La crisis del Covid-19 ha ocultado durante todo el año pasado muchos de los grandes problemas que tiene el planeta y uno de los más acuciantes, sin ninguna duda es el Calentamiento Global, provocado, en gran medida, por nuestra forma actual de producir y consumir energía.
Multitud de políticos y de científicos reclaman la puesta en marcha de un Green New Deal como una herramienta más a la que recurrir para salir de esta situación, emulando al célebre New Deal que el Presidente de EEUU Franklin D. Roosevelt impulsó en la década de 1930 para sacar a su país de la Gran Depresión. La puesta en marcha del Plan de Recuperación para Europa plantea entre sus objetivos lograr la descarbonización de la economía del continente. Así mismo, la Administración Biden de los EEUU también parece marcarse metas ambiciosas en cuestiones de energía y medio ambiente.
Si estas y otras iniciativas similares se materializan, las energías renovables van a jugar, sin duda, un papel clave para lograr, no ya solo impulsar políticas que permitan mitigar el terrible impacto del virus sobre la economía, si no también encaminarnos hacia una verdadera transición energética para lograr esa ansiada descarbonización. Pero, para tratar de entender la magnitud de lo que se pretende hacer y para tratar de situar ese enorme reto en un marco histórico más amplio, es conveniente entender (y recordar) que ya ha habido otras transiciones energéticas en el pasado, motivadas por factores diversos. A repasar esa historia está enfocado el contenido de este artículo.
La Energía y las transiciones energéticas en la historia
La Energía está detrás de todos los grandes cambios económicos que han ocurrido a lo largo de la historia y en especial, de los sucedidos en los dos últimos siglos. Las tres grandes revoluciones industriales que han transformado el mundo durante los últimos 250 años han sido alimentadas por diversas fuentes de energía, de manera que cada revolución ha llevado aparejadas, de una parte, modificaciones y diversificaciones del mix energético y de otra la aparición de nuevas fuentes de energía, que han supuesto la seña de identidad de cada una de ellas.
La Primera Revolución Industrial, ocurrida desde finales del siglo XVIII y a lo largo del XIX, se alimentó mediante el carbón que permitió el uso de la máquina de vapor; la Segunda, transcurrida durante la primera mitad del siglo XX lo fue por el petróleo que movió los motores de combustión interna y la Tercera, desde el final del siglo XX hasta hoy en día, que ha traído el auge de la electrónica y las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones, está alimentada además del petróleo, por el gas y de manera todavía incipiente por las energías renovables. Esta Tercera revolución parecía destinada a ser impulsada por la energía nuclear, pero debido a los elevados costes de instalación y mantenimiento de las centrales que usan el uranio como combustible, unido a los graves accidentes de Three Mille Island en 1979, Chernobil en 1986 y Fukushima en 2011, han relegado a esta energía a un papel secundario en gran número de países que en su día apostaron por ella. Esta es una de las razones por las que el mix energético no ha cambiado sustancialmente desde los años 1970-1980.
El reparto entre las diversas fuentes de energía utilizadas por la humanidad desde comienzos del siglo XIX hasta nuestros días se muestra en la figura:
Desde mediados del siglo XX el mix energético se ha ido diversificando, debido entre otras razones a la creciente necesidad de energía por parte de las economías mundiales y en la actualidad esta dominado por los combustibles fósiles, que desde 1970 representan el 80-85% del total, sin cambios sustanciales desde entonces aunque es verdad que en los últimos años se aprecia un ligero descenso. Por ejemplo, en 2019, los combutiblés fósiles representaron el 79.9%..
Desde la década de 1980o, las “nuevas” energías renovables (eólica y solar principalmente) se han ido incorporando gradualmente al mix energético global, sumándose a la hidráulica, presente ya desde comienzos del siglo XX. Estas nuevas fuentes deberán jugar un papel clave en la tendencia a la diversificación del mix energético y deberán ayudar a resolver la encrucijada entre un modelo energético insostenible y una demanda global creciente.
La encrucijada energética: el agotamiento de los combustibles fósiles y el crecimiento demográfico
Hoy en día nos encontramos ante una verdadera “tormenta perfecta” en el terreno energético que viene dada por una combinación letal entre el agotamiento de los combustibles fósiles y el incremento en la demanda de energía debido al aumento de la población y al incremento en el nivel de vida de una parte muy significativa de la misma (este problema lo he analizado con más detalle en un libro de reciente aparición: “Energía Solar. De la utopía a la esperanza”).
El máximo de consumo de los combustibles fósiles, definido en lo que se refiere al petróleo como el pico de Hubbert, se ha alcanzado o se alcanzará en algún momento situado entre el año 2000 entre el año 2000 y el 2025. Por lo tanto, necesitamos de forma imperativa encontrar fuentes de energía alternativas a los combustibles fósiles en un período de tiempo no superior a 40-60 años, es decir, en el período de vida de nuestros hijos:
Crecimiento demográfico y crecimiento del consumo de energía en el período 1830-2010.
Fuente: Adaptado de este documento (la equivalencia para las unidades de energía es 1 exajulio = 2.77 × 1011 kWh)
Históricamente, el aumento de la población y el crecimiento de los ingresos han sido las fuerzas impulsoras de la demanda de energía. Tal y como también muestra la figura anterior, desde 1900 hasta la actualidad, la población se ha multiplicado por 4 y el consumo de energía, por 10. . La relación parece obvia: más personas con más ingresos significa aumento de la producción y aumento del consumo de energía.
