Más técnicamente: La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma. Y en un sistema cerrado (aislado) la cantidad neta de energía permanece constante.

Algo es algo. Diría Milton Friedman el inefable: ¡Se lo dije! la cantidad neta de energía en nuestro planeta, considerado como un sistema cerrado, se conserva, y tras transformarla obteniendo capital y bienestar, sigue estando ahí, para volverla a transformar obteniendo más capital y más bienestar. Item más, la Tierra no es un sistema cerrado, ya que recibe energía electromagnética continuamente del Sol, que puede ser transformada, y radiaciones cósmicas que, aunque de momento no sabemos como transformarlas, ya sabremos hacerlo en algún momento, ya.

Pero Friedman no tenía ni idea de Física y seguramente había olvidado lo que le enseñaron en el bachillerato, en particular que hay varias formas de energía. Básicamente dos: energía potencial y energía cinética. Hoy día y a ciertos efectos, conviene añadir una tercera, que llamamos energía residual (waste energy, en la lengua del imperio). Una forma de energía cinética dispersa a nivel atómico-molecular (energía térmica), difícilmente aprovechable a no ser que se encuentre muy concentrada (y por tanto, no merecedora del calificativo “residual”).

La energía cinética es la forma de la energía en acción.

La energía potencial la constituyen las formas de energía latente que “esperan” ser puestas en acción rindiendo trabajo. Ejemplo: el agua a una cierta altura en un embalse posee una energía potencial de tipo gravitatorio que al caer pone en acción una turbina o un alternador, que a su vez se "almacena" como energía eléctrica (en este esquema simple, otra forma de energía potencial, forma idónea para su distribución) que luego se distribuye por una red hasta un hogar o una fábrica donde se transformará en energía lumínica en una bombilla o en trabajo mecánico en un torno.

Otra forma de energía potencial es la “energía química”, asociada a la estructura química de una determinada sustancia (energía que en su momento fue necesaria para formar una determinada molécula, por ejemplo, de metano) y que puede ser liberada en otra forma de energía “aprovechable” mediante una reacción inducida (por ejemplo, la combustión de esa molécula de metano en una atmósfera de oxígeno).

La masa de una sustancia también “acumula” energía, en cantidades ingentes, como nos enseñó Albert Einstein (E=mc2). La energía que potencialmente “es capaz” de liberar un gramo de cualquier sustancia es de aproximadamente 2,5 millones de megavatios hora según la conocida fórmula citada. Este es el potencial de la llamada “energía nuclear”, pero en el mundo en que vivimos, de ese potencial sólo podemos aprovechar una insignificante cantidad, como veremos en un capítulo aparte. Nos queda hablar de lo que hemos llamado “energía residual”. En toda transformación energética, parte de la forma original de energía se “pierde” en forma de energía residual térmica (fricción en los ejes de una turbina disipando energía en forma de calor, calentamiento del aire en las proximidades de una bombilla o una caldera de vapor, etc, etc). Esto nos lleva al segundo principio:

En otras palabras, la energía que consumimos o aprovechamos de forma efectiva proviene de un consumo de una cantidad mayor de otra forma de energía.

Las funciones metabólicas también exigen un consumo de energía. En la función clorofílica, las plantas toman CO2 y O2 de la atmósfera y lo transforman en glucosa mediante la absorción de energía solar. La glucosa almacena así parte de la energía solar absorbida en forma de energía potencial química (contenida en ella), que, posteriormente, la planta, o un herbívoro tras su ingesta, metabolizará, transformándola así en otro tipo de energía o realizando trabajo mecánico. Pero en cada transformación, parte de la energía originariamente procedente del sol se habrá disipado.

Decíamos que Friedman no tenía ni p… idea de física, y aunque sus entendederas le sobraban para el primer principio de la termodinámica, y utilizarlo para extraer las conclusiones que quería, el segundo le resultaba un arcano, y seguramente no tuvo tiempo ni ganas de aprehenderlo. (Prefirió ganar dinero y palmaditas en la espalda haciendo de gurú neocón).

Tras esta larga digresión, vamos (otra vez) al grano: La disponibilidad de energía en este bendito planeta.

Pueden ustedes cuestionar las cifras que vamos a presentar. Si se quiere multiplicar o dividir por dos o por diez alguna de ellas (con sentidiño, ¿vale?) no cambiaría nada cualitativamente. Empecemos por las necesidades energéticas de la humanidad.

Dicen los antropólogos que un cazador-recolector ya requiere unas 5 Kcal/d (3 para nutrición y 2 para el mantenimiento del hogar), o sea, grosso modo 250 W. Si les damos crédito, una sociedad agrícola requiere un consumo energético por habitante de unas 26 Kcal/d (unos 1.300W) repartiéndose en 6 para necesidades nutricionales, 12 para hogar y comercio, 7 para usos industriales y agrícolas, y 1 para transporte. El homo faber ya requiere 77Kcal/d (aproximadamente 3.800W), 7 para nutrición, 32 para el hogar y el comercio, 24 para industria y agricultura, y 14 para transporte. Y para llegar a donde estamos, el homo tecnologicus necesita unas 230 Kcal/d (unos 11.000W) repartidas en 10 Kcal/d para nutrición, 66 para el hogar y actividades comerciales, 91 para usos industriales y agrícolas, y 63 para el transporte.

A fecha de hoy, entre los 6.500 millones de seres humanos que pueblan la Tierra, coexisten con nosotros, los "amitos blancos" (clase homo tecnologicus), colectividades de cazadores-recolectores, agrícolas, e industriales. Las desigualdades en el reparto de consumo energético son enormes entre distintos pueblos, pero para que tengan datos de otras fuentes, les contamos algunas cosas que apunta el informe International Energy Outlook 2005:

Si democratizásemos el consumo energético mundial a los 6.000 millones de habitantes actuales del planeta, nivelándolo al consumo estándar de los países desarrollados (pongamos 10 kilowatios por persona, para no complicarnos con las cuentas), resulta que a fecha de hoy habría que generar 10 kW/persona x 6x109 personas = 60 Terawatios: ¡Más de 6 veces la generación actual! Si para el año 2030 se cumplen las previsiones de crecimiento de población hasta los 9.000 millones de personas, incluso considerando que el consumo energético no crece, pero si los envidiosos tercermundistas siguen empeñándose en vivir como nosotros, ¡habría que multiplicar por diez la producción actual!

El combustible fósil más limpio es el metano. Y cada kilo de metano que quemamos supone la emisión de 2,75 kilos de CO2 (la combustión del metano responde a una reacción 2CH4 + 2O2 + calor => 2CO2 + 2H2O , esto es, cada mol de metano -16 gramos- da lugar a un mol de CO2 -44 gramos-). Según se alarga la cadena del hidrocarburo, crece su tasa de emisión de CO2, siendo de 3 para el butano y poco más para el propano. El octano es el combustible más energético del sistema en explotación (C8H10)…

James Lovelock (el papá de la hipótesis Gaia), un competente químico especialista en fenómenos atmosféricos, lo advierte:

No sería ningún drama cósmico, desde luego, pero a Vds. no les gustaría que le sucediese a sus tataranietos, ¿a que no? Aunque en los tataranietos se piensa tanto como en los tatarabuelos, ¿a que sí? Pues, a lo peor, no hay que esperar tanto.

¡Al fin llegamos a las “energías alternativas” y a las alternativas energéticas! Empecemos por las “energías alternativas”

La cuestión es, nuevamente, el maldito mercado, y el engaño continuado con el que los nuevos sectores emergentes, los nuevos lobbies de las “energías alternativas”, tratan de confundir a la opinión pública… o arrimar el ascua a su sardina.

Culpables también de este engaño, son nuestros gobiernos que no se toman realmente en serio este problema y proponen medidas cuyo único objetivo es acallar a la opinión pública. Por poner un ejemplo cercano, la Xunta de Galicia, anuncia el día 7 de Junio del presente año que Galicia reducirá 12 millones de toneladas de emisiones de CO2, para lo que invertirá 346,7 millones de euros y sólo tres días después, nos deja atónitos con la siguiente noticia: La Xunta planifica invertir 16.000 millones en carreteras hasta 2020.

Todos los informes encargados por las agencias supranacionales, nacionales o corporativas, hacen hincapié en la necesidad del fomento de las “energías alternativas”, pero no en la necesidad de una alternativa energética. Así, verán Vds, que algunos informes encargados por la CEE, distintos gobiernos de países tan variados como los EE.UU. o España, hablan de la energía eólica, la energía solar, los biocombustibles, incluso del revival de la alternativa nuclear, como “alternativas energéticas”

Empecemos por la última en salir a la palestra, y la más débil:

No hay que teclear mucho para mandar al cuerno esta primera alternativa. Se dice que la biomasa es una “energía renovable” y no contaminante. Dicen que es renovable porque su ciclo de producción es relativamente corto, que no contribuye a incrementar la cantidad de CO2 en la atmósfera porque, grosso modo, la cantidad de CO2 que emitiría la biomasa tras ser quemada en una central sería, poco más o menos, la cantidad de CO2 que habría fijado durante su cultivo. Esto es falazmente cierto.

En 2003, el biólogo Jeffrey Dukes (Universidad de Utah, EE.UU.) calculó que los combustibles fósiles que quemamos en ese año se formaron en tiempos prehistóricos a partir de materia orgánica "que contenía 44x1018 gramos de carbono, lo cual es más de 400 veces la productividad primaria neta de la biota actual del planeta". Puede verse un resumen de este trabajo aquí.

