Energía sostenible. Sin malos humos (parte 3: planes y costes)

De las partes 1 y 2 de esta serie de artículos, ya sabemos que el potencial renovable es de hasta 182 kWh/p/d (kilovatios-hora por persona y día), pero también vimos que, para conseguir tanta energía, había que ocupar una gran superficie de terreno con paneles fotovoltaicos, aerogeneradores y cultivos energéticos. Por suerte, el consumo, 85 kWh/p/d no es tan grande y, además, vimos que dos de los consumos principales, transporte y calefacción, pueden reducirse drásticamente mejorando el aislamiento de edificios, reduciendo el termostato, pasando de calderas de gas a bombas de calor y electrificando el transporte. Si además dejamos de generar electricidad mediante centrales que queman combustibles fósiles con eficiencias inferiores al 50%, y las sustituimos por energías renovables, podemos reducir nuestro consumo energético actual de 85 kWh por persona y día a 49 kWh por persona y día. ¡Muy buenas noticias!

 

Figura 1. Reducción del consumo y fuente de energía para abastecerlo.

 

En un siguiente paso, haremos, a modo de ejemplo, una propuesta para poder abastecer este consumo. No es ni la más ecológica, ni la más barata, ni la más popular. Solo es un ejemplo para que cada uno pueda hacerse su propio panorama futuro. A partir de aquí, únicamente tenemos que coincidir en una cosa: ¡el consumo deberá ser abastecido de una u otra forma!

Como se muestra en la Figura 1, este nuevo panorama será principalmente eléctrico (33 kWh/p/d). Este consumo de electricidad duplicaría el consumo eléctrico actual. Dejaremos que parte de la calefacción sea por biomasa (3 kWh/p/d) y solar térmica (5 kWh/p/d) y parte del transporte (aviación, por ejemplo) por biocombustibles (3 kWh/p/d). Como puedes ver, además, hay 5 kWh/p/d “gratis”, resultado de las bombas de calor, que transportan el calor de la calle hacia las casas.

Como puede comprobarse, usaremos mucho menos biomasa y biocombustibles que el potencial que vimos en el artículo sobre la generación, pero aún y todo requerirían una superficie de en torno al 12% de España o, aproximadamente, el equivalente al 29% de las tierras cultivadas. No obstante, parte de esta biomasa podría provenir de la limpieza de bosques.

En cuanto a la electricidad, está claro que nuestro mayor recurso es solar y eólico, pero tienen el gran inconveniente de no ser gestionables. Para complementar estas fuentes de generación, serán necesarias otras tecnologías gestionables, como la hidráulica (siendo realistas, unos 3 kWh/p/d), la incineración de basura y residuos agrícolas (podríamos disponer de 1 kWh/p/d), la solar termoeléctrica con almacenamiento (salvo que baje su coste lo dejaremos en unos 0,5 kWh/p/d) o fuentes de energía no renovable, como el carbón, el gas o la nuclear. Obviamente, nos gustaría minimizar el uso de estas fuentes no renovables.

Por otro lado, siendo realistas, producir justo el 100% de renovables y pensar que se va a poder aprovechar todo es muy optimista, porque el viento no siempre sopla y, por supuesto, no siempre luce el sol cuando lo necesitamos. Nos parece razonable sobredimensionar la generación renovable en un 20% para tener más disponibilidad, pero sería muy optimista pensar que solo con las fuentes gestionables renovables y con almacenamiento podríamos conseguir que la generación sea igual al consumo en todo momento. Por ello, además, proponemos algo de generación eléctrica con gas (1 kWh/p/d) y con carbón (1 kWh/p/d), pero asumiendo que parte del gas podría ser hidrógeno o biogás y que las centrales de carbón tendrían métodos de captura de CO2. Estos niveles de consumo serían aproximadamente la mitad de lo actualmente utilizado para generación eléctrica en España, y recuerda que habríamos eliminado el uso de gas en calefacción. A este ritmo, la contaminación sería bajísima y los recursos durarían cientos de años. No obstante, tener estas centrales dispuestas para cubrir la demanda en los momentos que falte eólica y solar, obliga a instalar más centrales que estarán buena parte del tiempo paradas. Deberíamos pasar de los 36 GW (gigavatios) actuales a unos 40 GW para pasar a generar la mitad de energía, lo cual significa tenerlas encendidas aproximadamente el 9% del tiempo (ahora lo están el 20%), lo que aumentaría el precio de la energía generada con estas fuentes. Por otro lado, sólo supondrían el 6% del “mix” (o combinación de fuentes de energía), por lo que no afectaría tanto al precio final.

