ENERGIAS
RENOVABLES
Las energías renovables
solucionarán muchos de los problemas ambientales, como el cambio
climático, los residuos radiactivos, las lluvias ácidas y la
contaminación atmosférica. Pero para ello hace falta voluntad política
y dinero. En 2003 el consumo mundial de energía superó los 10.500
millones de toneladas equivalentes de petróleo (Mtep): 2.400 Mtep de
carbón, 3.600 Mtep de petróleo, 2.300 Mtep de gas natural, 610
Mtep de nuclear, 590 Mtep de hidroeléctrica y cerca de 950 Mtep de
biomasa, fundamentalmente leña, y cantidades aún pequeñas
de geotermia, solar y eólica. La producción,
transformación y consumo final de tal cantidad de energía es la
causa principal de la degradación ambiental. El consumo está muy
desigualmente repartido, pues los países de la OCDE, con el 15% de la
población mundial, consumen el 60% de la energía, factor este
último a tener en cuenta a la hora de repartir responsabilidades de la
crisis ambiental. El consumo de energía primaria en España ha
pasado de 88 Mtep en 1990 a 132,6 Mtep en el año 2003 (un 50,7% de
aumento), año en el que la dependencia energética alcanzó
el 78%, a pesar de que en la producción nacional se incluye por razones
metodológicas muy discutibles la energía nuclear. Si se cumplen las
previsiones del anterior gobierno del PP las emisiones de dióxido de
carbono de origen energético aumentarán un 58% entre 1990 y 2010,
en el escenario más favorable, lo que hace matemáticamente
imposible cumplir el Protocolo de Kioto.
La producción, transformación y uso final de tal
cantidad de energía también en España es la causa
principal de la degradación ambiental: 9 centrales nucleares en
funcionamiento y una cerrada definitivamente, un grave problema de residuos
radiactivos sin resolver, cerca de un millar de embalses que han anegado de
forma irreversible 3.000 kilómetros cuadrados, y las emisiones de gases
de invernadero, que representan el 77,73% del total. Además se emiten
2,4 millones de toneladas de dióxido de azufre y 1,3 millones de toneladas
de óxidos de nitrógeno. Al ritmo actual de extracción, las reservas estimadas de
carbón durarán 1.500 años, las de gas natural 120 y las de
petróleo no menos de 60 años. La mejora de las tecnologías
de extracción incrementará la duración de las reservas, al
acceder a las zonas marítimas profundas. No existe un problema de
agotamiento de los combustibles fósiles en un horizonte inmediato,
aunque el consumo actual es 100.000 veces más rápido que su
velocidad de formación; la verdadera cuestión es la de los
sumideros, como la atmósfera, donde se acumula el dióxido de
carbono y otros gases de invernadero, con el subsiguiente calentamiento. Los
altos precios del petróleo agravan la situación, aunque conviene
recordar que son muy inferiores a los de 1980, año en que se
llegó a 80 dólares el barril a precios actuales, pasando el
dólar de entonces al de hoy, teniendo en cuenta la inflación.
La grave crisis ambiental, el
agotamiento de los recursos y los desequilibrios entre el Norte y el Sur, son
factores que obligan a acometer una nueva política energética. A
corto plazo la prioridad es incrementar la eficiencia energética, pero
ésta tiene unos límites económicos y
termodinámicos, por lo que a más largo plazo sólo el
desarrollo de las energías renovables permitirá resolver los
grandes retos del futuro. Las energías renovables son la única
solución sostenible, y la energía nuclear, de fisión o
fusión, sólo agravaría la situación y conducen a un
camino sin salida, de proliferación nuclear y generación de
residuos radiactivos.
¿Qué son las
energías renovables?
Bajo la denominación de
energías renovables, alternativas o blandas, se engloban una serie de
fuentes energéticas que a veces no son nuevas, como la leña o las
centrales hidroeléctricas, ni renovables en sentido estricto
(geotermia), y que no siempre se utilizan de forma blanda o descentralizada, y
su impacto ambiental puede llegar a ser importante, como los embalses para usos
hidroeléctricos o los monocultivos de biocombustibles. Actualmente
suministran un 20% del consumo mundial (las estadísticas no suelen
reflejar su peso real), siendo su potencial enorme, aunque dificultades de todo
orden han retrasado su desarrollo en el pasado.
