utiliza los gases de escape de la turbina para calentar agua y añadir un segundo ciclo de generación de electricidad mediante caldera de vapor, lo que eleva el rendimiento total del conjunto hasta el 60%. Este gran rendimiento es lo que ha favorecido la implantación de este tipo de tecnologías en la generación eléctrica. Por lo tanto la producción eléctrica mediante plantas de gas las dividen en dos, por un lado las plantas térmicas convencionales 15.5% y las de cogeneración que producen, la inmensa mayor parte, del restante 17.9% que aparece en el gráfico.

Pero entonces, por qué aparecen energías renovables de contribución casi ridícula como son la (solar, minihidráulica y biomasa) junto con la cogeneración. Esto se debe a que en el sistema de comercialización de la electricidad en España, todas ellas se encuentran dentro del Régimen Especial de producción de energía eléctrica. La cogeneración puede utilizarse para proveer a las industrias  de todo el calor que necesitan dejando la producción de energía eléctrica como un remanente que se vierte a la red. Un sistema de funcionamiento parecido al de las renovables antes citadas, cuya finalidad es proveer de electricidad a un reducido número de personas y cuyo remanente se vierte a la red. Los ecologistas saben esto, pero la mayor parte de los ciudadanos quedan perplejos ante un sistema de clasificación tan complejo. Lo cierto es que la energía que pagamos los españoles es extremadamente cara debido a la ineficiencia de la producción eléctrica por las fuentes renovables como (solar, biomasa o minihiráulica).

ENERGÍA TERMOSOLAR

Planta termosolar de torre central española.

Entre las energías renovables las plantas termosolares de reflector parabólico logran el precio de producción eléctrica más bajo de todas. Si buscamos una opción renovable para producir electricidad a precios muy competitivos tenemos que adoptar este tipo de tecnología. Los números nos dan la razón, el coste de producir electricidad de éste tipo de plantas ronda los (0,16 - 0,23 euros/kWh), frente a la media de (0,48 -0,67 euros/kWh) de la energía eólica.

De las platas termosolares actualmente en comercialización, las de espejo parabólico son las más comunes, mientras que las de receptor central (imagen superior) siguen en una etapa previa a la plena implantación comercial. En las plantas termosolares más comunes un espejo parabólico va siguiendo al Sol durante el día, enfocando la luz sobre un tubo central donde se calienta un fluido que puede ser oleoso o acuoso. El tubo serpentea por los distintos receptores parabólicos hasta llegar a unos 400ºC a un intercambiador de calor, en donde se genera el vapor necesario para mover las turbinas y generar la electricidad. Una ventaja de éste tipo de plantas es que se las puede dotar de sistemas de almacenaje del exceso de calor mediante sales (sodio fundido) guardadas en depósitos isotérmicos, lo que les permite funcionar a plena carga hata 7,5 horas despues de la puesta de Sol. Otra ventaja es que se las puede asociar con plantas convencionales de gas natural, de este modo la planta puede funcionar las 24 horas del día produciendo electricidad bajo demanda. Esa elasticidad, y la capacidad de almacenar el exceso de energía en forma de calor, las convierte en especialmente competitivas frente a otras energías renovables.

Planta de receptor parabólico.

Sus fundamentos ecológicos se basa en cierto sentido en el de un auomóvil hibrido. Si hay Sol se utiliza esta fuente de energía de manera preferente, si se produce en exceso se almacena, y cuando la demanda eléctrica es superior a la producción, se recurre a la planta de gas natural asociada. De este modo la emisión de gases de efecto invernadero se reduce considerablemente.

Otra de las ventajas de las plantas termosolares es la de producir hidrógeno a precios competitivos. En las plantas de receptor central se puede producir hidrógeno mediante ciclos químicos (ver entrada sobre producción de hidrógeno) gracias a que se alcanzan temperaturas de hasta 1000ºC.

Entre los problemas que impiden una mayor difusión de este tipo de tecnología se encuentran la necesidad de utilizar enormes extensiones de terreno, que además debe ser completamente llano y con una alta insolación. Eso limita el número de localizaciones idóneas a unos pocos desiertos a nivel mundial que presentan cielos impolutos, pero donde puede ser complicado encontrar el agua necesaria para la refrigeración y limpieza de los espejos.

Planta de ACCIONA en el desierto de Nevada (USA)

ENERGÍA EÓLICA MARINA

La energía eólica marina es un campo de enorme potencia para el futuro, ya que en la actualidad se encuentra prácticamente sin explotar. Según la consultora británica BTM Consult ApS, hacia 2020 se podrían alcanzar hasta 75 Gw (gigavatios ó 1000Mw) de potencia eólica offshore. Una cifra considerable teniendo en cuenta que la potencia actual ronda los 3.5 Gw y que su distribución se encuentra muy concentrada en los mares del norte de Europa. Pero según las proyecciones de la consultora hay potencial para alcanzar los 52 Gw en Europa y 19 Gw más en China. En la región de América del Norte (Estados Unidos y Canadá) no se espera que supere los 2 Gw. La razón para unas cifras tan modestas en esta última región hay que buscarla en las excasamente explotadas localizaciones terrestres. Eso permite que el potencial de crecimiento en Amércia de Norte para la próxima década siga siendo referenciado a la eólica terrestre, de explotación más simple y económica.

Aunque a largo plazo, todos los analistas coinciden en indicar la eólica marina como la que terminará dominando esta fuente energética, no todos son tan optimistas como la consultora BTM. Según la consultora estadounidense Emerging Energy Research (EER) en su informe Global offshore Wind Energy Markets and Strategies (2009-2020), el segmento marino alcanzará los 43 Gw, y de ellos el 76% se instalará en Europa. Los expertos confían en que conforme se incremente el número de máquinas instaladas sus costes de explotación se reduzcan entre un 15 y un 33 por ciento. Según María McCaffey de Renewables UK; “sabemos que los costes de la energía eólica marina son demasiado altos, pero podemos reducirlos en hasta un tercio en la próxima década”.

