¿Cuándo podremos generar electricidad 100% renovable?

Daniel Carralero, José Luis Velasco, Aída GonzálezMiembros del Observatorio Crítico de la Energía. D. Carralero y J.L. Velasco colaboran con el Círculo de Economía, Energía y Ecología de Podemos

En el momento actual, parece que ya van quedando pocas dudas acerca de lo necesario que es para un país como el nuestro un sistema energético completamente renovable. Para empezar, por motivos puramente económicos: España importa prácticamente toda la energía fósil y nuclear que consume, que suponen el 86% de la energía primaria. 

Incluso sin considerar escenarios en los que se llegue a un pico petrolero súbito [1] –algo que no puede descartarse en absoluto-, es evidente que a corto o medio plazo el precio de los hidrocarburos puede experimentar fuertes aumentos de precio que creen problemas muy graves a nuestra economía. Si la tasa de desempleo sigue en torno al 20% con el precio del barril Brent por debajo de 50$, ¿qué pasaría si, por ejemplo, volviéramos a una crisis energética como la de los 70? ¿Y si llega la situación en que el suministro de crudo no puede abastecer la demanda mundial? Por otra parte, para evitar un calentamiento global catastrófico los expertos estiman que es preciso reducir las emisiones globales en más del 50% en los próximos 35 años. Puesto que el 74% de la energía primaria de nuestro país es fósil, sólo una transición muy profunda (especialmente en los sectores con más potencial para la generación renovable, como el eléctrico) nos permitirá contribuir a alcanzar ese objetivo. Incluso, por primera vez desde la Transición, las propuestas acerca de un Plan Nacional de Transición Energética ocupan una parte considerable de la atención mediática en la campaña electoral, e incluso han obligado a partidos poco interesados históricamente en el tema a subirse al carro en el último momento.

Y sin embargo, al acercarnos al debate sobre el sistema eléctrico, normalmente escuchamos que la electricidad debería ser generada mediante un mix “diversificado”, en la que las energías renovables proporcionen una parte (mayor o menor, según a quién le preguntemos), pero siempre junto a otras fuentes no renovables como el gas natural, el carbón, la nuclear, etc; que tenemos que aceptar una fracción de hidrocarburos como un mal necesario y que, en el mejor de los casos, el 100% renovable es algo para dentro de mucho tiempo. Esto se repite tan a menudo que hemos terminado interiorizándolo: no estamos preparados. Los aerogeneradores y los paneles fotovoltaicos no bastan. El 100% renovable es ciencia ficción. ¿Pero es esto cierto? ¿Es imposible garantizar un suministro eléctrico totalmente renovable con la tecnología existente?

Pues bien, la respuesta es un rotundo no. En primer lugar, hay unos cuantos países que ya lo han hecho: Uruguay, Islandia, Costa Rica, Brasil o Noruega tienen un sistema eléctrico total o casi totalmente renovable. Estos casos son relativamente excepcionales, ya que todos estos países disponen de recursos renovables particularmente importantes. Sin embargo, sirven para ilustrar que no existe ninguna limitación fundamental o intrínseca, ni se necesita ninguna tecnología futurista para que un país de 200 millones de habitantes como Brasil produzca su electricidad sin emitir prácticamente CO2. Además, lo que realmente hace excepcionales a estos países es el tipo de recurso renovable del que disponen (hidroeléctrico, geotérmico), no su capacidad total de producción. En efecto, al contrario de lo que se suele pensar, el principal problema técnico que tienen que superar las energías renovables no es el de producir suficiente energía: con la actual tecnología fotovoltaica (FV) podríamos generar toda la electricidad que se consume en España con una superficie claramente inferior a la ocupada por carreteras. En un momento en que la FV ya compite en precio con las fuentes convencionales (y teniendo en cuenta que la suma de hidroeléctrica y eólica ya proporciona casi la mitad de nuestra electricidad), es evidente que la limitación en un país como el nuestro no viene de la capacidad de producción.

