La inminente transición hacia fuentes renovables

2 / May / 2010
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Energía a debate, Marzo-Abril 2010



El potencial de crecimiento y de generación de empleo es enorme, superior al de cualquier otra industria.

Eduardo Rincón Mejía*


El mundo enfrenta una compleja problemática que involucra inextricablemente aspectos ambientales, energéticos, económicos, de disponibilidad de agua potable y alimentos, de inequidad social, de pobreza extrema en amplias capas poblacionales, de flujos migratorios no deseables, de violencia en todas las escalas, desde guerras hasta violencia callejera. Se plantea que una condición sine qua non para resolver esta inaceptable situación es, por sorprendente que parezca, un tránsito hacia un sistema energético mundial basado en las fuentes renovables de energía, que son la radiación solar y sus manifestaciones secundarias como el viento, la hidroenergía, la bioenergía, entre muchas otras.

La razón es muy sencilla: el actual sistema mundial está basado en energéticos no renovables (petróleo, gas, carbón, uranio) que son extraídos de muy contados puntos del planeta, desde donde se pretende que se distribuyan a todos los centros de población mundiales. Este sistema es ineficiente (menos del 5% de la energía de estas fuentes no renovables es aprovechada, el restante 95% es desperdicio que agrava el incontrovertible calentamiento global), es inequitativo ya que la gran mayoría de países se ven obligados a importar estos energéticos, es terriblemente contaminante y destructor de ecosistemas, y finalmente es incapaz de satisfacer las necesidades energéticas del planeta en el mediano plazo.

Por el contrario, el Sol sale para todos. Es una fuente energética ina-gotable en miles millones de años –nuestra especie lleva menos de un millón de años de existencia– y da lugar a vientos, lluvias, formación de hidratos de carbono, proteínas y otros nutrientes por la acción fotosintética en las plantas verdes, que además retiran dióxido de carbono de la atmósfera en estos procesos. Estos vientos, lluvias, biomoléculas, corrientes oceánicas, etcétera, constituyen fuentes energéticas limpias con potenciales suficientes para satisfacer muy sobradamente todas las necesidades energéticas de la presente generación y de las innumerables generaciones por venir.

La transición energética hacia un sistema mundial basado en las fuentes renovables de energía, en el que la eólica será dominante en el corto plazo, y la solar en el mediano y largo plazos, ya se ha iniciado, a pesar del discurso de organismos multinacionales (AIE, AIEA,..), ministerios de energía de diversos países, etcétera, que proclaman que los energéticos no renovables contI-nuarán prevaleciendo durante las próximas décadas. Ese discurso es insostenible por los siguientes hechos, ignorados por muchos.

LOS HECHOS

1. La magnitud del recurso solar. En su órbita alrededor del Sol, la Tierra intercepta una cantidad de energía proveniente de éste más de diez mil veces mayor que la que se consume a nivel planetario. Es decir, si se aprovechara tan sólo la milésima parte de esa energía interceptada, se dispondría de una cantidad 10 veces superior a la que actualmente se consume en todo el mundo. Si adicionalmente se duplica la eficiencia de aprovechamiento energético –lo cual es técnicamente muy viable, ya que la eficiencia actual es ínfima–, estaremos hablando de un potencial de 20 mil veces el consumo actual. Es evidente que la energía solar podría satisfacer cualquier necesidad energética de la presente y las futuras generaciones sin impactar negativamente al ambiente, si se hiciesen bien las cosas.

2. Las limitaciones de las fuentes no renovables. TODAS las reservas probadas de energéticos no renovables son insignificantes cuando se les compara con la energía solar interceptada en tan sólo un año. NINGUNA de las fuentes no renovables podría garantizar el abasto energético mundial en el largo plazo, hasta donde el conocimiento científico actual permite dilucidar.

Hay que observar que cualquier recurso no renovable que se consume, más temprano que tarde comienza a escasear, sobre todo si se le usa voraz e irracionalmente, como ha sucedido con el petróleo. Además, ningún crecimiento en el consumo de recursos no renovables puede sostenerse por siempre, mucho menos si este crecimiento es de tipo casi exponencial.