En la actualidad hay muchas empresas en el proceso de comercializar grandes máquinas especialmente diseñadas para su instalación en el mar. En los océanos no existen las restricciones de peso y tamaño que se presentan en tierra. Por ello no es necesario adaptar las máquinas a las dimensiones viarias o  a su medio de transporte terrestre. Eso permite construir máquinas de dimensiones colosales. Mientras en tierra, rara vez vemos máquinas de más de 3,5 Mw, en el océano se comienzan a instalar máquinas de 5 Mw.

La empresa noruega Sway Power y la británica Clipper Windpower Marine desarrollan actualmente máquinas que alcanzar los 10 Mw. Otra empresa, en este caso la española Gamesa, ha conseguido socios navieros para la instalación de su plataforma marina G11 (5Mw), mientras que trabaja en su próximo proyecto de cara al 2014 y que prevé alcance los 7 Mw.

El prototipo marino de Alstom, que utiliza tecnología heredada de la empresa española Ecotécnica, tiene aspas de ¡150 metros de diámetro! y una potencia de 6 Mw. Su fecha de comercialización prevista también se ha fijado para el 2014.

RETORNO ENERGÉTICO y PICO DE PETRÓLEO:

Observarán que gran parte de las entradas de este blog versan sobre las diversas alternativas energéticas que tenemos a nuestra disposición. Los motivos son evidentes, en las primeras décadas del siglo XXI asistiremos a una revolución energética forzada. El caudal diario que somos capaces de alcanzar en la producción de petróleo está llegando a su límite y, sin embargo, la sed de más petróleo por parte del mundo en vías de desarrollo se incrementa por momentos. Dada la escasez de datos plenamente fiables, no podemos asegurar una fecha concreta en la que el consumo supere a la oferta, pero lo que si comenzamos a observar es signos preocupantes por todo el orbe.

El consumo diario de petróleo llega a los 89 millones de barriles al día y, a estos niveles, ya comienza a existir problemas de suministro debido a los azares de la existencia, léase: revolución Libia, sabotajes en los oleoductos iraquíes, descenso de producción en los pozos de Arabia Saudí. Cualquier evento que elimine una pequeña parte de la producción, repercute rápidamente en los mercados de petróleo con inmediatas subidas de precios. ¿Es eso un indicio de que estamos próximos al pico de la producción?

Según la última estimación sobre el EROEI (la relación existente entre la energía que invertimos y la energía que obtenemos de una fuente energética), el petróleo extraído en los Estados Unidos se ha igualado a la energía neta que obtenemos con la energía eólica. Es decir, el petróleo americano ha pasado de tener un EROEI de 100:1 en los 1930s, a 30:1 en los 1970s, y a 18:1 en la actualidad. De 100 barriles extraídos, ahora se gastan 6 barriles de petróleo para obtener 94 barriles netos. Pero eso es solo la media pues podemos encontrar pozos que llegan a 11:1 (9 barriles gastados para obtener 91). Eso es debido a que los nuevos pozos de petróleo se perforan a mayor profundidad, en lugares cada vez más inaccesibles. Y lo peor es lo que nos espera, los petróleos denominados “no convencionales”, de los que cada vez hacemos más uso, tienen un EROEI de (1,5:1 – 5,6:1) para los petróleos de esquisto y de (5,2:1-5,8:1) para el petróleo extraído de arenas bituminosas. De cada 100 barriles extraídos gastamos 20 en búsqueda y extracción, obteniendo solo 80 para la venta. Otras fuentes de energía fósil como el gas natural 10:1 tampoco salen bien paradas, y solo el carbón 50:1 sigue siendo sumamente rentable de extraer en los Estados Unidos, que posee las mayores reservas de carbón del mundo. Eso indudablemente repercutirá en el futuro en el calentamiento global y en el precio que pagamos por la energía.

En esas condiciones hay que invertir en nuevas fuentes energéticas, que presente un superior margen de energía neta y nos permita paliar la sed de energía de nuestra sociedad. La energía hidráulica consigue un EROEI record que va desde 11:1 (minihidráulica, regiones con sequias) a 267:1 (grandes embalses en regiones húmedas). Pero el número de localizaciones para los embalses es limitado, por lo que una vez copadas las principales cuencas hidrológicas se termina su margen de crecimiento. La energía eólica se puede distribuir por muchas más regiones y tiene un EROEI nada despreciable de 18:1. La energía nuclear tampoco es una mala solución pues los reactores actualmente en funcionamiento logran un EROEI de 15:1. La única energía que sigue sin ser competitiva a corto plazo es la solar que tiene retornos energéticos muy pobres (3,75:1 - 10:1).

TODOS los CAMINOS CONDUCEN al HIDRÓGENO

El hidrógeno está de moda, aparece en multitud de publicaciones y eventos a escala internacional. Aunque, realmente, el planteamiento del uso del hidrógeno no es nuevo. El principio que rige el funcionamiento de la pila de combustible fue descubierto en 1839. Posteriormente, uno de los personajes de la novela de Julio Verne La isla misteriosa (1874), sugiere que en el futuro el hidrógeno y el oxigeno, proporcionaran una fuete inagotable de luz y de calor. Pero tuvimos que esperar a las primeras  del siglo XX para ver las primeras aplicaciones industriales del hidrógeno, mientras que en el periodo comprendido entre 1950 y 1970 surgieron los primeros usos como fuente energética. La necesidad de contar con electricidad en las naves espaciales que visitaron la Luna dio un fuerte impulso a su desarrollo. La crisis energética de 1973 evidenció la necesidad de contar con un sistema energético independiente del petróleo.

El hidrógeno es sin duda el medio ideal de almacenar electricidad. La reacción entre el hidrógeno y el oxígeno se produce de en un proceso sencillo, fuertemente exotérmico que conduce a la producción de agua como único subproducto. A todos nos encantaría ver los tubos de escape de los automóviles desprendiendo inocuas nubecillas de vapor de agua. Esa es la revolución ecológica que promete el hidrógeno.  La energía liberada en la formación de agua se puede emplear mediante una pila de combustible en generar electricidad.

