Seguir con la descarbonización exige una revolución de la electricidad verde
Enrico Ambrosini, director global de originación, nos explica por qué.
El consumo de combustibles fósiles para la creación de energía es, con diferencia, la vía por la que se genera la mayor cantidad de gases de efecto invernadero dañinos para el medio ambiente, puesto que representan casi el 70 % de las emisiones de carbono a nivel mundial cada año.
Sin embargo, si abandonamos el sistema mundial actual de energía basado en combustibles fósiles, que ha quedado ya obsoleto, y pasamos a un sistema basado 100% en las energías renovables (lo cual puede y debe ocurrir para el año 2030), las emisiones de carbono derivadas del consumo de energía disminuirían rápidamente y alcanzarían la cifra de cero neto, lo cual permitiría evitar el fin de la civilización tal como la conocemos.
Para lograrlo, no solamente tenemos que cambiar la forma en que producimos energía para que la red eléctrica funcione solamente con energías renovables, sino que también tenemos que cambiar la forma en que la usamos. Y esto implica un aumento drástico en materia de electrificación; es decir, la electricidad debe ser la fuente de energía de todo lo que hacemos: en nuestras casas y en nuestra vida diaria, pasando por la industria y la infraestructura subyacente.
Aquí se explica por qué.
Una mayor electrificación no sirve de nada sin una producción limpia
Muchas partes de la sociedad funcionan con electricidad, desde hogares hasta empresas, pasando por trenes, tecnología pasa uso personal y automóviles. Y parece que esta tendencia continuará.
Según la Agencia Internacional de la Energía (AIE), en el año 2018, la demanda de electricidad a nivel mundial aumentó un 4% (900 TWh), lo que representa el ritmo más rápido desde el año 2010. Pero, si bien fueron las energías renovables y la energía nuclear las fuentes de la mayor parte de este incremento de la demanda, también aumentó considerablemente la generación de energía procedente de plantas que funcionan con carbón y gas para hacer frente a este aumento del consumo, y esto se tradujo en un aumento del 2,5 % de las emisiones de CO2 del sector, en comparación con el año pasado.
Por lo tanto, si bien es una buena noticia que en una ciudad como Londres se esté ampliando la red de carga de vehículos eléctricos y se estén comenzando a utilizar los autobuses eléctricos, estos cambios solamente sirven para la descarbonización si la red eléctrica que suministra la energía a los vehículos eléctricos se alimenta con energías renovables.
La red eléctrica debe lograr la descarbonización con más rapidez que el crecimiento de la electrificación.
¿Dónde estamos creando nuestro mundo basado en la electricidad?
Ya hay muchos ejemplos de lugares en los que la transición a un mundo basado en la electricidad está bien avanzada.
Por ejemplo, se están haciendo grandes avances en el sector del transporte. La experiencia de Oslo demuestra lo que se puede lograr con vehículos eléctricos, y en otras grandes ciudades de California, China, Corea y Europa se está avanzando rápidamente, lo cual genera optimismo a nivel mundial.
El año pasado, por primera vez en la historia, más de la mitad de todos los automóviles nuevos vendidos en Oslo eran eléctricos y se alcanzó una cifra récord: el 39 % de todos los automóviles nuevos eran automóviles totalmente eléctricos. Desde el año 2010, el crecimiento anual de las ventas de vehículos eléctricos en la ciudad ha sido de más del 100%.
Mientras tanto, en un país vecino, Suecia, en el año 2018, se inauguró la primera calle electrificada del mundo para cargar automóviles. Un tramo de carretera en las afueras de Estocolmo transmite energía desde dos rieles instalados en la superficie de la carretera, y de este modo recarga las baterías de los automóviles y los camiones eléctricos.
Ya hay en las calles motocicletas eléctricas y en el agua ya funcionan yates eléctricos; además, en los Países Bajos, el 100% de los trenes eléctricos ahora utilizan energía eólica.
También se están haciendo muchos avances en el sector aeronáutico, y ya hay una serie de aviones eléctricos en servicio. Se prevé, además, que una aeronave de demostración híbrida-eléctrica haga su primer vuelo en 2021 y se espera que el primer vuelo comercial de pasajeros completamente eléctrico comience a operar solo un año más tarde.
De igual manera, ya existe la tecnología necesaria para crear nuevas casas que utilicen exclusivamente electricidad procedente de energías renovables. En Gales, la Universidad de Cardiff ha estado exponiendo una casa con energía positiva, en la que se integra una gama de tecnologías de energía solar al diseño del inmueble, además de incluir bombas de calor y almacenamiento de energía. Además, en 2016, se terminó la construcción de una innovadora casa multifamiliar en Zúrich que puede recoger y almacenar suficiente energía solar como para satisfacer las necesidades energéticas de todos sus inquilinos.
¿Qué nos está frenando?
Dado que el uso de la energía eléctrica está creciendo y está ocupando un papel más central en el funcionamiento del mundo, hay varios obstáculos que es necesario abordar rápidamente a fin de acelerar este proceso.
Combinación energética
Un gran porcentaje de la electricidad que usamos a diario es generada por la quema de combustibles fósiles (según la AIE, el 64% proviene del carbón, el petróleo y el gas), en lugar de fuentes renovables y sostenibles como la solar, la eólica, y la hidráulica, que representaron tan solo el 26% de la combinación de generación energética a nivel mundial en el año 2018.
Está claro que esto tiene que cambiar para que un sistema de energía basado en la energía eléctrica en un 100% se traduzca en un futuro más ecológico, más limpio y sin emisiones netas. Esto es posible, según lo demuestra la investigación realizada por Energy Watch Group y la Universidad LUT: la energía solar, por ejemplo, tiene el potencial para producir el 69% de la energía de todo el planeta en un sistema energético global 100% renovable.
Almacenamiento
El camino hacia un sistema de energía basado en la energía eléctrica procedente de energías renovables en un 100% también se basa en la tecnología de almacenamiento.
La tecnología de almacenamiento actual para la energía solar, la energía eólica terrestre y offshore, con baterías, permite que la red tenga acceso a la energía renovable en cualquier momento a diario o semanalmente.
En los meses de verano, cuando los días son más largos, el almacenamiento puede captar el exceso y exportarlo a la red en los períodos en que la energía no se utiliza durante el día o la semana. Pero el desafío es la época invernal, cuando hace frío y hay poca luz.
El gas, que puede almacenarse fácilmente, se utiliza para generar tanto electricidad como calefacción, y de este modo viene a llenar el vacío, pero es fundamental descubrir la forma de almacenar energías renovables durante períodos prolongados, a fin poder crear un sistema 100% limpio. Esto se conoce como «almacenamiento estacional».
Aurora estima que, para el año 2050, el Reino Unido solamente necesitará 86GW de este «almacenamiento estacional» a fin de lograr que el 100% de nuestra energía provenga de fuentes renovables. Por lo tanto, este es un problema que debe solucionarse cuanto antes.
Por suerte, la tecnología de almacenamiento estacional está avanzando rápidamente, y una posible solución se centra en el hidrógeno. La creación de hidrógeno por medio de electrólisis alimentada por energías renovables ofrece una alternativa limpia y de flujo constante a los combustibles fósiles. El factor fundamental es que se puede almacenar durante los meses de verano, cuando el sol abunda y, posteriormente, utilizarse cuando se necesite durante los meses de invierno.
Si bien las instalaciones de hidrógeno son costosas en la actualidad, la investigación realizada por Nature Energy este año determinó que ya son competitivas desde un punto de vista de los costos en aplicaciones muy concretas, y que es probable que en una década, aproximadamente, pasen a ser una alternativa a escala industrial. Una vez construidas las instalaciones, la producción es relativamente económica ya que en el proceso se utiliza electricidad renovable y agua.
En el futuro, es posible que se pueda transportar el hidrógeno a largas distancias por medio de los gasoductos existentes, reduciendo así el precio del hidrógeno un 75% para el año 2050 (según las previsiones publicadas en «Bloomberg New Energy Forecasts») ya que desaparecerán los costos relacionados con el transporte de pilas de combustible y redes de alta tensión de largo alcance. Esto abriría las puertas a la construcción de proyectos a gran escala en zonas remotas, más adecuadas para parques eólicos o solares, y al uso de esta energía renovable para producir hidrógeno y transportarlo adonde sea necesario.
La energía limpia del hidrógeno ya está en uso en algunas pequeñas partes del mundo. En la isla escocesa de Orkney, por ejemplo, el primer ferry marítimo de automóviles y pasajeros propulsado por hidrógeno y creado por medio del uso de energías renovables comenzará a funcionar en 2021, en el marco de la iniciativa de la isla de desarrollar una red local que funcione exclusivamente con hidrógeno.
Financiación
Toda esta transformación requerirá un nivel significativo de capital, así que, de igual importancia es asegurarse de que el elevado nivel de fondos necesarios esté disponible.
Los mercados de capitales siguen estando muy sesgados hacia los combustibles fósiles y los gobiernos continúan subsidiándolos fuertemente, a pesar de que es probable que se conviertan en activos en desuso.
A pesar de que el costo nivelado de la electricidad procedente de la energía solar y eólica es el más bajo del mundo, está resultando difícil dar vuelta al petrolero de los combustibles fósiles. Se necesita una inversión de un billón de dólares al año durante la próxima década para realizar la transformación necesaria hacia un sistema limpio.
¿Cómo es un mundo basado en la energía eléctrica?
Superar estos desafíos requerirá recursos y esfuerzos adicionales por parte de los responsables de la elaboración de políticas, financistas e ingenieros. Pero no hay dudas de que son desafíos que se pueden superar. De hecho, la transición hacia un sistema basado 100% en la electricidad es la base de la transición hacia un futuro sin emisiones de carbono, del que depende nuestra existencia.
A medida que se logra la transformación en la forma en que usamos y producimos energía, también es probable que cambie drásticamente la forma en que llevamos a cabo nuestras actividades cotidianas.
En lugar de pasar a un sistema en que la electricidad limpia permite el uso de un número cada vez mayor de vehículos, tenemos que cambiar la forma en que usamos el transporte una vez que pasemos a usar vehículos eléctricos. De hecho, ya estamos viendo las primeras señales de este cambio de mentalidad en el Reino Unido, con una propuesta, actualmente en proceso de evaluación, consistente en la creación de clubes comunitarios públicos para compartir automóviles con 30.000 automóviles eléctricos en las calles que los residentes locales pueden alquilar.
La industria automotriz también está evaluando cómo podría ser este futuro; Nissan ha presentado sus ideas sobre cómo podrían ser las estaciones de carga de combustible en un mundo basado en la electricidad. En su vídeo sobre cómo podría ser el futuro denominado «Cargado por el sol, el viento y los océanos», Nissan predice que los automóviles podrían dar la posibilidad y la independencia a las personas para almacenar y luego distribuir la energía renovable. La carga inalámbrica y la conectividad universal permiten que los vehículos del futuro se carguen de forma autónoma y, una vez cargados, se cambien de sitio por sí solos, permitiendo a otros vehículos que hagan lo mismo. Y todo esto mientras sus dueños están durmiendo en casa.
En el sector de la vivienda, como se ha mencionado, ya existe una casa, denominada «Solcer House» que funciona exclusivamente con electricidad obtenida de fuentes renovables. Esta casa puede generar, almacenar y liberar su propia energía renovable, se ha construido con un alto nivel de aislamiento térmico, reducción de fugas de aire y con un diseño innovador y eficiente. También es viable en cuanto al costo, ya que está perfectamente dentro del presupuesto aceptable para la vivienda social. Si se extendiera a gran escala y se utilizara para todas las nuevas viviendas, los costos se reducirían aún más. Al mismo tiempo, teniendo en cuenta las estimaciones de que el uso de la electricidad aumentaría un 20% de unos 3.100kWh/año (consumo típico por hogar) hasta unos 4.000kWh/año aproximadamente en este supuesto, el uso del gas se eliminaría por completo y la energía se generaría principalmente in situ por fuentes renovables, lo cual reduciría la cantidad de electricidad necesaria de la red eléctrica y permitiría la exportación de la energía excedente generada.
Para la gestión de toda esta demanda adicional de electricidad se necesitará una inversión significativa en la infraestructura de red necesaria, y para garantizar su correcto funcionamiento, la nueva tecnología de la Internet de los objetos (IO) deberá moderar la forma en que se distribuye la electricidad.
La empresa de fabricación de chips ARM prevé que, para el año 2035, habrá más de un billón de dispositivos IO en todo el mundo y esta tecnología inteligente transformará a los dispositivos de uso cotidiano en máquinas inteligentes, recopilando grandes volúmenes de datos que pueden utilizarse para optimizar y personalizar la vida diaria. A mayor escala, el uso de la inteligencia artificial permitirá que toda la red se conecte y funcione en armonía con cada uno de los miles de millones de dispositivos que obtienen energía de la red.
Una oportunidad electrizante para descarbonizar nuestro planeta
Está claro que en todo el mundo hay muchos ejemplos de personas, empresas y gobiernos que defienden la visión y cuentan con la disposición para hacer realidad un sistema energético 100% basado en la electricidad ecológica. Si aunamos estos esfuerzos, y los ampliamos, tendremos no solamente una ruta para lograr eliminar las emisiones netas y evitar así una catástrofe climática irreversible, sino también un camino hacia un futuro emocionante, más inteligente y más limpio.
Tenemos una oportunidad electrizante para descarbonizar rápidamente nuestro mundo y debemos aprovecharla ahora, antes de que sea demasiado tarde.