El planeta encara ya el pico en la producción de petróleo predicho por King Hubbert hace algunos lustros. Al incrementarse la demanda y disminuir la oferta, su precio se volverá a disparar, a pesar de forzar la extracción en los países productores, de toda la especulación que se realice, de los despojos y guerras que se hagan, y aún de continuar la recesión económica mundial. En consecuencia, el cuento de que seguirá creciendo el consumo de combustibles fósiles durante las próximas tres, cuatro, cinco, o más décadas, es una engañifa insostenible. Más aún, aunque los combustibles fósiles fuesen inagotables y baratos, no puede seguir su quema debido al siguiente punto.

3. El problema ambiental. El actual sistema energético basado en combustibles fósiles ha ocasionado graves trastornos ambientales y sociales, entre ellos: el calentamiento atmosférico y alteraciones climáticas, el envenenamiento del aire, el agua y el suelo por diversos contaminantes, guerras genocidas por el control del petróleo, justificadas por armas de destrucción masiva o cualquier otro pretexto, derrames de crudo en los océanos, fugas enormes –no reportadas- en depósitos y embarcaciones que transportan gas natural (que está compuesto mayoritariamente de metano, un gas veinte veces más efectivo que el dióxido de carbono en el efecto de invernadero), explosiones en gasoductos, etcétera, etcétera.

El Premio Nobel de La Paz  2007 fue concedido al Sr. Albert Gore y al Prof. Rajendra Pachauri, líder del Panel Intergubernamental para el Cambio Climático (IPCC), pero no al Dr. James Hansen, asesor de Gore, y quien, entre otros expertos, ha hecho notar que el valor seguro para la estabilidad climática, es de menos de 350 partes por millón (ppm) de CO2 en la atmósfera. Actualmente la concentración de CO2 roza las 390 ppm, es decir, estamos en gran riesgo. Que nadie se extrañe de inundaciones catastróficas, huracanes cada vez más intensos, ondas de calor mortíferas, –sobre todo para los ancianos y niños– y el retorno de enfermedades que se creían erradicadas. Ahora bien, si la masa de la atmósfera es de  aproximadamente  5,1x 1018 kg, cada ppm  de CO2 equivale, en términos másicos, a poco más de 7,77 mil millones de toneladas de este gas. ¡Habría que retirar de la atmósfera una cantidad superior a los trescientos mil millones de toneladas de CO2 equivalente para que la atmósfera recuperara su estabilidad! En lugar de ello se espera, de acuerdo con el Plan Nacional de Acción Climática, que las emisiones continúen, si bien reduciendo su tasa de crecimiento, para que, “si se toman medidas extraordinarias a nivel planetario, se estabilice en 450 ppm el CO2 atmosférico”. Obviamente este tipo de “metas” conducen al desastre. Aunque los precios de los combustibles fósiles se pudiesen reducir a menos de la mitad (por supuesto que esto no sucederá), sería suicida seguir con su quema indiscriminada.

4. El mito nuclear. Algunas voces invocan la energía nuclear como “parte de la solución” al problema energético y ambiental. Sin embargo, las reservas de uranio son muy pequeñas comparadas con las de gas natural o carbón, que a su vez son insignificantes comparadas con el recurso solar. Como recurso energético es el más pobre de todos. Además la minería, el procesamiento, el consumo y la disposición del uranio conllevan gravísimos problemas ambientales NO resueltos. Existen más de 440 plantas nucleares en operación, con incidentes y accidentes graves, como el de la planta sueca de Forsmark, en julio de 2006, o el de la planta japonesa que en un movimiento telúrico el año antepasado se dañó el reactor nuclear y liberó al ambiente material radiactivo. Ni qué decir de la catástrofe de Chernobil, cuyas consecuencias afectaron incluso a millones de mexicanos que consumieron leche radiactiva proveniente de zonas afectadas. La tecnología nuclear es costosísima y no está al alcance de los países en desarrollo, es esencialmente la misma que se emplea para fines bélicos, la construcción de una planta nuclear es lenta –no menos de cinco años- y extremadamente costosa, éstas podrían ser blanco de ataques terroristas y son plantas súper centralizadas cuya energía sólo sirve a mega consumidores. En resumen, la energía nuclear es carísima, inaceptablemente riesgosa, insuficiente para reducir los niveles de emisión de gases de invernadero y suministrar energía en el largo plazo, ocasiona absoluta dependencia tecnológica y energética y gastos militares. Es pues, la peor opción energética posible.