Para decirlo claramente, eso significa que en el año 2003 utilizamos el equivalente a cuatro siglos de plantas prehistóricas (incluyendo el fitoplancton). O que cada día usamos el equivalente en combustibles fósiles de toda la nueva materia vegetal que tarda más de un año en crecer sobre la tierra y los océanos.

También según este informe, se necesitan 98 toneladas de biomasa prehistórica, para obtener 4,87 Kg. de petróleo y convertirlo en un galón de gasolina.

Pero hablemos de biocombustibles. Cualquier planta interesante para la generación de biomasa tiene, en el mejor de los casos, un ciclo de crecimiento bianual (dos cosechas al año). Pero resulta que la cantidad de CO2 que ha fijado esa planta a lo largo de cuatro o seis meses de crecimiento, se quemaría en una central de generación en un minuto escaso. Y la demanda de energía es constante.

Con los llamados biocombustibles, bioetanol y biodiesel, pasa otro tanto de lo mismo: el ciclo de generación de biomasa susceptible de ser transformada en biocombustible es larguísimo comparado con su ciclo de transformación en energía (medio año frente a un minuto). Además, su proceso de producción conlleva emisiones adicionales de CO2 derivadas del consumo energético que requieren los procesos de roturación de tierras, abonado (incluyendo las emisiones derivadas del proceso industrial de producción de los abonos), cosechado y transformación. Pero todas estas consideraciones son pecata minuta:

Como consecuencia de la fabricación de biocombustibles (y gracias a las “gracias“ del “libre mercado” y la ley de la oferta y la demanda) asistimos a la subida de los precios del trigo, el maíz, la soja, etc. etc. A este respecto, voilà otra entrega de las prometidas Horror Stories del bueno del Profesor Bartlett:

Un inciso. El estudio en cuestión ha sido dirigido por R. Righelato y pueden leerlo ampliado aquí, aparte de consultarlo en Science. Les advertimos que la reseña de “Público” es meramente periodística. Y los periodistas, ya se sabe, aún cuando se “especialicen” en divulgación científica, siempre adolecen de falta de rigor.

Por eso cuando lean en la reseña que “parte de la comunidad científica opina…”, no se lo crean. No es exacto, a no ser que se incluyan como opiniones de la comunidad científica las de los escribamos pagados por y para. Pero la opinión de la comunidad científica informada y que ha dedicado un mínimo de tiempo a analizar la cuestión es unánime: los biocombustibles, como “alternativa”, son una p… mierda.

En una gráfica aparece la evolución de los precios del trigo blando, el maíz y la cebada en la lonja de cereales de Barcelona, donde se ve como esos precios han evolucionado desde junio a octubre de 2007 respectivamente de 150 a 285, 150 a 253, y 125 a 252 euros por tonelada. Para acabar esta glosa de esa noticia destacamos:

Y como una imagen vale más que mil palabras (para el que no quiere escuchar ni leer, seguro), empezamos con una foto extraída del Practicum elaborado en el período 2006-2007 por Dª. Mariana Ballenilla, asociada al Área de Economía, Sociología y Política Agraria de la Universidad Miguel Hernández de Alicante, bajo el título:

“Biocombustibles: Mito o realidad”

En el resumen de este trabajo podemos leer:

Por cierto, que en la página 51 de este estudio se le da la razón al bueno de Bartlett en lo que se refiere a la tasa de retorno energético del “bioetanol” producido en base al maíz. Sin embargo, en las páginas siguientes, se presentan tasas de retorno energético positivas para el “bioetanol” en base a la caña de azúcar (¡desgraciado Brasil!), el aceite de palma (¡pobres selvas de Borneo!) y la soja (¡Quo vadis, selvas del sureste asiático, mi pampa argentina, mi amazonia!). Léanlo y echen una mirada a los enlaces web que aparecen en la bibliografía de ese estudio.

Sigamos haciendo cuentecillas. La caña de azúcar es con mucho el cultivo más rentable para producir biodiésel: unos 6.000 litros por hectárea cultivada, lo que vienen a ser unos 38 barriles por hectárea.

El amigo americano dice que ellos solitos consumen 13 millones de barriles por día sólo en sus vehículos, luego el amigo americano tendría que dedicar a la producción de biocombustibles unas 340.000 hectáreas para cubrir su suministro ¡de un día!

Imaginemos que una multinacional yankee de ésas consigue una variedad de caña de azucar modificada genéticamente que rindiese cuatro cosechas al año. Pues bien, nuestros buenos amigos necesitarían disponer para ellos solitos de 41 millones de hectáreas para mover “sosteniblemente” sus coches. Eso viene a ser el 4% del conjunto de la superficie emergida del planeta (0,4 millones de km2 frente a un total de 10 millones)

Casi la mitad de la extensión de su país. Y estas cuentecillas las hacemos sobre el total de tierras, no sobre las tierras cultivables en general, ni sobre las aptas para el cultivo de la caña de azúcar en particular.

En cuanto al desiderátum de la CEE de conseguir que el 10% del consumo de carburantes para automoción proceda de “biocombustibles, las cuentas ya las ha hecho la OCDE, y las recoge nuestra M. Ballenilla en su citado trabajo. Voilá:

Un dato para la esperanza: “Los cálculos para la Unión Europea excluyen el etanol para el vino”. ¡De buena nos hemos librado… de momento!

Las repercusiones que tiene y tendrá el uso de los biocombustibles ya comienzan a reflejarse casi antes de empezar a utilizarlos. La historia tristemente se repite. Los países pobres ven como los precios de los alimentos básicos se disparan sin que repercutan ni un céntimo en el agricultor. No pueden comprar cereales básicos para su alimentación, mientras unos pocos, en los países ricos, hacen un gran negocio. Repasemos esta noticia del diario El País del 11 de Abril de este año:

Lamentablemente la UE parece que no tiene intención de dar marcha atrás en su afán de fomento del uso de biocarburantes como aditivos/sustitutivos para la automoción, a pesar de las nefastas consecuencias que está teniendo la industria del bioetanol y el biodiesel sobre los precios alimentarios. No será por falta de informes al respecto. Aquí tienen otro.

Su papel en este campo es, y debe seguir siendo, marginal. No deja de ser un importante recurso energético en sociedades poco desarrolladas, pero su gestión es delicada. Recuerden la deforestación provocada en Uganda por la quema de madera de unos miles de refugiados del conflicto de Ruanda, para meros efectos de subsistencia. Una cosa es el reciclado de los bagazos de la cosecha de la uva, el aceite, cáscaras de avellana, rastrojos de cosechas o lo que quieran Vds., para producir biocarburantes o ser quemados en centrales próximas a las explotaciones agrarias para reducir los costes de la explotación. Otra cosa es desvirtuar la producción agraria para que el lobby se forre sin que les importen las consecuencias de su negocio.

¿Quién tiene interés en fomentar el consumo de biocombustibles? Respuesta: el lobby del sector. Piensen que en Europa, el consumo de un millón de barriles diarios de biodiésel, al precio del barril de crudo en la actualidad, supone unos 90 millones de euros…¡al día! Si el beneficio fuese de un 10%, serían más de 9 millones de euros al día a repartir entre una decena de productores. No creo que Vd. gane la mitad de esa cantidad en su vida, aunque quizás me equivoque. Nosotros, hay meses que no lo conseguimos…

En fin, que cada cual arrima el ascua a su sardina. Lo último de lo último en “biocarburantes” es la producción de biodiésel a partir del plancton marino. Alguna empresa, de cuyo nombre no queremos acordarnos, postula la producción masiva de plancton a tales efectos. Y por supuesto, cabe esperar que estén pensando en “granjas marinas” (cuestión de economía, rentabilidad y la única posibilidad de producción masiva y alternativa). Chachi piruli.

Este capítulo se despacha más rápido todavía, porque el hidrógeno no es una fuente primaria de energía.

Esto es, no hay hidrógeno libre en nuestro planeta. Hay mucho, sí, pero en forma de agua. Por lo tanto, disponer de hidrógeno libre para generar energía, requiere energía para su producción.

La Primera Ley de la Termodinámica nos dice que para obtener 1Kwh de energía de la combustión de hidrógeno libre, requiere cuanto menos 1Kwh de energía para producir el hidrógeno a partir del agua. Y la Segunda Ley nos dice que la Primera Ley es muy optimista, porque parte de la energía invertida para generar hidrógeno libre se va a disipar en forma de energía residual, y parte del potencial energético de la combustión del hidrógeno también se disipará.

La pila de hidrógeno es el dispositivo que realiza estas funciones (hidrolizar el agua y “quemar” el hidrógeno generado para producir energía). La eficiencia de las pilas de hidrógeno es muy alta (un 50-60%), y se espera incrementar esa eficiencia hasta un 85%.

Se considera muy interesante explotar las posibilidades de esta tecnología ligando la producción de hidrógeno libre a fuentes de energía renovables. De esta manera, obteniendo hidrógeno libre a partir de una fuente primaria de energía limpia y renovable como la eólica, se puede almacenar energía limpia en pilas de combustible de fácil distribución a los sectores que lo demanden (automoción, por ejemplo).

