Por Robin Mills en Asia Times
Reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles requerirá cambiar nuestra forma de pensar sobre la transición renovable
En 1987, el premio Nobel de economía Robert Solow hizo la famosa observación : “Puedes ver la era de las computadoras en todas partes menos en las estadísticas de productividad”. El fenómeno que se conoció como la paradoja de Solow se refería a la desaceleración del crecimiento de la productividad durante las décadas de 1970 y 1980 a pesar del rápido desarrollo tecnológico durante el mismo período.
Una paradoja similar podría describir la transición de energía verde. En medio de una explosión de turbinas eólicas y paneles solares, la participación mundial del carbón, el combustible fósil más sucio, apenas se ha movido desde principios de la década de 1980, ya que el crecimiento en China e India ha compensado las reducciones en Europa y Estados Unidos. Mientras tanto, la proporción de hidroelectricidad se ha mantenido plana durante ese período, mientras que la energía nuclear aumentó pero recientemente cayó debido a la eliminación gradual de Alemania.
Sin embargo, profundice en los detalles y hay indicios de que el enigma de las energías renovables se puede resolver. El petróleo ha perdido terreno significativo mientras que el gas, el combustible fósil más limpio, ha ganado. Las llamadas energías renovables «modernas» (solar, eólica y geotérmica) también han aumentado drásticamente, pasando del 1 % de toda la producción mundial de energía en 2007 al 7 % en 2021. Y el año pasado, la energía eólica y solar produjeron el 12 % de la producción mundial de energía. electricidad.
Si bien los combustibles fósiles siguen siendo el 82% de la combinación energética mundial, se está avanzando para reducirlo. Lo que necesitamos ahora es acelerar la transición.
El dinero
Cómo se logrará esto es una cuestión de ciencia, política y, sobre todo, dinero.
El escenario de transición más conservador de BP, basado en la tecnología actual, estima que la producción solar y eólica aumentará de 2100 teravatios-hora en 2019 a 6890 TWh en 2030. Por el contrario, los escenarios para alcanzar cero emisiones netas de carbono para 2050 tanto de BP como de La Agencia Internacional de Energía (AIE) tiene la cifra de 2030 en poco más de 12.000 TWh .
Esa es la diferencia entre aumentar las energías renovables por un factor de tres frente a un factor de seis. Dicho de otra manera, el escenario conservador agrega más que toda la generación de electricidad de los EE. UU., mientras que los escenarios de cero neto ganan por la producción equivalente de China más India.
En los lugares correctos, la energía solar y eólica son las fuentes más baratas de nueva electricidad. Esto se ha logrado mediante algunas mejoras moderadas en la tecnología, pero principalmente mediante el aumento de la fabricación y la experiencia, y mediante la reducción de los costos de capital, ya que los inversores se sienten cómodos con estos proyectos de bajo riesgo.
La energía solar en las mejores ubicaciones de Medio Oriente, África del Norte o América del Sur costaba alrededor de 12 centavos de dólar por kilovatio-hora en 2012, pero las ofertas para 2021 llegaron a poco más de 1 centavo.
Los costos de la energía eólica marina también se han reducido drásticamente en los últimos años, y se han otorgado parques eólicos sin subsidios en Europa, con empresas como la antigua compañía de petróleo y gas de Dinamarca, Ørsted, y la empresa petrolera estatal de Noruega, Equinor, a la cabeza. La energía eólica incluso está progresando en los EE. UU. y el este de Asia, con costos de alrededor de 7,5 centavos por kilovatio-hora que se prevé que caigan a 5,3 centavos para 2035 .
En comparación, a los precios actuales, la generación a partir de gas cuesta alrededor de 3 a 4 centavos por kilovatio-hora en los EE. UU. y Medio Oriente, y 13 centavos en Europa y el Este de Asia. La inclusión de un precio del carbono al nivel actual de Europa de alrededor de $ 100 por tonelada agregaría 3,5 centavos adicionales a estas cifras, lo que haría que la energía eólica y especialmente la solar fueran claramente superiores. La energía nuclear es baja en carbono pero más costosa.
Desafíos: comercio y materiales
Con características tan atractivas, ¿qué frena una revolución renovable más rápida?
En términos generales, hay ocho conjuntos de desafíos, que se aplican en diferentes escalas de tiempo y en diferentes lugares. Estos son el comercio, los materiales, la tierra, la red, la intermitencia, el uso final, la política y la sociedad.
Los cuellos de botella en la cadena de suministro y el aumento de las tasas de interés han interrumpido temporalmente la tendencia de reducción de costos, pero es probable que se reanuden. Sin embargo, se mantendrá el valor en las ruedas del motor del comercio mundial, al menos a corto plazo.
