Energía sostenible. 7 estrategias para solventar su variabilidad

Energía sostenible
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La energía sostenible es la que se puede utilizar sin comprometer a las generaciones futuras en cuanto a satisfacer sus necesidades. También se puede definir como una energía cuya fuente no se agota o que lo hace de una forma imperceptible.

Ya nadie discute (al menos, en círculos mínimamente informados) la no sostenibilidad del modelo económico y energético actual, que se basa en la disponibilidad de recursos infinitos, hipótesis eminentemente falsa respecto a un planeta que, aunque grande, es claramente finito.

Sin embargo, como clara solución alternativa, muchos expertos aconsejan la eficiencia en el uso de los recursos y una economía basada en las fuentes más populares de energía sostenible, incluidas eólica, solar, geotérmica, biomasa y la hidroeléctrica.

Para complementar estas fuentes de energía y reducir su variabilidad (el que es actualmente el principal problema que presentan para basar en ellas el modelo energético), la energía nuclear y el gas natural se postulan como aliados en la transición hacia la energía sostenible.

Este último, el gas natural, supone una clara continuidad del modelo actual, comprometiendo el desarrollo de los futuros años y, vistos los sucesos geopolíticos del 2022, también el de hoy. Resulta chocante que importantes inversiones, justificadas por la urgencia, se desvíen a nuevas infraestructuras de gas natural.

Por su parte, la energía nuclear, se muestra como un penoso complemento de las renovables; enormes costes ocultos, fiabilidad de suministro baja debido a los costosos mantenimientos, escasa flexibilidad para adaptarse a los picos de demanda y seguridad solo garantizada sobre el papel, ya que la realidad es tozuda en demostrar que las situaciones muy graves acaban ocurriendo (Chernóbil, Fukushima o recientemente Zaporiyia).

Por todo ello, parece aconsejable priorizar otro tipo de soluciones que realmente permitan llegar a una situación de Energía sostenible en el más breve plazo y que resuelvan el problema de la variabilidad de oferta y demanda.

Actualmente ya existen tecnologías que solucionan este problema y que la asignación de fondos para su aplicación habría de ser prioritaria:

Diversificación tecnológica de la energía sostenible

De cara a evitar la variabilidad, siempre resulta favorable el disponer del mayor número de tipos de renovables posibles. En España disponemos de un amplio abanico de tecnologías, sin embargo la eólica marina no está suficientemente desarrollada y aporta grandes ventajas:

Mapa horas de viento eólica
Horas de viento anual a 80 m.
  • Puede generar hasta el doble de energía que uno terrestre. El flujo del viento en el océano tiene mayor fuerza, velocidad y constancia.
  • Al ubicarse mar adentro, el impacto visual y acústico es muy pequeño, por lo que se pueden aprovechar superficies muy extensas.
  • La facilidad del transporte marítimo ha hecho posible que en el mar los aerogeneradores alcancen potencias unitarias y tamaños mucho mayores que en tierra.

Por estos motivos, un crecimiento acelerado de las instalaciones de energía eólica marina es una necesidad urgente. Ya existe una hoja de ruta para este objetivo. No obstante, dada la urgencia de la situación, parece vital priorizar dicha hoja de ruta respecto a otras inversiones energéticas.

También, si se pretende conseguir los objetivos en plazos razonables, se precisa la agilización de los trámites burocráticos que actualmente están paralizando la mayoría de las instalaciones.

Eólica marina. Energía sostenible.
Eólica marina. Energía sostenible.

Diversificación geográfica de fuentes renovables

Tanto el viento como el sol suelen tener valores diferentes en cada ubicación en un momento determinado. El extender las instalaciones de energía sostenible de una manera racional por toda la geografía ayuda a limitar la variabilidad del total.

Mapa fotovoltaico.  Energía sostenible.
Mapa fotovoltaico. Energía sostenible.

Podemos encontrar que algunas áreas no disponen de una suficiente densidad de instalaciones renovables. Por ejemplo en Catalunya, Canarias, y Comunidad Valenciana se puede observar un gran potencial de crecimiento.

Mapa eólico. Energía sostenible.
Mapa eólico. Energía sostenible.

Este diversificación de ubicación de la energía sostenible habría de ser estudiada de manera global y planteado como un objetivo estratégico.

Interconexión eléctrica entre los países de la UE

Los beneficios de las interconexiones son bien conocidos: permiten importar electricidad más barata en momentos de escasez reduciendo el precio de mercado, posibilitan exportar excedentes de energía cuando hay mayor producción, facilitan la incorporación de mayores cantidades de renovables al sistema y proporcionan mayor seguridad de suministro.