Con la excepción de la
geotermia, la totalidad de las energías renovables derivan directa o
indirectamente de la energía solar. Directamente en el caso de la luz y
el calor producidos por la radiación solar, e indirectamente en el caso
de las energías eólica, hidráulica, mareas, olas y
biomasa, entre otras. Las energías renovables, a lo largo de la historia
y hasta bien entrado el siglo XIX, han cubierto la práctica totalidad de
las necesidades energéticas del hombre. Sólo en los
últimos cien años han sido superadas, primero por el empleo del
carbón, y a partir de 1950 por el petróleo y en menor medida por
el gas natural. La energía nuclear, con 441 centrales nucleares en 2003,
con una potencia instalada de 360 GW, cubre una parte insignificante del
consumo mundial, y a pesar de algunas previsiones optimistas, su papel será
siempre marginal.
Aún hoy, para más
de dos mil millones de personas de los países del Sur, la principal
fuente energética es la leña, afectada por una auténtica
crisis energética, a causa de la deforestación y del rápido
crecimiento demográfico. La biomasa, y fundamentalmente la leña,
suministra un 14% del consumo mundial, cifra que en los países del Sur
se eleva al 35% globalmente, aunque en Tanzania llega al 90% y en India supera
el 50%; en el país más rico, Estados Unidos, representa el 4% del
consumo global, porcentaje superior al de la energía nuclear, en la
Unión Europea el 3,7% y en España el 3%. En 1999 se aprobó
el Plan de Fomento de las Energías Renovables en España, donde se
establecían los objetivos para el año 2010. Dado el desarrollo
actual, el Plan no se cumplirá, aunque el IDAE ha revisado al alza los
objetivos e intenta crear las condiciones que permitan recuperar el tiempo
perdido. Las energías renovables en el año 2003 representaron el
6% del consumo de energía primaria, cifra muy alejada del 12% que se
quiere alcanzar en 2010. El Plan de 1999 y la Directiva 2001/77/CE
prevén producir el 29,4% del total de la electricidad en 2010 con
renovables.
El sol sale para todos
La energía solar absorbida
por la Tierra en un año es equivalente a 20 veces la energía
almacenada en todas las reservas de combustibles fósiles en el mundo y
diez mil veces superior al consumo actual. El sol es la única fuente de
materia orgánica y de energía vital de la Tierra, y aunque a
veces nos pasa desapercibido, ya hoy estamos utilizando masivamente la
energía solar, en forma de alimentos, leña o energía
hidroeléctrica. Los mismos combustibles fósiles, cuya quema
está en el origen del deterioro ambiental, no son otra cosa que energía
solar almacenada a lo largo de millones de años. La fotosíntesis
es hoy el empleo más importante de la energía solar, y la
única fuente de materia orgánica, es decir, de alimentos y
biomasa. Aunque todas las fuentes energéticas, salvo la geotermia y la
nuclear, proceden del sol, en la acepción actual el término solar
tiene un significado restringido al empleo directo de la energía del
sol, ya sea en forma de calor o de luz. El sol sale para todos cada día
y seguirá enviándonos asombrosas cantidades de calor y de energía,
ajeno al aprovechamiento que podamos hacer de ella. Su mayor virtud es
también su mayor defecto, al tratarse de una forma de energía
difusa y poco concentrada, y de ahí las dificultades que entraña
el aprovechamiento directo de la radiación solar, en una sociedad en la
que el consumo de energía se concentra en unas pocas fábricas
industriales y grandes metrópolis.
La distribución de la radiación solar registra
grandes variaciones geográficas, pues va desde dos kWh por m2 y
día en el norte de Europa a 8 kWh por m2 en el desierto del Sahara.
Igualmente importantes son las variaciones diarias y estacionales de la
radiación solar, y sus dos componentes, la radiación directa y la
difusa. La radiación directa es la recibida del sol cuando el cielo
está despejado, y la difusa la que resulta de reflejarse en la
atmósfera y las nubes. Algunos equipos utilizan ambas, y otros
sólo la directa, como es el caso de las centrales de torre. El aprovechamiento de la energía
solar puede ser indirecto, a través del viento (eólica) y la
evaporación del agua (hidráulica), entre otras formas, o directo,
mediante la captación térmica activa o pasiva y merced a la
captación fotónica. Ejemplo de esta última es la
captación fotoquímica que realizan las plantas, y el efecto
fotoeléctrico, origen de las actuales células fotovoltaicas.
Los únicos impactos
negativos se podrían dar en el caso hipotético de grandes
centrales solares en el espacio, y en menor medida en las centrales de torre
central, debido al empleo en éstas de sustancias potencialmente contaminantes,
utilizadas para la acumulación y transmisión del calor. Otro
posible efecto es el uso del territorio, debido a las grandes superficies
requeridas, aunque un país como España podría resolver
todas sus necesidades de electricidad con apenas 1.000 km2, el 0,2 % de su
territorio.