Por dejar una puerta abierta a una futura “economía del hidrógeno”, se está trabajando en métodos de generación de hidrógeno mediante bacterias que metabolizan compuestos hidrogenados liberando este gas. De momento son ensayos de laboratorio y este tipo de biotecnología está muy lejos de hacerse realidad, no existiendo además estudio alguno acerca de su potencial, esto es, qué cantidad de “barriles equivalentes de petróleo” pudiesen esperarse (razonablemente) de su desarrollo a nivel industrial.

Para algunos es la eterna “prometedora” fuente de suministro de energía. Pero adolece de serios problemas para constituirse en una alternativa energética a la demanda actual.

Los sistemas fotovoltaicos (FV) no pueden suministrar energía en todo momento (por la noche, en días nublados …), lo que les incapacita como única fuente de suministro industrial o doméstico.

El uso de baterías como sistema de almacenaje de posibles “excedentes” de la producción para su empleo en esas situaciones es una opción. Pero las baterías incrementan enormemente el coste inicial del sistema y su mantenimiento, redundando en un incremento notable del coste nivelado del kWh producido, además de convertirse al cabo de su vida útil en un residuo altamente contaminante.

Además, se aduce que el coste de la energía FV no es competitivo. Es verdad. Pero es una verdad muy “pequeñita”.

A fecha de 2005, la Agencia internacional de la energía presentaba los siguientes costes de instalación y de generación para diferentes tipos de centrales:

Los precios de la energía son diferentes en distintos países, sensibles a la política energética local y sistemas económicos nacionales. Ésa es la causa del abanico de los precios de coste que se aprecian en la tabla para la misma tecnología. Asimismo, los datos de la IEA tienen en cuenta la varianza de la tasa de descuento entre el 5% y el 10%. Los precios del kWh no incluyen los costes de transmisión y distribución, ni los costes por emisión de gases de efecto invernadero.

Seguiremos hablando de la proyección futura de los costes de producción FV y aunque los problemas que presenta esta tecnología como fuente alternativa capaz de satisfacer la creciente demanda actual de energía parecen insalvables, estos sistemas de producción conectados a la red pueden contribuir notablemente a la reducción de las emisiones de CO2 con un coste nivelado de producción muy interesante, competitivo en determinados lugares con los costes de generación en las centrales convencionales y las modernas centrales térmicas de ciclo combinado, y con una proyección futura de coste nivelado inferior a éstas. En enero de 2007, el Ministerio Federal de Medio Ambiente, Conservación de la Naturaleza y Seguridad Nuclear de la República Federal de Alemania, el país europeo con mayor implantación de producción FV, emitió un informe sobre los costes de las energías renovables, donde se dice que en 2005 estas energías supusieron el 10,4% de la producción total alemana, y contribuyeron a rebajar en 38 millones de toneladas las emisiones de gases de efecto invernadero, esto es, ¡casi 2/3 de la reducción total de emisiones alcanzada (60 millones de toneladas)!

Volviendo a los precios, el Department Of Energy (DOE) del gobierno norteamericano presenta en su estudio estratégico “Solar Energy Technologies Program: Multiyear program plan 2007-2011” que se puede ver aquí, una estimación de los costes de la energía solar FV para el período 2007-2011, de acuerdo con el concepto LCOE (Levelized Cost Of Energy), costes nivelados para tener en cuenta la inversión inicial en el centro de producción, su tiempo de vida útil, la capitalización de la inversión, los costes de operación y mantenimiento, etc. El estudio considera diferentes centrales FVs: domésticas (aisladas, con sistema de almacenamiento por baterías), generación distribuida en red y generación centralizada en red.

Los sistemas domésticos de generación “autosuficiente”, aislada de la red, tienen un alto LCOE, fundamentalmente debido a costes de Operación y Mantenimiento (O&M) fuertemente afectados por la exigencia de contar con baterías de almacenamiento. No obstante, en lugares remotos y aislados con buenas condiciones de insolación, estos sistemas son muy competitivos, y hasta incluso, la única alternativa.

Pero los sistemas domésticos conectados a la red empiezan a ser muy atractivos. Las casas dotadas con estos sistemas producen energía para su propio consumo. En caso de que la producción sea mayor que el consumo, el exceso se inyecta a la red general de distribución eléctrica, mientras que en caso de que la producción propia no sea suficiente (o no haya, como ocurre en las horas nocturnas), el sistema conmuta para tomar de la red la demanda instantánea. La tabla adjunta muestra los distintos parámetros de coste de un sistema de este tipo, supuestamente instalado en Phoenix (Arizona), según recoge el citado informe del DOE.

Como se aprecia en la última fila de la tabla, el coste nivelado del kilowatio hora listo para el consumo doméstico (corriente alterna a la misma frecuencia de la red general) es de unos 30 céntimos de dólar (c$), esperando que su coste resulte de 15 c$ en 2015 y 9 c$ en 2020. De ser esto así, en 2015 se alcanzaría la paridad de precio nivelado del kW fotovoltaico con el precio del kW procedente de la red. ¡Y sería un 50% más barato en 2020!

Esto no es ciencia ficción. General Electric prevé la paridad de precios con la red en 2015 en las zonas insoladas de los EE.UU. (como Arizona). La paridad de coste con la red ya se da en Italia desde 2006, según la oficina de estadísticas (Eurostat) de la CEE. Véalo aquí. Italia está muy bien insolada, y la producción FV llega a 1.600 kWh/m2 al año (en Sicilia más: 1.800 kWh/m2). Además, la paridad ya se ha conseguido y superado en regiones como Hawai y otras islas en razón a los altos costes nivelados de producción de energía en base a combustibles fósiles.

En cuanto a producción FV concentrada y en red, para una central de entre 10 y 15 MW instalados, los costes nivelados de energía en Arizona se estima en 2005 en una banda entre 15-22 c$/kWh (según gastos de financiación de la inversión en planta), con estimaciones para 2015 y 2020 respectivamente entre 10-15 y 6-9 c$/kWh.

Desde luego, la evolución de la tecnología FV y el crecimiento de su implantación está haciendo bajar muy rápidamente el coste del kWh producido por esta tecnología. ¡Y la evolución de los precios del petróleo y gas natural están disparando el precio del kWh producido en las centrales térmicas convencionales!

En el nº 15 de la revista Advances in Solar Energy (2003) pueden leer un artículo de R. Sims bajo el título “The renewable energy response to climate change” donde estima que la conversión fotovoltaica podría llegar a generar entre 2,5 y 80 TW, en el supuesto que se dedicase a la instalación de paneles solares entre el 1 y el 10% de las tierras del planeta que no son aprovechadas, suponiendo una eficiencia de conversión del 10%. Aunque la revista es seria (en su ámbito), está editada por la American Solar Energy Society Inc. Por contrastar este aserto, les ofrecemos la opinión de otro: el Sr. Lawrence O. Williams, experto químico en el campo de los combustibles, explosivos y propelentes. Trabajó para la industria aeronáutica (Lockeed Martin, dos veces ganador del premio Inventor del Año en dicha compañía). Recibió de la NASA el premio a la Mejor Aplicación Original de Nuevas Tecnologías por su contribución al aterrizaje de la nave Viking en la superficie de Marte. Es consultor del Departamento de Energía de los EE.UU. en el área del hidrógeno y otras fuentes alternativas de energía, etc, etc, etc. Entre otras cosas, en su libro “An End to Global Warming” hace un recuento del potencial de la conversión fotovoltaica en los EE.UU., concluyendo que, considerando una eficiencia de fotoconversión del 5%, la instalación de paneles solares en 90.000 km2 de superficie (el 1,12% de la superficie total del país) cubrirían toda su demanda energética. La ubicación óptima sería en los estados de mayor insolación (Indiana, Nuevo México, Arizona y sur de California). Pero cuidado: Williams advierte que el despliegue de tal cantidad de paneles tendría efectos climáticos notables al incrementar el albedo (reflexión) de los estados involucrados. Estos se enfriarían y el resto de los EE.UU. se calentaría.

El informe del GCEP de la Universidad de Stanford de verano de 2006 (An Assessment of Solar Energy Conversión technologies and Research Opportunities) permite creer sensatamente que los requisitos de tierras dedicadas a granjas solares pueden rebajarse notablemente, ya que la eficiencia de conversión fotovoltaica está incrementándose de año en año: se ha alcanzado el 40% para tri-heterouniones de GaInP/GaAs/Ge con concentración solar.

Por otra parte, en el referido informe se hace un recuento de otras opciones tecnológicas prometedoras para “cosechar” (harvesting) energía solar. Algunas de ellas poco conocidas como las rectenas. Las rectenas son antenas rectificadoras capaces de captar directamente la energía solar convirtiéndola en corriente continua (DC). Su tamaño es del orden de la longitud de onda de la radiación a captar, es decir, entre 100 y 1000 nanometros, lo que permite su integración masiva en paneles. Estos paneles serían de muy baja reflectividad. Su eficiencia de captación supera el 85%, y el reto tecnológico más importante está en el desarrollo del sistema de rectificación a las frecuencias (ópticas) involucradas (de cientos a miles de Terahertzios).

