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¿Revolución energética? Más bien un lento arrastrarse



Fuente: Politico - Por VACLAV SMIL - 26 de mayo de 2015

Vaclav Smil es catedrático emérito de la Universidad de Manitoba y autor de numerosos libros sobre energía y medio ambiente.

El especialista en temas de energía Vaclav Smil dice que cuando nuestros líderes prometen rápidas transformaciones energéticas, se equivocan, y mucho.



Estados Unidos en 2015 se encuentra casi en una nueva realidad energética. Recientemente se ha convertido en el segundo mayor extractor de crudo del mundo (Nota de Climaterra: en 2021 fue el mayor productor de petróleo del mundo), y desde 2010 es el principal productor de gas natural, cuyo suministro abundante y barato ha acelerado la retirada del carbón como fuente nacional de energía eléctrica.


Algunos ven esto como el principio de una transición aún mayor, en la que el estatus dominante de Estados Unidos como productor de hidrocarburos acaba con la dependencia de sus aliados del gas ruso y convierte a la OPEP en irrelevante, al tiempo que su impulso empresarial le ayuda a avanzar rápidamente para aprovechar las energías renovables y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.


Todo esto suena demasiado bien para ser verdad, y lo es. Las afirmaciones indefendibles de inminentes avances transformadores son un ingrediente desgraciadamente crónico de los debates estadounidenses sobre energía.


Cuando los líderes estadounidenses hablan de transiciones energéticas, tienden a venderlas como algo que puede lograrse en cuestión de años. Al Gore, quizá el activista climático más destacado del país, propuso "repotenciar" Estados Unidos, haciendo que su electricidad fuera libre de carbono, en un plazo de 10 años, calificando el objetivo de "alcanzable, asequible y transformador". Eso fue en 2008, cuando los combustibles fósiles producían el 71% de la electricidad estadounidense; el año pasado, el 67% seguía procediendo de la quema de combustibles fósiles.


Evolución de la matríz energética mundial desde 1970 a 2020. En marrón combustibles fósiles, en verde renovables

Matríz energética mundial - Las renovables modernas constituyen el 10.6% de la matriz energética mundial

El presidente Barack Obama, que tiene una fuerte aversión retórica al petróleo -aunque el queroseno destilado de él alimenta el 747 que le lleva a jugar al golf en Hawái-, prometió en su mensaje sobre el Estado de la Unión de 2011 que el país tendría un millón de coches eléctricos en 2015 (Nota de Climaterra: en 2021 se vendieron en EEUU 500 mil autos eléctricos). Ese objetivo fue abandonado por el Departamento de Energía apenas dos años después.


Durante años, incluso décadas, hemos estado a punto de desplegar en masa reactores de neutrones rápidos, centrales eléctricas de carbón que capturan y retienen todo su CO2, coches a batería que funcionan con hidrógeno, si no una economía del hidrógeno completa. Nos han prometido coches eléctricos que no sólo no costarán nada, sino que también suministrarán energía a las casas mientras están en los garajes, o microorganismos modificados genéticamente para rezumar gasolina.


La realidad de las transiciones energéticas es muy distinta. Demasiados analistas modernos se han dejado engañar por el ejemplo de la electrónica, en la que los avances han seguido la ley de Moore, la predicción, que ya tiene 50 años, de que el número de componentes de un microchip se duplicará cada 18 meses. Esto ha permitido un progreso excepcionalmente rápido. Pero las realidades físicas fundamentales que determinan el progreso de los sistemas energéticos no se comportan así: mejoran de forma constante, pero mucho más lentamente. La ley de Moore implica una tasa de crecimiento exponencial del 46% anual. Los análogos en energía ni siquiera se acercan: Desde 1900, la eficiencia de la generación de electricidad en las grandes centrales eléctricas ha aumentado menos de un 2% al año, los avances en iluminación han aumentado su eficiencia menos de un 3% al año, y el coste energético del acero, el metal más esencial de nuestra civilización, ha disminuido menos de un 2% al año.


La Ley de Moore significa que el rendimiento se duplica en año y medio. Cambiar al ritmo de los sistemas energéticos significa duplicar la eficiencia, o reducir a la mitad los costes, en 35 años, un plazo mucho más largo.


Estas cosas pueden parecer técnicas. Pero no lo son. Aceptar esta realidad es esencial para trazar una senda de progreso duradero: las políticas sensatas no pueden basarse en creencias erróneas ni en ilusiones. En la conversación sobre el futuro energético de Estados Unidos y del mundo, la realidad exige que tengamos en cuenta algunos principios importantes.