Pero entonces, ¿cuánta solar y eólica instalaremos? Según este plan, 14 kWh/p/d de eólica y 21 kWh/p/d de fotovoltaica. Esto nos llevaría a tener unos 110 GW de eólica (4 veces lo actualmente instalado en España. Estos parques requerirían el 4,5% del territorio, aunque la ocupación real, lo que ocupa cada torre, sería unas 10 veces menor). Además, necesitaríamos unos 240 GWp de fotovoltaica (unas 6 veces la instalada en Alemania y que ocuparía en torno al 0,6% de la superficie de España. Buena parte cabría en los tejados). En total, se generará un 20% más de energía de la que se requiere, que, en parte, se podrá exportar a otros países o se podría usar para producir combustibles renovables u otras formas de acumulación de energía que ayudaría a su propia gestión.

 

Figura 2. Reducción del consumo y fuente de energía para abastecerlo.

 

Bueno, bien. Pongamos que aceptamos este plan pero, ¡¡tiene que ser carísimo!! Sí y no. Depende de con qué se compare. El cálculo exacto nos llevaría probablemente varios artículos más y, además, no somos economistas. Pero intentemos ver de cuánto podemos estar hablando. Hemos dicho que necesitaremos unos 110 GW de eólica (a 1€/W) y unos 240 GW de fotovoltaica (a 0,8 €/W), lo cual, teniendo en cuenta que en España ya hay 5,4 GW de fotovoltaica y 24 GW de eólica, costaría unos 275 mil millones de euros. El resto de centrales, líneas de transmisión, bombas de calor, etc. harían que el coste total ascendiera a unos 600 mil millones de euros. Si asumimos que estos proyectos tienen una vida útil de unos 20 años, estaríamos hablando de unos 30 mil millones de euros al año. Veamos… ¿qué otras cifras similares tenemos lo españoles? El PIB de España es de en torno a un millón de millones de euros y los Presupuestos Generales del Estado son de unos 350 mil millones de euros. Pero hay un gasto que es especialmente interesante. ¡En España llegamos a gastar casi 40 mil millones de euros al año en comprar combustibles fósiles a otros países! Así que es un coste asumible, ¡especialmente teniendo en cuenta el ahorro en combustibles!

Tenemos un plan energético sostenible que puede abastecer nuestro consumo con un coste razonable, sin embargo, ¿permite este plan generar la electricidad en el momento en el que se necesita? Tenemos que ser conscientes, por un lado, de que para alcanzar la sostenibilidad y reducir el consumo energético total, hemos duplicado el consumo eléctrico actual, y que, por otro lado, vamos a generar la mayor parte de la electricidad consumida empleando fuentes renovables como la eólica o la solar fotovoltaica, cuya producción depende del sol o del viento que haya en cada momento. La generación eléctrica tiene que ser exactamente igual al consumo eléctrico en todo momento. ¿Podremos logarlo con este plan?

En el vídeo que puedes ver a continuación se ha simulado el plan propuesto a partir de datos meteorológicos para toda España, y del perfil de consumo eléctrico obtenido a partir de los datos de Red Eléctrica de España, multiplicados por un factor de 2 para adaptarlos al nuevo escenario de consumo energético planteado anteriormente. Como podrás apreciar, se ha conseguido que la generación eléctrica siempre sea igual o superior a la demanda durante todas las horas de año, exportando la energía sobrante a nuestros vecinos. Hay muchos momentos en los que sobra energía fotovoltaica (especialmente, en las horas centrales del día de los meses más soleados). Esa energía sobrante se almacenará mediante centrales hidráulicas de bombeo o gracias a la batería de los coches eléctricos. Sin embargo, hay otros momentos con poco viento y sin sol en los que las energías renovables no pueden abastecer el consumo eléctrico, ni siquiera empleando la energía almacenada durante el día (especialmente durante las noches de los meses con menor radicación solar). En esos momentos, resulta clave contar con los combustibles fósiles de respaldo, que permitirán producir la energía necesaria hasta disponer de nuevo del recurso renovable.