El uso del hidrógeno presenta, además, las siguientes ventajas: puede transportarse (en forma de gas, liquido o en adsorción con otros compuestos), existe una amplia variedad de proceso que permiten su transformación en otras formas de energía (electricidad, calor), la conversión hidrógeno-electricidad se produce en ambas direcciones con altos rendimientos, y entre todas las  ventajas, el hidrógeno se puede almacenar. Esto último puede parecer obvio, pero conseguir un método de almacenar energía eléctrica no resulta nada sencillo. Los acumuladores y baterías actuales no tienen capacidad de almacenar grandes cantidades de energía eléctrica en estructuras con volúmenes y pesos reducidos, y a costes económicos.  Esa dificultad para almacenar la energía eléctrica no es algo reciente, desde su descubrimiento se han intentado toda clase de procedimientos para almacenarla, pero los inventos siempre chocan con dificultades físicas aparentemente insalvables.

De ahí que el binomio hidrógeno-célula de combustible se esté investigando tanto en las últimas décadas, pues el hidrógeno proporciona el método eficaz de almacenar grandes cantidades de energía eléctrica. Aunque el cuento realmente no termina aquí. El hidrógeno presenta sus propias dificultades de almacenamiento y su consumo será tan respetuoso con el medio ambiente como lo sea su producción.

 De cualquier modo, una amplia implantación de la economía del hidrógeno permitiría la deslocalización de los recursos energéticos, ya que cada país podría adaptar sus sistemas de producción  de hidrógeno a las fuentes de energía propias. Si se es rico en gas natural se puede priorizar esta fuente (Rusia, Irán), la energía nuclear sería la preferida para Francia, mientras que en países pobres en recursos naturales como España, podríamos elegir la energía térmica solar y la eólica como las fuentes de elección para generar hidrógeno. La multiplicidad de fuentes a nuestra disposición crearía tal competitividad a escala internacional, que el precio del kg de hidrógeno de venta al público podría llegar a ser verdaderamente económico y alejado de la especulación, a diferencia de lo que ocurre con el oligopolio del petróleo.

El uso masivo del hidrógeno también podría acarrera consecuencias medioambientales, aunque estas son de menor entidad comparadas con otras energías. Al ser un gas extremadamente ligero, puede escapar facilmente a la atmósfera desde las conducciones y depósitos. Si se escapa en grandes cantidades podría dañar la capa de ozono estratosférico. Este tipo de escapes se podría ir limitando con el tiempo conforme la legislación fuera más estricta con la manipulación y almacenaje. Como ven, no existe ningún tipo de energía que pueda considerarse beneficiosa al cien por cien.

RECORD TERMOSOLAR

Gemasolar, Sevilla (España)

A principios de Julio la planta Gemasolar, situada en la provincia de Sevilla (España), se convirtió en la primera planta termosolar de uso comercial en conseguir producir electricidad durante las 24 horas, de acuerdo con la empresa constructora Torresol Energy.

A diferencia de las plantas fotovoltaicas que utilizan la luz solar para generar electricidad directamente. Las plantas solares térmicas, concentran el calor del Sol para accionar turbinas de vapor. Mediante ese sistema se puede almacenar la energía en forma de calor para su uso durante las horas nocturnas. Gracias a eso mejora la competitividad de la planta, bajando los costes de generación.

La planta Gemasolar es de tipo torre central y tiene 20 MW de potencia instalada. Consiste en un complejo con 2650 heliostatos (espejos que giran siguiendo la trayectoria del Sol) que concentran la radiación en una torre central, en un punto situado a 140 metros de altura. La intensa radiación calienta sales hasta fundirlas y volverlas líquidas a 500ºC. Las sales se mueven por el circuito para producir vapor de agua que mueve las turbinas. Pero las sales fundidas también pueden ser almacenadas en depósitos isotermos para su uso en las horas en las que no hay Sol.

El demostrar comercialmente esta tecnología es un importante paso para su implantación a mayor escala. La flexibilidad para adaptarse a la demanda eléctrica nacional, es un hito fundamental que tienen que alcanzar las energías renovables antes de ser verdaderamente una opción comercial. Según Diego Ramírez, Director de producción de Torresol Energy. “La mayor capacidad de producción a coincidido con los excelentes días de radiación solar del mes de Junio, con lo que se ha alcanzado una media de operatividad de 20 horas al día para dicho mes.”

Pero no siempre se consigue el máximo de producción en Junio. La energía renovable es tan voluble que en ocasiones ocurre en Julio y otras en Mayo, todo depende del tiempo. En España, las plantas solares (fotovoltaicas y térmicas) solo contribuyen significativamente a la red eléctrica en las temporadas de primavera-verano (menos de 6 meses al año). Según REE (Red Eléctrica de España), en el pasado mes de Mayo su producción alcanzó un record del 4,5% de cobertura de la demanda. Pero la media Enero-Abril fue de solo un 2,6% de la demanda. Si sumamos el buen dato de Mayo, la media en lo que ha transcurrido del 2011 queda en el 2,9%.

De la variabilidad en el suministro del conjunto de energías renovables da cuenta la cifras comparativas de contribución entre los ejercicios 2010 y 2011. Tenemos un 40,4% en mayo 2010 frente al 34,4% del mismo mes de 2011. ¡La producción ha disminuido considerablemente a pesar de aumentar la potencia instalada!

Podemos hacer una última reflexión para hacernos una idea cabal de las magnitudes con las que estamos tratando. Una planta nuclear moderna tiene una potencia eléctrica de 1200 a 1600 MW, harían falta 70 de estas pequeñas plantas solares para igualar la potencia instalada. Pero como las horas de operatividad de las centrales nucleares se acercan al 90% y las solares son inferiores al 20%, se necesitarían realmente más de 300 plantas solares tipo Gemasolar para aproximarse a la producción de una sola central nuclear. Y a pesar de tan elevada inversión, nadie podría asegurar que durante un temporal que nuble los cielos de España 10 o 15 días podamos contar con suministro eléctrico.