Hidrógeno
La producción de
hidrógeno es un proceso aún inmaduro tecnológicamente y
costoso, por lo que se requerirán enormes inversiones en
investigación. Cuando se llegue a producir hidrógeno
comercialmente, dentro de 10 o 20 años, y a partir de factores tan
abundantes como son el agua y la energía solar y eólica, los
problemas energéticos y ambientales quedarán resueltos, pues el
hidrógeno, a diferencia de otros combustibles, no es contaminante. El
hidrógeno se produce por electrólisis, proceso que requiere
grandes cantidades de electricidad, la cual puede obtenerse merced a las
células fotovoltaicas y a los aerogeneradores, almacenando de esta forma
la energía solar y eólica. En cualquier caso en las próximas
décadas entraremos en una economía basada en el hidrógeno
como combustible secundario o vector energético; su combustión
apenas contamina. La energía primaria para su obtención
será la solar y la eólica, y la conversión se hará
en pilas de combustible, lo que supondrá una gran revolución.
Hacia el año 2020 se espera que la mayor parte de los vehículos
funcionen con pilas de combustible.
Desde la antigua Grecia a hoy
El uso pasivo de la
energía solar se inició en un pasado muy lejano. En la antigua
Grecia Sócrates señaló que la casa ideal debería
ser fresca en verano y cálida en invierno, explicando que "en las
casas orientadas al sur, el sol penetra por el pórtico en invierno,
mientras que en verano el arco solar descrito se eleva sobre nuestras cabezas y
por encima del tejado, de manera que hay sombra". En la época de
los romanos, la garantía de los derechos al sol quedó incorporada
en la ley romana, y así, el Código de Justiniano, recogiendo
códigos anteriores, señalaba que "si un objeto está
colocado en manera de ocultar el sol a un heliocaminus, debe afirmarse que tal
objeto crea sombra en un lugar donde la luz solar constituye una absoluta
necesidad. Esto es así en violación del derecho del heliocaminus
al sol". Arquímedes, 212 años antes de
Cristo, según la leyenda, utilizó espejos incendiarios para
destruir los barcos romanos que sitiaban Siracusa. Roger Bacon, en el siglo
trece, propuso al Papa Clemente IV el empleo de espejos solares en las
Cruzadas, pues "este espejo quemaría ferozmente cualquier cosa
sobre la que se enfocara. Debemos pensar que el Anticristo utilizará
estos espejos para incendiar ciudades, campos y armas". En 1839, el
científico francés Edmund Becquerel descubre el efecto
fotovoltaico y en 1954 la Bell Telephone desarrolla las primeras células
fotovoltaicas, aplicadas posteriormente por la NASA a los satélites
espaciales Vanguard y Skylab, entre otros.
La llamada arquitectura
bioclimática, heredera del saber de la arquitectura popular, es la
adaptación de la edificación al clima local, reduciendo considerablemente
el gasto en calefacción y refrigeración, respecto a la actual
edificación. Es posible conseguir, con un consumo mínimo,
edificios confortables y con oscilaciones de temperatura muy pequeñas a
lo largo del año, aunque en el exterior las variaciones
climáticas sean muy acusadas. El diseño, la orientación,
el espesor de los muros, el tamaño de las ventanas, los materiales de
construcción empleados y el tipo de acristalamiento, son algunos de los
elementos de la arquitectura solar pasiva, heredera de la mejor
tradición arquitectónica. Inversiones que rara vez superan el
cinco por ciento del coste de la edificación, permiten ahorros
energéticos de hasta un 80% del consumo, amortizándose
rápidamente el sobrecoste inicial. El uso de la energía solar en
la edificación presupone la desaparición de una única
tipología constructiva, utilizada hoy desde las latitudes frías
del norte de Europa hasta el Ecuador. Si la vivienda no se construye adaptada
al clima, calentarla o refrigerarla siempre será un grave problema que
costará grandes cantidades de energía y dinero.
El colector solar
El colector solar plano,
utilizado desde principios de siglo para calentar el agua hasta temperaturas de
80 grados centígrados, es la aplicación más común
de la energía térmica del sol. Países como Alemania,
Austria, Japón, Israel, Chipre o Grecia han instalado varios millones de
unidades. Los elementos básicos de un colector solar plano son la
cubierta transparente de vidrio y una placa absorbente, por la que circula el
agua u otro fluido caloportador. Otros componentes del sistema son el
aislamiento, la caja protectora y un depósito acumulador. Cada metro
cuadrado de colector puede producir anualmente una cantidad de energía
equivalente a unos ochenta kilogramos de petróleo.
