Varios laboratorios trabajan en el equivalente a la fórmula alquímica de las energías renovables: usar el excedente de CO2 en la atmósfera para crear combustible.

De este modo, el principal causante del calentamiento del planeta se convertiría en una preciada fuente energética. De problema medioambiental, pasaría a oportunidad de negocio para nuevas empresas verdes.

Usar CO2 para hacer combustible limpio

Mientras se discuten soluciones de ciencia ficción para reducir los niveles de CO2 en la atmósfera en este siglo, laboratorios privados y el gobierno estadounidense trabajan en el Santo Grial de las renovables: transformar el principal problema climático (excedente de CO2) en la base de nuevos combustibles.

David Biello, periodista de Scientific American, explica en Yale Environment 360 esperanzadores avances en combustibles de CO2 que, de momento, mantienen un precio prohibitivo para la producción a gran escala.

Al menos cuatro experimentos aportan optimismo a la idea de eliminar el CO2 atmosférico disipándolo en forma de energía y, en el proceso, generando negocio.

Las tecnologías a prueba en estos momentos incluyen producir metanol en un laboratorio; usar microbios que han evolucionado en entornos extremos para generar combustible; replicar el proceso de la fotosíntesis en el laboratorio; y usar la luz solar para producir un combustible sintético a base de hidrógeno y monóxido de carbono.

Combustión inversa

Andrew Bocarsly ha creado en su laboratorio de la Universidad de Princeton un dispositivo con dos polos de materiales con carga eléctrica dispuestos en una piscina de agua (célula).

Un pequeño tubo insufla dióxido de carbono en el interior de la célula que, al interactuar con el revestimiento metálico de los polos, estimula la formación de moléculas más grandes que contienen carbono, hidrógeno y oxígeno: hidrocarburos, las moléculas que conforman la base del petróleo, el carbón y el gas natural.

El equipo de Andrew Bocarsly ha logrado, explica David Biello, invertir el proceso de combustión que generó el CO2, tomando el excedente de la combustión para obtener de nuevo las moléculas que forman el combustible. Algo así como invertir la combustión.

Producir toda la energía del mundo con CO2, luz solar y -quizá- agua

David Biello cita en su artículo a Michael Berman, investigador de la división aérea del ejército estadounidense: “Debido a que el sol proporciona suficiente energía para nuestras necesidades, nuestro objetivo es crear un combustible usando CO2, luz solar -y quizá agua- como nutrientes para producir una fuente de energía capaz de almacenar la energía solar en un estado que nos permita usarla donde y cuando la necesitemos”.

Berman espera que el nuevo combustible a partir de CO2 sea económicamente viable.

Otros cuatro experimentos han obteniendo resultados esperanzadores usando CO2 para generar energía:

• Producir metanol en el laboratorio: en 2003, la química de la Universidad de Princeton Emily Barton retomó un experimento (iniciado por Lin Chao en 1994) descartado con anterioridad para probar una solución novel a la acumulación de CO2 atmosférico. El dispositivo, una célula electroquímica que transforma reacciones químicas en electricidad o viceversa, puede ser usado para convertir CO2 en metanol. La tecnología es, de momento, cara, pero una empresa, Liquid Light, ya trabaja en versiones comerciales.
• Usar bacterias extremófilas: la división de energía de ARPA (Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados del departamento de Defensa de Estados Unidos), ARPA-e, usa bacterias que han evolucionado en condiciones extremas para producir lo que llaman “electrocombustibles“. Estudiando el comportamiento de estas bacterias, los científicos experimentan con maneras baratas de producir combustible a partir de CO2 y electricidad, hidrógeno o incluso amoníaco. En ARPA-e creen que el programa de los “electrocombustibles” será un éxito sólo si consigue producir el equivalente energético de un barril de petróleo a un coste de 60 dólares.
• Replicar la fotosíntesis: ARPA-e y el Instituto Tecnológico de California han invertido en un proyecto del Centro Mixto para la Fotosíntesis Artificial (JCAP), para lograr un sistema de producción de combustible tan eficaz como la fotosíntesis. Según Nathan Lewis, director de JCAP, “los combustibles químicos serían un revulsivo si pudiéramos producirlos directamente con luz solar y a un coste competitivo”.
• Combustible sintético a partir de luz solar, hidrógeno y monóxido de carbono: James E. Miller y Nathan Siegel, investigadores del Sandia National Laboratory, han creado un dispositivo solar térmico (una estructura parabólica recubierta de espejos diseñada) que concentra la luz solar en un contenedor alimentado con CO2. Gracias a las altas temperaturas convierte las moléculas de hidrógeno y monóxido de carbono resultantes en “gas de síntesis”, un hidrocarburo básico. Además de CO2 y agua, el dispositivo necesita luz solar para calentar el contenedor.

