Energía Limpia, Inagotable, Segura y Constante


De vuelta con el tema energético, la noticia reciente de la aprobación de un 32% de energías renovables para 2030 en la U.E., rebajando el 35% propuesto en Enero de 2018, nos obliga a preguntarnos las razones para que aún no se plantee ni tan solo un 50%, cuando ya se habla de la posibilidad técnica de cubrir el 100%. En las siguientes líneas abordaré el -aparentemente- confuso tema, tratando de ordenar algunas ideas.

En primer lugar, habría que aclarar algunos conceptos que los medios de comunicación evitan (creo que por no liarse con temas técnicos y de porcentajes). Aproximadamente la mitad de la energía contabilizada -en un país como España- se emplea en el transporte (tierra, mar y aire) en forma de combustibles líquidos (gasoil, gasolina y queroseno). Por otro lado, aún una gran parte de la energía consumida en el mundo no se contabiliza, y si se hiciera se comprobaría que las renovables aportan mucha más energía; leña y el carbón de leña para calefacción y/o cocinar, arados tirados por bueyes, los calentadores de agua solares y las parábolas concentradoras (que en el medio rural de China o India se usan para cocinar), o los molinos de viento que extraen agua de los pozos, los barcos de vela, ni -por supuesto- tampoco la energía humana que mueve una bicicleta (para mensajería, rickshaws, transporte escolar...) o impulsa una bomba de agua manual. Es decir, estrictamente hablando, los países "menos desarrollados" llevan la delantera en los objetivos de ampliar el alcance de las energías renovables. Pero no vamos a hablar de low-tech sino de tecnología y estrategias avanzadas.


Una observación inmediata de todo esto es que la energía de los combustibles fósiles se emplea en gran medida para usos relativamente superfluos (o al menos prescindibles): turismo (avión y automóvil), transporte de mercancías lujosas (por avión) y lejanas (barcos con contenedores del lejano Oriente, en parte llenos de baratijas), transporte de personas en automóvil privado en ciudad y cercanías, etc.. Por otro lado, gran parte del transporte de mercancías por carretera podría ser sustituido por transporte en trenes de mercancías (eléctricos) y el de los barcos evitado en parte o mejorando la eficiencia de los cargueros mediante sistemas de velas y cometas.



Sigamos con un caso concreto; el de España. Respecto a la producción de electricidad, las energías renovables suman al menos un 40% del total, pero claro, sobre aproximadamente un 50% del total de la energía primaria consumida (que incluye la del transporte) sería un 20% del total contabilizado.
De estos datos ya se desprende una idea: una clave para aumentar el porcentaje renovable del total sería reducir el consumo por transporte. Otra forma de aumentar el porcentaje renovable sería aumentando la eficiencia de consumo total o simplemente evitando ciertas formas de consumo.
Ahorrar, hasta cierto punto al menos, suele ser muchas veces la más barata e inmediata forma de aumentar el porcentaje de energías limpias (sin instalar ni un solo aerogenerador).

Aún hay mil y una forma de ahorro por aplicar. Si se logra ahorrar tan sólo un 20% del total (sólo, porque aún podría ser más, pero un 20% sería perfectamente asumible) se aumenta el porcentaje de las renovables; el 40% de electricidad actual (suma de eólica, hidráulica y solar) representaría entonces un 32% del total (justo el objetivo actual de la UE). Sin instalar ni un megawatio más.
Pero aún podría ser mucho mejor; la eólica presenta aún mucho recorrido (tecnología off-shore, turbinas aerostáticas o voladoras, sistemas de eje vertical válidos en azoteas de edificios, aerogeneradores sin turbinas, etc.) se debe sumar la solar (que apenas ha empezado a instalarse y que no se limita a los paneles fotvoltaicos), además de otras muchas formas de energía renovable como la biomasa, la geotérmica y diversas formas de aprovechar la energía del mar (olas, mareas, gradiente térmico y corrientes marinas).