PANORAMA ENERGÉTICO 2010

Delta del Nilo en Egipto. Las antiguas civilizaciones dependían tanto del
agua como las actuales dependen de la energía.

Gracias a las estadísticas que publica anualmente la empresa petrolera BP y que podemos consultar en el Statistical Review of World Energy, comprobamos que en el años 2010 se produjo un espectacular incremento en el consumo mundial de energía. En 20 años, desde 1990 hasta el año 2010 se ha incrementado en un tercio el consumo mundial de energía primaria. Pero lo dramático no es ese 33%, sino el brusco cambio de pendiente que observamos en la curva. Si nos fijamos en el gráfico, en 14 años (1990 -2004) se produjo un incremento del 16%, pero a partir del 2004 y en menos de la mitad de tiempo, se incrementó otro 16%.

También es destacable la disminución de consumo del año 2009 (la primera desde 1982) como consecuencia de la crisis económica mundial. Si no fuera por ese bache habríamos alcanzado las 12.000 Mtpe (millones de toneladas de petroleo equivalente) incluso antes. Pero como tras cada caída, siempre hay un rebote, y el del 2010 ha sido espectacular, con un incremento global del 5.6%. Tenemos que remontarnos a 1973 para ver algo similar.

Especialmente significativo resulta que ese incremento se debe a los países en vías de desarrollo (7,5%), mientras que los países OCDE “solo” contribuyeron con un 3,5%. En 2010 China alcanzó una proporción del 20,3% del consumo energético global, superando a Estados Unidos como mayor consumidor del mundo.

Si atendemos al mix energético, comprobamos que la política energética de los gobiernos sigue siendo, crecer como se pueda y con el combustible más barato. El consumo de carbón (principal emisor de gases de efecto invernadero) ha crecido un 7,6% en solo un año, empujado sobre todo por los países no OCDE (8,7%), pero también por los industrializados (5,2%) que siguen incrementando su participación. La proporción del carbón en el mix energético se ha incrementado hasta másximos no vistos desde 1970, en parte debido a que China se ha convertido en el mayor deborador de carbón del mundo, con un 48,2% del total.

El consumo de petróleo tampoco sorprende. Pese a los altos precios derivados de haber alcanzado el pico en la producción de petróleo convencional (se alcanzó en el 2006 según la Agencia Internacional de la Energía), China aumentó su consumo en un apabullante ¡10,4%! Aunque en el conjunto de países no industrializados se incrementó un 5,5% y entre los países OCDE se contentaron con un modesto 0,9%, lo que deja el cómputo global con el 3,1% de incremento. Aunque resulta alarmante que en 2010 se consumiera más petróleo del que se produjo. La diferencia de 5 millones de barriles diarios se compensó solo gracias a las reservas almacenadas.

Finalmente, quiero hacer notar que, cerca del 90% de la energía que consumimos en la actualidad proviene de combustibles fósiles (carbón, gas natural y petróleo). ¿Cómo podemos compensar esta dependencia casi absoluta de unas fuentes cada vez más escasas, contaminantes y caras? Vean en el gráfico la línea naranja oscuro, para comprobar la contribución de las energías renovables en los últimos 25 años. Sí, efectivamente, a mí me ha sucedido algo parecido, - ¿dónde esta la línea? -

Pero siempre nos quedará la energía hidráulica, la única entre las renovables que permite su regulación. Solo tenemos que comprobar en el gráfico el aumento de su contribución al mix energético. -¡Ah, pues no!, permanece casi igual.-

Entonces, ¿qué nos queda? - ¡santiguarnos! - Sí, y después permitir crecer a la industria nuclear que ha permanecido practicamente paralizada durante los últimos 28 años. Teniendo en cuenta las magnitudes energéticas de las que estamos hablando, la energía atómica (con todos sus inconvenientes) es la única alternativa viable.

EL FRAUDE MINIEÓLICO

Ejemplo de integración de energía minieólica. ¡Más bello que práctico!

Sin duda hay algunas grandes verdades que son tan incómodas que a nadie gusta oír. Que los pequeños aerogeneradores diseñados para su uso domestico son un fraude desde el punto de vista medioambiental, es ese tipo de verdades que duele a los ecologistas, molesta a los fabricantes y enrojece a los propios consumidores. Los test realizados en Reino Unido y Holanda sobre estos aerogeneradores “de bolsillo” desaconsejan su compra.

Muchos pequeños aerogeneradores, a pesar de mostrar una bella y simbólica estampa en los tejados de las casas de los ecologistas, tienen un EROEI (energy returns on energy invested) negativo. Dicho en otras palabras, el tiempo necesario para amortizarlos supera con creces la vida media del aparato. Lo que significa que cuesta mucho más energía fabricarlo, transportarlo e instalarlo que la que se obtiene en toda su vida útil. ¡Son consumidores netos de energía!

Muchos ecologistas pregonan la necesidad de que cada hogar produzca su propia electricidad, en una imagen tan poética como poco práctica. El experto alemán en energía eólica Jaap Langenbach concluye tras los test, que un solo generador eólico de grandes dimensiones, con un diámetro de palas de 18 metros, puede abastecer a 42 hogares alemanes, y eso con un coste que sería solo un 17% superior al de juntar los costes individuales de adquisición de los pequeños aparatos. La diferencia viene ahora, pues el único aerogenerador es capaz de entregar ¡20 veces más electricidad!, lo que disminuye realmente el coste final del vatio en ocho veces.

Y esto me sirve para hacer hincapié en el tipo de pamplinas ecologistas que muchas veces nos llevan a pensar que las energías renovables son la solución ideal para todos los problemas energéticos. La energía renovable (excepto la hidroeléctrica) tiene una intensidad energética muy baja e inconstante, por lo que hace extraordinariamente difícil lograr un EROEI positivo y lo suficientemente amplio como para ser una tecnología energéticamente competitiva.