Soluciones a corto plazo al berenjenal energético

Varios proyectos de energías verdes tratan de reducir la dependencia energética de las principales economías del mundo, importadores de la mayoría del combustible fósil que consumen.

Sin embargo, los más ambiciosos tardarán décadas en dar resultado… si son finalmente llevados a cabo.

Se ha hablado de alocadas soluciones de geoingeniería, entre ellas algunas tan absurdas como el uso de carbón a gran escala para reducir la dependencia energética exterior y el posterior secuestro del aumento del CO2 causado bajo tierra.

De llevar a cabo estos proyectos, el carbón sería en ocasiones más caro que la energía solar fotovoltaica. Si la intención es evitar las emisiones ¿Por qué no invertir directamente en energías renovables?

El sol sigue brillando, desaprovechado

Desertec, por ejemplo, es una faraónica propuesta de geoingeniría que promueve instalar centrales térmicas solares en los desiertos del mundo. La energía generada sería llevada a contrinuación hacia Europa a través de nuevas redes de alta tensión.

La inestabilidad política y social en los países del Magreb y al sur del Sáhara añaden más incertidumbre al atrevido proyecto Desertec en Europa. El desierto de Arabia, y quizá la financiación de los países exportadores de petróleo de la zona, posibilitaría la candidatura de Oriente Medio, pero ello mantendría la dependencia energética exterior.

Sobre el papel, los desiertos podrían proporcionar toda la energía requerida por el ser humano. En la práctica, el proyecto es caro y arriesgado para empresas que a menudo deciden en función de un calendario diseñado para mostrar resultados económicos trimestrales.

Invertir en renovables (sin cambiar el modelo energético)

Estados Unidos (con startups, firmas energéticas tradicionales e incluso Google invirtiendo agresivamente -a través de BrighSource Energy- en centrales solares térmicas y fotovoltaicas), China e India ultiman planes para instalar renovables a gran escala.

Estados Unidos estimula la inversión en renovables, pero la Administración Obama a la vez facilita la prospección petrolífera en territorio y aguas estadounidenses, compra hidrocarburos canadienses y mantiene el uso de centrales termoeléctricas que dependen del carbón y el gas natural.

La política china es similar a la estadounidense, aunque ha doblado su objetivo de producción eléctrica solar para 2020 y lo ha establecido en 50 gigavatios (que equivalen a toda la producción de energías renovables estadounidense en 2010).

India debate también su plan energético para el futuro, en el que hasta ahora la energía nuclear tenía importancia estratégica. Tras Fukushima, el país asiático replantea su estrategia, debido a su dependencia exterior en hidrocarburos.

Tras Fukushima, Japón y Alemania son los más ambiciosos en renovables

El desastre de Fukushima ha modificado radicalmente los planes energéticos de Alemania y Japón.

Angela Merkel ha presentado un plan ambicioso para que Alemania produzca el 50% de su energía con fuentes renovables, y el 80% del total en 2050. Entre los planes alemanes, se incluye cerrar todas las plantas nuclearesen 2022.

Alemania insiste en la seriedad del plan y el compromiso de su país, a la vez que advierte a los ciudadanos que el cierre de las nucleares podría provocar apagones en momentos de gran demanda durante los próximos años.

Japón también acelera sus planes para incrementar la producción eléctrica con renovables, incluyendo el mandato de que todos los edificios incluyan paneles solares en 2030.

CO2, el problema que fue arrinconado por el corto plazo

El aumento del precio del petróleo, el rechazo público a la energía nuclear y problemas de fondo como el cambio climático empujan a las principales economías a atreverse con proyectos de energías renovables más ambiciosos.

Para reducir drásticamente la cuota de mercado energético mundial de los combustibles fósiles desde el actual 85%, no sólo existen escollos relacionados con el coste, sino también tecnológicos.

La industria solar (fotovoltaica, que espera a su propia Ley de Moore, y termosolar) trabaja para que el coste del vatio instalado sea igual o inferior al del carbón, el combustible fósil que más ha aumentado su cuota de mercado en la generación eléctrica mundial, gracias a que Estados Unidos y China, las dos mayores economías del mundo, cuentan con abundantes reservas.

Subestimando la peligrosidad del carbón

El carbón es barato y los países consumidores de energía lo extraen localmente. Subestimar la peligrosidad del carbón podría incrementar las emisiones de CO2.

Las proyecciones son claras y se espera que tanto el carbón como el gas natural (menos contaminante, pero igualmente un combustible fósil) no sólo no reduzcan su cuota de mercado en la generación mundial de energía, sino que lo aumenten.

Y, como la energía nuclear, el carbón es peligroso para la salud. Con una salvedad: causa más muertes y es mucho más pernicioso para la atmósfera. También más radiactivo, según Scientific American.

Atreverse a defender soluciones viables a corto plazo

Las dudas sobre la energía nuclear han aumentado tras Fukushima. Stewart Brand, James Lovelock o el mismo Bill Gates han explicado, arriesgando su imagen pública, que la energía nuclear facilitaría la transición desde los combustibles fósiles a un mix energético basado mayoritariamente en renovables. Sus residuos son un problema indudable, pero la energía es generada localmente y sin emitir CO2.

Gates recuerda que el mundo necesita energía suficientemente barata que no genere CO2 y pueda instalarse a gran escala, y no simplemente “bonitas“.

El coste político y económico derivado de la instalación de nuevas plantas nucleares es demasiado elevado tras Fukushima. Mientras Estados Unidos acelera la producción de petróleo local y compra la práctica totalidad de la (tremendamente contaminante) producción canadiense derivada de sus arenas de petróleo, China anuncia que sus megaproyectos para generar energía local no contaminante no van tan bien como se esperaba.

Problemas en la presa de las Tres Gargantas

China es el principal inversor mundial en energías renovables en la actualidad, pero su faraónico proyecto hidrológico, la presa de las Tres Gargantas, añade a su incalculable impacto medioambiental nuevos efectos perniciosos.

Las autoridades chinas reconocen que las islas de plástico y basura flotante en el gigantesco lago artificial conformado por la presa son un problema medioambiental que, además, entorpecen el funcionamiento de la central hidroeléctrica.

A los problemas derivados de la polución, informa The New York Times, se añaden los geológicos.

Más allá a los esfuerzos en renovables y la apuesta hidrológica, China ha reducido su dependencia energética exterior sobre todo construyendo centrales termoeléctricas de carbón.

Pese a que las principales compañías del sector se empeñan en asegurar que las nuevas plantas son de “carbón limpio” (“clean coal”), en estos momentos, unir “carbón” y “limpio” sigue siendo un oxímoron, una técnica de engaño verde (“greenwashing”).

Mientras no llegan las grandes soluciones

Inversores privados, gobiernos y emprendedores corren el riesgo de discutir sobre las grandes soluciones del futuro sin dedicar la energía necesaria para afrontar los principales retos energéticos: reducir la dependencia exterior y el consumo de hidrocarburos, a la vez que producir más energías renovables y más baratas.

Bill Gates tiene la valentía y la responsabilidad de recordar, arriesgando de paso su imagen pública, que si las principales economías abandonan la energía nuclear a corto plazo, aumentará la generación energética con combustibles fósiles, ya que las renovables del presente son “agradables”, “bonitas”, “políticamente correctas”.

Pero siguen siendo caras y, aunque se multiplicaran las previsiones de instalación para las próximas décadas, no cambiarán radicalmente el mix energético mundial actual. Se necesita revulsivo tecnológico. Los científicos hacen bien en buscar soluciones en la propia naturaleza.

Hay pistas en procesos mencionados como la fotosíntesis, la estrategia evolutiva de las bacterias extremófilas (que no necesitan la fotosíntesis), el sol.