También en fase de experimentación se encuentran los paneles cromatofóricos. Estos paneles pretenden simular la función clorofílica para captar energía solar mediante pares de microantenas de proteínas pigmentadas (cromatóforos) conectadas a centros de reacción donde la cosecha de energía se convierte en electricidad. Pueden descargar un libro sobre este último campo, de forma gratuita (tras un registro muy simple) aquí, o encontrar un sencillo diseño de una célula solar de clorofila en el artículo de J.C. Ludlow “A chlorophyl solar cell” , publicado en The Physics Teacher, Vol 40, nº 4, pgs 230-232 (1982).

El catálogo de soluciones tecnológicas para la conversión solar de energía incluye otros sistemas, como los generadores termoeléctricos (Peltier, Seebeck o Stirling) alimentados por concentradores solares, plantas térmico-solares, etc,etc.

Otra “alternativa” que no es tal. La energía eólica es limpia, sin duda. No es que esté exenta de emisiones de CO2, si bien comparte con las energías fotovoltaica, hidroeléctrica, mareomotriz y nucleares de fisión y la futurible de fusión que las emisiones de CO2 por kW generado se deben al reparto de las emisiones de CO2 ocasionadas por la construcción de las centrales de generación (y, en el caso de las nucleares o la basada en hidrógeno, de la generación del combustible), repartidas entre la producción energética estimada para éstas a lo largo de su ciclo de vida.

La energía eólica es limpia, con la salvedad indicada. Pero no es alternativa porque su capacidad de generación es muy limitada. Para que se hagan una idea, pueden consultar en la página de la Red Eléctrica Española cuál es la situación actual de la generación eléctrica de origen eólico, así como datos históricos. Se la resumimos, aunque les recomendamos que se cercioren por sí mismos.

Esto es así porque Eolo es bastante caprichoso: sopla cuando le da la gana y con la intensidad que le apetece. La actual tecnología de generación eólica demanda vientos soplando con velocidades entre los 5 Km/h hasta los 90 Km/h. Ocurre que con la tecnología actual, la potencia generada por un cierto tipo de generador depende del cubo de la velocidad del viento.

Los parques eólicos se caracterizan por la velocidad media sostenida de viento. Vamos a ver cual es la eficiencia de producción de un aerogenerador moderno, como el Nordex N90 (potencia nominal de 2,3 MW, hay pocos tan avanzados en Galicia). La gráfica de la derecha muestra su poder de generación en función de la velocidad del viento.

La producción de un aerogenerador crece con el cubo de la velocidad del viento, pero con sus límites. Hasta que el viento no alcanza los 5-10 Km/h, su producción es ridícula, creciendo con el cubo de la velocidad del viento hasta que éste alcanza los (aproximadamente, según el tipo de aerogenerador) 50 Km/h. A partir de esta velocidad, las palas del rotor se deforman para mantener la integridad del generador, que se mantiene operativo con su máximo rendimiento hasta alcanzar (aproximadamente) vientos de unos 90 Km/h, superados los cuales, el generador debe bloquearse y detenerse.

Los técnicos califican un parque eólico en diferentes categorías, desde el tipo 1 al tipo 6. Los diferentes tipos de parque se clasifican en función de las velocidades medias sostenidas de viento, menores cuanto menor sea el índice. En un parque tipo 1, sólo ocasionalmente se pueden esperar vientos sostenidos de 20 Km/h, y según sube el índice del parque, la expectativa de vientos a velocidades altas va siendo mayor. La tabla siguiente da cuenta de la eficiencia de generación de diferentes tipos de parques para determinadas velocidades de viento sostenido tomando como referencia un parque tipo 6 (con una velocidad “moderada” de viento):

Aclaremos el significado de la última columna: a 29,5 Km/h, un molino Nordex N90 genera 2,2 MW, pero si la velocidad del viento cayese a 23 Km/h, harían falta dos molinos (duplicar la extensión del parque) para conseguir la misma potencia, y a 20 Km/h, multiplicar por cuatro el asunto. Pero a Iberdrola Renovables o a Eurovento les da absolutamente igual la extensión de un parque eólico, los petroglifos y mámoas que haya que destruir, los pájaros, los caballos, la flora y todo… sólo siguen a su Diós: La cuenta de resultados.

Cierto que Milton Friedman argumentaría que don't worry, be happy, el desarrollo tecnológico y el sacrosanto mercado ya conseguirán que estas limitaciones sean superadas.

Pero miren Vds.: no es así. La estimación científica del potencial de generación de todos los vientos en el planeta, independientemente de su velocidad y de la cota de altitud y ubicación geográfica en la que se encuentren (en el Himalaya, la Antártida, el Tibet, el Océano Glacial Ártico o en mitad del Pacífico) no podría superar los 1200 Terawatios. ¡Eso es mucho más de la demanda energética mundial! , insistiría nuestro querido Milton. Porque el Sr. Friedman ignora el reto que supone aprovechar el 1% del teórico potencial eólico, o sea, conseguir 12 Terawatios de energía.

Otra cuenta de la vieja: cada Nordex N90 consta de una torre de entre 90 y 110 metros de altura, 3 palas de 45 metros de longitud, un alternador y un conversor a alta tensión, que exigen unas 150 toneladas de acero, 10 toneladas de cobre, 30 toneladas de fibra de vidrio y unas 1000 toneladas de hormigón para la peana.

La energía eólica no es de fiar, porque Eolo es muy caprichoso, y la demanda energética tiene unas pautas que no coinciden a menudo con los caprichos del diosecillo mofletudo. Unos picos horarios que no se corresponden con los vientos catabáticos (que son los más “regulares”, los geostróficos son aún más caprichosos). La industria no va a adaptar su producción a los caprichos del diosecillo de marras, ni Vds. el consumo doméstico de su hogar. Si Vd. tuviese un aerogenerador en su casa (electrificada) y tuviese que guisar en su vitrocerámica cuando no sople el viento, se cagaría en el diosecillo (in)competente en la materia, ¿a que sí? Y si hace frío y el cabroncete de Eolo está roncando, tendría que renunciar a poner la calefacción o encender una bombilla, y pensaría seriamente en volverse a abonar a Unión Penosa, seguro que sí.

Por eso la generación eléctrica eólica deriva su producción en todo momento a la red de distribución en alta tensión, que se consume a través de la red general de distribución según la demanda (en España, Portugal, Marruecos, Francia, Luxemburgo… El mercado de la energía está muy globalizado). La red de alta tensión intenta regular la producción según la demanda existente en cada momento, tanto de la generación hidráulica, eólica, o térmica de ciclo combinado, con sus más y sus menos: no se puede parar un reactor nuclear así como así, ni una central térmica de ciclo combinado.

Pero como la energía eólica es limpia y barata, no seremos nosotros quienes postulemos su rechazo. Pero sí condicionar su implantación en base a una serie de consideraciones. La guerra es un asunto muy serio para dejarla en manos de los militares, decía Churchill. Pues igualmente, la generación de energía en el contexto actual es un asunto muy serio para dejarlo en manos de las eléctricas, decimos nosotros. Y nos referimos tanto a la nuclear (ya le tocará el turno) como a la eólica o cualquiera de las “alternativas”.

La producción de energía eólica es un negocio, en parte gracias a las subvenciones y también al mercado de las cuotas de emisión de CO2. ¡Los apóstoles de Milton han conseguido mercantilizar hasta la producción de mierda! Y hasta nos parecería bien si no estuviese favorecido por argumentaciones de “utilidad pública”, bien arropadas con subvenciones (también públicas), complementadas por expropiaciones forzosas de terrenos (comunales o privados), obviando cualquier tipo de consideración paisajística, ambiental o de intereses socioculturales. Vd. jamás consumirá “energía limpia” con el actual sistema de distribución en red. Usted consumirá kilowatios hora, de los cuales, el porcentaje de kilowatios limpios será “exactamente” el porcentaje de kilowatios limpios inyectados en red por las industrias de generación. Energía eólica sí. Pero tendría Vd. que estar seguro que consume energía eólica cuando la producción lo permita. Ello supondría negar su producción a las industrias que las inyectan en red como parte fundamental de su negocio.

Por supuesto que ajustar la producción local a la demanda local es un imponderable. Los centros distribuidos de generación deben estar interconectados mediante un sistema de conmutación en cada central de producción que derive a la red de interconexión los excedentes de producción en cada punto para ser consumidos allí donde la producción local no alcance la demanda instantánea.

De esta manera, cuatro molinos de última generación (3 MW de potencia nominal) satisfarían la demanda energética de unos 1.000 hogares (considerando una eficiencia del 25% y un consumo de 3 kW por hogar) a precio de coste si la iniciativa es pública.

Pero a la “producción distribuída” le dedicámos un capítulo entero al final de éste trabajo. Sigamos, pues, con la energía eólica.

Por mostrar algún dato más: A fecha de 2005, los costes de generación del Mwh de energía eléctrica según el tipo de central era el siguiente:

(Estos costes fluctúan según las políticas de subvenciones y estrategias energéticas de los distintos gobiernos. No incluyen los costes de emisión, transmisión o compra de emisiones de gases de efecto invernadero).

La previsión de evolución de estos costes la puede hacer hasta Rappel (sin equivocarse) en tanto en cuanto el carbón, el gas y el uranio son recursos limitados (como Milton Friedman está felizmente muerto, nos permitimos esta "impertinencia"), los precios de la generación eléctrica en el futuro próximo en base a estas fuentes tenderán a los máximos de la tabla (o los superarán). Sin embargo, los de la eólica se generalizarán (y bajarán) al mínimo de la tabla (otro tanto para la solar, pero su coste es “abusivo”, y lo será por muchos años).