Estamos pues ante un escenario en el que, de una parte los combustibles fósiles están en su fase descendente, mientras que la población y el consumo de energía no paran de crecer. ¿Qué hacer en esta situación? Solo cabe plantearse una transición energética que, de una parte satisfaga la demanda creciente de energía y de otra, evite seguir dañando de modo irreversible el medio ambiente.
Tecnologías para la transición energética: el tiempo de las energías renovables
A día de hoy, no existen otras fuentes de energía alternativas a las basadas en combustibles fósiles y a nuestro alcance, que las fuentes renovables, entre las que destacan, tanto por su grado creciente de utilización, como por su cada vez mayor desarrollo y maduración tecnológica, las “nuevas” renovables: eólica, solar fotovoltaica y termosolar; a las que debemos unir las renovables clásicas: hidráulica y biomasa.
Todas ellas y en especial las nuevas renovables deben considerarse como tecnologías de recambio, que han pasado de ser una curiosidad científica en los años 70 y 80 del siglo pasado a formar parte necesaria e imprescindible de la solución al problema energético planteado en el punto anterior de este artículo.
Tal y como describí en otro artículo publicado en esta plataforma, la energía eólica fue la primera en alcanzar una penetración a gran escala en la industria energética. La potencia eólica instalada acumulada en el mundo se muestra en la siguiente figura; al final de 2019 había instalados 651 GW. Como la solar fotovoltaica (cuya evolución se muestra en la misma gráfica), su principal inconveniente reside en su carácter intermitente, lo que la hace poco previsible. Desarrollar sistemas de almacenamiento adecuados y de gran escala es imprescindible para aumentar el valor de la electricidad generada por el viento y por el sol. No obstante, hoy en día la generación de energía eólica ya ha demostrado su papel probado en el mix energético de gran número de países, incluido el nuestro y su competitividad futura en relación con los combustibles fósiles sólo mejorará en años sucesivos.
Por lo que respecta a la energía solar fotovoltaica , la potencia instalada acumulada de esta tecnología en el mundo superó los 400 GW a finales del año 2019.
Evolución de la potencia acumulada, expresada en GW, para la energía eólica
y para la solar fotovoltaica, proyectada hasta 2023.
Fuente: Forecast International Energy Portal
Dificultades para una transición energética
Hay tres obstáculos principales para cualquier transición energética rápida.
- El primero es la cantidad de energía que proporcionan en la actualidad las fuentes no renovables y el tamaño de las infraestructuras energéticas construidas durante muchos años. Debido a su inmensa escala (por encima de los TW de potencia instalada 1 TW = 1 billón W), cualquier transición es y será necesariamente lenta.
- El segundo es económico, ya que una planta de energía supone una inversión multimillonaria con un tiempo de vida de varias décadas, por lo que el mix energético de 2030-2040 estará fuertemente influenciado por las decisiones que se tomen hoy. Más allá de 2050, el impacto de la innovación, la investigación y el desarrollo, así como las políticas gubernamentales, podrían tener cada vez mayor impacto en la alteración del mix energético actual.
- El tercero es científico. La densidad de energía de las fuentes no renovables es elevada, mientras que el movimiento del viento y la energía del sol transportan densidades de energía muy bajas. De esta forma sustituir no renovables por renovables implica sustituir fuentes de alta densidad de energía y de bajo coste (al menos hasta ahora) por otras de baja densidad y precio elevado. Aunque la inercia en el pensamiento relativo a los costes de las renovables es muy alta: los precios de las renovables han bajado significativamente y la solar fotovoltaica ya es la forma de producir energía, pero se sigue invocando sus altos costes como un freno para su instalación a gran escala.
Como ya he indicado, hoy en día el petróleo, el carbón y el gas natural dan cuenta del 80% del mix energético mundial. Incluso con un ritmo de crecimiento elevado y continuado de las renovables la participación de estas tecnologías en la producción de energía primaria de aquí a 20 años probablemente por debajo del 15-20%, salvo que las decisiones políticas en la era pos-Covid aceleren esa transición.
5. Conclusiones
Cambiar de modelo energético es un problema global y buena prueba de ello es que las principales potencias industriales del mundo están haciendo un enorme esfuerzo inversor para propiciar transiciones energéticas en sus respectivos países hacia un mix sostenible e independiente de los combustibles fósiles. Este cambio es inevitable, ya esta en marcha en numerosos países y aquellos que primero sepan adaptarse, serán quienes podrán liderar ese cambio y exportar sus ideas y productos al resto. La industria energética cambiará gradualmente hacia las energías renovables y el período de transición vendrá fuertemente determinado por las inversiones que se realicen en estas fuentes de energía, tanto por parte del capital público como del privado.
En este sentido, las inversiones previstas en el Plan de Recuperación de Europa pueden suponer un gran impulso hacia esta transición en nuestro continente. Pero no olvidemos que la transición energética debe ser global para que tenga efectos tangibles. El cambio de modelo energético no tiene marcha atrás, pero podrá ser más o menos acelerado en función de las decisiones que se tomen ahora.
Ignacio Mártil
Catedrático de Electrónica de la Universidad Complutense de Madrid
y miembro de la Real Sociedad Española de Física
Autor del libro Energía solar: De la utopía a la esperanza (Análisis y crítica)
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