Europa, EE. UU. y China están inmersos en una carrera por los subsidios para estimular la fabricación nacional y controlar las tecnologías energéticas clave del futuro.
Las tarifas, las disposiciones de «compra local», los incentivos de instalación y las preocupaciones sobre los derechos humanos y el medio ambiente, por valiosos que sean, complican la industria renovable dominada por China, que ha tenido tanto éxito en la reducción de costos.
China fabrica hasta el 95 % de los componentes clave de los módulos solares, alrededor del 75 % de las piezas de las baterías de iones de litio y más de la mitad de las góndolas de las turbinas eólicas (las cabinas que conectan las palas a la torre y albergan el generador y los engranajes).
La masiva Ley de Reducción de la Inflación de los Estados Unidos arroja el guante a Beijing, pero también a Bruselas. Los mercados más pequeños, como India y el Reino Unido, tienen sus propias aspiraciones, pero corren el riesgo de quedar atrapados entre los gigantes. Una guerra comercial verde transatlántica aumentaría los costos en general, mientras que los subsidios corren el riesgo de bloquear industrias no competitivas.
China y, en menor medida, Rusia y algunos países africanos y latinoamericanos también dominan la cadena de suministro de materias primas básicas utilizadas en energías renovables, baterías, electrolizadores de hidrógeno y vehículos eléctricos, en particular minerales de tierras raras, litio, cobalto, níquel, cobre, metales del grupo del platino, grafito y polisilicio.
China no monopoliza la extracción de tierras raras como antes, pero sigue siendo líder en su procesamiento, y de manera similar en lo que respecta al cobre, el litio y el polisilicio. También tiene amplias inversiones internacionales.
Si bien no hay escasez de la mayoría de estos minerales en el suelo, existen limitaciones sobre la rapidez con la que se puede aumentar la extracción y el procesamiento.
El nacionalismo de los recursos en América Latina e Indonesia favorece la propiedad y el procesamiento nacionales. La inseguridad política y las condiciones laborales preocupantes en la República Democrática del Congo, la principal fuente de cobalto, y las huelgas y la escasez de electricidad en Sudáfrica, donde se extrae platino, son otros problemas.
A medida que EE. UU., la Unión Europea, el Reino Unido y sus aliados buscan aumentar la extracción y el procesamiento de minerales críticos, la oposición ambiental dificulta la aprobación de extracciones adicionales. La minería de cobre y oro en Minnesota y Alaska, y de litio en Serbia, ha sido torpedeada en los últimos años.
El reciclaje es solo de ayuda limitada, dado que la mayoría de los sistemas renovables actuales son nuevos y deben ampliarse varias veces, lo que requiere una gran cantidad de materias primas.
Algunas de estas limitaciones se pueden diseñar en torno a: los nuevos electrolizadores evitan los metales preciosos, los motores de turbinas eólicas y de vehículos eléctricos pueden prescindir de tierras raras, el cobre se puede sustituir por aluminio y las baterías nuevas necesitan menos níquel o cobalto. Pero todas estas opciones implican cierta fricción, costos más altos o compensaciones de rendimiento.
Desafíos: suelo, red, intermitencia y uso final
Un requisito que no se puede eliminar por diseño es la tierra. Un campo de petróleo o gas, o una planta de energía nuclear o de carbón, tiene una huella relativamente pequeña para la energía que genera. Los cultivos de energía eólica, solar o de biomasa requieren áreas mucho más grandes.
Para la UE, India, Japón y Corea del Sur, un sistema basado predominantemente en la energía solar podría consumir el 5 % de la superficie terrestre total para 2050. En Alemania, solo alrededor del 9 % del país es técnicamente factible y está disponible para la energía eólica.
La energía eólica marina, particularmente en ubicaciones marinas restringidas como el Mar del Norte, el noreste de EE. UU. o Singapur, compite con terrenos navales, ecosistemas marinos sensibles, ubicaciones históricas y turísticas, vistas, zonas de pesca, rutas de navegación, etc.
Incluso los sitios aceptables pueden enfrentar largos retrasos en los permisos y batallas legales, como en el proyecto Cape Wind en Cape Cod, Massachusetts, que solicitó un permiso en 2001, fue aprobado inicialmente en 2005, pero finalmente abandonado en 2017 después de la oposición de adinerados y residentes destacados y propietarios locales, como el exsenador de EE. UU. Ted Kennedy, el gobernador Mitt Romney y el actual enviado climático de EE. UU. John Kerry.
Las barreras terrestres no son insuperables, pero tampoco despreciables.
Un tema relacionado es el de las conexiones a la red. Las represas eólicas, solares e hidroeléctricas a menudo se construyen en lugares remotos y necesitan líneas de transmisión de larga distancia para llevar su electricidad a los consumidores.
En EE. UU., se estima que hay 2.000 gigavatios esperando una conexión a la red . Los desarrolladores de energía renovable en el Reino Unido tienen alrededor de 176 GW en espera, más del doble de la capacidad existente de todas las fuentes, y a algunos se les dice que tendrán que esperar hasta 2036 .
También se ha retrasado la construcción de líneas de transmisión para llevar energía desde el ventoso norte de Alemania hasta el sur industrializado.
La red es particularmente importante debido a otra característica de la energía eólica y solar: la intermitencia. A los defensores de las energías renovables les gusta recordarnos que “el viento no siempre sopla y el sol no siempre brilla”, como si los especialistas en energía no se dieran cuenta. Por ahora, las cantidades de energía eólica y solar son relativamente pequeñas en la mayoría de los lugares, y pueden equilibrarse con gas, carbón, biomasa o energía nuclear «despachables».
La producción solar excede regularmente la demanda total del mediodía en áreas como California y el sur de Australia, solo para desaparecer por la noche cuando aumenta la demanda. Las baterías se están implementando a una escala cada vez mayor, pero las baterías actuales no son adecuadas para el almacenamiento estacional, por ejemplo, para ahorrar grandes cantidades de energía excedente del verano para un invierno frío, oscuro y sin viento en el norte de Europa.
En los escenarios de cero neto de la AIE o BP, la energía eólica y solar representarían el 38 % de la generación de electricidad para 2030 y el 68 % para 2050 . Tal sistema requeriría que todas las opciones funcionaran diariamente y durante todo el año.
También necesitaría diversidad geográfica de recursos conectados por cables de larga distancia, como el proyecto Xlinks , que traerá 3,6 GW de energía solar y eólica desde Marruecos al Reino Unido a través de una interconexión submarina.
Otros recursos bajos en carbono incluyen gas o carbón con captura y almacenamiento de carbono; Fisión nuclear; represas hidroeléctricas; y geotermia. Luego están las opciones menos desarrolladas o más futuristas, como la generación térmica de mareas, olas, corrientes y océanos; fusión nuclear; o energía solar basada en el espacio .
El almacenamiento a mediano plazo puede utilizar nuevos tipos de baterías, como baterías de flujo a base de hierro, o almacenamiento térmico (hacer hielo para almacenar energía fría, o calentar sales u otros materiales, como lo hacen las plantas de energía solar concentrada).
El almacenamiento a largo plazo puede basarse en hidrógeno o sus derivados, como amoníaco, metanol o metano sintético. El hidrógeno también ayuda a llevar la electricidad renovable a otros usos finales: el suministro de calor de alta temperatura para la industria, «combustibles electrónicos» para el transporte de larga distancia y materias primas químicas.
Las soluciones: política y sociedad
Quizás los dos desafíos más insolubles permanezcan en la política y la sociedad. La transición renovable de hoy está distribuida de manera desigual. Los Países Bajos, un país pequeño y poco soleado, genera más energía renovable no hidroeléctrica que todo el África subsahariana. Pero esto debe cambiar drásticamente a mediados de siglo, cuando la mayor parte del crecimiento económico y de la población se produce fuera de Europa.
El escenario de cero neto de BP considera que Asia-Pacífico tendrá casi la mitad de las energías renovables del mundo para entonces, mientras que África, Oriente Medio y América del Sur se mueven colectivamente al doble del nivel de Europa.
Para llegar allí, las políticas gubernamentales deberán alejarse de los proyectos favoritos excesivamente gratificantes en favor de las energías renovables rentables. La comunidad de inversionistas también debe dejar de penalizar las propuestas en las economías en desarrollo .
En el aspecto social, los intereses creados, las industrias heredadas, los ferrocarriles, los partidos políticos y los sindicatos a menudo se oponen a las energías renovables, particularmente en el caso de las regiones que dependen del carbón.
La Asociación de Transición Energética Justa de Sudáfrica, respaldada por la UE, el Reino Unido y los EE. UU., tenía como objetivo ayudar al país a alejarse del carbón. Pero su ministro de Energía , Gwede Mantashe, un ex minero y autoproclamado “fundamentalista del carbón”, también es un partidario clave del presidente Cyril Ramaphosa, y no está tan interesado en el plan.
La energía renovable tiene el viento en sus velas. La tecnología, la economía, las preocupaciones de seguridad y la política climática respaldan firmemente su progreso. Pero las realidades de lograr una transformación tan enorme a menudo se subestiman o se pasan por alto.
Este no es un argumento en contra de las energías renovables, pero exige una respuesta contundente para identificar y eliminar las barreras lo más rápido posible. Con una planificación y un liderazgo cuidadosos, el enigma de la energía limpia puede resolverse y la revolución de las energías renovables puede extenderse más allá de California y Copenhague a Calcuta, Congo y Ciudad del Cabo.