Las aplicaciones más
extendidas son la generación de agua caliente para hogares, piscinas,
hospitales, hoteles y procesos industriales, y la calefacción, empleos
en los que se requiere calor a bajas temperaturas y que pueden llegar a representar
más de una décima parte del consumo. A diferencia de las
tecnologías convencionales para calentar el agua, las inversiones
iniciales son elevadas y requieren un periodo de amortización
comprendido entre 5 y 7 años, si bien, como es fácil deducir, el
combustible es gratuito y los gastos de mantenimiento son bajos. Más
sofisticados que los colectores planos son los colectores de vacío y los
colectores de concentración, más caros, pero capaces de lograr
temperaturas más elevadas, lo que permite cubrir amplios segmentos de la
demanda industrial e incluso producir electricidad. Los colectores solares de
concentración lineal son espejos cilindroparabólicos, que
disponen de un conducto en la línea focal por el que circula el fluido
caloportador, capaz de alcanzar los 400 grados centígrados. Con tales
temperaturas se puede producir electricidad y calor para procesos industriales.
En Estados Unidos operan más de cien mil metros cuadrados de
concentradores lineales, y la empresa "Luz Internacional" instaló
en California seis centrales para producir electricidad, con una potencia de
354 MW eléctricos (1 MW=1.000 kW), y unos rendimientos satisfactorios.
El coste del kWh asciende a 15
céntimos de dólar, todavía superior al convencional, pero interesante
en numerosas zonas alejadas de la red de distribución que tengan buena
insolación. Las perspectivas son halagüeñas, a pesar de
algunos fracasos, como probó la quiebra de Luz en 1991 y su posterior
venta, y hoy hay varios proyectos en marcha en España e India, entre
otros países. El plan del gobierno prevé producir 180 ktep en el
año 2010 de solar termoeléctrica, con una potencia instalada de
sólo 200 megavatios y una producción de 458,9 GWh/año. Los
colectores puntuales son espejos parabólicos en cuyo foco se dispone un
receptor, en el que se produce el calentamiento del fluido de transferencia,
posteriormente enviado a una turbina centralizada, o se instala directamente un
motor. Las llamadas centrales solares de torre central consisten en numerosos
espejos de gran superficie (helióstatos) que, gracias a la
orientación constante, concentran la radiación solar en un
receptor de vapor situado en lo alto de una torre. El desarrollo de
helióstatos de bajo coste, utilizando nuevos materiales como el poliéster,
la fibra de vidrio o las membranas tensionadas de fibra de grafito y receptores
más fiables y eficientes, abre nuevas posibilidades al empleo de la
energía solar para la obtención de electricidad. En España
queda mucho por hacer en energía solar. Mientras que en el año
2002 sólo teníamos 522.561 metros cuadrados de colectores
solares, en Alemania, con mucho menos sol y menos superficie,
¡tenían 3.365.000 metros cuadrados ya en 2000! En Grecia
tenían 2.460.000 metros cuadrados y en Austria 2.170.000 metros
cuadrados. Los objetivos son llegar a 336 ktep en 2010, instalando un total de
4.500.000 metros cuadrados adicionales. Las nuevas normativas municipales, que
obligan a instalar colectores solares en todas las viviendas de nueva
construcción o grandes rehabilitaciones, permitirán relanzar un
mercado con enorme futuro. La demanda potencialmente atendible con colectores
solares planos asciende a 6,1 Mtep.
Células solares
La producción de
electricidad a partir de células fotovoltaicas es aún seis veces
más cara que la obtenida en centrales de carbón, pero hace tan
sólo dos décadas era veinte veces más. En 1960 el coste de
instalar un solo vatio de células fotovoltaicas, excluyendo las
baterías, transformadores y otros equipos auxiliares, ascendía a
2.000 dólares; en 1975 era ya sólo 30 dólares y en 2004 va
de 2,62 dólares a 4,25, dependiendo de la cantidad y el tipo de
instalación. Si en 1975 el kWh costaba más de 7 euros, el precio
actual está entre 0,3 y 0,6 euros, lo que permite que el empleo de
células fotovoltaicas para producir electricidad en lugares alejados de
las redes de distribución ya compita con las alternativas existentes,
como generadores eléctricos a partir del petróleo.