Sólo la energía hidráulica puede generarse bajo demanda, abriendo o cerrando el “grifo” del generador. Pero díganle ustedes a Villar Mir que cierre el grifo de sus centrales hidroeléctricas porque sobra energía en este momento… ¿Y qué van a comer mis hijos? Respondería él… Todas las empresas involucradas en el negocio energético, generan todo lo que pueden, durante todo el tiempo que pueden, porque son empresas cuyo único objetivo es su cuenta de resultados. Abanderan campañas para llenarnos los oídos con frases que a todos nos gustaría creer: “IberTrola renovables”, “Pásate a la energía verde”, “Coches ecológicos”… Pero son más falsas que un billete de 6 euros.

Para muestra un botón. Volvamos a la página de Red Eléctrica Española y veamos la producción eólica del 12/12/2007:

Aunque el parque eólico español, tiene una potencia instalada de 13.322 MW vemos que la energía producida este día, varía entre un máximo de 4.502 y un mínimo de 1.392 MW. Es decir, menos de un tercio de la potencia instalada. Consulten ustedes otros días y verán como el rendimiento general ronda la cuarta parte de la potencia instalada.

El potencial eólico mundial es enorme. Según C. Archer y M. Jacobson, del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la U. de Stanford, la distribución mundial de vientos de clase 3 (más de 24 km/h) a 80 metros de altitud supone un potencial eólico de 72 TW. Con la tecnología actual, la captación del 20% de ese potencial cubriría (a bajo coste) las necesidades de energía mundiales. Pueden ver mapas de velocidades a 80 metros de altitud y el informe completo realizado en la Universidad de Stanford.

Por lo tanto, el sector eólico también hace sus cuentas. Como ejemplo, pueden Vds encontrar el último informe de la European Wind Energy Association (2007), bajo título “Delivering Energy and Climate Solutions”.

La Unión Europea ha tomado una posición favorable a la generación en base a energías renovables. En lo que respecta a la energía eólica, espera pasar de una actual generación de 56 GW a finales de 2007 a 180 GW en 2020 y 300 GW en 2030 (el 20 % de la demanda bruta de electricidad en la UE).

Pero la apuesta eólica europea conlleva obligaciones al sector en lo referente a la conexión en red que están siendo discutidas, no sólo en lo que atañe a una regulación normativa conjunta en todo el territorio de la UE, sino porque podría afectar al monopolio de facto de los grandes operadores del sector (sin afectar a la industria de fabricación de los equipos, y que beneficiaría extraordinariamente a los consumidores). El quid de la cuestión está en que se pretende fomentar la producción distribuida y el consumo in situ de la mayoría de la energía generada. Pero de esto hablaremos más adelante.

Pero el caso es que al lobby nuclear se postula como alternativa, y con fuerza. A su favor juega que, en lo que se refiere a emisiones de CO2, sin duda es una “alternativa” relativamente limpia. También que las reservas de uranio, y el reciclaje del plutonio en nuevas centrales, permitirían alargar las expectativas de garantía de suministro por muchos años. Existe una gran disparidad de cifras respecto a las reservas mundiales de uranio. Hay quién apunta reservas para unos 40 años, si toda la producción energética mundial se basara en este combustible, hasta los que apuntan reservas para varios cientos de años. Las diferencias en estas cifras estriban en que unos computan únicamente el uranio barato de extraer, purificar y oxidar que se explota en la actualidad y otros la abundancia natural de uranio en la Tierra (incluyendo los océanos).

Sabemos que los combustibles fósiles se agotarán en un plazo máximo de 50 años al ritmo de consumo actual, lo que hará mucho más competitivos los precios de explotación de los yacimientos de uranio existentes.

El problema de la energía nuclear son los residuos radiactivos y estos residuos se generan en toda la cadena de producción.

1. En la fase extractiva, se obtiene uranio238, que es un elemento radiactivo de media y baja actividad. Casi siempre está acompañado de otros materiales radiactivos como Polonio, Cesio, etc, que también son de media y baja actividad. Para extraerlo, hay que remover grandes cantidades de tierras, molerlas y depurarlas para la obtención del uranio238 que se procesará posteriormente. Este proceso, contamina radiactivamente todas las tierras alrededor de las minas, ya que muchos elementos radiactivos no son recuperables en el proceso extractivo, aunque no representaban ningún peligro en su estado inicial, bajo tierra. Esta fase, por cierto, al utilizar maquinaria convencional, emite CO2 a la atmósfera.

2. A continuación hay que enriquecer el uranio238. Por un proceso químico, se obtiene dióxido de uranio enriquecido U235, que ya puede alimentar el reactor nuclear y que ya presenta alta actividad radiactiva.

3. En el reactor nuclear, la reacción de fisión, produce además de energía, nuevos residuos (actínidos) de muy alta actividad y tiempo de vida (miles de años), así como U235 no quemado y de muy difícil reprocesamiento.

4. El desmantelamiento de la central una vez terminado su ciclo de vida es también un proceso contaminante, materiales altamente radiactivos que hay que neutralizar y que supone económicamente un desembolso de varios miles de millones de euros. El coste del desmantelamiento, debe ser incluido en el coste del kWh producido.

Si estos residuos pudiesen ser eliminados, y la seguridad de la industria de generación nuclear fuese eficazmente controlada, sin duda que las centrales de fisión nuclear podrían ser una alternativa al problema energético global a más que medio plazo, paliando además de forma eficaz el gravísimo problema de la contribución al cambio climático de las emisiones de gases de efecto invernadero.

Económicamente hablando, la "alternativa" nuclear sería factible... si no incorporamos a los precios de producción los costes de eliminación o neutralización de los residuos. En EE.UU, tenían almacenados en el año 2003 unas 80.000 toneladas de residuos radiactivos de alta actividad procedentes de 103 centrales nucleares operativas. Ponerlas en trayectoria de escape hacia el sol, a precio de mercado (¡Va por ti Milton!) supondría un coste mínimo de un billón y medio de dólares. Además cada año se generan más de 10.000 toneladas de residuos radiactivos de media y baja actividad.

El coste nivelado de un producto, tiene que incorporar todos los gastos necesarios para su elaboración. Es decir, incorporar los "costes externos" a los costes de producción. ¿Cómo se incorporan estos costes al precio del kWh nuclear?... Sencillamente no se incorporan o se incorporan al gusto de las empresas del sector. Por ejemplo, las centrales de los complejos de Sellafield (Gran Bretaña) y La Hague (Bretaña francesa) eliminaron durante muchos años los residuos vertiéndolos alegremente por todo el Atlántico Norte, incluyendo la fosa atlántica gallega. Sepan Vds. que ambos complejos tienen un carácter eminentemente militar: son los suministradores de material nuclear para alimentar las fuerzas armadas de disuasión británicas y francesas. Por supuesto, también generan electricidad ¡La pasta es la pasta! Además de verter los residuos al mar, son los responsables del 80% de la afectación radioactiva de la población de Europa Occidental. Lean estos estudios en Wikipedia y Global Security.

La fuerte movilización ciudadana que se generó en Galicia a principios de los ochenta en contra de los vertidos radiactivos obligó al llamado Convenio de Londres, adscrito a la Organización Marítima Internacional, a prohibir en 1993 la contaminación nuclear al medio marino. Recordemos al Sirius, al Xurelo, al Arosa I y al Pleamar.

Pero la política de vertidos nucleares a los mares y océanos del planeta, hasta 1993, fue simplemente espantosa. Para aclarar los siguientes gráficos, digamos que la actividad radiactiva se determina por el número de transformaciones que sufre un elemento radiactivo por unidad de tiempo y la unidad internacional es el Becquerelio (Bq) 1 Bq = 1 transformación por segundo. Los vertidos radiactivos en los mares y océanos del planeta quedan reflejados en la siguiente gráfica de la izquierda (pinche en ella para agrandarla). La unidad es el PBq (1 PBq = 1015 Bq).

En esta otra gráfica de la derecha, puede verse la contribución relativa por países a los vertidos radiactivos en los océanos Atlántico, Pacífico y Artico. Destaca la contribución del Reino Unido en el Atlántico Norte, que supone un 77,5% del total. Pinche en la gráfica para agrandarla

Y por último los vertidos radiactivos de residuos sólidos en el Atlántico noreste, Cantábrico y Mar Báltico en TBq. (1 TBq = 1012 Bq.) Fíjense en la fosa atlántica. (35.880 TBq). Pinche en la gráfica para agrandarla.

En la actualidad, los distintos gobiernos, agencias y organismos intergubernamentales reconocen la necesidad de incorporar esos costes externos al precio de la energía nuclear… pero con la boca pequeña. De hecho, en la tabla de costes nivelados para distintas formas de generación de energía, la energía nuclear es la más barata (entre 2 y 5 céntimos de dólar el kWh).

La gestión de residuos española es barata barata. Los residuos radioactivos de alta actividad (RRAA), bien se almacenan “temporalmente” en la propia central, bien en depósitos (imagen del depósito de la central de Trillo, a la dcha.), bien en piscinas, o bien, tras ser encapsulados o vitrificados, se llevan al depósito de El Cabril , donde se almacenan también residuos de media o baja actividad procedentes de usos médicos, etc, etc.