En definitiva, podemos comprobar que es posible generar la electricidad en el momento necesario, basándonos principalmente en las energías renovables y utilizando los combustibles fósiles de forma sostenible como respaldo.

 

 

Gracias a esta serie de tres artículos has podido comprobar que es posible alcanzar un modelo energético sostenible a un precio razonable y que es técnicamente viable, así que ¿a qué estamos esperando?

 

Nota: Este artículo está basado en el libro “Energía sostenible. Sin malos humos“, la adaptación al caso de España del exitoso libro “Sustainable energy – Without the hot air” de David MacKay, que se puede conseguir en https://es-sinmaloshumos.com/

 

Esta entrada al blog ha sido elaborada por los investigadores del Instituto de Smart Cities (ISC) de la Universidad Pública de Navarra Leyre Catalán Ros, Julio Pascual Miqueleiz y Javier Samanes Pascual

Energía sostenible. Sin malos humos (parte 2: consumo)

En el artículo anterior “Energía sostenible. Sin malos humos (parte 1: generación)”, estimamos que las energías renovables en España podrían generar hasta unos 182 kilovatios-hora (kWh) por persona y día. Sin embargo, para comprender si es mucho o poco, necesitamos saber cuánta energía consumimos. Además, intentaremos identificar qué actividades son las que mayor consumo energético implican, con el objetivo de poder reducirlo y alcanzar un modelo energético sostenible. A continuación, realizamos algunas estimaciones (no son datos oficiales) de estos consumos. En el libro podrás ver estos cálculos en más detalle y compararlos con datos oficiales. ¡Vamos allá!

Empecemos con el transporte de personas. Basta con salir a la calle para darnos cuenta de que uno de los iconos de la civilización moderna es, sin duda, el coche con una sola persona en su interior. La distancia media recorrida al día por un español es de 22 kilómetros (km). Pongamos que el consumo medio es de unos 7 litros a los 100 km. Ya sólo nos queda saber la energía por unidad de combustible (la gasolina y el diésel tienen en torno a 10 kWh/l, con lo cual este coche consumiría 70 kWh/100 km). Empleando todos estos datos, llegamos a la conclusión de que, en nuestras unidades favoritas, cada persona consume de media unos 16 kWh al día para moverse en coche. Esta sería la energía necesaria para recorrer esos 22 km. Y tú, ¿cuántos kilómetros recorres de media al día?

Coche con conductor

¿Qué ocurriría si, en vez de usar los tradicionales coches de combustión, empleásemos coches eléctricos? El motor tradicional tiene una eficiencia del 25%, lo que quiere decir que el 75% de la energía que consume se disipa en forma de calor. En cambio, el motor eléctrico es mucho más eficiente, llegando a eficiencias de más del 80%, incluyendo la carga y descarga de las baterías. Por lo tanto, el consumo se reduciría a unos 5 kWh por persona y día de electricidad. Esta electricidad la podemos generar a partir de fuentes renovables y, además, podemos cargar los coches cuando haya más recurso y posponer su carga en momentos de menor generación.

Continuando con el transporte, ¿a quién no le gusta tomarse unas vacaciones y visitar otros países? Coger un avión se ha convertido para algunas personas en un gesto cotidiano, pero ¿somos realmente conscientes del consumo energético asociado? Curiosamente, un avión lleno tiene un consumo por persona y kilómetro inferior al de un coche ocupado por una sola persona (unos 40 kWh/100 km por cada persona). No obstante, un único vuelo intercontinental de ida y vuelta (de unos 14.000 km), supone un consumo de 12.000 kWh o 33 kWh/día si repartimos el consumo a lo largo de un año. ¡Más que el transporte en coche de todo un año! Pero no todo el mundo vuela. Mirando los kilómetros que se recorren en avión, podríamos estimar que la media española disminuye hasta unos 2 kWh por persona y día, pero no nos olvidemos del importante gasto energético que tiene un solo vuelo.