Hoy, en Estados Unidos la
producción de un kWh cuesta de 4 a 8 céntimos de dólar en
una central de carbón, de 4 a 6 en los parques eólicos, de 5 a 10
en una de petróleo, de 12 a 15 en una central nuclear y de 25 a 40
céntimos utilizando células fotovoltaicas. En los próximos
años se espera reducir el coste del kWh a 12 céntimos de euro
antes de 2010 y a 4 céntimos para el año 2030. Claro que en los
costes anteriores no se incluyen los resultados del deterioro causado al
ambiente por las distintas maneras de producir la electricidad. El
efecto fotovoltaico, descubierto por Becquerel en 1839, consiste en la
generación de una fuerza electromotriz en un dispositivo semiconductor,
debido a la absorción de la radiación luminosa. Las
células fotovoltaicas convierten la energía luminosa del sol en
energía eléctrica, con un único inconveniente: el coste
económico todavía muy elevado para la producción
centralizada. Sin embargo,
las células fotovoltaicas son ya competitivas en todos aquellos lugares
alejados de la red y con una demanda reducida, como aldeas y viviendas sin
electrificar, repetidores de televisión, balizas, agricultura, faros,
calculadoras y otros bienes de consumo. A lo largo de toda la década el
mercado fotovoltaico creció a ritmos anuales superiores al 40%, y ya hay
más de 2.500 megavatios instalados en todo el mundo. Se calcula que
deberán instalarse aún otros 85.000 MWp, invirtiendo unos 50.000
millones de euros, para conseguir que la fotovoltaica sea competitiva en el
mercado, lo que implica un precio de 1 euro por vatio. Para obtener una reducción
del 20% del precio, se debe duplicar la producción, según la
curva de experiencia o de aprendizaje.
Actualmente la mayoría de
las células fotovoltaicas son de silicio monocristalino de gran pureza,
material obtenido a partir de la arena, muy abundante en la naturaleza. La
purificación del silicio es un proceso muy costoso, debido a la
dependencia del mercado de componentes electrónicos, que requiere una
pureza (silicio de grado electrónico) superior a la requerida por las
células fotovoltaicas. La obtención de silicio de grado solar,
directamente del silicio metalúrgico, cuya pureza es del 98%,
abarataría considerablemente los costes, al igual que la
producción de células a partir del silicio amorfo u otros
procedimientos, hoy en avanzado estado de investigación y cuyos resultados
pueden ser decisivos en la próxima década. La multinacional BP
produce células de alto rendimiento en su fábrica de Madrid, la denominada Saturno. El apoyo institucional, abriendo
nuevos mercados, puede acortar el tiempo necesario para la plena competitividad
de las células fotovoltaicas. La superficie ocupada no plantea
problemas. En el área mediterránea se podrían producir 90
millones de kWh anuales por kilómetro cuadrado de superficie cubierta de
células fotovoltaicas, y antes del año 2010, con los rendimientos
previstos, se alcanzarán los 150 millones de kWh por km2. Por lo que se
refiere al almacenamiento, la producción de hidrógeno por
electrólisis y su posterior empleo para producir electricidad u otros
usos, puede ser una óptima solución.
El objetivo del gobierno era
tener instalados 143,7 MWp (megavatios pico) en el año 2010, de ellos
135 MWp nuevos, de los que 61 MWp deberían instalarse antes de 2006 (el
15% en instalaciones aisladas y el 85% en instalaciones conectadas a la red).
Entre 1998 y 2001 se instalaron sólo 6,9 MWp. Mientras en Alemania
tenían 87,5 MWp (siete veces más que en España), gracias
al programa 100.000 tejados solares, que prevé instalar 300 MWp entre
1999 y 2004. Incluso Holanda, con poco sol y superficie, tenía
más potencia instalada (12,2 MWp). El precio del kWh fotovoltaico, con
las primas, asciende a 0,397 euros (máximo) y a 0,217 euros
(mínimo), frente a 0,72 y 0,35 en Austria, 0,48 en Alemania y 0,39 y
0,23 en Portugal.
En España se fabricaron
50,85 MWp de células fotovoltaicas en 2002 (el 36% de la
producción europea), destinados en casi un 90% a la exportación.
Los dos mayores fabricantes son Isofotón y BP Solar, aunque en el sector
operan 182 empresas, que emplean a más de 4.000 personas. Los precios de
los módulos fotovoltaicos se han reducido mucho, desde 7,76 euros/Wp en
1990 a 3,3 euros/Wp en 2000. En España, con una radiación solar
diaria superior en la casi totalidad del territorio a 4 kWh por metro cuadrado,
el potencial es inmenso. Sólo en los tejados de las viviendas
españolas se podrían producir anualmente 180 TWh. En el mundo,
según el informe ?Solar Generation? de la Asociación de la
Industria Fotovoltaica Europea y Greenpeace, se debería llegar a 276 TWh
en el año 2020, con unas inversiones anuales de 75.000 millones de
euros.