5. La dependencia tecnológica. Además de la capacidad de generación de energía  eléctrica y térmica, el desarrollo socioeconómico y el  bienestar  de  la  población  de un país  y su  independencia  política y económica  están correlacionados con su avance tecnológico. Puede verse una clara diferenciación entre “países avanzados”, que son finalmente naciones que desarrollan tecnología, y “países subdesarrollados” que son, cuando bien les va, exportadores de materias primas y agrícolas (petróleo, gas, cobre, plata y plátanos) e importadores de tecnologías desarrolladas en los primeros. El desarrollo de sistemas para el aprovechamiento de las fuentes energéticas locales constituye una enorme oportunidad para un avance científico y tecnológico y salir del atraso y la miseria. No bastará con emplear las fuentes renovables de energía, se requiere además desarrollar tecnología propia para poder hacer un aprovechamiento sustentable de éstas y mejorar la calidad de vida de toda la población, vía empleos permanentes bien remunerados de ingenieros, operarios, trabajadores y una amplísima gama de profesionales. Esto es así porque existen diferencias muy grandes en la forma en que se presentan los recursos renovables en cada parte del mundo. Por ejemplo, México recibe una irradiación solar (energía solar por metro cuadrado de territorio) dos veces superior que Alemania o Austria. El territorio austriaco es casi 25 veces más pequeño que el mexicano (1.967.183 km2 contra 83.858 km2), de modo que el recurso solar es casi 50 veces superior en México que en Austria. Sin embargo, Austria tiene instalados por cada habitante 290 watts térmicos en calentadores solares de agua, mientras que México sólo tiene 6 watts térmicos, es decir, casi 50 veces menos. ¡Con un recurso 50 veces mayor tenemos un índice de aprovechamiento 50 veces menor! a pesar de que las condiciones climáticas permiten desarrollar calentadores solares igual de efectivos aquí en México, pero a una fracción del costo de los calentadores solares austriacos. Hay que revertir esas cifras y las oportunidades son enormes, pero si se opta por importar los sistemas y no desarrollar  tecnología propia, en lugar de beneficiarnos nos volveremos aún más dependientes y pobres. En recursos eólicos la situación es aún más dramática; la potencia que puede proporcionar un aerogenerador, dotado de una turbina de un determinado tamaño, es proporcional al cubo de la velocidad del viento. De modo que en una zona como el Istmo de Tehuantepec, en donde la velocidad media del viento es del doble del de una buena zona europea, ¡la potencia que podría obtenerse es ocho veces mayor! Para aprovechar de la mejor manera posible el recurso eólico de La Ventosa, en Oaxaca (o La Rumorosa, en Baja California, o La Virgen, en Zacatecas, etcétera), deberían diseñarse los aerogeneradores para operar ventajosamente a las velocidades de viento de cada sitio. Importar aerogeneradores diseñados para velocidades de viento menores implica, además del riesgo de que no resistan ráfagas intensas, un aprovechamiento mucho menos eficiente y una oportunidad desaprovechada para desarrollar tecnología propia. Estos argumentos son extensibles a la geotermia y las demás fuentes renovables de energía.