Pasemos ahora a otro gran bloque del consumo: el de la climatización de edificios. Podemos estimar cómo el mayor gasto es el de calefacción con unos 12 kWh por persona y día y el del aire acondicionado, de 0,6 kWh/p/d. Puede llamar la atención que el aire acondicionado sea tan bajo, pero hay que tener en cuenta que muchas casas en España no requieren de aire acondicionado. Si a esto sumamos el agua caliente sanitaria, con 1,4 kWh/p/d, tenemos que añadir a la pila de consumo 14 kWh por persona y día.

Radiador

¿Podemos reducir el consumo también en el caso de calefacción? La respuesta es que sí. Para ello, podemos atacar por tres vías: bajar el termostato, aislar los edificios y olvidarnos de quemar gas para calentarnos. La primera medida puede parecer un gesto inútil, pero, en realidad, es impresionante: por cado grado que bajes el termostato, ¡las pérdidas de calor se ven reducidas en un 10%! La segunda vía, el aislamiento, puede suponer un ahorro mucho mayor, aunque también a un coste más elevado si hablamos de reformar una casa, aunque resulta algo indudablemente rentable en viviendas de nueva construcción. Finalmente, la tercera medida consiste en cambiar las calderas de gas, que tienen una eficiencia del 90%, por bombas de calor, con un rendimiento (o COP) del 400%. Y en este caso, estamos otra vez electrificando el consumo, que, además, es gestionable, facilitando así la integración de la generación renovable.

Continuando con los consumos que hay en nuestra casa y trabajo, nos queda comentar los que actualmente sí son eléctricos: la luz, los electrodomésticos y aparatos electrónicos. Realizando cálculos similares a los anteriores, llegamos a la conclusión de que el consumo en luz es de 2 kWh por persona y día, y el de electrodomésticos y aparatos electrónicos, de 6 kWh/p/d. Como el lector podrá apreciar, estos consumos son bastante más pequeños que los vistos anteriormente. Podríamos intentar reducirlos, pero cualquier acción en este campo tendrá mucho menor efecto que intentar mejorar nuestra forma de movernos o calentarnos.

Otra importante fuente de consumo es nuestra propia alimentación. Una dieta de unas 2.600 kcal diarias equivale a unos 3 kWh/d/p, aunque, debido al uso de fertilizantes en agricultura, por ejemplo, y a que parte de esa comida es carne o productos procesados, el consumo real acaba siendo de unos 12 kWh/p/d.

Si a estos números le sumamos nuestras estimaciones de energía consumida en todos los objetos que compramos (incluidos sus envases) y el coste energético de transportarlos, llegamos a 95 kWh por persona y día. En realidad los datos oficiales del IDAE (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía) del Ministerio para la Transición Ecológica dicen que el consumo de energía primaria es de 85 kWh por persona y día. ¡Buenas noticias! El consumo actual es inferior al potencial renovable, pero recordemos la gran industrialización del terreno que es necesaria para abastecer todo este consumo con energías renovables. En la tercera parte, veremos cuánto podemos llegar a reducir el consumo y cómo sería un posible plan de generación en España.

Energías

Figura 1. Consumo actual estimado (95 kWh/p/d) y generación optimista (182,4 kWh/p/d) y pesimista (47 kWh/p/d) disponible en España por persona.