El estrecho de Gibraltar, entre Marruecos y España, es una de las muchas ubicaciones en todo el mundo con un gran potencial de suministrar grandes cantidades de energía limpia, de un modo constante y relativamente económica, mediante turbinas submarinas.
Las turbinas pueden a veces anclarse al fondo marino, o bien situarse suspendidas desde plataformas flotantes, que permitirían un más fácil acceso y mantenimiento.

Según algunos estudios, las corrientes de entrada y salida del océano Atlántido al Mediterráneo a través del estrecho de Gibraltar tienen potencial suficiente para abastecer de energía eléctrica a España, Portugal y Marruecos. Sin embargo, un aprovechamiento menos intensivo de este recurso podría servir para sustituir toda la energía generada en las centrales nucleares de España.

Estrecho de Gibraltar; 14 Kms separan España de Marruecos, por los que fluyen poderosas corrientes entre el Océano Atlántico y el Mar Mediterráneo

Además de que algunas formas de aprovechamiento de energías renovables producen energía de un modo mucho más constante, como algunos sistemas de solar térmoeléctrica (con energía solar de concentración se puede producir energía eléctrica inninterrumpidamente, también por la noche, mediante el uso de sales fundidas como acumulador térmico), la geotérmica o la energía marina de gradiente térmico o de las mareas, antes mencionada. también sería posible acumular masivamente energía mediante varias soluciones ya maduras tecnológicamente, basadas en principios simples y bien conocidos, como es el caso de la acumulación de energía hidrostática, tal como el sistema UCAES (Undersea Compressed Air Energy Storage) o un sistema terrestre como Gravity Storage

Sistema de Toronto Hydro
La acumulación de energía a gran escala, además de la acumulación distribuida (en hogares y vehículos eléctricos), permitirá un aprovechamiento muy superior de las energías renovables intermitentes (eólica y solar fotovoltaica), pudiendo entonces elevar su porcentaje de participación.
Ver post abundancia energética

Planta de energía geotérmica en Islandia

La Energía Geotérmica de alta temperatura -para la producción de electricidad- es otra energía renovable de producción constante, como la de las corrientes marinas. En este caso se trata probablemente de la más constante de todas. Actualmente está infrautilizada en gran parte por los altos costos que representaba hasta ahora la prospección de las zonas adecuadas, estudios que resultaban muy costosos en relación a las garantías, pues al final existía un riesgo de que la explotación no resultara rentable. Según la Asociación de la Energía Geotérmica el potencial mundial con la tecnología actual es de 200 GW, equivalente a la potencia eléctrica de unas 220 centrales nucleares de las más comunes entre las que están en operación, unas 440 en todo el mundo. Es decir, de explotarse todas las ubicaciones posibles, la hasta ahora casi desconocida energía geogérmica podría permitir el cierre de la mitad de todas las centrales nucleares del mundo.

Más allá de la Tecnología de transporte

Trabajar menos (y/o menos días)
Pero el ahorro de energía primaria (combustibles) sigue siendo la clave para aumentar la participación de las renovables. En el transporte, sobre todo, hay mucho que puede hacerse. Además de aplicar soluciones tecnológicas como la electrificación de los vehículos, se debería pensar en clave de estrategia general. En la ciudad, por ejemplo, la mayoría de los desplazamientos son ocasionados para acudir al lugar de trabajo, a reuniones de negocios, o al centro de estudios (universidad o instituto). Por tanto, una forma de reducir en un 20% ese consumo energético sería reducir la semana laboral de 5 a 4 días, algo perfectamente posible; o más que posible, necesario. Reducir los desplazamientos aumentando el fin de semana a 3 días corregiría -de paso- las altas cifras de desempleo juvenil y mejoraría la situación financiera de la seguridad social, pues habría más trabajadores cotizando y menos desempleados cobrando subsidios.

