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Energía solar: presente y retos

La energí­a solar genera sólo un 0,04% de la electricidad mundial, aunque inversores e intelectuales como Thomas Friedman creen que será crucial en la “Revolución Verde”.

El elevado precio de los combustibles fósiles y el crecimiento de la regulación del sector energético en todo el mundo, para atajar el cambio climático, han provocado una oleada de inversiones en energías renovables. Ni siquiera la profunda crisis crediticia en los mercados internacionales para las inversiones en instalaciones de energías limpias.

Pese a tener más espacio que nunca en los medios, las energías renovables siguen representanto un -creciente, eso sí- pequeño porcentaje de la energía consumida en el mundo. Y del total de la energía producida en el mundo en la actualidad, la solar representa todavía un minúsculo grano de arena.

The Economist publica un diagrama que muestra la consumo mundial anual de energía primaria y su fuente de obtención (fuente que emplea el semanario para obtener los datos: Agencia Internacional de la Energía, IEA en sus siglas en inglés):

  • Petróleo: 34,3% del total de la producción mundial de energía en un año.
  • Carbón: 25,2%.
  • Gas: 20,9%.
  • Renovables: 13,1%.
  • Nuclear: 6,5%.

Este 13,1% representado por las energías renovables en el consumo mundial de energía, puede ser desglosado:

  • Biomasa: 10,4%.
  • Hidroeléctrica: 2,2%.
  • Otras energías: 0,5%.

Finalmente, centrémonos en este 0,5% de la producción energética mundial representado por “otras energías”:

  • Geotérmica: 0,41%.
  • Eólica: 0,064%.
  • Solar: 0,039% (de la producción energética mundial en 1 año).
  • Mareas: 0,0004%.

El diagrama sobre la producción mundial de electricidad en un año (a diferencia del consumo total de energía en el mundo, representado en los datos anteriores), muestra la importancia del carbón en la producción de la electricidad que consumimos en casas, industria y equipamientos públicos:

  • Carbón: 40%.
  • Gas natural: 20%.
  • Energía hidroeléctrica: 16%.
  • Energía nuclear: 16%.
  • Petróleo: 7%.
  • Renovables: 1%.

No hay que olvidar el todavía minúsculo peso relativo que constituye la tecnología solar en la producción energética mundial. No obstante, existe otro modo, algo más esperanzador para las energías renovables, de interpretar estos datos.

Las energías solar y eólica ya juegan un papel muy importante en la generación eléctrica de varios países industrializados, sobre todo en Europa. Alrededor del 20% la electricidad consumida por Dinamarca procede de sus instalaciones eólicas, campo en el que España también ocupa un lugar preeminente.

Mientras tanto, en China, alrededor del 80% del agua sanitaria es calentada con energía solar.

Otro factor que tienen en cuenta los cada vez más numerosos inversores en tecnologías que sean capaces de incrementar la conversión del mayor porcentaje posible de la radiación solar en energía: Según Nature, la energía solar absorbida por la atmósfera de la Tierra, los océanos y la corteza terrestre supone 3.850 zetajoules por año. En 2002, esta cantidad representó más energía en una hora que el consumo energético mundial en un año.

Se emplea un porcentaje imperceptible de la energía proveniente del sol, susceptible de ser transformada en energía a un coste cada vez más competitivo en comparación con los combustibles fósiles; incluso en comparación con el abundante y barato -además de contaminante- carbón.

De ahí que varios países, sobre todo europeos, hayan establecido objetivos para conseguir que un porcentaje determinado de la electricidad consumida proceda de fuentes renovables.