En nuestro mercado esta interconexión es más beneficiosa todavía ya que, dado la ventaja competitiva en energía fotovoltaica por el mayor numero de horas de sol, una decidida apuesta por la energía sostenible a medio plazo podría llevar a ser excedentarios energéticamente y a afectar positivamente la balanza de pagos.

Electrificación del transporte y de la economía

Algunos medios de comunicación y opinión han citado la electrificación del transporte (inicialmente el coche eléctrico) como un problema para el sistema de distribución eléctrico. Sin entrar en las posibles motivaciones para estas manifestaciones, es fácil de entender que a medio plazo será más bien al contrario.

Los vehículos eléctricos han de disponer, por su carácter móvil, de almacenamiento de energía . Esto conlleva que la carga de dichas baterías puede ser llevada a cabo, en la mayoría de las ocasiones, en el momento en el que la red eléctrica sea excedentaria. Por lo tanto, el vehículo eléctrico puede contribuir, si se gestiona adecuadamente, a la sostenibilidad de la energía.

Del mismo modo, la electrificación de calefacciones y otros procesos que gestionan temperaturas, producirá una eficiencia energética muy superior a la actual gracias a los sistemas de bomba de calor.

Bomba de calor. Energía sostenible.
Bomba de calor. Energía sostenible.

Almacenamiento eléctrico

Por medio del almacenamiento eléctrico se pueden suavizar en gran medida los picos de consumo, haciendo compatible la demanda con la variabilidad de las renovables. Hasta el momento, las soluciones desplegadas soportan un horizonte temporal de horas o días, aunque se están desarrollando nuevas soluciones como el almacenamiento térmico en sales y otras con capacidad temporal de semanas o incluso meses:

  • A gran escala (GW): hidroeléctrica reversible (bombeo), almacenamiento térmico, estaciones de baterías.
  • Almacenamiento en redes (MW): pilas y baterías; condensadores y superconductores; volantes de inercia.
  • A nivel de usuario final (kW):  Principalmente baterías que suelen oscilar entre 1 y 20 KWH. También soluciones V2G (vehículo a red) donde los vehículos eléctricos también entreguen energía en picos de demanda y los propietarios sean compensados económicamente por ello.

Ahorro energético y consumo inteligente mediante automatización

Tanto en el ámbito privado (domótica), como en la empresa, es posible optimizar la planificación de algunos de los consumos, con el objetivo de llevarlos a cabo en los horarios más favorables.

En este sentido, disponer de la información completa de los costes horarios puede ayudar a reducir costes y a equilibrar el consumo según la disponibilidad de energía.

A medio plazo, es viable la interconexión del sistemas con los datos de costes de las suministradoras de cara a automatizar esta gestión mediante algoritmos programados o IA.

Optimización mediante IA. Smart grids.

Cada año, las redes eléctricas de todo el mundo agregan más energía renovable. Los controles de software a escala de red almacenan y envían esta energía, creando una red más estable y sostenible. Se pueden reducir los costos del ciclo de vida y brindar energía confiable tanto para las empresas de servicios públicos como para los desarrolladores al combinar hardware y software basado en IA.

Smart grids. Energía sostenible.
Smart grids. Energía sostenible.

De esta forma, la generación y almacenamiento de un gran número de productores de energía residenciales e industriales (o virtual power plants) puede ser optimizada minimizando la variabilidad y mejorando la rentabilidad de los integrantes del sistema.

Conclusión

Existen numerosas soluciones para subsanar la variabilidad de la generación de energía sostenible. Además, estas soluciones y, en general las renovables, resultan cada vez más rentables respecto a la inversión en otras tecnologías como las nucleares y el gas que, en los últimos meses, han manifestado con claridad el daño que producen a la economía europea.

El porcentaje de generación de energía sostenible es todavía bajo respecto al total de la energía consumida, por lo que se habrían de invertir la mayoría de los recursos disponibles en la puesta en marcha de estas tecnologías. Su único inconveniente, la variabilidad, es perfectamente subsanable con las tecnologías actuales.

Detrás de las iniciativas para continuar la carbonización o para la nuclearización de la energía proliferan intereses particulares y conflictos de intereses. La energía 100% sostenible es perfectamente posible.

Si quieres más información, te recomiendo este artículo científico en IEEE.

Juan Anel

Sobre el autor:

Juan Anel Gracia es Doctor ingeniero industrial y consultor en Lean Manufacturing e Industria 4.0. Ayuda a las pymes a mejorar su productividad y digitalización. Profesor universitario en la UVic-UCC y asesor acreditado por ACCIÓ.

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