DVE Telepresence, compañía pionera en desarrollar sistemas avanzados de telepresencia 3D - holográfica, ha innovado con un podium inmersivo muy realista

También es posible reducir los desplazamientos sin reducir el tiempo de trabajo semanal, permitiendo la realización de parte del trabajo desde casa. En varios países de Europa hay cada día más compañías que permiten trabajar parcialmente desde casa, lo cual es perfectamente factible en muchos trabajos, pues la principal herramienta de trabajo hoy día es una laptop, y el software actual permite un contacto tan estrecho que es casi como una presencia virtual. No hay una fórmula única; puede consistir en reducir la asistencia a la oficina un solo día, o la mayoría de los días. He conocido varias personas que aplican esta formula y tanto la empresa como los empleados parecen estar satisfechos. En algún punto intermedio entre trabajar casi siempre en casa (lo cual tampoco es para todos) y tener que pasarse la vida en la oficina (lo cual no es para casi nadie) se encuentra la jornada ideal, que permite a los empleados rendir sin caer en rutinas frustrantes, mientras que las compañías pueden ahorrar costes (desplazamientos, dietas) sin perder productividad, sino más bien al contrario, pues permiten a sus empleados mayor control sobre sus vidas. 
La misma reducción de días "de asistencia" es aplicable a los estudios universitarios, pues parte del trabajo podría realizarse desde casa si se planifican semanas de 4 días ( o menos). De este modo los estudiantes se disciplinarían antes en el trabajo y estudio constante, "aprendiendo a aprender", que es lo que tendrán que hacer para prosperar en sus carreras profesionales, al tiempo que los profesores podrían preparar mejor sus clases o bien disponer de días adicionales de consulta.

Vuelos sin queroseno y a ras de suelo

El transporte aéreo aún necesitará combustibles por algún tiempo, aunque los aviones comerciales podrían volar empleando hidrógeno o bio-combustibles. Por otra parte, mucho vuelos continentales, al menos entre las más grandes ciudades posiblemente sean sustituidos por sistemas de transporte terrestre más eficientes, como el Hyperloop, que promete conectar grandes ciudades en tiempos increíblemente cortos.

Por ejemplo, recorrer los algo más de 500 Kms que separan Amsterdam de París, tomará tan solo 30 minutos en el hyperloop, menos de la mitad que un vuelo comercial (hora y cuarto), además de evitar el embarque y desembarque. En total un vuelo tomaría algo más de dos horas

El Superbus es un concepto desarrollado por la Universidad Técnica de Delft (Países Bajos), basado en un vehículo eléctrico similar a una gran limusina, capaz de transportar 23 pasajeros a una velocidad de crucero de 250 Km/h, serviría para una conexión rápida (y personalizable) entre las principales estaciones (del hyperloop) y las ciudades cercanas

En cuanto a los aviones eléctricos y/o con energía solar, de momento esta tecnología parece limitarse a los drones y pequeños aviones no tripulados, pues no tienen potencia suficiente para transportar cargas. El combustible de los aviones es caro y se consume en grandes cantidades en cada vuelo (un avión de pasajeros "mediano" como un Boeing 737 consume unos 400 litros por cada 100 kilómetros), por lo que las aerolíneas tratan de ahorrar tanto como puedan (en teoría sin saltarse las normas). Para ahorrar combustible una de las cosas que se pueden hacer es eliminar peso superfluo, y para ello lo primero que se plantean es no llevar mucho más que el combustible justo (pues llegar a destino con varias toneladas de combustible sobrante es como viajar con sobrecarga). También se invierte en reducir el peso de todo lo posible; los asientos, los carritos de la comida, incluso las revistas (que pueden imprimirse en hojas más finas), además de penalizar duramente el exceso de equipaje. Incluso, muy recientemente alguna compañía está iniciando lo que podría acabar siendo tendencia: pesar el equipaje conjuntamente con el pasajero. Otras formas de ahorrar es volando más despacio o más alto (pero no se les permite por evidentes cuestiones de seguridad). Los fabricantes están estudiando nuevas formas aerodínámicas del fuselaje, pinturas especiales, nuevas turbinas y otras configuraciones de alas y turbinas.


