Cada vez más hay un consenso unánime a nivel mundial de que transitar hacia un escenario 100% de electricidad renovable no es solo un sueño ecologista, sino que es más rentable que el sistema actual. Sin embargo, el estudio publicado en Energy & Environmental Science, "Geophysical constraints on the reliability of solar and wind power in the United States", demuestra que no es posible. En sus cálculos, insistir en fuentes 100% renovables y despreciar a otras que no producen gases de efecto invernadero, como la energía nuclear y las centrales de combustibles fósiles con tecnología de captura de carbono, es un derroche costoso e innecesario.
El estudio se ha centrado en analizar la situación en concreto del sistema eléctrico de EEUU y de 36 años de datos climáticos globales por hora (1980-2015) para cuantificar la covariabilidad de los recursos solares y eólicos en función del tiempo y la ubicación, a lo largo de escalas de tiempo multidecenales y hasta escalas de longitud continental, según publica la MIT Technology Review.
Suponiendo un exceso mínimo de generación, transmisión sin pérdidas y ninguna otra fuente de generación, el análisis indica que la generación de energía a gran escala con eólica o solar en EEUU podrían en principio proporcionar alrededor del 80% de la demanda total de electricidad del país.
Sin embargo, para tener seguridad de suministro con el 100% de la demanda eléctrica anual total, contando con los ciclos estacionales y los eventos climáticos impredecibles, el estudio concluye que se requieren varias semanas de almacenamiento de energía y/o la instalación de mucha más energía solar y eólica de la que sería necesaria para satisfacer la demanda pico.
Para obtener una fiabilidad del 80%, habría dos posibilidades: un mix de generación eólica/solar donde la potencia fotovoltaica fuera predominante, lo que requeriría una enorme capacidad de almacenamiento para superar el ciclo solar diario, o un mix eólico/solar con mucho viento, lo que requeriría una red de transmisión a escala continental que permitiera explotar la diversidad geográfica del viento. Tanto en un escenario como en otro, la política y la planificación destinadas a proporcionar un suministro seguro de electricidad deberían, por lo tanto, considerar rigurosamente las limitaciones asociadas con la variabilidad geofísica de los recursos solares y eólicos, incluso a escala continental.
La evidencia demuestra que el coste de cualquiera de estos dos escenarios sería prohibitivo.
El estudio señala que aunque la solar y la eólica podrían satisfacer de manera segura alrededor del 80% de la demanda anual de electricidad en Estados Unidos, se necesitarían inversiones masivas en almacenamiento y de redes de transmisión para evitar apagones importantes.
Impulsar el cien por cien de la demanda con estos recursos requeriría construir una gran cantidad de parques eólicos y solares adicionales, o expandir el almacenamiento de electricidad en una medida que sería prohibitivamente costosa a los precios actuales. O algo de ambos.
Los sistemas de almacenamiento son increíblemente caros en el caso de las baterías y geográficamente limitados en el caso de centrales hidroeléctricas de bombeo, que requiere un conjunto de depósitos de agua a distintas alturas. Un sistema de almacenamiento de ese tamaño en todo Estados Unidos costaría más de 2 billones de euros para un sistema de baterías. Más aún, para cubrir todas las necesidades de electricidad anuales con una seguridad del 99,97%, las compañías eléctricas tendrían que instalar una capacidad de almacenamiento que doblara la cantidad de generación de energía renovable. O que cada parque eólico o solar contara con un sistema que ofreciera más de un mes de almacenamiento de la energía que generara.
La otra opción, las líneas de transmisión de larga distancia también es cara y aprobarse y construirse nuevas pueden demorarse décadas. Solo llegar al 80% de la demanda con solo eólica y solar requeriría un sistema de transmisión de alta velocidad a lo largo y ancho del territorio norteamericano tan ambicioso como complicado.
Por eso, el estudio concluye que son necesarias otras fuentes de energía que aunque no son tan limpias, ayudarían a contribuir a la lucha contra el cambio climático. Se refiere a la nuclear y a los sistemas de captura y almacenamiento de carbono de centrales de gas natural, que permitirían proporcionar suficiente energía de respaldo, y en este último caso, subir o bajar rápidamente la generación para satisfacer la demanda fluctuante.
"Los responsables políticos deberían considerar los datos y las compensaciones que resultan de este tipo de análisis de datos antes de adoptar políticas para una red 100% eólica/solar", ha señalado Nathan Lewis, químico del Instituto Tecnológico de California y coautor del estudio.
"El problema climático es tan grave que, por ahora, tal vez deseemos considerar desplegar lo más rápido posible las tecnologías de generación de energía más económicamente eficientes y ambientalmente aceptables que están disponibles en la actualidad", ha concluido Ken Caldeira, científico climático de la Universidad de Nueva York, y coautor del estudio.
Aún así, el feroz debate entre los científicos sobre las virtudes de aspirar al 100% renovable continúa. El investigador Mark Jacobson de Stanford, por su parte, ha argumentado que los países pueden hacer esa transición de manera asequible. Otros investigadores han criticado su trabajo, especialmente en un documento publicado a principios de este año en Proceedings of the National Academy of Sciences. Posteriormente, Jacobson presentó una demanda por difamación contra el autor principal y el editor, que semanas después abandonó.
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