Ríos de energía
La energía
hidroeléctrica se genera haciendo pasar una corriente de agua a
través de una turbina. La electricidad generada por una caída de
agua depende de la cantidad y de la velocidad del agua que pasa a través
de la turbina, cuya eficiencia puede llegar al 90%. El aprovechamiento
eléctrico del agua no produce un consumo físico de ésta,
pero puede entrar en contradicción con otros usos agrícolas o de
abastecimiento urbano, y sobre todo, las grandes centrales tienen un gran
impacto ambiental. Las centrales hidroeléctricas en sí mismas no
son contaminantes; sin embargo, su construcción produce numerosas
alteraciones del territorio y de la fauna y flora: dificulta la
migración de peces, la navegación fluvial y el transporte de
elementos nutritivos aguas abajo, provoca una disminución del caudal del
río, modifica el nivel de las capas freáticas, la
composición del agua embalsada y el microclima, y origina el
sumergimiento de tierras cultivables y el desplazamiento forzado de los
habitantes de las zonas anegadas. En la mayoría de los casos es la forma
más barata de producir electricidad, aunque los costes ambientales no
han sido seriamente considerados.
El potencial eléctrico
aún sin aprovechar es enorme. Apenas se utiliza el 17% del potencial a
nivel mundial, con una gran disparidad según los países. Europa
ya utiliza el 60% de su potencial técnicamente aprovechable. Los
países del tercer mundo solamente utilizan del 8% de su potencial
hidráulico. En España el potencial adicional técnicamente
desarrollable podría duplicar la producción actual, alcanzando
los 65 TWh anuales, aunque los costes ambientales y sociales serían
desproporcionados. Las minicentrales hidroeléctricas causan menos
daños que los grandes proyectos, y podrían proporcionar
electricidad a amplias zonas que carecen de ella. El Plan de Fomento fija como
objetivo 720 nuevos MW, hasta alcanzar los 2.230 MW. Entre 1998 y 2001 se han
puesto en funcionamiento 95,4 MW, por lo que al ritmo actual no se alcanzará
el objetivo, a causa sobre todo de las barreras administrativas y el impacto
ambiental. En el año 2001 la potencia de las centrales
hidráulicas con menos de 10 MW ascendió a 1.607,3 MW y la
producción llegó a 4.825 GWh, y en la gran hidráulica la
potencia fue de 16.399,3 MW y la producción fue de 39.014 GWh. Hay que
recordar que el año 2001 fue excepcional, pues llovió mucho
más de lo usual.
Energía eólica
La energía eólica
es una variante de la energía solar, pues se deriva del calentamiento
diferencial de la atmósfera y de las irregularidades de relieve de la
superficie terrestre. Sólo una pequeña fracción de la
energía solar recibida por la Tierra se convierte en energía
cinética del viento y sin embargo ésta alcanza cifras enormes,
superiores en varias veces a todas las necesidades actuales de electricidad. La
energía eólica podría proporcionar cinco veces más
electricidad que el total consumido en todo el mundo, sin afectar a las zonas
con mayor valor ambiental. La potencia que se puede obtener con un generador
eólico es proporcional al cubo de la velocidad del viento; al duplicarse
la velocidad del viento la potencia se multiplica por ocho, y de ahí que
la velocidad media del viento sea un factor determinante a la hora de analizar
la posible viabilidad de un sistema eólico. La energía
eólica es un recurso muy variable, tanto en el tiempo como en el lugar,
pudiendo cambiar mucho en distancias muy reducidas. En general, las zonas
costeras y las cumbres de las montañas son las más favorables y
mejor dotadas para el aprovechamiento del viento con fines energéticos.
La conversión de la
energía del viento en electricidad se realiza por medio de
aerogeneradores, con tamaños que abarcan desde algunos vatios hasta los
5.000 kilovatios (5 MW). Los aerogeneradores se han desarrollado intensamente
desde la crisis del petróleo en 1973, habiéndose construido desde
entonces más de 150.000 máquinas. La capacidad instalada era de
40.000 MW en 2003, concentrada en Alemania, España, Estados Unidos y
Dinamarca. En 2004 ya es competitiva la producción de electricidad en
los lugares donde la velocidad media del viento supera los 4 metros por
segundo. Se espera que dentro de unos pocos años también las
máquinas grandes instaladas en el mar lleguen a ser rentables. La energía
eólica no contamina y su impacto ambiental es muy pequeño
comparado con otras fuentes energéticas. De ahí la necesidad de
acelerar su implantación en todas las localizaciones favorables, aunque
procurando reducir las posibles repercusiones negativas, especialmente en las
aves y en el paisaje, en algunas localizaciones.