Una de las ideas más curiosas -y difíciles de poner en práctica- para mejorar la eficiencia energética del vuelo de las aeronaves sería la de imitar el vuelo en "formación" en V que realizan algunas aves migratorias como los gansos. Al menos en vuelo militar, no limitado por programaciones horarias tan estrictas, se ha comprobado que es viable y permite ahorrar hasta un 15% de combustible. Se precisan sistemas avanzados de control de vuelo para mantener una formación sin riesgo de colisión y sin que las turbulencias afecten al vuelo de los aviones que se sitúan detrás, pero es tecnología ya existente.
Como puede apreciarse, llevado al extremo la tecnología tiene el incoveniente de complicar demasiado las cosas, por lo que, como en el caso del combustible de los desplazamientos urbanos, la mejor opción de ahorro sería evitar algunos vuelos, lo cual parece que iría contra el interés de las compañías aéreas (otra vez se comprueba que Adam Smith erró estrepitosamentede con su teoría de las bondades del interés particular). Por eso la economía no funcionará solo por los incentivos individuales (o corporativos), sino por los incentivos cruzados (teoría de juegos) y entrelazados con las posibilidades tecnológicas (las posibilidades materiales del "juego").

Telepresencia holográfica

En cuanto a la opción de la Telepresencia que se mencionó arriba, puede hacer innecesarios no solo muchos desplazamientos urbanos sino también algunos viajes de negocios, especialmente ineficientes energéticamente, pues la mayoría son en clase bussiness, cuyos asientos pesan más y ocupan más espacio, por lo que el gasto de combustible por pasajero es mayor (viajar en un incómodo asiento de clase turista en un avión abarrotado resulta mucho más eficiente, normalmente más que viajar en coche).

El incentivo

Para las compañías la eficiencia resulta interesante como inversión (al menos hasta cierto punto de equilibrio), en cambio, evitar la actividad económica superflua (evitar el derroche de sus clientes) no es algo que resulte atractivo desde ningún punto de vista. En el caso de los vuelos en avión las compañías verían en tal ocurrencia un suicidio empresarial (mientras sus vuelos sean rentables poco importa que no sean "eficaces" en cuanto a la utilidad o justificación del servicio). Con los pasajeros pasa lo mismo; la mayoría de los vuelos son ya por placer o turismo, aunque algunos pasajeros son jóvenes de los países del Sur, cuyas tasas de paro juvenil son estratosféricas, se ven obligados a emigrar para encontrar alguna oportunidad laboral, y de vez en cuando desean ver a amigos y familia.
La única forma -inmediata- de desincentivar el exceso de consumo en actividades generadoras de emisiones parece que sería modificando el panorama de incentivos económicos:
- mediante impuestos especiales adicionales, cuyos ingresos deberían destinarse a la I+D en energías renovables y eficiencia.
- mediante bonificaciones fiscales a las empresas que mejoren las cifras de consumo, creando tramos impositivos exentos o precios progresivos (de los combustibles) por "unidad".
Todo esto no es fácil y exige algo de estudio y sensibilidad, pero merecería la pena porque la relación entre la inversión y los resultados sería muy rentable.

Reactor de fusión nuclear Wendelstein 7-X

Las promesas "mágicas"

Son muchísimas las estrategias que pueden plantearse, pero en cualquier caso se precisará un análisis relativamente detallado a la vez que sintético, indicando las conexiones entre las principales cuestiones. Conocer opciones y alternativas será solo una parte -importante- de la solución, pero la clave será -como siempre- identificar correctamente el "problema", porque en él también suele encontrarse la solución.

Quizá una de las "soluciones" más extrañas -y arriesgadas- que cabe ver es la de la fusión nuclear, a la que se están invirtiendo ingentes sumas de dinero a cambio de una promesa de energía abundante, limpia y muy barata (exactamente lo mismo que prometían los partidarios de la energía nuclear de fisión hace 50 años).