6. La inequidad social. La energía, al igual que el ingreso, está muy mal distribuida. Al tiempo que existe un puñado de súper millonarios y mega consumidores de energía, dos mil de millones de personas están en la miseria alimenticia, energética, educativa y demás. Diariamente mueren de hambre –sin mayor escándalo en los medios masivos de comunicación- alrededor de cuatro mil personas -bastante más de las que fallecieron en el poco esclarecido atentado al WTC de Nueva York en 2001. En México alrededor de seis  millones de paisanos no disponen de energía eléctrica por habitar lejos de las grandes líneas de distribución. No es técnica ni económicamente viable el suministrarles el servicio de energía eléctrica por medios convencionales, ya que se requeriría de transformadores, líneas de transmisión, subestaciones y demás aditamentos para comunidades muy dispersas, con costes de decenas de miles de pesos por vivienda. No hay recursos suficientes para esta opción. Sin embargo, el empleo de sistemas basados en fuentes renovables, por ejemplo módulos fotovoltaicos y pequeños aerogeneradores, sí es una opción enteramente viable para la electrificación de comunidades alejadas de las líneas de transmisión. Al no contar con energéticos para vivir y mejorar su calidad de vida y trabajo, millones de habitantes de zonas marginadas migran hacia las ciudades (e incluso a otros países) buscando subsistir, abandonando sus tierras de cultivo, creando en las ciudades cinturones de miseria y agudizando los problemas urbanos.  Paradójicamente, en los países ricos, cada vez más personas pudientes van a vivir cómodamente a regiones rurales, proveyéndose de pequeños sistemas basados en energía solar, viento, y alguna otra fuente renovable, para alimentar con éstos sus computadoras, refrigeradores, televisores, luminarias y demás. Un hipotético “desarrollo sustentable” requiere acabar con la inequidad, la marginación y la miseria.

EMPLEOS APROVECHANDO LAS FUENTES RENOVABLES

La nueva industria de las energías renovables genera mucho más empleos que la obsoleta tecnología del petróleo o la nuclear. En el muy reciente informe intitulado: “Empleos Verdes: hacia el trabajo decente en un mundo sostenible con bajas emisiones de carbono”, solicitado por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) en el marco de la iniciativa conjunta Empleos Verdes con la Organización Internacional del Trabajo (OIT), publicado bajo el título de “[R]evolución Energética” por Greepeace, se señala que el empleo en el sector de energías renovables puede incorporar 2,1 millones de personas en el campo de la energía eólica y 6,3 millones en el de energía solar, además 2,3 millones de personas encontraron empleo en el sector de energía renovable en los últimos años, y el potencial de crecimiento en el ramo “es enorme”. Asimismo, se indica que la energía renovable genera muchos más trabajos que los combustibles fósiles, y añadió que están previstas inversiones por 630 mil mi-llones de dólares para 2030 que se traducirán en por lo menos 20 millones de nuevos empleos en este sector. Cabe comparar esta cifra con los 700 mil millones de dólares inicialmente comprometidos por el gobierno del ex presidente Bush como primeros auxilios para rescatar a las afianzadoras norteamericanas del desastre financiero.

NUEVAS INSTALACIONES SOLARES Y EÓLICAS

En tanto la industrias petrolera y nuclear, en vías de obsolescencia y responsables del deterioro mundial van en declive (los Estados Unidos alcanzaron su pico en la producción petrolera a inicios de 1973), la industria eólica ha crecido a tasas cercanas a 30% anual. Al final del año 2008, en el que se instalaron más de 27 mil MW eléctricos, se tenían 121 190 MW eléctricos de capacidad instalada en casi 50 países. Aunque ahora apenas genera el 2% de la producción mundial de energía eléctrica, la capacidad instalada se ha decuplicado en los últimos ocho años, ¡el crecimiento en la capacidad eoloeléctrica instalada sí es de tipo exponencial! Ahora se espera tener más de 190 mil MW instalados para fines de 2010, y una meta del 20% de la electricidad mundial a ser producida en el año 2020 por aerogeneradores está al alcance de la mano. Los países con mayor capacidad instalada son Estados Unidos, con más de 30 mil MW, Alemania, con más de 25 mil MW, y España, con más de 20 mil MW. Si  Alemania, con un territorio cinco veces menor que el de México, con sólo mil km de costas contra más de 11 mil de México, sin zonas como La Ventosa, La Rumorosa, y muchas otras, ya ha instalado más de 25 mil MW eoloeléctrico, México en menos de 15 años podría instalar más de 60 mil MW, empleando una gran componente tecnológica nacional, si hubiese la visión y la vo-luntad política de hacerlo. Esto sería mucho más que la capacidad actual instalada, de unos 56 mil MW, que incluye las termoeléctricas, hidroeléctricas, geotér-micas y nucleoeléctricas. La industria eólica está llamada a superar a la industria automotriz en el mediano plazo.