Producción eléctrica y sostenibilidad: proporción actual de generación sostenible, objetivo a medio plazo y posibilidades de éxito (fuente: The Economist, a partir de datos de New Energy Finance):

  • España: producción actual con renovables 17,2%; objetivo del 29,4% en 2010; posibilidades de éxito en el objetivo.
  • Italia: producción con renovables 16,5%; objetivo del 25% en 2010; pocas posibilidades por un proceso lento de permisos.
  • Francia: producción con renovables 11,0%; objetivo del 21% en 2010; posibilidades de éxito.
  • Alemania: producción con renovables 10,4%; objetivo de llegar al 12,5% en 2010, 20% en 2020; posibilidades de éxito.
  • Estados Unidos: 10% (incluyendo hidrológica), >5% excluyéndola; no hay objetivo federal, aunque sí en 21 Estados.
  • China: producción con renovables 7,7%; objetivo del 15% en 2020; muchas posibilidades de cumplir.
  • Reino Unido: producción con renovables 4,1%; objetivo del 10,4% en 2010; posibilidades relativas de lograrlo.
  • Japón: 3,0%, incluyendo hidroeléctrica y geotérmica, 2% exluyéndolas; 3% en 2010 (sin hidro) o 7% en 2010 (incluyéndolas); posibilidades de cumplir con los -poco ambiciosos- objetivos.

El peso específico de la energía

El mercado energético es gigantesco: la población mundial consume en la actualidad 15 terawatios de energía, según The Economist (un terawatio equivale a 1.000 gigawatios, mientras 1 gigawatio es la capacidad energética de la mayor planta de generación eléctrica propulsada con carbón que existe en el mundo).

Semejante producción y consumo energético, causantes de la mayor parte de la contribución humana al cambio climático, constituye un negocio de 6 billones de dólares anuales, o alrededor de una décima parte de la renta mundial en un año (el producto interior bruto anual de España se sitúa en la actualidad en 1,4 billones de dólares).

Son datos proporcionados por el inversor de capital riesgo de San Francisco John Doerr, anteriormente envuelto en el negocio de Internet y las nuevas tecnologías, y ahora centrado en la inversión en tecnologías limpias.

El petróleo sigue pagándose a un precio varias veces superior al de hace sólo un lustro, con anterioridad al inicio de la segunda Guerra de Irak.

El precio del gas natural, arrastrado por el petróleo, también ha subido drásticamente, un factor negativo más para que aumente el coste de la electricidad a escala mundial, pese a la importancia del carbón y la energía hidroeléctrica, menos dependientes de países inestables y precios elevados.

El control de las reservas de ambos combustibles fósiles se halla en manos de gobiernos poco dispuestos a ayudar a los países desarrollados a realizar una transición sin sobresaltos hacia otros modelos energéticos.

Invertir en energías renovables tiene, por tanto, más sentido que nunca, tanto para gobiernos (geopolítica: ¿quién quiere explicar a sus electores que la industria de su país depende de la energía obtenida de lugares como Rusia, el Cáucaso, Oriente Medio, Venezuela o Nigeria?), como para empresas (regulaciones que penalizan la emisión de gases contaminantes derivados del consumo de energías fósiles) y consumidores (crece la concienciación ante el cambio climático).

Comparativamente, como explica The Economist en el artículo El poder y la gloria (“power” en inglés designa tanto “poder” como “energía”, en uno de los clásicos juegos de palabras del semanario), alternativas renovables como las energías eólica y solar ya no resultan tan costosas, en comparación.

Y, si bien es cierto que el carbón sigue siendo barato y es la principal fuente de generación energética en el continente asiático y el propulsor de su rápida industrialización, la Unión Europea y Norteamérica consideran su uso un mal menor que deberá ser aplacado una vez sea posible.

Se desarrollan, además, tecnologías que pretenden almacenar el CO2 generado por su combustión, con grandes inversiones en Europa (se prueban varias tecnologías para capturar y almacenar CO2, explica BBC) y Norteamérica (Jim Rogers, consejero delegado de Duke Energy, ha sido llamado por el New York Times el barón del carbón verde, “green coal baron“).

Apuesta por las renovables, pese a la crisis

Los proyectos en los que llueve dinero son tanto independientes y con un espíritu de investigación tan arriesgada como pionera (siguiendo el modelo de las start-up de Internet), como tecnologías desarrolladas a la sombra de las grandes compañías petroleras y energéticas mundiales.

Las llamadas tecnologías limpias (“cleantech” en inglés en el original), o tecnologías verdes (“greentech“) incluyen la energía solar, cuyo potencial de crecimiento es colosal, pese a tener que hacer frente a varios retos, entre ellos el conseguir que producir energía solar sea económicamente equiparable a la producción de carbón, la energía fósil más abundante en la naturaleza, empleada masivamente en la producción de energía.

Los principales inversores mundiales de capital riesgo hicieron posible el mercado informático de masas en los 80, el boom de Internet en los 90 y la creación de clústeres de biotecnología y nanotecnología a principios del 2000. Ahora, con las tecnologías limpias, ha llegado el verdadero mercado natural para el capital riesgo a principios de este siglo.

El capital riesgo no sólo está atraído por la energía solar, como aseguraba Keith Johnson en el Wall Street Journal , sino que invertir en tecnología solar, eólica o en baterías eléctricas para automóviles es algo que persiguen los prohombres de la revolución tecnológica.

The Economist lo explica: “la energía se ha vuelto ‘supercool'”. Elon Musk, co-fundador de PayPal, ha desarrollado un coche deportivo propulsado con batería.

Larry Page y Sergei Brin, fundadores de Google, apoyan desde Google.org, la división filantrópica de la empresa, tecnologías capaces de generar “energía renovable más barata que el carbón” (o REgeeks‘). Ya han invertido en firmas como eSolar y Makani Power.

Vinod Khosla, uno de los fundadores de Sun Microsystems e inversor inicial en firmas como la propia Google, ha llevado su reconocido olfato como inversor de capital riesgo hacia las renovables, como también ha hecho Robert Metcalfe, inventor del sistema informático de conexión a redes locales “ethernet”.

Sin olvidar al mencionado John Doerr, alma máter de la firma de capital riesgo Kleiner Perkins Caufield & Byers; o el británico Richard Branson, quien tiene su propio fondo para invertir en ideas de tecnologías limpias, Virgin Green Fund.

Energía solar en Europa

Europa ha liderado la producción de energía solar en los últimos años, con Alemania en posición de vanguardia, gracias a una tradición local de apoyo a la cultura sostenible y a la existencia de generosos subsidios que, como en España, podrían desaparecer.

Los legisladores más conservadores de Alemania creen que no tiene sentido seguir subvencionando la instalación de energía solar cuando este sector de las renovables está creciendo tanto que amenaza con sobrecargar la factura eléctrica de los consumidores.

No importa que Alemania no reciba tanto sol como el sur europeo: la mayor economía de la UE tiene la mitad de las instalaciones de generación eléctrica solar del mundo, pese al crecimiento de este mercado en países como Estados Unidos, España o la propia China.

El New York Times se pregunta en un artículo sobre cuál es el objetivo de los subsidios para la implantación de la energía solar. “Si la idea es construir una vibrante industria donde probablemente no habría existido de otro modo, entonces la experiencia alemana es un enorme éxito.”

Keith Johnson explica en el Wall Street Journal que el llamado “Valle Solar” alemán emplea a 40.000 trabajadores cualificados, el tipo de trabajo de “cuello verde” (en lugar del tradicional “cuello blanco” de los profesionales anteriores a las tecnologías limpias) que entra dentro de la retórica laboral de la que presumen políticos e industriales que quieren parecer modernos a los ojos de la opinión pública estadounidense.

No obstante, explica Johnson, “si el objetivo de los subsidios a energías limpias es hacer de las fuentes renovables una parte viable y contabilizable de la generación eléctrica total, entonces Alemania no lo ha hecho tan bien”. Pese a dos décadas de crecimiento y a un elenco de empresas líderes mundiales en el sector, la energía solar constituye sólo el 0,6% de la producción eléctrica del país.

La Unión Europea se ha propuesto que el 20% de su energía provenga de fuentes renovables en 2020. La UE ha establecido subsidios para ayudar a cumplir con estos objetivos.

¿Revolución Verde? Es posible, según Thomas L. Friedman

La actual crisis económica puede ser aprovechada, según diversas voces, para impulsar un nuevo estadio de desarrollo en la sociedad mundial, que dependiera menos de los combustibles fósiles y capaz de generar miles de trabajos de cuello verde en todo el mundo.