Para empezar, deberíamos entender que el problema no es la supuesta escasez de energía, ni su precio (porque precisamente el precio sirve para controlar su derroche); el problema de la energía, he dicho ya por aquí alguna vez, es -como con el dinero- no tanto su escasez sino su desigual distribución: se derrocha mucha energía (y dinero) para fines superfluos mientras en otros lugares no hay lo mínimo para cubrir lo más esencial.  Sería desastroso si dispusiéramos de energía libremente, inagotable, limpia y universalmente distribuida, si a la vez no nos auto-controláramos de algún modo (y es evidente que aún no sabemos hacerlo). El resultado sería catastrófico porque el verdadero límite no es la energía (que fluye inagotable a través de las fuentes renovables) sino los recursos materiales (minerales, bosques, espacio libre, tierras de cultivo, agua dulce pura, etc.) todos los cuales correrían riesgo de mayor sobre-explotación si la energía abundante y barata permitiera obtenerlos y transformarlos a capricho.

Técnico insertando una bobina diamagnética en la vasija de plasma del Wendelstein 7-X. Este instrumento medirá el cambio en el flujo magnético del confinamiento del plasma.

Por otro lado, crear más energía (eléctrica), de un modo tan extremadamente complejo, peligroso y a gran escala (por tanto, centralizado), no parece tan necesario como aprender a utilizar más inteligentemente la energía que ya "tenemos", o que podemos obtener por medios más simples, económicos y seguros.
Además, hemos visto que el transporte consume más o menos la mitad de la energía total, y que la electricidad solo tiene un papel marginal en el transporte, porque aún es caro acumularla mediante baterías. El transporte podría electrificarse, sí, pero el costo actual de la acumulación a pequeña escala (en los propios vehículos) lo hace aún algo menos competitivo (si bien hay soluciones para eso). Sin embargo, las energías renovables pueden suplir perfectamente la demanda total de energía eléctrica, a un costo competitivo, con tecnologías seguras, fiables y replicables, aptas tanto para sistemas centralizados como distribuidos.

Otro de los problemas de la tecnología de fusión es que, como sucede con la nuclear de fisión, precisa de una economía de escala extrema para resultar rentable, es decir, centrales muy grandes, lo que se traduce en una enorme inversión, arriesgada también financieramente. También es de preveer que se patentarán procesos concretos que serán propiedad de grandes corporaciones, pues no todos los participantes tendrán el mismo nivel de acceso y control sobre la información obtenida por los consorcios internacionales que están realizando avances en este campo (como el ITER).

Por todo ello resulta difícil entender que la apuesta por esta fuente de energía obedezca únicamente a criterios económicos. Por supuesto, tampoco los átomos para la paz de la energía de fisión resultaron ser tal cosa, porque sabemos que el combustible gastado (procesado) de los países con "poder nuclear civil" fue útil para obtener el gran arsenal de armamento atómico de las potencias nucleares.


Debemos entender que las energías renovables son algo más que formas de energía limpias. Son manifestaciones de energía de la naturaleza a lo largo y ancho del planeta, que nos acompañan desde siempre, como el viento y el sol. Ahora podemos ya aprovechar energías renovables como la geotérmica y la de las corrientes marinas, que son abundantes y constantes, y podemos por otro lado emplear con buen criterio esa energía obtenida, para conventirla en abundancia y prosperidad.
En cambio, la energía nuclear (sea de fisión o de fusión) es como tratar de hurgar en las entrañas del cosmos, tratando de "robarle a los dioses" una energía que apenas comprendemos, yendo mucho más allá de lo que parece prudente. La ingeniería quizá lo haga posible, pero eso no significa que sepamos en lo que nos estamos metiendo : ¿un laberinto de escala sobrehumana y complejidad sin fin?


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