Nota: Este artículo está basado en el libro “Energía sostenible. Sin malos humos“, la adaptación al caso de España del exitoso libro “Sustainable energy – Without the hot air” de David MacKay, que se puede conseguir en https://es-sinmaloshumos.com/

 

Esta entrada al blog ha sido elaborada por los investigadores del Instituto de Smart Cities (ISC) de la Universidad Pública de Navarra Leyre Catalán Ros, Julio Pascual Miqueleiz y Javier Samanes Pascual

Energía sostenible. Sin malos humos (parte 1: generación)

¿Puede España ser sostenible energéticamente manteniendo su nivel actual de bienestar? Podrías pensar que hace falta ser un experto para responder a esta pregunta, pero nada más lejos de la realidad. Puedes formarte tu propia opinión al respecto de manera sencilla simplemente comparando cuánto se consume en nuestro país y cuánto se podría generar mediante fuentes renovables

Lo primero que haremos, dado que los datos energéticos de un país son enormes, es introducir una unidad mucho más fácil de manejar: los kilovatios-hora (kWh) por persona y día (kWh/p/d) o, en otras palabras, la energía que consume una persona durante un día. Gracias a esta unidad, podremos diferenciar más fácilmente lo importante de lo superfluo. Y ahora sí que sí, empecemos.

Cuando pensamos en energías renovables, las primeras que nos vienen a la cabeza son la fotovoltaica o la eólica. ¿Quién no ha visto una planta solar o un parque de aerogeneradores mientras conduce? Ahora bien, ¿cuánto podríamos llegar a generar con dichas tecnologías?

La energía fotovoltaica consiste en la transformación directa de la luz del sol en electricidad gracias a los paneles fotovoltaicos. En valor medio, la potencia solar bruta en un tejado orientado al sur en España es de 235 W/m2 (vatios por metro cuadrado). Si consideramos que un buen panel fotovoltaico tiene una eficiencia del 20%, pero que pierde un 25% de eficiencia debido a que, al calentarse, pierde eficiencia, por suciedad, por ejemplo, obtenemos que, si cubrimos totalmente una superficie orientada al sur, podemos obtener, en término medio, 35 W/m2. De este modo, para saber cuánta energía podemos obtener con fotovoltaica en España, simplemente tenemos que decidir cuánta superficie estamos dispuestos a ocupar. Por ejemplo, si consideramos 12,5 m2 de tejado por persona, podemos obtener con fotovoltaica 10 kWh por persona y día. Y si en vez de conformarnos únicamente con los tejados, nos lanzamos a poner varias huertas solares ocupando el 1,5% de la superficie de España, podemos obtener 57 kWh por persona y día adicionales. Para este último cálculo hemos tenido en cuenta la distancia entre paneles y que, al generar en gran escala, se suele optar por paneles más baratos y menos eficientes, lo que da lugar a una densidad de generación de unos 16 W/m2.

Paneles solares

Figura 1. A la izquierda, paneles fotovoltaicos en un tejado. A la derecha, planta fotovoltaica.

En el caso de la eólica, podemos hacer unos cálculos similares analizando cuánta potencia se puede extraer de media del viento y viendo la superficie disponible. La potencia que podemos extraer del viento varía con el cubo de la velocidad y se puede calcular mediante una sencilla fórmula. Considerando una velocidad media de 5 m/s (metros por segundo) a la altura del aerogenerador, se puede extraer del viento, en término medio, 1,3 W por cada metro cuadrado de terreno, teniendo en cuenta la eficiencia de los propios aerogeneradores, así como la distancia entre ellos, independientemente de su tamaño. Una vez que conocemos dicho valor, nos queda decidir qué superficie vamos hay que cubrir con aerogeneradores. Para estimar el potencial de la eólica, supongamos que empleamos un 10% de la superficie del país (lo cual puede ser exagerado). En ese caso, seríamos capaces de generar 33 kWh por persona y día. Hemos supuesto una superficie diez veces mayor que para el caso de la fotovoltaica, pero, si se tiene en cuenta la separación necesaria entre aerogeneradores y la infraestructura indispensable para el funcionamiento de los parques, realmente se estaría ocupando en torno al 1%.

Aerogenerador

Figura 2. Aerogenerador.

Si, además, también nos atrevemos a instalar aerogeneradores en el mar, donde el viento es más fuerte y estable, nuestras previsiones de generación mejoran: podemos obtener un 50% más de potencia por unidad de área. Para el caso de eólica marina de baja profundidad (hasta 60 metros), una tecnología que ya ha demostrado ser rentable, podríamos obtener 2,4 kWh por persona y día utilizando de nuevo el 10% de la superficie disponible. Y si nos lanzamos a por la eólica de alta profundidad, con la cual tenemos disponible una superficie mucho mayor, podríamos llegar a 26 kWh por persona y día cubriendo el 5% de la superficie.