Sin duda, Estados Unidos está experimentando dos notables transiciones energéticas: del carbón al gas natural y de los combustibles fósiles a las nuevas energías renovables en la generación de electricidad. Estos cambios son bienvenidos porque prometen suministros más limpios y menos intensivos en carbono. Pero no pueden ser rápidos y conllevan sus propios retos técnicos, económicos y sociales. La infraestructura energética es la más elaborada y cara del mundo, y la longevidad e inercia de muchas grandes empresas energéticas hacen imposible que cualquier sistema nacional grande y complejo (por no hablar del nivel mundial) se reconfigure incluso en tres o cuatro décadas.


¿Hasta qué punto son realmente lentas estas transiciones? Para responder a esta pregunta, he emprendido recientemente un estudio exhaustivo de las transiciones energéticas -tanto a escala mundial como en las principales economías del mundo (EE.UU., China, Japón, Rusia, Reino Unido, Francia)- durante un periodo de 150 años. Empezando por el cambio de época de la madera al carbón que definió la segunda mitad del siglo XIX, pasando por los cambios más recientes de los combustibles fósiles a las energías renovables como las turbinas eólicas y las células solares, he medido cuánto tarda normalmente una fuente de energía concreta en pasar del 5 por ciento del mercado (es decir, una contribución más que insignificante) a reclamar grandes cuotas (del 25 al 30 por ciento) del suministro total de energía.


La respuesta repetida es que se necesitan décadas de penetración gradual. Después de que el petróleo crudo se hiciera con el 5% del suministro total de energía estadounidense en 1905, tardó 28 años en alcanzar el 25%, y el aumento fue aún más lento en el caso del gas natural, 33 años de 1924 a 1957. Hoy, a pesar de la atención prestada a las células solares y a la energía eólica, estas energías renovables aún no han alcanzado ni siquiera el 5%.


A escala mundial, la transición energética ha sido aún más lenta que en Estados Unidos: el petróleo ha tardado 40 años en pasar del 5% al 25% del suministro mundial de energía primaria, y parece que el gas natural tardará 60 años en hacer lo mismo.


El declive del carbón, que ha pasado de ser la fuente de la mitad de la electricidad estadounidense en 2005 a menos de dos quintas partes en 2015, ha sido el resultado de un proceso inevitable de cierre de centrales eléctricas de carbón (debido a su antigüedad y a las nuevas normas sobre mercurio y tóxicos atmosféricos), acelerado por la disponibilidad de gas natural barato. Pero esto no significa un fin inminente del carbón. En términos absolutos, la combustión de carbón en las centrales eléctricas estadounidenses habrá disminuido solo un 2% entre 2013 y 2015, y se prevé que se reduzca otro 0,6% a finales de 2016: apenas una caída precipitada.


La generación de electricidad por las nuevas energías renovables ha sido la que más ha crecido, pero está lejos de tomar el relevo: con un 7% en 2014, seguía siendo solo un tercio de toda la electricidad generada por las envejecidas centrales nucleares. Y como la electricidad es solo una parte del suministro energético global, la contribución de las nuevas renovables (eólica y solar) al consumo total de energía primaria del país (incluidos todos los combustibles industriales y de transporte) sigue siendo muy modesta: pasó de apenas el 0,1 por ciento en el año 2000 al 1 por ciento en 2010 y al 2,2 por ciento en 2014.



Estados Unidos sigue siendo una sociedad abrumadoramente alimentada por combustibles fósiles, aunque un poco menos que hace una generación. Incluso si las nuevas energías renovables siguen avanzando al mismo ritmo que hasta ahora -un ritmo difícil de mantener, ya que las capacidades agregadas solar y eólica que se instalarán cada año son cada vez mayores-, los combustibles fósiles suministrarán el 78% de la energía primaria estadounidense en 2030 y todavía alrededor del 75% en 2040.


Nuestra sociedad, cada vez más electrificada, electrónica e impulsada por los datos, demanda cada vez más energía de base fiable, es decir, electricidad disponible 24 horas al día, 7 días a la semana, 365 días al año. Los servidores nunca duermen, ni tampoco el aire acondicionado durante las noches calurosas, y en las megaciudades asiáticas los metros y trenes eléctricos sólo duermen breves siestas entre medianoche y las 5 de la mañana.


Las centrales eléctricas que queman carbón o gas natural o fisionan uranio pueden funcionar toda la noche, o todo el invierno, para suministrar energía de base, y los reactores nucleares funcionan aproximadamente el 90% del tiempo. No así las turbinas eólicas: sólo generan electricidad mientras sopla un viento suficientemente fuerte (y, por tanto, funcionan entre el 25% y el 35% de las horas disponibles al año).