El carbón, y
posteriormente la electricidad, dieron al traste con el aprovechamiento del
viento hasta la crisis energética de 1973, año en que suben
vertiginosamente los precios del petróleo y se inicia el renacimiento de
una fuente cuya aportación en las próximas décadas, puede
llegar a cubrir el 20 por ciento de las necesidades mundiales de electricidad
sin cambios en la gestión de la red de distribución. En el
año 2004 la potencia eólica en España superará los
7.000 MW. El precio del kWh en España era de 0,0628 euros en el sistema
de precios fijo o de 0,066 del pool más incentivo (0,037 del llamado
precio pool y 0,0289 de compensaciones), frente a los 0,09 de Alemania, y es
uno de los más bajos de la Unión Europea, pero el sistema de
apoyo al precio ha demostrado su eficacia en Alemania y en España. Desde
1996 a 2002 el precio de la tarifa eólica para los productores acogidos
al Real Decreto 2366/94 ha bajado un 36,94%. Los costes de la eólica son
ya competitivos con los de las energías convencionales: unos 900 euros
el KW instalado. En el año 2010 en España llegamos a 20.000 MW, y
en el año 2040 podemos llegar sin problemas a 100.000 MW, produciendo
gran parte de la electricidad que consumimos, y también
hidrógeno, pero para ello se deben superar ciertas dificultades para
integrar la eólica en la red eléctrica, y superar la
oposición irracional a los nuevos parques eólicos. Cada kWh
eólico permitiría ahorrar un kilogramo de CO2, entre otras
sustancias contaminantes. La eólica es la manera más
económica de reducir las emisiones contaminantes y avanzar hacia la
sostenibilidad.
Energía geotérmica
El gradiente térmico
resultante de las altas temperaturas del centro de la Tierra (superiores a los
mil grados centígrados), genera una corriente de calor hacia la
superficie, corriente que es la fuente de la energía geotérmica.
El valor promedio del gradiente térmico es de 25 grados
centígrados por cada kilómetro, siendo superior en algunas zonas
sísmicas o volcánicas. Los flujos y gradientes térmicos
anómalos alcanzan valores máximos en zonas que representan en
torno a la décima parte de las tierras emergidas: costa del
Pacífico en América, desde Alaska hasta Chile, occidente del
Pacífico, desde Nueva Zelanda a Japón, el este de África y
alrededor del Mediterráneo. El potencial geotérmico almacenado en
los diez kilómetros exteriores de la corteza terrestre supera en 2.000
veces a las reservas mundiales de carbón. La explotación
comercial de la geotermia, al margen de los tradicionales usos termales,
comenzó a finales del siglo XIX en Lardarello (Italia), con la
producción de electricidad. Hoy son ya 22 los países que generan
electricidad a partir de la geotermia, con una capacidad instalada de unos
8.000 MW, equivalente a ocho centrales nucleares de tamaño grande.
Estados Unidos, Filipinas, México, Italia y Japón, en este orden,
son los países con mayor producción geotérmica.
Actualmente, una profundidad de perforación de 3.000 metros
constituye el máximo económicamente viable; otra de las
limitaciones de la geotermia es que las aplicaciones de ésta,
electricidad o calor para calefacciones e invernaderos, deben encontrarse en
las proximidades del yacimiento en explotación. La geotermia puede
llegar a causar algún deterioro al ambiente, aunque la
reinyección del agua empleada en la generación de electricidad
minimiza los posibles riesgos. Los
países con mayores recursos, en orden de importancia, son China, Estados
Unidos, Canadá, Indonesia, Perú y México. El potencial
geotérmico español es de 600 ktep anuales,
según una estimación muy conservadora del Instituto Geominero de
España. Para el año 2010 se pretende llegar a las 150 Ktep. Los
usos serían calefacción, agua caliente sanitaria e invernaderos,
no contemplándose la producción de electricidad.
Biomasa
La utilización de la
biomasa es tan antigua como el descubrimiento y el empleo del fuego para
calentarse y preparar alimentos, utilizando la leña. Aún hoy, la
biomasa es la principal fuente de energía para usos domésticos
empleada por más de 2.000 millones de personas en el Tercer Mundo. Los
empleos actuales son la combustión directa de la leña y los
residuos agrícolas y la producción de alcohol como combustible
para los automóviles en Brasil. Los recursos potenciales son ingentes,
superando los 120.000 millones de toneladas anuales, recursos que en sus dos
terceras partes corresponden a la producción de los bosques. ¿Es
la biomasa una energía alternativa? A lo largo y ancho del planeta el
consumo de leña está ocasionando una deforestación
galopante. En el caso del Brasil se ha criticado el empleo de gran cantidad de
tierras fértiles para producir alcohol que sustituya a la gasolina en
los automóviles, cuando la mitad de la población de aquel
país está subalimentada. Por otra parte, la combustión de
la biomasa es contaminante. En el caso de la incineración de basuras, la
combustión emite contaminantes, algunos de ellos cancerígenos y
disruptores hormonales, como las dioxinas. También es muy discutible el
uso de tierras fértiles para producir energía en vez de
alimentos, tal y como se está haciendo en Brasil, o el empleo de
leña sin proceder a reforestar las superficies taladas.