Parque eolico

Figura 3. Parque eólico marino de baja profundidad situado en el mar del Norte.

Según lo visto hasta ahora, podríamos generar casi 130 kWh por persona y día gracias a la fotovoltaica y la eólica. Si, además, añadimos el potencial de biomasa, de hidroelectricidad y de energía solar térmica, podríamos ver que pueden llegar a generarse 182,4 kWh por persona y día utilizando únicamente fuentes renovables.

Este número muestra el gran potencial de las renovables en nuestro país, pero puede reducirse mucho si tenemos en cuenta el rechazo social que los proyectos de renovables a gran escala generan en parte de la sociedad. He aquí unos ejemplos: “Los parques eólicos estropean el paisaje y son perjudiciales para las aves”, “los paneles fotovoltaicos, solo para los tejados; no estoy dispuesto cubrir una superficie equivalente a la que ocupan las carreteras”, “la biomasa, únicamente con residuos de agricultura y maleza del bosque”, “hidroeléctrica, únicamente a pequeña escala; la gran hidráulica daña irreversiblemente el ecosistema”, “la eólica marina afectará al turismo”…. Es cierto que, en un principio, hemos podido llegar a ser muy optimistas, pero el objetivo era mostrar que realmente, si se quiere, hay potencial renovable para abastecer gran parte de nuestra demanda. Sin embargo, en caso de aceptar todas estas objeciones sociales, la generación renovable puede reducirse drásticamente, a unos 47 kWh/p/d.

Pero ¿es 47 poco? ¿es 182 mucho? Es necesario que pasemos a la parte de consumo para ser capaces de comprender esos datos. ¿En qué consumimos energía? Lo veremos en la segunda parte.

Consumo energia

Figura 4. Reducción del consumo y fuente de energía para abastecerlo.

Nota: Este artículo está basado en el libro “Energía sostenible. Sin malos humos“, la adaptación al caso de España del exitoso libro “Sustainable energy – Without the hot air” de David MacKay, que se puede conseguir en https://es-sinmaloshumos.com/

 

Esta entrada al blog ha sido elaborada por los investigadores del Instituto de Smart Cities (ISC) de la Universidad Pública de Navarra Leyre Catalán Ros, Julio Pascual Miqueleiz y Javier Samanes Pascual

La energía eólica que viene: eólica “offshore”

Estamos viviendo uno de los momentos más interesantes en la historia energética moderna: la transición desde un modelo energético basado en combustibles fósiles a uno articulado en torno a las energías renovables y la eficiencia energética. Las tecnologías renovables sobre las que se asienta este cambio de modelo energético son la eólica y la solar fotovoltaica. Los retos tecnológicos que estas tecnologías renovables planteaban han sido superados gracias a los esfuerzos en I+D+i, dando paso a una reducción de costes que ha sorprendido incluso a los expertos del sector.

Hoy en día, es más barato generar un kWh (kilovatio hora) usando paneles fotovoltaicos (3,2 – 4 céntimos de euro/kWh) y aerogeneradores (2,6 – 5 céntimos de euro/kWh), que usando combustibles fósiles (nuclear: 10,1 – 17 céntimos de euro/kWh; gas-ciclo combinado: 3,7 – 6,7 céntimos de euro/kWh). Incluso estamos llegando, en numerosos países como España, al “tipping point“, o punto de no retorno: ese momento en el que producir energía a partir de nuevas instalaciones renovables es más barato que emplear las centrales de combustibles fósiles ya existentes.