La propia industria del petróleo y del gas comienza a sufrir el problema que supone tener un EROEI bajo. Si nos fijamos en el petróleo lo veremos más claro. En la década de los sesenta se conseguían extraer más de cien barriles de petróleo por cada barril invertido en su extracción. En la actualidad la media se encuentra en torno a los 30 barriles por cada barril invertido en exploración, extracción y transporte. Con el gas natural pasa algo parecido, cada vez es más costoso conseguir nuevos pozos de gas y esto reportan menos energía neta (ver entrada sobre el gas de esquisto).

Pero si queremos observar un EROEI verdaderamente ruinoso solo tenemos que fijarnos en algunas tecnologías solares, como la fotovoltaica. Y eso contrasta abiertamente con los principios que llevan a vender la energía solar como la panacea. En cualquier folleto ecologista (bien informado) podríamos leer que la energía solar es la más abundante de todas las energías exentas de residuos de carbono. Una hora de sol sobre la Tierra contiene más energía (4,3 x 1.020 J) que la que consume la humanidad durante todo un año (4,1 x 1.020 J). A través de la fotosíntesis, ha abastecido a la Tierra durante millones de años, es responsable de nuestra atmósfera y de casi toda forma de vida (exceptuando algunas arqueobacterias). La captura energética que tiene lugar por las bacterias fotosintéticas y plantas corresponde a diez veces la cantidad de energía que usa la humanidad.

Todas esas son verdades incontestables pero, el rendimiento de la fotosíntesis (6-8%) es inferior al rendimiento de conversión en electricidad de la mayoría de células fotovoltaicas en uso. Las bacterias y plantas consiguen multiplicar por diez la cifra energética que utiliza la humanidad solo a base de tapizar literalmente todas las superficies del globo terráqueo. Por decirlo de manera gráfica, ¡hay bacterias hasta en la sopa! Pero con las células fotovoltaicas no podemos utilizar tanta superficie. Otro problema siempre presente es el del EROEI. Existen técnicas como los concentradores solares stirling que presumen de excelentes rendimientos que alcanzan el 28%, pero que en la práctica representan otro timo energético, pues estan construidos con multitud de tubos de acero y espejos curvos de difícil fabricación. Si queremos conseguir el acero para el armazón y el vidrio para los espejos, tenemos que irnos a una fundición, donde son necesarias altísimas temperaturas , y eso solo se consigue mediante la quema de toneladas de carbón, que emiten una considerable cantidad de dióxido de carbono a la atmósfera. Para conseguir la “limpia” energía solar, primero tenemos que emitir toneladas de dióxido carbono a la atmósfera, y quemar los combustibles fósiles que ironicamente pretendemos sustituir.

Concentrador solar stirling.

Insisto, muchas veces la energía invertida en su fabricación, transporte e instalación, apenas llega a ser sustituida por la producción a lo largo de toda la vida útil del aparato, lo que se muestra en el coste final del vatio. Para que la energía fotovoltaica llegara a ser competitiva en el futuro, aún tendría que reducir el coste de producción entre un 300 y un 1000 por ciento. Teniendo en cuenta que la energía fotovoltaica lleva más de 50 años desarrollándose, desde la primera célula desarrollada en 1954 por los laboratorios Bell, parece que el final del túnel nunca llega.

ENERGÍA GEOTÉRMICA

Central geotérmica en Islándia.

 Entre las energías renovables la geotérmica destaca por ser predecible y estable, a diferencia de la energía eólica o solar, la geotérmica está disponible bajo demanda. El calor del interior de la Tierra está siempre ahí, una planta geotérmica suele operar las 24 horas del día. Eso convierte su suministro eléctrico en lo bastante fiable como para servir de base, al contrario que las restantes renovables.

Pero como todas las fuentes energéticas tiene sus propios problemas. En este caso se trata de la escasez de lugares idóneos para su implantación. No todas las localidades disponen de rocas calientes a poca profundidad y a la suficiente temperatura. De hecho el número de localizaciones donde se puede implantar este tipo de tecnología es muy limitado. En los Estados Unidos se utiliza mucho en estados como California, donde un 6% de su energía eléctrica proviene de la cálida madre Tierra o en islas como Hawái, donde la proporción alcanza el 25%. En el territorio de los Estados Unidos aún quedan áreas por explotar con "roca seca caliente", que exigen meramente la inyección de agua a través de un pozo profundo. Tambien se utilizan en Islandia, como se puede ver en la imagen superior.

Existen distintos tipos de centrales geotérmicas dependiendo de la temperatura que alcanza el vapor. Las únicas aptas para generar electricidad a escala industrial son las que alcanzan temperaturas próximas a los 400ºC, existen también otras con temperaturas inferiores a los 150ºC que se utilizan para obtener agua caliente doméstica y para las explotaciones ganaderas. Se requieren varios condiciones para que se pueda explotar un campo geotérmico: una corteza superior compuesta por una cobertura de rocas impermeables; un acuífero de permeabilidad elevada entre 0,3 y 2 km de profundidad; suelo fracturado que permita una circulación de fluidos por convección, y por lo tanto la trasferencia de calor de la fuente a la superficie, y una fuente de calor magmático, entre 3 y 15 km de profundidad, a 500-600 ºC. Si se dan esas condiciones la electricidad generada por este sistema se encuentra en un rango de precios de entre (0,49 - 0,67 euros/kWh), que es similar al de la energía eólica.

Pero la energía geotérmica no es completamente limpia. En su caso, si se produce una cierta contaminación del aire, pues el vapor de agua que asciende con fuerza hacia la superficie porta elementos disueltos del subsuelo, que una vez liberados a la atmósfera contaminan el aire. La composición exacta depende de la naturaleza del subsuelo en el lugar de instalación, pero suele tener cantidades apreciables de venenos para la vida como el (arsénico, amoniaco,…) o el ácido sulfhidríco, que envuelve a este tipo de centrales con el característico olor a huevos podridos. Esto último es lo que las convierte en poco aptas para su construcción en las proximidades de poblaciones humanas o en territorios con un alto valor biológico. Otro de sus puntos débiles es que emiten CO₂ a la atmósfera, aunque en menor proporción que una central convencional.

PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO

Central termosolar española PS.10

Hemos visto en anteriores entradas que el hidrógeno se convertirá en la principal forma de transportar energía para lograr la necesaria electrificación del transporte. Pero el hidrógeno no es una fuente de energía, su función es servir de vector energético. De ahí se deduce que el hidrógeno será tan respetuoso con el medio ambiente como lo sea la fuente energética utilizada para su obtención.

Métodos de obtención:

1. Reformado de gas natural con vapor de agua: El hidrógeno se produce en la actualidad casi en su totalidad del gas natural, porque es la forma más económica de fabricarlo, simplemente hay que romper los enlaces de la molécula de metano (CH4) y convertirlo en CO2 y H2 en dos etapas. La primera es la transformación en una mezcla de CO y H2 (gas de síntesis), y la posterior converisión de monóxido a dióxido, aumentando la producción de hidrógeno mediante la reacción de gas de agua
 (CO + H2O =>CO2 + H2). La transformación tiene lugar a elevada presión y temperatura lo que tiene su coste energético. La eficacia global de conversión es del 65%. Este metodo también se puede emplear con las facciones ligeras del petróleo o alcoholes, auqnue aumentado la emisión de CO2 a la atmósfera. En la actualidad el 99% del hidrógeno se produce industrialmente siguiendo los metodos 1 y 2.

2. Gasificación del carbón y facciones pesadas del petróleo: La obtención desde el carbón sería la opción más deseada por los norteamericanos que son la primera potencia mundial en producción y reservas de carbón. Aunque sin duda es la opción ¡menos ecológica! Para lograrlo primero habría que regasificar el carbón. Es decir la obtención de metano mediante la aplicación de calor y vapor de agua (carbón+vapor de agua= metano). Una vez obtenido el metano se sigue el procedimiento que ya expusimos (metano= carbón + hidrógeno). Las reacciones principales son la pirólisis y la oxidación parcial. Este tipo de reacciones tambien son aplicables a la biomasa con lo que las emisiones totales de CO2 se compensan.

3. Procesos termoquímicos: Se basan en la utilización del calor para provocar la disociación del agua en hidrógeno y oxígeno. Aunque un tratamiento purametne térmico resulta inviable pues se necesitan alcanzar temperaturas proximas a los 3000ºC. De todos modos, si queremos evitar el cambio climático y la excesiva dependencia de los combustibles fósiles, tenemos que encontrar un modo alternativo de producción. Las centrales nucleares de IV Generación serán una buena opción ya que al funcionar a temperaturas elevadas (superiores a los 900ºC) facilitan la producción mediante ciclos de reacciones químicas:

Métodos de producción de H2 en centrales nucleares de alta temperatura:

• Sulfur-Iodine, GA, JAERI, Sandia and others
–850oC 2 H2SO4-> 2 SO2 + 2 H2O + O2
–450oC 2 HI-> I2 + H2
–120oC I2 + SO2 + 2 H2O-> 2 HI + H2SO4
Se trata de un proceso cíclico en el que el ácido sulfúrico y el yodo hacen de cataliza- dores, y no se consumen. En el ciclo sólo entra agua y energía y sale hidrógeno y oxígeno.

• UT-3, University of Tokyo
–600oC 2Br2 + 2CaO-> 2CaBr2 + O2
–600oC 3FeBr2 + 4H2O-> Fe3O4 + 6HBr + H2
–750oC CaBr2 + H2O-> CaO + 2HBr
–300oC Fe3O4 + 8HBr-> Br2 + 3FeBr2 + 4H2O
Otro ciclo, semejante al anterior pero utilizando como catalizadores el óxido férrico, la cal y el bromo. Su ventaja sobre el anterior es que puede realizarse con una temperatura más baja, 750 ºC.

Pero las nucleares se enfrentan a muchos problemas y entre ellos, el principal, la aceptación pública.

4. Electrolísis a partir de energías renovables (hidráulica, eólica, fotovoltaica, geotérmica, solar térmica). Es la opción con mejor opinión pública pero con los costes de explotación más caros, tanto que la hace prácticamente inviable. En todos los casos lo que se utiliza es la electricidad obtenida para producir el hidrógeno directamente del agua mediante electrolísis. El rendimiento es muy elevado 65-85% y el hidrógeno así obtenido se encuentra libre de CO2 y de otros gases contaminantes. El problema de la electrolísis es que es muy intensiva energéticamente hablando y necesita de carísimos catalizadores como el platino. Ello subiría el coste del kg de hidrógeno a unos niveles que lo hacen prácticamente inviable desde el punto de vista económico.

Sin embargo entre las energías renovables existe una excepción, la solar térmica de concentración alcanza también temperaturas muy elevadas (semejantes a las de las centrales nucleares de nueva generación), por lo que podrían ser una opción a tener en cuenta. Con una central solar térmica se pueden obtener 175 GWh/km2 al año, con un rendimiento apreciable que se sitúa entre un 20% y un 30%. Eso supone que con una superficie de unos 600.000 km2 se podría generar el hidrógeno necesario para reemplazar al petroleo en el transporte mundial.

Pero hay que tener en cuenta que esa superficie equivale a la extensión de toda la península Ibérica, y que las plantas habría que instalarlas en lugares desérticos conformados por amplias llanuras (de escasa pendiente), para conseguir que fueran rentables. Con el método solar gran parte de nuestro suministro energético seguiría dependiendo de países extranjeros no necesariamente estables o amistosos.