La generación solar fotovoltaica alcanza su punto máximo hacia el mediodía con cielos despejados y deja de hacerlo más tarde. Tanto el viento como el sol experimentan importantes bajones estacionales. Por ejemplo, las llanuras del norte son la región más ventosa de Estados Unidos, pero en invierno -cuando más se necesita la electricidad por el frío y los días cortos- el aire ártico forma células de alta presión semiestacionarias que producen bajas temperaturas y vientos en calma.


La única forma de contrarrestar estas bajas eólicas y solares de larga duración es almacenar la electricidad generada durante los días soleados y ventosos, lo que implica un almacenamiento masivo a escala de red. Nuestras baterías son cada vez mejores, pero el único almacenamiento masivo de electricidad disponible comercialmente (a escala de gigavatios) sigue siendo una técnica del siglo XIX que se utilizó comercialmente por primera vez en la década de 1890: bombear agua a un embalse de montaña con electricidad nocturna más barata, y luego liberarla durante las horas de mayor demanda diaria. (Esta práctica da lugar a una pérdida neta de energía de alrededor del 25% y, obviamente, no puede utilizarse en regiones llanas). Más que cualquier otra cosa, el almacenamiento de la electricidad es el avance técnico clave necesario para que las nuevas energías renovables se hagan con una parte sustancial de la energía primaria en las economías modernas con gran consumo de electricidad, pero el progreso será, como ha sido, lento e incremental.

Una batería de Tesla que pesa 1.000 libras requiere extraer y procesar 500.000 libras de materiales - aquí

Estados Unidos tiende a asumir que los innovadores al estilo de Silicon Valley pueden impulsar cambios rápidos y transformadores, pero incluso los aspirantes a amos del universo de Silicon Valley han descubierto que las transiciones energéticas están sujetas a plazos y limitaciones técnicas que desafían su alcance. Google lanzó su proyecto "Energía limpia 2030" en octubre de 2008, con el objetivo de eliminar el uso de carbón y petróleo para la generación de electricidad en Estados Unidos para 2030, y reducir el uso de petróleo para automóviles en un 44%. Se abandonó por completo en noviembre de 2011.


Elon Musk, el empresario al que algunos medios estadounidenses han proclamado como un hombre con más inventiva que Edison, fabrica coches eléctricos muy elogiados, pero Tesla cerró 2014 con nuevas pérdidas tras vender sólo 17.300 vehículos en un mercado de 16,5 millones de unidades, lo que supone una cuota del 0,1 por ciento del mercado automovilístico estadounidense (Nota de Climaterra: a continuación se muestran los datos para 2022). Obviamente, pasarán muchos años antes de que Tesla se convierta en algo más que una curiosidad del mercado.


Fuente: Marca - El mercado automovilístico estadounidense ha cerrado el año 2022 en negativo. Las ventas de coches en Estados Unidos han contabilizado un total de 13.222.627 unidades. De ese total los coches eléctricos




¿Cuál es entonces el mejor camino a seguir? No una única ruta, sino una combinación de avances.


En primer lugar, incluso después de más de un siglo de mejoras, todas las conversiones de combustibles fósiles pueden hacerse sustancialmente más eficientes y funcionar con menor impacto ambiental. Pero estas soluciones deben ir más allá de los propios convertidores: ya disponemos de hornos de gas natural con una eficiencia del 97%, pero sólo pueden aprovecharse todas sus ventajas en casas superaisladas con ventanas triples; y las ventajas de unos motores de automóvil más limpios y eficientes se verán en gran medida anuladas mientras la gente conduzca todoterrenos cada vez más masivos.


En segundo lugar, el desarrollo deseable de nuevas energías renovables no debe guiarse por preferencias ilusorias y objetivos arbitrarios (30% de generación eólica para 2030), sino que debe avanzar a un ritmo decidido pero medido que garantice beneficios duraderos.


Indice de Desarrollo Humano vs Consumo energético en Gigajulios

En tercer lugar, por debajo (o por encima) de todo esto está la cuestión fundamental de para qué sirve el uso de la energía. Si es para permitir vidas largas, sanas y productivas en sociedades seguras y solidarias, entonces Estados Unidos no ha hecho un buen trabajo. El consumo de energía per cápita de Estados Unidos es casi el doble que el de Alemania, Francia o Japón, pero sus logros en sanidad y educación y su satisfacción subjetiva con la vida no duplican los de la UE o Japón: de hecho, en muchas de estas mediciones Estados Unidos ni siquiera figura entre los 20 primeros países del mundo. Utilizar más energía, aunque sea de forma más eficiente y con menores efectos medioambientales específicos mediante el despliegue de nuevas técnicas de conversión, es poco probable que cambie la suerte del país - pero no se ha considerado seriamente cómo utilizar menos, mucho menos. De hecho, tal sugerencia parece totalmente subversiva y poco americana por excelencia.




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