Cuando hablamos de energía eólica, todos pensamos en los molinos instalados en tierra a lo largo de toda nuestra geografía, lo que se llama eólica “onshore” o terrestre. No obstante, hay una tecnología que está llamada a jugar un papel importante en el nuevo modelo energético. Esta es la eólica “offshore” o eólica marina. La eólica marina se basa en la instalación de aerogeneradores en el mar para extraer la energía del viento, presentado algunas ventajas con respecto a la eólica terrestre. En el mar, las velocidades de viento son superiores a las disponibles en tierra, con lo que la potencia que puede ser generada por un aerogenerador con el mismo tamaño de pala aumenta. Además, el viento en el mar se ve afectado por muchos menos obstáculos que en tierra, por lo que el aerogenerador puede funcionar durante un mayor número de horas a lo largo del año y requiere una altura de torre menor si se compara con un aerogenerador terrestre. Como los aerogeneradores se sitúan en el mar, tienen un impacto visual mucho menor a los terrestres. Por último, permite acercar la generación eléctrica al consumo, consiguiendo un sistema eléctrico más eficiente. Las regiones costeras, tanto en España como en otros muchos países, suelen tener grandes densidades de población. En estas zonas, con poca superficie por persona, la instalación de turbinas eólicas en el mar se presenta como una gran solución.

Sin embargo, a pesar de estos beneficios, la instalación de estos aerogeneradores en el mar ha tenido que superar numerosos retos, lo que ha provocado que a día de hoy todavía sea una tecnología cara, con precios que oscilan entre los 7,2 y los 12,6 céntimos de euro/kWh. Sin embargo, comienzan a acercarse a los costes de generación de las tecnologías fósiles, y, de hecho, en algunos emplazamientos del mar del Norte, ya se ha anunciado la construcción de los primeros parques eólicos marinos sin ayudas estatales.

Pero, para llegar a este punto, se han tenido que superar un gran número de retos. Uno de los más problemáticos en los inicios, y que ya ha sido superado, fue la corrosión acelerada por el ambiente salino en el mar. Este problema obligó a cambiar de forma prematura un gran número de componentes en el parque eólico Horns Rev. Otro reto que hubo que superar fue el de la transmisión de la energía generada por la turbina hasta la costa, mediante líneas submarinas, la cual se realiza en corriente continua, frente a la transmisión en alterna normalmente utilizada.

Para reducir los costes de la energía, se ha incrementado el tamaño de las turbinas, alcanzando potencias de 10 MW (megavatios) a día de hoy. Para minimizar los costes de mantenimiento, que requiere de barcos o helicópteros (con el elevado coste que ello conlleva), se duplican algunos de los sistemas, con el objetivo de poder seguir trabajando en caso de fallo.

Por último, uno de los principales retos de la eólica marina es el anclaje de las turbinas al fondo marino. En mares cuyo suelo marino tiene profundidades inferiores a los 50 metros, como en el caso del mar del Norte en el que se concentra la mayor parte de aerogeneradores marinos, los aerogeneradores se anclan al mar mediante una estructura rígida. Sin embargo, para profundidades superiores, se necesitan estructuras flotantes, las cuales se amarrarían posteriormente al suelo.

En España, cuya industria es líder en el sector eólico y, en concreto, en el segmento “offshore”, solo existe un aerogenerador marino, situado en las Islas Canarias. Las costas españolas tienen la característica de tener profundidades superiores a los 60 metros a distancias relativamente cercanas a la costa, por lo que se requieren estructuras flotantes para estabilizar los aerogeneradores y anclarlos al mar. Este hecho, junto con unas políticas energéticas desfavorables hacia las energías renovables en los últimos años, han provocado que esta tecnología no se haya implantado en nuestro territorio. Sin embargo, las estructuras flotantes para aerogeneradores ya empiezan a comercializarse, permitiendo la expansión de la eólica “offshore” a un gran número de regiones en las que hasta ahora no era técnicamente viable.

En conclusión, el continuo desarrollo industrial y el viraje en la política energética española y mundial que hemos vivido recientemente hacen presagiar que no tardaremos mucho tiempo en ver estas máquinas en nuestros mares y alrededor de todo el mundo. La eólica “offshore” está llamada a jugar un papel importante en el cumplimiento de los compromisos medioambientales adquiridos en el Acuerdo de París en 2015.