5. Fotoprocesos: Conjuntod de procesos que tiene en común la radiación solar para producir hidrógeno a partir de agua o de biomasa. Las técnicas fotovoltáicas se basan en el ciclo de la fotosíntesis de las plantas, algunas bacterias y algas. El problema que plantean estos métodos son los mismos que tubo que resolver la naturaleza en su momento. La mayor parte de las enzimas capaces de catalizar la disociación del agua se inhiben en presencia de O2. Todos los fotoprocesos, tanto los de origen bioquímico como los fotovoltáicos presentan eficiencias muy bajas, inferiores al 15%.

MERKEL Y LA IGNORANCIA ECOLOGISTA

Centrales nucleares alemanas

Angela Merkel está muy feliz estos días porque va a conseguir cerrar todas las centrales nucleares alemanas hacia el año 2022. Aunque el abandono de la postura pronuclear que hasta hace unos meses había defendido la canciller Angela Merkel tendrá su coste, y no será bajo. Así lo desvela un informe presupuestario del grupo parlamentario de la CDU filtrado por el diario Sddeutsche Zeitung que fija en 40.000 millones de euros el coste total de clausurar las 17 centrales alemanes. Una cifra que se limita al impacto que tendrá la decisión en el erario público pero que no incluye el efecto que puede tener en las empresas del sector energético que algunas voces también empiezan a estimar.

La nueva política energética de Alemania está provocando que las empresas del sector comiencen a tomar iniciativas para contrarrestar la situación. Por ejemplo, la eléctrica RWE ha decidido invertir 5.000 millones de euros para construir un reactor nuclear en Seeland, población holandesa situada a ¡200 kilómetros! de la frontera germana, para producir desde allí con el objetivo de exportar a Berlín. Este negocio se plantea como bastante seguro dada la nueva condición de país importador de energía que ha adquirido Alemania.

Los datos que hizo públicos el pasado mes de abril la Organización Federal de Energía y Agua revelaron que el cierre temporal, que desde hoy es definitivo, de 7 reactores ya había empezado pasar factura a Berlín. Desde el 17 de marzo en que se anunció esta medida preventiva Alemania había doblado la importación de energía nuclear procedente de Francia pasando a ser un país deficitario desde su posición anterior de exportador. Además las exportaciones de electricidad a dos de sus principales clientes como Holanda y Suiza habían disminuido en 120 gigavatios al día.

El cambio de modelo supondrá también un importante coste para el ciudadano que verá como su factura energética se incrementará en un 9%. Además de tener que sufrir un aumento del 9% en la emisión de gases de invernadero a causa del incremento de producción que experimentarán las plantas de gas y carbón. Aunque esa proporción aumentará considereblemente en los próximos años, ya que las nucleares dan cuenta del 23% de la electricidad que consume Alemania en la actualidad. Pero es más que probable que la demanda eléctrica aumente fuertemente en los próximos años, más aún si se considera la necesaria e inevitable electrificación del transporte para compensar la crisis del petroleo.

Con el fin de la opción nuclear veremos la verdadera potencialidad de las energías renovables para suplir las apremiantes necesidades energéticas de un país tan industrializado como el alemán. Sin duda no se pude decir que los alemanes sean mancos a la hora de construir los aparatos tecnológicamente más refinados. Si ellos no son capaces de construir los aerogeneradores, centrales fotovoltáicas y geotérmicas necesarias para abastecerse, nadie lo hará. Por ello podemos tomar la iniciativa alemana como un experimento a gran escala (con toda una nación): si pasados diez años, lo que observamos es un considerable aumento de las centrales de gas natural y de la importación de electricidad desde estados vecinos fuertemente nuclearizados como Francia (76% de su electricidad de origen nuclear), habrá quedado demostrado lo inapropiado de la opción renovable como principal fuente energética.

PARÓN EÓLICO EN USA

A este tipo de noticias es a lo que me refería en anteriores post sobre los límites de la energías renovables...



Presa Hoover del Gran Cañón del Colorado



La empresa norteamericana de suministro eléctrico Pácific Northwest va a prescindir de la energía eólica debido a que cuentan con un exceso de energía procedente de las presas hidroeléctricas. Una cálida y húmeda primavera ha supuesto una de las  mayores precipitaciones nunca antes vista en la cabecera del río Columbia.

La necesidad de bajar los niveles de las represas ha supuesto que en la actualidad hay un exceso de suministro eléctrico, para compensarlo se ha procedido a desconectar los generadores eólicos de la red. En palabras de la compañía, "se han visto obligados a parar los aerogeneradores de los estados de Washington y Oregón debido a la falta de capacidad de la red eléctrica norteamericana para transportar el aumento de potencia".

 Los límites de las energías renovables son más difíciles de superar de lo que uno podría pensar a priori. Los Estados Unidos carecen de una red eléctrica moderna e inteligente como la española. De hecho ya han establecido contacto con nuestra industria para poner al día su red. Sin embargo, la energía eólica, con su baja calidad, siempre saldrá perdiendo cuando entre en competencia con otras fuentes energéticas. Los responsables del suministro eléctrico estuvieron barajando la posibilidad de parar diversos tipos de centrales, las térmicas de carbón, las centrales de gas natural o las nucleares, pero al final determinaron que lo menos dañino era desconectar los aerogeneradores.

Cuando la energía renovable irrumpe de forma repentina en cantidades insospechas causa más problemas de suministro que los que elimina. Las energías renovables solo serán un alternativa con pleno potencial de desarrollo y horizontes despejados, cuando se consiga una forma económica y eficiente de almacenar cantidades ingentes de electricidad.

CUESTIÓN DE MAGNITUDES

Átomo de Uranio

Si los historiadores han definido a las diferentes etapas de la evolución social por los materiales que se utilizaban: Edad de piedra, Edad del cobre, Edad del Bronce, Edad del Hierro. Este momento histórico en el que nos encontramos, podría definirse perfectamente como la Edad de los Hidrocarburos o si lo prefieren, el Oleoceno. Y es que todo en la actualidad sale de algún derivado del petróleo y es transportado hasta nuestras manos gracias a él.