En realidad, el principal problema técnico que se debe resolver para lograr una penetración renovable muy alta es el de la controlabilidad: en un sistema eléctrico, las fuentes de generación deben equilibrar de manera instantánea la demanda de consumo, ya que de lo contrario se desperdiciaría energía o se producirían apagones. El problema está en que algunas fuentes renovables, como la FV y la eólica, dependen de la disponibilidad de su recurso (sol, viento), y por tanto no puede elegirse cuánta electricidad generan en un momento dado. Así pues, un sistema que estuviera basado sólo en eólica y FV tendría que tener suficiente potencia instalada para que, incluso en el momento de mínima generación –una noche con poco viento- se pudiera atender el máximo de consumo. Es fácil comprender que un sistema diseñado de esta manera estaría tremendamente sobredimensionado y resultaría difícil de sostener económicamente, y por eso se dice a menudo que las renovables necesitan fuentes fósiles “de respaldo” que cubran la demanda en esas situaciones. Afortunadamente, este caso extremo no es muy realista por dos motivos: en primer lugar, porque también existen fuentes renovables que pueden regularse perfectamente, tales como la hidroeléctrica (salvo en periodos de grave sequía), la geotérmica o las centrales térmicas de biomasa. Esto hace que los países que pueden cubrir la mayor parte de su demanda con estas tecnologías (como los mencionados antes) alcancen el 100% renovable sin problemas de controlabilidad. En segundo lugar porque, cuando la generación supera el consumo durante un pico de generación solar o eólica, es posible utilizar sistemas de almacenamiento para acumular el exceso de energía y reservarla para momentos en que estas fuentes no están disponibles. Para ello, el sistema más utilizado actualmente son las centrales de bombeo: dos embalses a distintas alturas que pueden funcionar como generador (dejando caer el agua a través de una turbina como una presa normal) o como almacén (bombeando agua de nuevo al depósito superior y convirtiendo así la energía eléctrica en energía potencial). Además, existen otras formas de almacenamiento en desarrollo (aire comprimido y baterías para control rápido; P2G [2] para almacenamiento a largo plazo) que ya han probado su viabilidad técnica y sólo requieren ser desarrolladas hasta un nivel comercial. Otro tanto ocurre con el coche eléctrico, que sería un caso particular de batería, y que empieza a ser más visible en nuestras calles.

En el caso de España, la situación es bastante favorable para el establecimiento de un sistema totalmente renovable: por un lado, disponemos de un recurso controlable considerable (un 16% de la energía generada en 2014 fue hidroeléctrica, frente al 3.5% de Alemania, por ejemplo). Por otro, el recurso eólico y la irradiación solar son altos (sobre todo en comparación con otros países europeos), por lo que el potencial de generación renovable es muy elevado. En una tesis doctoral publicada recientemente, y de la que resaltamos aquí algunos de los resultados principales, se describe cómo se podría transitar a un sistema eléctrico 100% renovable en España, empleando tan sólo tecnologías disponibles en la actualidad. Básicamente, la transición requeriría tres cambios principales: en primer lugar, un aumento sustancial pero no exagerado de la potencia renovable (sería necesario instalar aproximadamente 35 GW eólicos y 25 GW fotovoltaicos, frente a los cerca de 20 y 4,5 GW que se han instalado en la última década), que podría lograrse mediante la repotenciación de los parques eólicos más antiguos y la generalización de la FV en tejados mediante una legislación razonable en materia de autoconsumo. En segundo lugar, la instalación de una cantidad moderada de renovable controlable adicional (unos 8-10 GW), típicamente centrales de biomasa (que podrían ser en parte ciclos combinados reconvertidos), geotérmicas o solares termoeléctricas con sales fundidas. Por último, un incremento de los sistemas de almacenamiento de unos 5 GW (de los que ya están en construcción o en proyecto al menos 3.3 GW). Hay que tener en cuenta que se trata de un programa de máximos: la complicación del sistema crece rápidamente a medida que uno se aproxima al 100% renovable. Si se mantuviera durante algún tiempo una pequeña cantidad de generación basada en ciclo combinado (un 10%, por ejemplo) dedicada exclusivamente a equilibrar el sistema, se reducirían en gran medida las infraestructuras de nueva construcción y se ganaría tiempo para implantar las medidas más complicadas.