Barack Obama ha sido acusado de populista al anunciar que su candidatura a la presidencia de los Estados Unidos incluye medidas concretas para incentivar la nueva economía sostenible y convertir a su país en impulsor de una economía global más próspera y menos contaminante. El plan para impulsar un nuevo esquema energético estadounidense parece una idea sólida y bien fundamentada, no obstante.

El periodista Thomas L. Friedman, columnista y articulista en el New York Times, además de respetado escritor (The world is flat, entre otras obras) y Premio Pulitzer, realiza ahora la misma llamada a Estados Unidos a liderar la “Revolución Verde”.

Lo hace en su último libro, Hot, Flat, and Crowded (Caliente, plano, superpoblado).

Friedman denuncia la situación de dependencia de Estados Unidos con respecto a los combustibles fósiles, cree que ha llegado el momento de que el país lidere el campo de la sostenibilidad (comparándolo al esfuerzo realizado para llegar a la luna, tras el lanzamiento soviético del satélite Sputnik), y da pistas para llevarlo a cabo.

De cumplirse con las previsiones (a veces, simples deseos) de Friedman, Europa debería competir con Estados Unidos para ofrecer las mejores soluciones en energía y el resto de ámbitos de consumo y producción, como incluso China ha reconocido que quiere empezar a hacer.

Objetivo: mejorar la tecnología solar

La pobre tasa de conversión energética conseguida con tecnologías convencionales (células fotovoltaicas y concentradores solares, fundamentalmente), para conseguir el máximo porcentaje energético posible a partir de una determinada intensidad de rayos solares, mejora rápidamente.

La energía solar se refiere a convertir la radiación del sol en electricidad, a través de tecnologías como las células fotovoltaicas, los concentradores térmicos y otras tecnologías experimentales que pretenden mejorar el porcentaje de conversión de la radiación en electricidad.

La energía solar fotovoltaica ha sido históricamente más empleada en la generación de energía a pequeña escala, aunque generosos subsidios en países como Alemania (líder mundial), España (tercer país del mundo, tras incentivar su instalación desde 2004 hasta 2008), Francia, Italia, Corea del Sur o Estados Unidos, han impulsado la creación de parques solares con esta tecnología.

Para la explotación a gran escala, no obstante, la tecnología más empleada sigue siendo la de los concentradores solares, consistente en el empleo de grandes espejos que reflejan la luz solar que obtienen en un único punto, que es luego usado como fuente de calor para propulsar una planta energética convencional.

Se han construido con éxito varios parques que emplean el principio de la concentración solar a gran escala, tales como la torre PS10 en Sanlúcar la Mayor (Sevilla), de Abengoa, con 11 MW de potencia; la plataforma solar de Almería; o la instalación Nevada Solar One de Boulder City (Nevada, Estados Unidos), erigida por la firma española Acciona; entre otras instalaciones (listado de estaciones eléctricas de energía solar térmica).

El futuro, tanto para las nuevas tecnologías fotovoltaicas como para una cada vez más potente tecnología termosolar, es prometedor.

Desde centros de investigación como el MIT, por ejemplo, se promete que la energía solar basada en las obleas de silicio (fotovoltaica) podrá competir con el carbón en 2012.

Mientras tanto, se sueña con proyectos tan metafóricos e increíblemente ingeniosos como el convertir el asfalto de las carreteras en gigantescas (y baratas) plantas de producción solar.

O una idea que se ha ganado el favor de quien firma este artículo, por lo que podría presentar para la lucha del cambio climático y, a la vez, para el desarrollo solar de todo el norte de África. Generaría, además, la necesidad de miles de trabajos de cuello verde a ambos lados del Mediterráneo, un mar que podría enviar un gigantesco mensaje de futuro al resto del mundo.

Se trataría de crear, conjuntamente entre la UE y el Magreb, enormes parques solares en el Sáhara, capaces de abastecer a ambas orillas del Mare Nostrum.

Punto y seguido aquí (continuará).