Ésta es la gestión más económica de las posibles a fecha de hoy. Una solución temporal, por supuesto, “garantizada” por 100 años, a la espera de la solución definitiva que se espera nos proporcione la ciencia y la tecnología ¿…?

Por cierto, El Cabril es un depósito superficial, no profundo, de entre los denominados “sistemas de Almacenamiento Temporal Centralizado” (ATC). Vean unas fotos de las instalaciones de El Cabril (Córdoba) aquí abajo:

Comparen El Cabril con el ATC de media profundidad sueca:

Pueden encontrar esto y mucho más en este Plan General De Residuos Radiactivos.

A fecha de hoy, lo único que se postula como alternativa al ATC es el AGP: Almacenamiento Geológico Profundo (AGP), esto es, literalmente enterrar los RAA y RBMAs en profundidad bajo estratos geológicos que “garanticen” la seguridad permanente de almacenaje de los residuos. Pero esto es otra verdad a medias. El amigo americano tiene en ejecución una instalación AGP en Yucca Mountain, y nuestros fineses otra en Oulkiluoto, pero no se prevé que estén operativas hasta el 2015-2020. No dejan de ser “almacenes”. Su seguridad no la puede garantizar nadie. Si las AGP son tan seguras, ¿porqué no se implementa una en Beverley Hills o en Malibú Beach? ¿quizás porque no son ubicaciones geológicamente idóneas?, claro. Como tampoco es idónea La Moraleja frente a El Cabril, obviamente.

Algunos les dirán que esto del almacenamiento temporal es válido hasta que no estén listas las centrales nucleares de IV generación, las de ciclo cerrado, que reprocesarán los actínidos generados en el ciclo de combustión como nuevo combustible. Esto es, las centrales de cuarta generación generarán más combustible nuclear del que consuman, o, cuando menos, no generarán residuos radioactivos porque los neutralizarán mediante absorción de neutrones rápidos. ¿Comooorrr? Mentira de nuevo. ¿A qué precio? Nos están vendiendo una futura tecnología inexistente, y con pocos visos de concretarse a un coste razonable. Claro que es posible estabilizar radiactivamente un actínido mediante absorción de neutrones rápidos. Pero generar neutrones rápidos es carísimo, y siempre lo será. Hoy por hoy, exige que los neutrones se generen en un acelerador de partículas, un ciclotrón que acelere partículas alfa que a su vez, tras una interacción, liberen neutrones rápidos. Los neutrones son partículas neutras (como su nombre indica) que no se pueden manipular sino indirectamente: no pueden ser aceleradas por ningún campo de fuerza conocido. Luego, aparte de los neutrones “lentos” que se generan en algunas reacciones (de tipo nuclear, por bombardeo de sólidos con partículas cargadas de alta energía o por absorción de energía electromagnética por parte de determinados átomos o moléculas), olvídense de los neutrones rápidos a no ser que se recurra a grandes instalaciones de física de altas energías. Carísimo.

Ninguna de las energías "alternativas" actualmente conocidas es alternativa por sí sola para la demanda energética mundial. Cada sector “alternativo” también nos aburre con su interesada fe en el desarrollo tecnológico de su sector para postularse como “energía del futuro”. Que si aerogeneradores de mayor potencia por aquí, que si células fotovoltaicas más baratas y eficientes por allá, biocombustibles producidos de forma masiva y barata en base a microorganismos acullá, que si bioingeniería aplicada a la generación de hidrógeno, … Por supuesto, son de esperar avances notables en todos esos sectores, pero no podemos entregarnos a ninguno en particular y además los necesitamos ya. Su charlatanería interesada a veces está llena de peligro. Véase como ejemplo el entusiasmo con que el lobby de los biocombustibles intenta promocionar su particular negocio sin importarle las hambrunas que generan, o el heroico ex-timonel del Rainbow Warrior, George Russ, hoy presidente de una “ecoempresa” de bioingeniería llamada Plancktos (USA), que declara: "se puede salvar al mundo y de paso, ganar unos milloncejos". Lean estas noticias publicadas en el diario Público: 1 y 2.

Les ofrecemos las conclusiones del Profesor Walter H. Hermann, investigador del Global Climate and Energy Project (GCEP), de la Universidad de Stanford (California), publicadas recientemente (W. Hermann, “Quantifying global exergy resources”, Energy, 31(12), 2006, p. 1685-1702).

El Prof. Hermann hace una revisión completa del flujo de exergía en la Tierra a efectos de estimar la disponibilidad futura de cualquier forma de energía en el planeta. De entrada, sepan que el concepto de exergía hace referencia a la energía disponible a efectos de transformación, combinando para ello los dos principios de la termodinámica.

Comienza haciendo un recuento detallado de todas las fuentes de energía en el planeta, sus flujos y su aprovechamiento en base a las actuales tecnologías. Básicamente lo que viene a decir es que toda la energía que se puede transformar en la Tierra a lo largo de su vida estimada (5000 millones de años) procede de cuatro fuentes primarias:

En esta tabla, debemos prestar atención a la columna de las fuentes secundarias (transformaciones de las correspondientes primarias a partir de procesos naturales) y a los tiempos de renovación de su consumo. En principio, como se ve, es la energía procedente del Sol la que ofrece más reservas. La radiación solar directa que recibimos se lleva la mayor parte de la cuota energética solar, y su tiempo de renovación es prácticamente instantáneo. Esta radiación alimenta los sistemas de generación termosolar y fotovoltaica. Parte de la radiación solar es absorbida en la atmósfera, dando lugar a la energía asociada a los vientos. Otra fracción se invierte en los procesos de evaporación de las aguas, que tras su condensación y precipitación, alimenta los ríos y permite el aprovechamiento hidroeléctrico. Una fracción de la radiación solar directa y difusa que alcanza la superficie terrestre se invierte en crear el gradiente térmico oceánico (diferencia de temperaturas en la columna de agua). Otra fracción se transforma a través de la fotosíntesis en biomasa, que explotamos alimentaria o energéticamente. Parte de la biomasa acumulada en eras geológicas pasadas se encuentra almacenada en forma de combustibles fósiles.

En lo que respecta a las reservas de energía gravitacional a consecuencia de la interacción Luna-Tierra-Sol, siempre podremos contar con ellas mientras la dinámica celeste no cambie radicalmente. Las mareas se llevan una “pequeña” fracción diaria de ese potencial energético.

Las reservas geotérmicas se calculan sobre la base de una temperatura media del núcleo y manto terrestre de unos 2700 K, debida tanto a la presión gravitatoria interna de la Tierra como a la fisión interna de radionúcleos. El flujo de energía geotérmica hacia la corteza terrestre, sin embargo, es bastante “pequeño”. En cuanto al potencial energético nuclear del planeta (inmenso, como se ve) está computado en base únicamente a las reservas de deuterio marino, ya que la suma del potencial energético de los radionúcleos fisionables en la Tierra apenas es significativa frente al potencial del deuterio (fusionable). Si bien éste último recurso es finito (no renovable), su ingente potencial lo postula como una fuente de energía prácticamente inagotable para el género humano, que, por otra parte, como cualquier especie, pervivirá sobre la Tierra apenas unos millones de años más. ¡Lástima que la tecnología no tenga respuesta para su aprovechamiento!: ni siquiera nos hemos planteado “cosechar” el deuterio presente en los océanos (una treintaipico millonésima por unidad de masa, esto es, unos 30 gramos por tonelada de agua) más allá de las anticipadoras ideas de Arthur C. Clark y otros lúcidos visionarios. Además, antes de proceder al desarrollo de métodos de extracción del deuterio de los océanos habrá que probar la viabilidad de la reacción de fusión termonuclear deuterio+deuterio -> helio+energía.

A Hermann sólo le falta transformar toda la masa de la Tierra (6x1024 Kg) en energía, según la conocida fórmula E =mc2, lo que nos daría unos 7,8x1041 julios. ¡Mucha, mucha energía!

-Entonces, ¿de que se preocupan ahí abajo? – le dice Milton a San Pedro, que soporta una migraña que te cagas y sin saber donde meterse para no aguantar más la barila neocon de su ilustre huésped.

En cada transformación desde la fuente primaria a las secundarias, y de éstas hasta su aprovechamiento, tiene lugar una pérdida de exergía. Hermann analiza seguidamente los flujos de exergía en todas las transformaciones del ciclo de la energía en la Tierra. El diagrama completo de flujo de exergía en la Tierra está a su disposición aquí.

El ciclo de la exergía solar es el que sigue. De los 160.000 TW de energía solar incidente, la atmósfera refleja hacia el espacio exterior unos 34.000 TW. La atmósfera absorbe unos 31.000 TW, que sumados a la contribución radiactiva que recibe procedente del espacio exterior a frecuencia de microondas (correspondiente a una temperatura de radiación de fondo del universo de 2,7 K), dan lugar a una potencia asociada a los vientos de unos 870 TW. Los vientos, a su vez, transfieren una potencia al oleaje de unos 60 TW, de los cuales, prácticamente no aprovechamos nada. De los 810 TW remanentes, la tecnología actual y en este momento, consigue explotar unos 0,06 TW (potencia de producción eólica mundial). Finalmente, a la superficie terrestre llegan unos 86.000 TW, de los que unos 41.000 TW se invierten en procesos de evaporación que darán lugar a un aprovechamiento energético hidráulico de 0,36 TW. Unos 43.000 TW se invierten en calentamiento de la superficie, contribuyendo a la creación del gradiente térmico oceánico (GTO, esto es, diferencias de temperatura en la columna de agua oceánica), con un potencial de 100TW (sin explotar). Y, además, otros 5.000 TW se escapan hacia el espacio exterior por reflexión en la superficie de la Tierra. Estas dos últimos 48.000 TW son aprovechables en las transformaciones de captación de energía mediante las tecnologías de termo y fotoconversión solar, pero el aprovechamiento actual no supera los 0,016 TW.