Quizás lo más relevante de este estudio es que muestra que, en contra de lo que se suele pensar, en este mismo momento disponemos de la tecnología necesaria para generar toda la electricidad española de manera 100% renovable. Sería necesario, eso sí, llevar a cabo un programa de transición de cierta envergadura que tardaría dos o tres décadas en completarse. Para poner en contexto lo que supondría una transición de este tipo, vale la pena compararla con la transición energética que se planeó en los 70: en aquel momento, en un escenario de crisis energética global, los gobiernos de todos los países occidentales –con EEUU a la cabeza- tomaron medidas directas para modificar el funcionamiento de sus sistemas eléctricos, incluyendo iniciativas tan ambiciosas como la creación de reservas estratégicas de hidrocarburos por valor de decenas de miles de millones de dólares. Así, se decidió cuáles eran las tecnologías por las que se debía apostar y se planificó su implantación a lo largo de la siguiente década. Como puede verse en la figura, la estrategia comenzó con un rápido despegue de la tecnología nuclear (que había empezado a desarrollarse un poco antes y cuyos riesgos eran mucho menos conocidos). Sin embargo, la mayor parte de las tecnologías renovables disponibles actualmente proceden de programas públicos de I+D comenzados en aquella época (y que después se ralentizaron drásticamente cuando los precios del petróleo volvieron a bajar en los 80).

Incluso en España –donde este proceso fue inicialmente dirigido por las élites franquistas y terminó garantizando a las eléctricas de entonces (fundamentalmente las mismas que las de hoy) enormes beneficios a largo plazo a través de un rescate financiero en toda regla [3] – se tomaron decisiones que hoy en día se considerarían poco menos que estalinistas, tales como el cierre progresivo de las centrales de gasoil, la nacionalización de la red de transporte y la planificación de 10,5 GW de potencia nuclear (rebajando proyectos iniciales de 21,5 GW), con un coste esto último del orden del billón de pesetas (6.000 millones de euros al cambio actual). Una década después, la tecnología nuclear suponía un tercio de la generación nacional. El paralelismo con la situación actual es considerable, ya que la generación nuclear tampoco es controlable: así como no se puede sacar energía de un aerogenerador si no hay viento, un reactor nuclear no puede regular la electricidad que genera una vez que se ha encendido (salvo apagándolo, un proceso que lleva horas o días revertir). Podría entonces darse el caso de que, con varios reactores encendidos, la demanda bajara tanto que se desperdiciaría energía nuclear. Para evitarlo, hubo que modificar sustancialmente la manera en que operaba el sistema eléctrico, construyendo más de 2.5 GW de centrales de bombeo (del orden de las necesarias para integrar las renovables en la actualidad), que aun así no siempre pudieron evitar problemas, en ocasiones bastante graves.Además, y a diferencia de lo que sucede con las renovables, la nuclear tuvo que ser completamente importada, ya que nuestro país carecía de un tejido industrial y empresarial nuclear propio. Y sin embargo, con la economía en crisis y una renta per cápita en 1980 casi cinco veces menor que la actual, parece que de algún modo fue posible llevar a cabo aquel plan. ¿Por qué no habría de ser posible hacer un esfuerzo similar hoy, si a diferencia de lo que sucedió entonces serviría para mejorar nuestra economía, dar trabajo a nuestras empresas más innovadoras, crear empleo, aumentar nuestra soberanía, democratizar el acceso a la energía y reducir nuestras emisiones dramáticamente?

Los motivos son exclusivamente políticos: tras dos décadas de desregulación neoliberal, el Estado español ha perdido casi cualquier capacidad para planificar o incluso influir directamente en el desarrollo del sistema eléctrico, que está en manos de un oligopolio verticalmente integrado [4] y dedicado únicamente a la búsqueda del beneficio a corto plazo, si es preciso por encima del interés general. En ese sentido, la instalación de grandes cantidades de energía renovable no resulta económicamente rentable al oligopolio, que construyó en la pasada década un parque de centrales de ciclo combinado gravemente sobredimensionado. Y, por supuesto, la generalización del autoconsumo como método para fomentar la producción renovable choca frontalmente contra los intereses de estas empresas, que perderían una parte importante de su cuota de mercado. Por tanto, incluso aunque llegue al poder un Gobierno consciente de la importancia de esta cuestión (e incluso sin expresidentes en los consejos de administración de las eléctricas), la transición hacia el modelo 100% renovable, independientemente de su viabilidad tecnológica, no podrá ponerse en marcha mientras el sistema eléctrico siga respondiendo exclusivamente a la lógica de un mercado. Más aún, un sistema con una alta fracción de generación eólica y solar requerirá que toda la potencia controlable y toda la capacidad de almacenamiento disponibles se utilicen para equilibrar sus fluctuaciones de generación. Pero esto significa que la decisión de activar unas u otras fuentes de generación debe ser técnica (basada, por ejemplo, en un criterio de minimización de emisiones) y no económica. Esto no sólo es virtualmente imposible en un mercado marginalista como el actual sino que, a efectos prácticos, supone eliminar las prácticas especulativas de las que proviene buena parte de los beneficios del sector (los windfall profits suponen típicamente la mitad de los beneficios en España de las grandes eléctricas). No es sorprendente que hasta la nuclearizada Francia, que tiene un sistema eléctrico muy diferente al nuestro –pero a cambio retiene un considerable control público sobre su sistema eléctrico-, nos esté adelantando en la transición energética.

En definitiva, una electricidad completamente limpia está a la vez mucho más cerca y mucho más lejos de lo que se suele pensar: por un lado, la tecnología necesaria está lista o al alcance de la mano. Por otro lado, para poder utilizarla tenemos que romper el dogma neoliberal (que algunos parecen encontrar más inamovible que las leyes de la física) de que es aceptable que decisiones fundamentales para el futuro de toda la sociedad sean tomadas por un puñado de empresas que anteponen la perpetuación de su poder económico a todo lo demás. El verdadero problema que bloquea el camino es político, y no técnico: las fuerzas de mercado, por sí solas, nunca implantarán un modelo 100% renovable, o al menos no antes de que sea tarde, demasiado tarde. Ante una crisis energética y ecológica sin precedentes, los ciudadanos debemos tomar el control de algo tan crítico como el sistema eléctrico –ya sea indirectamente a través del Estado, o directamente a través del autoconsumo o la formación de cooperativas eléctricas- y reconstruirlo para asegurar el derecho a la energía a los que estamos aquí, y el derecho a un planeta habitable a los que están por venir.
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[1] El pico petrolero (o cénit petrolero) es el momento en el cual se alcanza la tasa máxima de extracción de petróleo global y tras el cual la tasa de producción entra en un declive terminal.

[2] El P2G, o power to gas, es una técnica de almacenamiento neutra en emisiones de carbono, que consiste en utilizar el exceso de energía para sintetizar un gas de alto contenido energético (típicamente metano o hidrógeno). Este gas es almacenado en depósitos y puede ser utilizado para generar electricidad más adelante.

[3] Un repaso detallado al rescate nuclear puede leerse en el libro del Observatorio Critico de la Energía “Crónicas eléctricas. Breve y trágica historia del sector eléctrico español”, editado por Akal.

[4] Es decir, que controla todos los segmentos del mercado, incluyendo generación, transporte, comercialización y distribución.

http://blogs.publico.es/econonuestra/2015/12/12/cuando-podremos-generar-electricidad-100-renovable/