¿Qué hizo la economía mundial para defenderse del fuerte incremento de los precios del petróleo de los años 70? Los políticos lo vieron claro, había que diversificar las fuentes de obtención de energía, para disminuir los riesgos de recesión en la economía. De este modo empezaron a florecer en aquella época las centrales nucleares, las centrales térmicas de carbón y las de gas, así como el inicio de las energías renovables, con aumento de las centrales hidroeléctricas y el estudio de las demás renovables como alternativa. La idea de la diversificación era clara, la energía en forma de electricidad que consume la sociedad actual es tan importante que no puede depender de las fluctuaciones en el mercado de petróleo. Gracias a esa estrategia, la cantidad de petróleo que se consume para obtener electricidad es mínima.

Pero si la generación eléctrica esta relativamente a salvo del petróleo, los medios de transporte actuales son totalmente dependientes del oro negro, y eso lo convierte en un factor clave para mantener el comercio y por extensión, a la economía mundial. Cuando defiendo la necesidad de seguir invirtiendo en nuevas centrales nucleares no me baso en su utilidad para producir electricidad, sino en la cada vez más acuciante necesidad de producir hidrógeno a precios económicamente competitivos.

La sociedad actual es una auténtica adicta a la energía y la posibilidad de desengancharnos de ella es impensable. En la actualidad el 35% de la energía primaria que consumimos proviene del petróleo y el 79,5% del total lo conforman combustibles fósiles. Si nos ceñimos a los medios de transporte, la dependencia del petróleo es casi del 100%.

¿De dónde vamos a sacar la energía para compensar ese 79.5% de combustibles fósiles? Si ven el gráfico sectorial del 2010  comprobarán como en el caso español, (que somos uno de los países más avanzados en energía renovables), ya hemos conseguido depender "solo" en un 75.5% de los combustibles fósiles. Y eso lo hemos logrado tras más de treinta años invirtiendo en energías renovables y a costa de aumentar considerablemente la factura de la electricidad debido a las subvenciones a las energías renovables.

Comprueben en ese mismo gráfico la contribución de la energía eólica con miles de aerogeneradores en funcionamiento, o la contribución actual de la energía nuclear, con solo 6 centrales y tras más de 23 años sin construir nueva capacidad. Como dije en el título, es una ¡cuestión de magnitudes!

LOS LÍMITES RENOVABLES I

La energías renovables son limpias, no contaminan, son seguras, no producen accidentes mortales (aunque esto hay que matizarlo como expuse con un ejemplo en el post de Fukushima) y sobre todas las ventajas, son renovables (mientras haya Sol podremos contar con ellas). Entonces, ante tantas ventajas, ¿por qué no se implantan de forma masiva? ¿dónde está el pero? Muchos aducen causas conspiratorias de megacompañías energéticas o lo achacan a oscuros intereses políticos y económicos. Pero la realidad es más simple, no se implantan de forma masiva porque adolecen de enormes limitaciones.

Su fuente en todos los casos (menos la geotérmica), procede de la energía que nos llega del Sol. El astro rey calienta la atmósfera terrestre creando los ciclones que nosotros aprovechamos mediante los generadores eólicos. A su vez, los ciclones, mueven las olas que aprovechamos mediante los generadores mareomotrices. O bien el sol calienta el agua del mar, que se evapora y crea nubes que descargan sobre nuestros embalses hidroeléctricos. También podemos utilizar la radiación solar directamente mediante espejos, o células fotovoltaicas.  Incluso las energías no renovables como el gas natural, el carbón y el petróleo, provienen de la captación de la energía solar que hizo la vegetación en el pasado. Podríamos considerarlas como energía solar fosilizada.

Si exceptuamos la energía hidráulica, todas las restantes son de una intensidad energética muy baja. Eso quiere decir que tenemos que construir grandes dispositivos, muy complejos y caros para beneficiarnos de esas fuentes energéticas. Podemos definir la tasa de retorno energético o (E.R.O.E.I) como la cantidad de energía neta que obtenemos en relación a la energía invertida en su explotación. Este principio es muy importante y volveré a mencionarlo en futuros post. El problema de la mayoría de energías renovables es que necesitamos invertir mucha energía para obtener muy poca energía neta. Por ello su calidad de explotación es muy baja y la producción de electricidad resulta sumamente cara. Y, por esa misma razón, los ciudadanos que nos negamos a pagar por la electricidad tres o cuatro veces más de lo que ya pagamos, impedimos indirectamente su implantación.

Fijémonos en el ejemplo de la energía eólica. En su caso la energía no se encuentra disponible cuando uno lo desea, sino cuando las condiciones meteorológicas son propicias. Puede darse el caso de que cuando más electricidad demanda el país no hagan ninguna aportación, o que cuando la demanda de electricidad es baja nos encontremos con un exceso de energía en la red. El primer problema se resuelve extendiendo geográficamente la red, e instalando muchos más megavatios de los necesarios. De este modo nos aseguramos un suministro de energía de origen eólico más o menos estable. Pero con ello también hemos incurrido en un considerable incremento del coste económico de explotación, pues necesitamos tener muchos más generadores de los inicialmente necesarios y una red eléctrica compleja e inteligente.


La red eléctrica nos la podemos imaginar como una red de tuberías de agua. La red debe mantener en todo momento la presión del agua en su interior, o de lo contrario, cuando alguien abra el grifo se encontrará sin agua. El único modo de que eso no ocurra es comprobar constantemente cual es la demanda de grifos abiertos y ajustar en consecuencia el caudal de agua que inyectamos en la red. Si nos quedamos escasos habrá problemas de suministro, y si nos pasamos provocaremos la rotura de la red y un gran apagón. Se pueden imaginar el rompecabezas que supone para Red Eléctrica de España conjugar la demanda energética nacional con un suministro volátil de energía que sopla más o menos, unas veces por aquí y otras por allá. España, junto con Dinamarca son dos de los pocos países que han logrado solventar ese problema mediante una red eléctrica inteligente.

Continuara…