En España actualmente el
potencial energético de los residuos asciende a 26 Mtep, para una
cantidad que en toneladas físicas supera los 180 millones: 15 millones
de toneladas de Residuos Sólidos Urbanos con un potencial de 1,8 Mtep,
12 millones de toneladas de lodos de depuradoras, 14 millones de t de residuos
industriales (2,5 Mtep), 17 Mt de residuos forestales (8,1 Mtep), 35 Mt de
residuos agrícolas (12,1 Mtep), 30 Mt de mataderos y 65 Mt de residuos
ganaderos (1,3 Mtep). El reciclaje y la reutilización de los residuos
permitirán mejorar el medio ambiente, ahorrando importantes cantidades
de energía y de materias primas, a la vez que se trata de suprimir la
generación de residuos tóxicos y de reducir los envases. La
incineración no es deseable, y probablemente tampoco la
producción de biocombustibles, dadas sus repercusiones sobre la
diversidad biológica, los suelos y el ciclo hidrológico. A
más largo plazo, el hidrógeno es una solución más
sostenible que el etanol y el metanol.
El Plan de Fomento de las
Energías Renovables en España prevé que la biomasa llegue
a 10.295 ktep. Hoy apenas llegamos a 3.600 ktep (incluyendo los biocarburantes
y el biogás), con un incremento ínfimo respecto a años
anteriores. Y las perspectivas no son mucho mejores. Con las políticas
actuales, en el año 2010 difícilmente se superará el 50%
de los objetivos del Plan (poco más de 5 Mtep), y tampoco se
debería hacer mucho más. Los restos de madera, como sostiene
ANFTA (Asociación Nacional de Fabricantes de Tableros), son demasiado
valiosos para ser quemados, pues constituyen la materia prima base de la industria
del tablero aglomerado y sólo debe quemarse como aprovechamiento
último, y España es muy deficitaria en restos de madera (se
importan más de 350.000 m3), y en madera en general (se importa
más del 50%). Además el CO2 se acumula en los tableros (cada
metro cúbico de tablero aglomerado fija 648 kg de CO2), mientras que la
quema lo libera, se genera más empleo en las zonas rurales, más
valor añadido y se producen muebles de madera al alcance de todos. El
reciclaje debe tener prioridad frente al uso energético y los
únicos residuos de madera que se deberían incinerar son las ramas
finas de pino, los restos de matorral, las cortezas y el polvo de lijado.
Los costes de extracción y
transporte de las operaciones de limpieza del monte para las plantas de biomasa
son de 0,16 euros por kg, a los que hay que añadir los de
almacén, cribado y astillado, secado, densificación y el coste
del combustible auxiliar. Hoy las centrales termoeléctricas de biomasa
no son viables económicamente, y además esos residuos también
son necesarios para el suelo (aporte de nutrientes, erosión).
MAS SOBRE ENERGIAS RENOVABLES
Internet
http://www.idae.es/
http://www.appa.es/
http://www.ciemat.es/
http://www.energias-renovables.com/
http://www.ehn.es/
http://www.eufores.es/
http://www.gamesa.es/
http://www.isofoton.es/
http://www.bpsolar.com/
www.erec-renewables.org/default.htm
Revistas
APPAINFO
Lasenergías.com
Eficiencia Energética y Energías Renovables, boletín del
IDAE. Números 1, 2, 3, 4, 5 y 6.
Energías Renovables
C.V. Revista internacional de energía y medio ambiente
Energética XXI
Era Solar
Tecnoambiente
Infopower
Tecnoenergía
Energía. Ingeniería Energética y Medioambiental
World Watch
Libros y estudios
*IDAE (1999). Plan de Fomento de
las Energías Renovables en España. Madrid.
*Ministerio de Economía (2002). Planificación de las redes de
transporte eléctrico y gasista 2002-2011. Madrid.
*ANFTA (Asociación Nacional de Fabricantes de Tableros) (2002). Restos
de madera: demasiado valiosos para ser quemados. Madrid.
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Deudney y C. Flavin: "Renewable energy: The power to Choose", New
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*Maycock, P.: Photovoltaic thecnology, perfomance, cost and market forecast. PV
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*ASIF (2003): Hacia un futuro con electricidad solar. Madrid.
© 2005 Javier de Lucas