Si tienen el diagrama completo del flujo de exergía, no se preocupen si la suma de cada una de las contribuciones derivadas de los 160.000 TW totales de radiación solar incidente no les da el total. No es que Hermann no sepa sumar: recuerden que en cada transformación se pierde una fracción de energía.

Las otras fuentes primarias de energía ofrecen magnitudes significativamente menores. Las mareas aportan unos 3,7 TW, mientras que el flujo de energía geotérmica hacia la corteza terrestre aporta otros 32 TW. Y como dijimos, las reservas de materiales fusionables son inmensas. Sobre esto último, creemos que está todo dicho. Falta hacer tecnológicamente viable la fusión termonuclear.

El buffet energético que nos queda de las fuentes primarias viene a ser:

En esta tabla falta la aportación de la biomasa generada y los combustibles que de ella se derivan. Los procesos de fotosíntesis que dan lugar a la generación de biomasa consumen unos 90 TW de radiación solar. Las reservas de biomasa almacenada en las plantas supone un total de unos 30x1021 julios de energía. Su consumo tradicional para generación de energía (quema de leña para calefacción, cocina, etc) supone 1,2 TW en el conjunto del planeta, que no es poco. La actual industria del biofuel genera 0,15 TW, y las reservas fósiles de biomasa se estiman en unos 270x1021Julios para el carbón, 110x1021Julios de petróleo, 50x1021Julios de gas y 200x1021Julios de hidratos de metano. La explotación de los combustibles fósiles da lugar a generaciones de 3,6 TW en base al carbón, 5 TW derivados del petróleo y 3,2 TW del gas natural. Los hidratos de metano no se explotan.

Ya podemos hacernos una idea de las cifras a barajar. Ante una demanda de más de 20 TW para dentro de un par de décadas, y sin que ninguna fuente primaria sea despreciable, observamos que el flujo de energía gravitacional “poco” puede aportar a la solución del problema energético mundial por sí sola. Respecto al aprovechamiento geotérmico, la rentabilización tecnológica del flujo de calor pide perforaciones en la corteza terrestre de 1 Km como mínimo (con la excepción, claro está, de las zonas donde hay alta actividad geotérmica superficial: terrenos en las proximidades de zonas con actividad volcánica). No parece sensato esperar de las centrales geotérmicas una solución global a la demanda de energía. Pero puede solucionar el problema localmente. Como ejemplo, Islandia es un país cuyos 400.000 habitantes gozan de calefacción y autoabastecimiento energético –salvo el combustible para automoción- de origen geotérmico. El aprovechamiento geotérmico también es notable en Nueva Zelanda.

De todo lo expuesto sabemos que el sistema económico mundial es sumamente injusto en lo que se refiere al reparto de riqueza y a la distribución de bienes de consumo entre la población. Sabemos que el desarrollo de la economía mundial se basa en el consumo de cantidades ingentes de energía, y que ésta ha de ser barata. Sabemos que los países en vías de desarrollo están incrementando su crecimiento económico a ritmos muy elevados, demandando más energía, …y sabemos que los combustibles fósiles se agotan. Para mantener las tasas de desarrollo necesitamos, pues, nuevas fuentes capaces de satisfacer la demanda. ¿Dónde buscarlas? Ya lo saben: donde las haya. Y lo dicho va a misa: tienen Vds hecho el recuento de los recursos energéticos de la Tierra.

El Sol es, con muchísima diferencia, la fuente primaria de energía capaz de mantener un desarrollo sostenible (sin comillas) en los términos planteados. El flujo energético solar se reparte en un conjunto de fuentes secundarias que tienen que ser aprovechadas más eficientemente. Podemos, razonablemente, esperar mucho más rendimiento de las tecnologías de aprovechamiento eólico, solar (termo y fotovoltaico), marino y geotérmico. Las previsiones (muy conservadoras) de la Agencia Internacional de la energía prevén el paso de una producción total de fuentes renovables (excluyendo la hidroeléctrica) de un total de 36 GW en 2002 a unos 214 GW en 2030 (1.000GW=1TW) pero necesitaremos 20 TW en esa fecha.

De todo lo expuesto, sabemos que el consumo actual de energía es de unos 15 TW, y la demanda crece exponencialmente. Sabemos que la energía ha de ser barata. Las fuentes de energía primaria en la que se basa el desarrollo de la economía mundial son los combustibles fósiles, y éstos se agotan. La dependencia energética del primer mundo debe racionalizarse. La premisa que encabeza los estudios que presentamos: "No se puede poner freno al desarrollo económico" o lo que viene a ser lo mismo "No se puede disminuir el nivel de consumo actual", son actos de fe que ninguno de esos estudios desarrolla y con los que nosotros no comulgamos.

En el capítulo anterior, veíamos que en el año 2002, el uso de energías alternativas suponía un 0,25% del consumo energético mundial y que las previsiones para el año 2030 lo situan en un 1,07%. No hace falta ser de ciencias, para entender la insuficiencia de estas medidas. Y mucho más cuando sabemos a que nos enfrentamos:

Los niveles de CO2 en la atmósfera y su relación causa-efecto con el cambio climático son ya un hecho incuestionable para la comunidad científica. En la década de los 60, el CO2 aumentó a un ritmo medio de 0,84 partes por millón al año; en los 70 a 1,26; en los 80 a 1,59; en los 90 a 1,5, y desde el año 2000 se incrementa cada año a una media de 2,01 partes por millón, el doble que hace 50 años.

Los científicos buscaron en la profundidad de los hielos cual fue la concentración de CO2 en el pasado. Esos bloques (que se estudiaron hasta profundidades de más de 2.500 metros en la Antártida) se forman con una nueva capa de nieve al año. Y cada capa guarda burbujas de aire de esa época.

Según el último informe del Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC, en sus siglas en inglés):

En ese período, el CO2 osciló entre 180 y 300 partes por millón, lo que significa que actualmente está un 29% por encima del mayor nivel alcanzado en cientos de miles de años, superando las 387 partes por millón. Pero con los bloques de hielo los científicos también pueden reconstruír las temperaturas del pasado y concluyen que existe una relación incuestionable entre la cantidade do dióxido de carbono en la atmósfera y la temperatura, tal y como puede verse en esta gráfica.

La comunidad científica, como hemos visto, es prácticamente unánime en este tema y los gobiernos manejan informes internos que tampoco dejan lugar a dudas. En este sentido, cabe destacar el realizado por Sir Nicholas Stern, ex economista del Banco Mundial y actualmente Jefe de los Servicios Económicos del gobierno Británico y Asesor para el Desarrollo y el Cambio Climático, que habla del impacto del cambio climático sobre la economía mundial. Estas son las conclusiones de dicho informe:

En el año 2004 se publica, también en Science, el artículo “Stabilization Wedges: Solving the Climate Problem for the Next 50 Years with Current Technologies” (Cuñas de estabilización: Resolviendo el problema climático durante los próximos 50 años mediante las tecnologías actuales) (Science, vol. 305, pp 968-972). Lo firman los Profesores S. Pacala (Departamento de Ecología y Biología Evolutiva) y R. Socolow (Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial), de la Universidad de Princetown. En el resumen que encabeza el trabajo dicen:

Cuñas de estabilización de emisiones

Nuestros Pacala y Socolow no es que “crean” en el cambio climático, sino que saben que el cambio climático está en marcha. Su estudio comienza mostrando la evolución de la concentración de CO2 en la atmósfera a partir de los registros disponibles (desde 1954). La gráfica les muestra estos registros, así como la “mejor” de las tendencias de crecimiento de las emisiones hasta 2055, lo que supone aceptar un ritmo de crecimiento de las emisiones lineal e igual al promedio histórico entre 1955-2005 (el 1,5% anual). Esta previsión (insistimos, conservadora) supondría que en 2055 se duplicaría la actual tasa de emisión, de 7 a 14 GtC/año (1GtC = mil millones de toneladas de Carbono) y la concentración de CO2 atmosférico alcanzaría las 850 partes por millón (ppm). Para conseguir que en el 2055 se inicie una tendencia descendente de la concentración de CO2 para alcanzar una estabilización en torno a 450-550 ppm (algo menos del doble de la existente antes del inicio de la era industrial), la estrategia propuesta es la eliminación del crecimiento de las emisiones, manteniéndolas en las 7GtC/año actuales. El triángulo de estabilización supone eliminar, exactamente, 1/3 del total de las emisiones proyectadas entre 2004-2054. Para conseguir ese objetivo, Pacala&Socolow dividen el triángulo de estabilización en 7 “cuñas” de remediación iguales.

Atención que no estamos hablando de Kyoto, Pacala&Socolow, pretenden mantener que no reducir, las emisiones de CO2 a la atmósfera, es decir, estamos por debajo de las pretensiones de Kyoto.

