Transición energética en España y electrificación

No podemos concebir nuestro mundo actual sin energía. Cada día, desde que nos levantamos hasta que nos vamos a la cama por la noche, estamos consumiendo energía: encendemos la luz de la habitación, la lavadora, la cafetera, la televisión, el lavavajillas, viajamos en coche o autobús, o quizá en metro, estudiamos, trabajamos, vamos al cine, salimos a cenar o realizamos cualquier otra actividad. Nuestro mundo se mueve con energía, no existe alternativa a ello que no implique restringir de manera dramática el bienestar material y económico de nuestra sociedad.

1.     El problema de las fuentes fósiles

A nivel mundial, aproximadamente un 80% de la energía primaria es de origen fósil, es decir, derivados del petróleo, carbón y gas natural esencialmente. Pensemos que todos los vehículos turismos con motor gasoil o gasolina, camiones, furgonetas, aviones o barcos, se mueven a partir de dicho tipo de combustibles.

Y estos combustibles fósiles se obtienen a su vez en procesos de refino de crudo o gas extraído de yacimientos que se han generado por la acumulación de restos fosilizados de seres vivos que vivieron hace millones de años.

Esto supone un problema importante, ya que estos combustibles contienen altas dosis de carbono, y al quemarlos para su utilización se libera a la atmósfera CO2 (dióxido de carbono), incrementando de forma alarmante los niveles de este gas presentes en la atmósfera. Aquí radica el problema, puesto que se altera el llamado “ciclo planetario del carbono”, que vamos a explicar con más detenimiento en el siguiente punto.

2.     Mayores emisiones y calentamiento global

Resumidamente y para entenderlo, existe en la naturaleza un balance de equilibrio entre el CO2 de la atmósfera, la hidrosfera, la litosfera y la biosfera. En la atmósfera el balance natural se sitúa entre 170 y 330 partes por millón.

Pero sin embargo a raíz de la quema de combustibles de los últimos siglos se ha disparado en torno a 415 partes por millón.

Resulta que esta mayor presencia del citado dióxido de carbono genera un daño para todo el ecosistema, puesto que cantidades tan elevadas de CO2 impiden que se libere de la atmósfera terrestre hacia el espacio exterior buena parte del calor que entra con los rayos del sol.

Dicho calor, de otra forma, si no quedase atrapado por estas moléculas de CO2, se liberaría cíclicamente fuera del planeta atravesando la atmósfera, como decíamos. Por ende, se genera un mayor calentamiento planetario, denominado “efecto invernadero”, teniendo como consecuencia directa un calentamiento global que puede afectar negativamente a su vez a todo el ecosistema terrestre.

Por tanto la problemática quedaría de la siguiente forma:  al quemar los combustibles fósiles que ponemos en circulación en la atmósfera nuevo CO2 que hace millones de años que no formaba parte del balance ordinario de CO2 del planeta. Esta mayor presencia de dióxido de carbono en la atmósfera impide que parte del calor se pueda liberar al espacio. Elevando como se ha expuesto los niveles de temperatura que permiten las condiciones de vida conocidas.

3.     Descarbonizar en España

En nuestro país en concreto el 66% de la energía primaria es de origen fósil, esto es, con derivados del petróleo y gas. Los productos del petróleo mueven principalmente el sector de transporte por tierra, mar y aire, mientras que el gas fundamentalmente va destinado en torno a dos terceras partes a la industria, y una tercera parte al sector residencial, servicios e institucional (tanto viviendas privadas como edificios residenciales para estudiantes, tercera edad, aulas del sector de la educación, etc…).

Esta somera radiografía no resulta extraña, sino que por el contrario es totalmente lógica. Pensemos que los motores de combustión interna son la regla general para los diferentes vehículos de transporte, mientras que la calefacción y agua caliente sanitaria (ACS) por gas es la fórmula ordinaria en buena parte de nuestro territorio peninsular.

4.     Posibles soluciones

Dada dicha situación de partida, descarbonizar nuestro país se plantea como un reto de enorme magnitud, si bien podríamos pensar en diversas soluciones.

Básicamente caben dos posibilidades que puedan ser radicales, pero también realistas en el medio plazo.

La primera pasaría por mantener la estructura actual de motores de combustión y de calderas de gas, pero alimentadas con nuevos combustibles de origen renovable.

La segunda por el contrario pasaría por cambiar a vehículos eléctricos y calefacción más ACS con electricidad.

5.     Criterios para evaluar la mejor solución

Antes esta gran disyuntiva, y si nos viésemos en la tesitura de escoger solo uno de ambos caminos radicales antes expuestos, lo más razonable parece ser que la decisión pivote sobre cuál de ambas alternativas es más lógica a nivel técnico, a nivel económico y en términos de sostenibilidad.

Para ello, vamos a analizar las dos soluciones en base a sus impactos directos, así como a cuánta energía sería necesario generar para alimentar cada una de ellas. En relación a esto último, veremos cómo se dimensionaría el nuevo parque de generación energética en cada escenario.

Como resultado de este enjuiciamiento podremos facilitar un veredicto que tenga sentido y visos de posibilidad.

6.     La solución de los combustibles respetuosos con el medio ambiente

Mantener en uso en la medida de lo posible los actuales motores de combustión interna en los vehículos de transporte, en añadido a mantener las calderas de gas actuales para calefacción y ACS, pero eliminando de la ecuación los combustibles fósiles, requeriría que los sustituyésemos por combustibles respetuosos.

La ventaja es evidente, porque no hay que renovar todo el parque de vehículos y calderas, pero vamos a ver a continuación que esto posiblemente resultaría poco viable. Veremos además que esta solución se divide a su vez en dos opciones diferentes.

7.     Los Biocombustibles y su problemática

La primera opción para dicha solución pasaría por utilizar de manera directa combustibles de origen orgánico, es decir, bioenergía. También conocidos como biocarburantes o biocombustibles. Los dos principales serían bioetanol y biodiésel. El primero se fabrica mediante un proceso de fermentación alcohólica de los azúcares presentes en plantas (como remolacha, caña de azúcar, o algunos cereales). El segundo se compone de aceites de origen vegetal (como la colza, la soja o la jatrofa), aunque también podrían ser aceites ya usados (por ejemplo: aceites vegetales usados previamente en la cocina).

Los problemas de esta opción son elevados, ya que no existe ni remotamente suficiente producción para descarbonizar la economía con estos recursos de origen agrícola. Así que, si se incentivase esta vía, aunque evidentemente podrían ponerse en producción nuevas tierras agrícolas para tal fin, lo lógico es que los precios de las tierras agrícolas así como de los productos agrícolas subiesen muchísimo. Con lo cual los mismos (tierras y productos) tenderían a apartase del consumo humano para derivarlos hacia su faceta como combustible.

Evidentemente esto a nivel agregado, escalado a nivel internacional, resultaría perjudicial para la economía humana, y lo más posible es que provocase hambrunas y escasez, especialmente en los países más pobres.

De hecho, en muchos casos esta solución podría ser peor que el problema que se trata de corregir, ya que la presión para disponer de tierras de cultivo para su producción no en pocas ocasiones acaba en deforestación en países en vías de desarrollo, destruyendo los bosques que en gran medida se encargan de capturar el CO2 de la atmósfera, y poniendo en peligro la biodiversidad del planeta.

Pensando en diversificación por países, la importación de estas fuetes en terreno patrio tampoco supone una solución del problema, pues el aumento de recursos biológicos en el país importador va aparejado de una reducción de los mismos recursos en el país exportador, lo que a la postre se compensa con un mayor consumo de combustibles fósiles y emisiones a la atmósfera. Es decir, la importación de bioenergías va acompañada de un efecto de exportación de emisiones de CO2.

8.     Los electrocombustibles y su problemática

La segunda opción para tener combustibles limpios, pero sin recurrir a bienes agrícolas por los problemas antes expuestos, pasaría por “fabricarlos” en lugar de “cultivarlos”.

En este capítulo el protagonista sería el hidrógeno verde, producido con energía eléctrica generada con fuentes renovables, esencialmente solar y eólica y su posterior conversión en carburantes sintéticos.

Dicho carburante tiene propiedades muy similares a las de los combustibles fósiles en cuanto a su utilización. Para su obtención se parte del hidrógeno (H2) obtenido vía electrólisis, un proceso que separa el agua en sus dos componentes fundamentales, hidrógeno y oxígeno.  La electrolisis consiste sucintamente en aplicar una corriente eléctrica (asumamos que previamente generada con fuentes renovables) a las moléculas de agua.

El hidrógeno conseguido se combina con CO2 tomado directamente del aire en la naturaleza (agua, atmósfera) o de cualquier fuente de CO2 renovable, para su transformación en carburantes sintéticos.

Cuando posteriormente estos carburantes se quemen con su uso, simplemente se volverá a liberar al medio ambiente el CO2 del que provenía. Por ende, no incrementamos el CO2 que existe ya en circulación en la tierra, sino que mantenemos dicho balance. Por ello decimos que es neutro en cuanto a emisiones.

El problema para esta opción radica en los elevados recursos que se requieren.  El total de potencia de generación necesaria para cubrir las necesidades de energía finalista en términos anuales en España, a fin de alimentar vehículos y necesidades de calefacción más ACS, sería de 240 TWh, y ello requeriría instalar en torno a 130 GW de potencia de nueva generación renovable.

Para hacernos una idea de la magnitud, pensemos que la actual potencia instalada total en España es de 118 GW, así que esto supondría multiplicar por más de 2 veces el mismo. Más que duplicar nuestro parque de generación eléctrica nacional y solo con fuentes renovables parece misión imposible. Significaría además utilizar unos 2.500 km cuadrados de terreno para estas nuevas instalaciones.

9.     La solución de electrificar

Si mantener motores de combustión interna y sistemas de calefacción más ACS vía gas no parece viable, por las restricciones expuestas en cuanto a combustibles respetuosos con el medio ambiente, habrá que valorar ahora la otra alternativa, que pasa por sustituir el parque móvil actual por vehículos con motor eléctrico, las calefacciones de gas por sistemas de calefacción eléctrico, y el agua caliente sanitaria de caldera de gas por electricidad.

Dada la mayor eficiencia de los motores y elementos eléctricos frente a los de combustión, la energía total sería de unos 73 TWh y ello requeriría instalar en torno a 40 GW de potencia de nueva generación renovable.

Así que es fácil comprobar que esta solución parece más optima que la anterior, pues hemos rebajado sustancialmente la energía finalista necesaria, y por ende la potencia de generación (de 130 GW nuevos a solamente 40 GW nuevos).

Si bien aquí la problemática obviamente radica en la sustitución del actual parque móvil por nuevos vehículos eléctricos, con el añadido de disponer de una tupida red de puntos de recarga. Así como en sustituir los sistemas de calefacción más ACS de gas o gasoil por sistemas eléctricos.

Para todo ello por supuesto sería necesario también reforzar la red eléctrica de transporte y distribución, adecuándolo a la nueva situación.

10.  Electrificación de los vehículos de turismo

En nuestro país contamos con unos 24 millones de vehículos de este tipo, por lo que el reto es enorme. En primer lugar, creemos que se harían necesarios programas públicos de incentivos para que los usuarios al renovar su vehículo optasen por comprar un nuevo vehículo de motor eléctrico.

Posiblemente el mejor incentivo pasaría por un programa fiscal específico en el cual se premiasen estos motores eléctricos. Por ejemplo, manteniendo la actual exención del impuesto de matriculación, una deducción en el impuesto municipal, y una deducción anual del coste de compra o inversión en la declaración de IRPF, a modo de amortización en los cinco años siguientes a la adquisición. De esta forma se volvería muy atractivo para los contribuyentes optar por estos coches. Pues el ahorro en impuesto sería verdaderamente relevante.

En segundo lugar, por muchos incentivos que se desplegasen, no sería viable un programa nacional de transición a vehículo eléctrico sin una densa red de puntos de recarga en todos los pueblos, ciudades y carreteras. Una red que debería estar dimensionada cuantitativamente para cubrir situaciones punta de salidas masivas de vehículos (pensemos en la salida en puentes nacionales o de vacaciones a inicio de julio o agosto como situación extrema).

Pero también suficientemente distribuida por todo el territorio.  Ya que, por un lado, cada varios cientos de kilómetros es necesario parar a recargar, debiendo existir estaciones de recarga que cuenten además con servicios de hostelería, descanso y restauración para el tiempo que dura la recarga. Y por otro lado en el día a día ordinario muchos propietarios no cuentan con garaje propio donde tener un punto de recarga, y necesitarían puntos suficientes en sus pueblos y ciudades.

11.  Electrificación de transporte pesado y vehículos industriales o agrícolas

Estos vehículos más grandes posiblemente tendrían más dificultades de acceder a opciones con motor eléctrico, por lo cual posiblemente en este caso se podrían migrar al uso de biocombustibles o electrocombustibles. No sería descabellado reducir esta solución de combustibles respetuosos solo para los motores más grandes o motores industriales.

En todo caso, se han realizado avances muy significativos en la movilidad eléctrica de vehículos pesados. Posiblemente convivan distintas soluciones en función de la distinta casuística particular de cada actividad.

12.  Electrificación de transporte por aire y mar

En este capítulo posiblemente el racional y la solución pasan por la misma vía que en el punto anterior: esta parte del transporte puede ser más optimo pasarlo a combustibles de origen natural o eléctrico, si bien de nuevo se están estudiando soluciones eléctricas de proximidad en aviones pequeños.

13.  Electrificación del sector residencial

La virtud del sector residencial en cuanto a transición energética se refiere consiste en que es totalmente electrificable. Si bien se planteaban problemas al hablar de la sustitución de motores de barcos, aviones o camiones, no existiría problema técnico al hablar de sustituir calefacción de gas o calderas de gas por sistemas de calefacción y ACS eléctricos.

Sin embargo, obviamente esta sustitución exige un coste de inversión para los ciudadanos y propietarios de inmuebles, y cabe pensar de manera razonable que si no existen incentivos claros y evidentes desde los poderes públicos no se llevaría a cabo la sustitución de forma rápida. Por el contrario, sin incentivos todo serían reticencias.

Así que aquí de nuevo sería muy importante una apuesta clara y firme por parte de esos poderes públicos, y traemos otra vez al frente la idea ya antes expuesta, es decir, que dichos incentivos sean de tipo fiscal. Una rebaja en el IVA de adquisición de los sistemas eléctricos, así como de los servicios profesionales para su instalación (por ejemplo: rebajando el tipo general del 21% a un tipo reducido del 5% sería una gran ayuda). Pero no sería la única necesaria, sino que cabe exigir también rebajas en el IRPF en los años subsiguientes a la inversión.

Algo importante aquí es el tipo de tecnología eléctrica para el calor de calefacción. El calor generado por radiadores tradicionales de calefacción de agua calentada con calderas de gas suele resultar más confortable que los aparatos inverter o eléctricos de aire. Por lo cual, para fomentar el cambio, sería también bueno facilitar deducciones fiscales o públicas especialmente a tecnologías consideradas como más confortables, como el suelo radiante o la aerotermia. A este respecto se debería incluir también la obra residencial y nueva construcción, para que los propietarios que adquiriesen nuevas viviendas o reformas tuviesen privilegios fiscales.

14.  La electrificación en el sector terciario

Caben reflexiones muy parecidas a las realizadas en el apartado anterior, ya que buena parte de la economía del sector servicios se desarrolla en inmuebles. Por lo cual las empresas o empresarios autónomos que inviertan en sistemas electrificados para calefacción y ACS deberían tener también bonificaciones especiales que lo incentiven.

Solamente debemos resaltar aquí que en los negocios y empresas puede ser más sencillo electrificar la calefacción, al poder contar con aparatos inverter y no apreciarse tanto como en el sector residencial los radiadores de agua calentada con gas.

15.  Electrificación en el sector industrial

Por último, abordamos aquí someramente un capítulo fundamental, aunque solo disponemos de unas líneas para esbozarlo. Se trata de la electrificación del sector industrial, algo tan sumamente amplio que requeriría por si mismo un tratado, pero que vamos a tratar de dar unas líneas fundamentales.

De forma esquemática, existe una parte de la industria (especialmente procesos que requieren alcanzar altas temperaturas) que no puede electrificarse, pero puede ir pasando a alimentarse con combustibles respetuosos con el medio ambiente.

Igualmente, hay procesos que podrían electrificarse, pero en los cuales, para evitar el cambio de grandes calderas o complejas maquinarias, podría ser interesante recurrir a hidrógeno verde.

Finalmente, este mismo recurso del hidrógeno verde sería clave, por su capacidad de “batería”, para otros procesos empresariales que actualmente consumen combustibles fósiles.

Para la producción de hidrógeno además podrían utilizarse plantas dedicadas y aprovechar los vertidos de la generación renovable.

16.  Conclusiones

Tras haber estudiado las diferentes cuestiones expuestas en el artículo, solo cabe concluir que un futuro sostenible debe pasar por necesidad por electrificar la economía en la medida de lo posible.

Reconozcamos que existirán siempre sectores o nichos concretos en los que se deba abordar la cuestión con un cauce diferente, normalmente el hidrógeno verde o los combustibles respetuosos, pero la generalidad de procesos deberían pasar a estar electrificados.

Como cuestiones transversales tendríamos básicamente dos. En primer lugar, la instalación de nueva generación renovable (vimos que la más eficiente es la necesaria cuando se electrifica, versus la que sería necesaria si decidiésemos mantener motores de combustión interna o calderas de gas). En segundo lugar, la dotación y refuerzo de nueva red de transporte más distribución eléctrica, en alta, media y baja tensión. Para ello, al margen de las inversiones necesarias, se vuelve crítico contar con una regulación garantista que proteja con seguridad jurídica suficiente a los inversores.

Se trata desde luego de un reto apasionante, y abordarlo según lo expuesto marcaría un antes y un después en nuestro país, posicionando a España al frente del liderazgo internacional de la lucha contra la descarbonización.

Andrés Muñoz Barrios es economista y divulgador energético.