 

Esta entrada ha sido elaborada por Javier Samanes Pascual, investigador del Instituto de Smart Cities (ISC) de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) y doctor por esta institución, con una tesis sobre energía renovable eólica “offshore”

Energía en Navarra

¿A dónde va a parar el dinero que los navarros pagamos en las gasolineras, en nuestras facturas de la luz o en las de la calefacción?

La asombrosa cantidad de cuatro millones de euros diarios se escapa directamente de la Comunidad Foral, un dinero destinado a la compra de los combustibles fósiles que alimentan nuestros coches, calefacciones y un sinfín de aparatos que muchas veces están tan integrados en nuestro día a día que ni nos damos cuenta de que necesitan energía para funcionar.

Sin embargo, cada vez tenemos más energía renovable, ¿no es cierto? Cada vez se ven más paneles fotovoltaicos y aerogeneradores. Además, las máquinas cada vez son más eficientes y consumen menos energía. Entonces, ¿vamos por el buen camino?

El dato devastador que proporciona la Agencia Internacional de la Energía es que la demanda energética mundial se ha multiplicado por 2,5 desde 1971. En cuanto al origen de esta energía usada en el mundo, el 81,1% proviene de combustibles fósiles, porcentaje que apenas ha cambiado en el último medio siglo. Este apetito voraz de combustibles fósiles limitados es un problema de importancia global, que adquiere facetas de índole científica, tecnológica, económica, medioambiental, sociológica y política.

Centrándonos en Navarra, este porcentaje apenas cambia. El 80% de la energía total que consumimos en la Comunidad Foral proviene de combustibles fósiles: específicamente, un 40% es petróleo y un 40%, carbón y gas natural. Además de las repercusiones medioambientales, el impacto económico de esos cuatro millones de euros que nos dejamos al día debería darnos que pensar.

Hasta aquí hemos hablado de energía en general, que engloba desde el gas natural que usamos para poder disfrutar del agua caliente y la calefacción, pasando por la bombona de butano de casa de la abuela y la gasolina que ponemos en el coche, hasta la electricidad que empleamos para encender la luz o cargar el móvil.

No obstante, si analizamos únicamente la electricidad, Navarra pasa a ser un ejemplo positivo. El 86% de nuestro consumo eléctrico proviene de fuentes renovables, gracias principalmente a la energía eólica (o del viento), que supone el 50% de la electricidad que utilizamos. Si comparamos este porcentaje con la media mundial, se puede observar la gran distancia que sacamos: solo el 23% de la electricidad mundial se genera a partir de fuentes renovables. El problema es que la electricidad es solo una pequeña porción del pastel energético global.

Por lo tanto, a pesar de los buenos datos relativos a la electricidad, debemos ser conscientes de que nuestras demandas de energía van mucho más allá de la electricidad. Y es ahí donde debemos incidir, ya que nuestra dependencia de los combustibles fósiles tiene un gran impacto, tanto medioambiental como económico.

Para mejorar la situación actual, todos nosotros podemos actuar en dos grandes áreas energéticas: el transporte, responsable del 35% del consumo y alimentado en su práctica totalidad por combustibles fósiles; y el ámbito doméstico, que, junto con el comercio y los servicios, son responsables del 20% del consumo. Cambios en nuestra forma de vida como el uso del transporte público, la bicicleta o el coche compartido ayudarían reducir el consumo energético del transporte. Además, la sustitución del coche por uno eléctrico haría posible el uso de energía eléctrica (86% de la cual es renovable), en lugar de quemar directamente combustibles fósiles, lo que reduciría la elevada factura energética que estos suponen para Navarra. En el entorno doméstico, las mejoras en la eficiencia energética, dirigidas principalmente a reducir las necesidades de calefacción, supondrán un ahorro económico para los propietarios y un impulso hacia un modelo más sostenible.

 

 

Este post ha sido realizado por Leyre Catalán Ros (investigadora del Departamento de Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales y presidenta de la Asociación para la Promoción de las Energías Renovables en Navarra-APERNA), Alberto Berrueta Irigoyen y Javier Samanes Pascual (investigadores del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica y miembros de APERNA)