Por su parte, la industria fotovoltaica duplica su tamaño en periodos menores a dos años. Con un valor de US 3.5 mil millones de dólares en 2002, puede crecer a más de US 35 mil millones  de dólares para el año 2012. La capacidad instalada conectada a la red creció 74% durante 2008. Ninguna industria ha crecido tanto en tan poco tiempo, ni la telefonía celular, ni los equipos de cómputo, ni el resto de la industria electrónica.

Pero quizás la tecnología más prometedora sea la generadora de electricidad vía ciclos termo-dinámicos, empleando luz solar concentrada con espejos de sección parabólica. En junio de 2007 fue la planta solar Nevada Solar One, que llega a generar 75 MW con 64 MW de capacidad nominal. Cubre una superficie de 121 hectáreas, con 184 mil espejos parabólicos. Esta planta solar está ubicada cerca de Boulder City, Nevada, y evita la emisión de 130 mil toneladas de CO2 al año. Asimismo, con 300 MW de potencia, el complejo solar de San Lúcar, en Andalucía, España, producirá energía suficiente para abastecer a 180 mil hogares, tantos como los que existen actualmente en Sevilla. Su primera planta se inauguró el 30 de marzo de 2007. El complejo evitará la emisión de 600 mil toneladas de CO2 anuales. Tan sólo en España hay unas 48 plantas termosolares en proyecto, 8 en construcción y 3 ya en operación.

OTRAS TECNOLOGÍAS PARA APROVECHAR LAS FRE

La transición energética hacia un sistema mundial basado en las fuentes renovables de energía (FRE), requerirá de la aplicación sinérgica de todas las fuentes renovables disponibles en cada región. Con esto se soslayará la principal limitación de la energía solar y eólica, que es su intermitencia, y se garantizará capacidad firme sin necesidad de grandes sistemas de almacenamiento energético. Además de la solar y la eólica, la energía geotérmica, incluyendo la microgeotérmica con bombas de calor, que hace del suelo una fuente de calor en el invierno y un sumidero en el verano, es un recurso energético principal para 58 países, y 39 de ellos podrían ser 100% energizados con energía geo-térmica. México está particularmente bien dotado de recursos geotérmicos y cuenta ya con una considerable experiencia en su aprovechamiento, que debería incrementarse para incluir aplicaciones de baja y mediana temperaturas, además de la generación eléctrica.

Por su parte, el potencial mundial de la bioenergía para el año 2050 podría igualar al consumo mundial de energía actual. Sin embargo, no es sustentable establecer sembradíos energéticos en detrimento de los alimenticios, como se ha hecho con el bioetanol a partir de maíz, o el biodiesel a partir de aceite de palma proveniente de grandes plantaciones. La generación de biogás con residuos orgánicos y excremento de animales sigue siendo la opción más sustentable.

CONCLUSIONES

1. El mundo está inmerso en una inminente transición energética hacia un sistema mundial  basado en las fuentes renovables, en el que la eólica será dominante en el corto plazo, y la solar en el mediano y largo plazos, pero que requerirá del aprovechamiento sinérgico de todas las fuentes renovables disponibles.

2. El desarrollo y uso de nuevas tecnologías para el aprovechamiento de las fuentes renovables de energía constituye una gran oportunidad para un nuevo desarrollo  empresarial y de negocios en nuestro país, además de generar una importante fuente de empleos y de avance tecnológico.

3. Los sistemas para aprovechar las FRE en general, y en especial la eólica y la solar, son sumamente rentables, lo que se manifiesta en las enormes tasas de crecimiento anual de sus mercados.

4. El aprovechamiento de las fuentes limpias de energía con las tecnologías actualmente disponibles, puede ayudar a satisfacer en gran medida la demanda creciente de energía eléctrica y térmica sin impactar negativamente al ambiente.

5. Solamente el uso de las energías renovables puede garantizar un desarrollo sustentable para México, pero es importante crear tecnologías más económicas para garantizar su uso masivo.

• Investigador del Programa de Energía de la Universidad Autónoma de la Ciudad de México. ([email protected] )

Energía a Debate es una revista bimestral de análisis y opinión
de temas energéticos, editada por: Mundi Comunicaciones, S.A. de C.V.

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