Por cierto, incorporando al precio de la generación de energía los costes por emisiones de CO2 a un precio de 100$ por tonelada de emisiones de carbono ($/tC), una cuña supondría 2,5 billones (europeos) de dólares de ahorro.

Aparentemente lo tenemos fácil ¿no? Sólo necesitamos 7 cuñas y tenemos 16 opciones. Pero cuidado con estas 16 cuñas: exigen inmediatez y sentido común y todas son muy difíciles de llevar a la práctica... ¿Tenemos otra alternativa? La inmediatez ya ha caducado, porque las cuñas debieron comenzar a aplicarse en el 2005.

Todos estaremos de acuerdo en emplear la cuña de mejora de la eficiencia de consumo en la automoción: reducir a la mitad el consumo de combustible por kilómetro recorrido no hace daño a casi nadie, con la única excepción de los sectores de extracción, refino, distribución y venta de combustible, que verían mermados sus ingresos por la menor demanda. Ahora bien, esta opción, implica una reconversión de la industria de la automoción que tendría que haber comenzado ya. Pongamos los pies en el suelo: vivimos donde vivimos, y no en Utopía. ¿Habrá que subvencionar a la General Motors, WW-Audi-Seat, BMW, Renault, Honda Motors, etc.?... ¿Qué serán estos picores que me recorren el cuerpo?

Veamos ahora, por ejemplo, la cuña eólica. La cuña eólica se puede cubrir con 800.000 aerogeneradores tipo Nordex-2,5 MW , o sea, multiplicar por 50 la potencia actual del parque eólico en 50 años.

¿Y la cuña consistente en ahorrar en desplazamientos? Exige cambios urbanísticos, logísticos, telemáticos, transportes, etc, para que el actual sistema de producción-consumo no se desplome y eso es sagrado ¿no?

Pero el transporte y la movilidad son un factor básico del problema. Como dice Manuel Calvo Salazar, la situación actual es “producto, primeramente, de un modelo territorial basado en la producción de lejanía. Producción de lejanía que convierte al territorio del área en un enjambre de vías de comunicación donde todo pretende estar conectado con todo. Ese es el principal factor de explicación de la insostenibilidad del sistema de movilidad de la aglomeración: la necesidad creciente de viajar más y más kilómetros para acceder.”

“Baste decir que, diariamente, se realizan en Sevilla y su área más de 2 millones y medio de desplazamientos en vehículo privado al recorrer una cantidad de kilómetros (12.580.962) que equivale a una distancia de 33 viajes a la Luna. Anualmente, esto significa una cantidad de kilómetros acumulados de unas 23 veces la distancia entre la Tierra y el Sol. Ese es el factor primario de insostenibilidad en el sistema de transporte, es decir, creciente necesidad de producción de movilidad.” (Sostenibilidad ambiental y huella ecológica en áreas metropolitanas).

¿Qué decir sobre la reconversión de las centrales térmicas de generación para que adopten la tecnología de captura y secuestro de carbono (CCS)? Esa tecnología consiste en capturar las emisiones de carbono de las centrales térmicas (carbón, gas o ciclo combinado) y enterrarlas a gran profundidad o en el océano. Algunas centrales CCS aprovechan la captura para reciclar el carbono en combustibles sintéticos (synfuels para los anglos), o generar hidrógeno en reactores químicos. En todo caso, el carbono no reciclado ha de enterrarse en yacimientos ad hoc, con determinadas especificaciones de composición geológica del terreno, o bien liberarlo a gran profundidad en el océano. El enterramiento oceánico (el mayor sumidero natural de carbono en el planeta) puede presentar algún problema, ya que a fecha de hoy desconocemos el ciclo completo del carbono en el fondo del océano. Y el enterramiento geológico supone restricciones de ubicación de las centrales con CCS a determinados lugares. Por supuesto que las restricciones de lugar también afectan a las centrales CCS con secuestro oceánico (tienen que estar a pié de mar, además de que los colectores de secuestro tienen que liberar el carbono oceánico a gran profundidad, restrición adicional en cuanto a las posibles ubicaciones de esas centrales).

La central de Sleipner West (Trondheim, Noruega) es la pionera en la demostración efectiva de tecnología CCS hasta el punto que la unidad de almacenamiento geológico ha tomado su nombre (sleipners). Diariamente separa y entierra 2.800 toneladas de CO2 con un ahorro por gravamen de emisión de 1 millón de coronas noruegas cada día (lo que significa que el gravamen por emisiones de CO2 en Noruega es de poco más de 53 $/tC, algo más de la mitad del gravamen en los EE.UU., pero la concienciación vikinga parece que es mucho más fuerte que la yankee y la baja tasa de gravamen no es óbice para que se apliquen en eliminar sus tóxicos. Encontrarán información genérica en Wikipedia y en economics.

 Otra cuña es la nuclear. Supondría duplicar de forma inmediata su capacidad de generación actual. Afortunadamente, es inviable. Pero el lobby aprovechará la coyuntura para incrementar su participación hasta donde puedan, pidiendo subvenciones, claro está, ¡¡malditos picores!!, me están matando e incrementando el problema de los residuos en el mismo porcentaje. Pero esto último no es su problema: pasa a ser nuestro. ¿Alergia quizás?.

Otra cuña es detener la deforestación e invertir el proceso: reforestar. La cuña supondría, por ejemplo, detener la deforestación tropical y plantar 300 millones de hectáreas de nuevos bosques (más de 6 veces el territorio español). Pero díganselo Vds. al Sr. Lula da Silva, cuya Ministra de Medioambiente, Marina Silva acaba de dimitir hastiada de la falta de interés de Lula por hacer cumplir sus compromisos de preservación de la Amazonia y cambiar radicalmente sus “prioridades”. Aunque también tiene razón el Sr. Da Silva, en su idea de que el problema medioambiental debe resolverlo quien lo ha creado, y que Brasil tiene tanto derecho a deforestar exactamente el mismo porcentaje de su territorio para aprovechamiento agropecuario-maderero que el históricamente efectuado por Alemania, España o los EE.UU. de América. Visto así, no le falta razón. Vean Vds.: según las cifras de Pacala&Socolow, si los bosques amazónicos capturan el 20 % de las emisiones mundiales de CO2, al módico precio noruego (50 $/tC para retirar el 20% de 7 GtC/año-=1,4 GtC/año) habría que poner a escote una cantidad anual próxima a 70.000 millones de dólares para que se repartan los países con soberanía sobre la Amazonia a cambio de que preserven sus bosques en beneficio de todos. Pueden encontrar información en Scientific Library Online y en Carbon Trade Watch.

Dejémoslo aquí. No nos atrevemos a comentar la cuña de los biocarburantes que supondría destinar 1/6 de todas las tierras de cultivo de la Tierra a tal efecto, ¡para resolver 1/7 del problema global!. y de paso sumir en la hambruna al tercer mundo. (¿será sarna? ¿pican los melanomas?)

Queremos ser positivos como Pacala&Socolow, pero nuestro escepticismo nos supera a veces. Ellos nos advierten de las dificultades de poner en marcha cada cuña de remediación, pero insisten (con razón) que todas y cada una de ellas están a nuestro alcance: son tecnológicamente posibles. Como resultado de su trabajo concluyen que:

Y nosotros añadimos:

1. Si se adopta la alternativa nuclear, hay que gravar la gestión de residuos a su precio real (sea el que sea).
2. Hay que meter en cintura al conjunto de las empresas operadoras del sector energético.

Nuestros puntos 1 y 2 están inspirados en nuestro bienamado Milton: aplicamos la "lógica de mercado". (Si es sarna es sin gusto). Tomemos ejemplo del amigo americano, padre legislador en los años 80 del principio "quién contamina paga", aprobando en 1990 la Oil Pollution Act, por la que se exige a las compañías navieras la obligación de doble casco para los petroleros y el depósito de una garantía de 1.000 millones de dólares como fianza previa de responsabilidad civil por los daños que pudieran ocasionar vertidos por parte de los buques. A la Exxon Mobil le exiguieron 4.004 millones de dólares por el vertido del Exxon Valdez. Desde entonces no se han producido derrames de petróleo en las aguas estadounidenses. ¿Porqué no hacemos lo mismo con las empresas nucleares?

Siete cuñas, siete tragos amargos para un primer mundo insolidario. Pero algo habrá que hacer, y hacerlo ya mismo. En una charla informal, Socolow, al ser preguntado sobre la tremenda dificultad de poner en práctica estas cuñas, decía:

Hay otros pequeños paliativos. Una cuña más es el fomento del ahorro energético, pero un ahorro drástico y decidido. Parece el chocolate del loro, pero no lo es. La obligatoriedad y generalización de aparentes pequeñas medidas de mejora de la eficiencia de consumo energético (aislamiento térmico de viviendas, electrodomésticos y bombillas de bajo consumo, sistemas de apoyo energético a la calefacción y agua caliente sanitaria, disminución de las pérdidas energéticas en la distribución de electricidad, etc, etc) suman una nueva cuña. Y la contribución fundamental a esta cuña es la disminución de las pérdidas energéticas en la distribución de electricidad. Todos los organismos asesores de los gobiernos y administraciones concuerdan en este punto. Reconocen pérdidas notables en las líneas de distribución eléctrica:

Y apuntan una solución: