En el artículo anterior vimos los retos del sector energético en general. En el presente artículo, repasaremos los principales retos de cada una de las fuentes energéticas que tendrán un papel sobresaliente en el futuro.

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Dividiremos el análisis en las tres actividades humanas más importantes desde el punto de vista energético: el transporte, la generación de electricidad y el ahorro y la eficiencia energética.

1. Transporte: Según las estimaciones de las compañías petroleras y de la IEA (International Energy Agency), la disponibilidad del petróleo es limitada en el tiempo debido a que el descubrimiento de nuevos yacimientos de petróleo prácticamente ya no cubre el volumen de la actual demanda.

En la figura siguiente se aprecian las estimaciones de la empresa BP para el petróleo, el gas y el carbón.

Debido a la gran dependencia del petróleo del sector del transporte, y más allá de situaciones coyunturales como la que vivimos actualmente, se estima que esas expectativas limitadas de recursos se traducirán en el futuro en fuertes incrementos de precio, que motivarán la búsqueda de alternativas que quizá hasta hoy no resultaban económicas. Esta tendencia hará que el consumo de petróleo disminuya paulatinamente y las reservas se alarguen, manteniendo esta fuente energética una vida más larga para aplicaciones específicas, pero con precios más elevados.

Debe destacarse también, el esfuerzo del sector del automóvil para disminuir el consumo y la emisión de CO₂, obligados por las normativas de algunos países industrializados (UE, California y Japón), que se traducirá en un menor crecimiento del consumo y en la búsqueda de alternativas (motores híbridos).

El control de las fuentes del petróleo ha provocado decisiones políticas de apoyo a fuentes alternativas en Europa y en EEUU. Las alternativas al petróleo en el sector del transporte son: los biocombustibles, el hidrógeno y la electricidad.

a) Biocombustibles: también llamados agrocombustibles, utilizan productos y subproductos agrícolas para producir bioetanol y biodiesel que puede ser utilizado en los motores de los vehículos con rendimiento Actualmente los biocombustibles utilizan cultivos que están presentes en la cadena de alimentación (maíz, soja, palma, etc.) y que, utilizados en forma masiva, podrían llegar a entrar en conflicto con ella. Sin embargo, se está desarrollando tecnología para la llamada segunda generación de biocombustibles basados en el aprovechamiento de cultivos lignocelulósicos y herbáceos y para los residuos como depuradoras y purines entre otros. Grandes compañías del sector químico, petroleras, de explotaciones forestales y energéticas están posicionándose en el sector.

b) Hidrógeno: El hidrógeno puede ser utilizado en las células de combustible de los automóviles. Debe tenerse en cuenta, sin embargo, que el hidrógeno no en sí mismo un combustible sino un “carrier”, es decir, debemos producir hidrógeno a partir de otras fuentes energéticas, almacenarlo, transportarlo y utilizarlo en los vehículos. El rendimiento de toda esa cadena y su coste son elementos clave que deben tenerse en cuenta al evaluar el balance energético de todo el sistema. Asimismo, la emisión de CO₂, dependerá de la fuente utilizada para producir el hidrógeno.

Por otra parte, el desarrollo de las células de combustible todavía no permite una aplicación masiva ya que su coste es muy elevado. Ese es el gran reto tecnológico, en el que ya están invirtiendo no solo los fabricantes de automóviles sino grandes compañías de gas, para posibles aplicaciones domésticas.

La gran ventaja del hidrógeno es la escasa dependencia energética que genera en comparación con el petróleo.

c) Electricidad: La tercera alternativa al petróleo en el transporte es la electricidad. De manera similar al hidrógeno, es necesario analizar el balance energético de todo el sistema para evaluar el coste y la emisión de CO₂.

El reto principal de esta aplicación está en las baterías; su peso y capacidad son los elementos clave para dotar de suficiente autonomía y rendimiento al vehículo. Sin embargo, en los últimos años, gracias al avance en el campo de los nanomateriales, se están consiguiendo unos resultados sorprendentes que podrían hacer viable su aplicación masiva.

No hay que olvidar finalmente, el Gas Natural como elemento a usar a la espera de otras soluciones, dado su nivel de polución inferior al de otros combustibles tradicionales.

2. Generación de Electricidad:

a) Carbón: el carbón es la principal fuente de generación de electricidad en el mundo. Las principales ventajas son: es abundante, hay diversidad geográfica que no implica tensiones geopolíticas, y es barato. Aunque su grave inconveniente es la emisión de CO₂.

Conscientes de que en muchos años no se podrá prescindir del carbón como fuente energética, los gobiernos han decidido impulsar la investigación y el desarrollo de tecnologías de “carbón limpio”, es decir, aplicando sistemas de Captura y Confinamiento de CO₂ a las centrales térmicas convencionales y especialmente a las de nueva construcción.

Dichas tecnologías, ya en aplicación en algunas centrales comerciales en varios países, tienen de momento unos costes relativamente elevados, aunque se estima podrán ser competitivos en unos años, ya sea por el incremento del coste de emisiones (reflejado en la evolución estimada en los próximos años en el esquema de comercio de emisiones impulsado por la UE), como por el incremento del precio del gas (marcado por la evolución del precio del petróleo), como por su propio desarrollo tecnológico.

b) Fisión nuclear: la energía nuclear de fisión vuelve a iniciar un tímido despegue debido al control de pocos países de las fuentes de suministro del gas natural, y a la baja emisión de CO₂. Sin embargo, el rechazo social en la mayoría de países desarrollados es muy elevado y no se estima que tenga un desarrollo significativo en los próximos 20 años.

Algunas expectativas se centran en la tecnología de cuarta generación, con la que algunos científicos piensan que se podría obtener una seguridad mucho más elevada, y un tratamiento interno de los residuos que no hipoteque el futuro de la humanidad. Actualmente tanto los EEUU como la UE están dedicando recursos en este sentido.

c) Fusión nuclear: la iniciativa lanzada por la mayor parte de los países industrializados, con Europa a la cabeza, para investigar en la energía nuclear de fusión ha tenido como principal consecuencia la decisión de construir una central de ensayos en Cadarache (Francia) que será proyectada desde la sede de la Agencia Europea de Fusión en Barcelona, en donde se ubica la oficina de contratación para Europa.

Es una apuesta muy arriesgada desde el punto de vista energético, pero de gran valor añadido desde el punto de vista tecnológico e industrial, puesto que servirá para desarrollar nuevas tecnologías de aplicación a otros campos del conocimiento y de la industria (superconductividad, plasma, materiales, …).

En cualquier caso, se estima que aún siendo muy optimistas, el aprovechamiento comercial de esta fuente energética no se daría antes de 40 o 50 años y, por tanto y teniendo en cuenta las incertidumbres tecnológicas que conlleva, ningún organismo lo tiene en cuenta en sus escenarios de futuro.

d) Gas natural: es la fuente energética fósil que mayor crecimiento ha tenido en los últimos años, y se estima que continuará con esta tendencia.

Si bien se estima que las existencias son mayores que las del petróleo, también existe una limitación relativamente cercana (70 años). Además, es un importante emisor de CO₂ (pero mucho menos que el carbón y los hidrocarburos líquidos) al que probablemente deberán aplicarse las tecnologías de captura y confinamiento en el futuro.

Desde el punto de vista de la seguridad de suministro, el gas está controlado por cuatro países: Qatar, Argelia, Irán y Rusia, y está provocando conflictos entre países por el control de los gaseoductos, que únicamente pueden paliarse parcialmente mediante el uso del Gas Natural Licuado (GNL) que al transportarse en barco, disminuye el riesgo y uniformiza los precios de los distintos mercados mundiales.

e) Eólica: la energía eólica es la de mayor impacto entre las renovables, al haber conseguido un umbral de rentabilidad muy cercano a la generación convencional. Si tenemos en cuenta los costes de emisión de CO₂, la eólica resulta más rentable.

El desarrollo de la eólica ha estado liderado por la decisión de la UE de apoyar las renovables y liderar el cambio climático; con ello, ha conseguido que la mayor parte de la industria eólica esté controlada por empresas europeas. Los países que más fuerte han apoyado esta tecnología han sido: Dinamarca, Alemania, España (hasta fecha reciente), EEUU, e India, y actualmente China. Hoy prácticamente todos los países tienen programas de implantación de energía eólica, y forma parte ya del mix energético de muchos países.

Desde el punto de vista tecnológico, el desarrollo está muy consolidado y son las grandes compañías fabricantes de bienes de equipo eléctrico y suministradoras de plantas de energía “llave en mano” las que están tomando posiciones al ver que este tipo de equipos formarán parte del mix energético futuro en todo el mundo.

f) Hidráulica: es la energía renovable de mayor aplicación para producción de electricidad, aunque actualmente se desarrolla muy poco debido al rechazo social a la implantación de nuevas instalaciones.

g) Solar Fotovoltaica: a pesar de la constante reducción de costes, la energía solar fotovoltaica es todavía demasiado cara para generación de electricidad conectada a la red. Sin embargo, en los dos últimos años se han incrementado muy significativamente las inversiones en I+D y en nuevas plantas industriales de producción de módulos fotovoltaicos, ello ha sido debido a los elevados incentivos que algunos países han implantado para provocar el despegue industrial y la consiguiente rebaja de costes, por mayor volumen y a través de mayor inversión en investigación.

Los retos tecnológicos están en el ámbito de los materiales. Las tecnologías que se estima tendrán éxito están relacionadas con la disminución de silicio necesario para fabricar un módulo, con los dispositivos ópticos y con el incremento de eficiencia de materiales hasta hoy poco utilizados (GaAs, InP, Ge y orgánicos).

h) Solar Termoeléctrica: también conocida como CSP (Concentration Solar Power), está empezando a desarrollarse comercialmente, y España está compitiendo con EEUU para liderar el mercado mundial.

Existen tres tecnologías (de torre, cilindro-parabólica y de disco) que deben ser experimentadas en plantas industriales de gran tamaño para conocer en detalle sus costes y su funcionamiento. Se estima que existe suficiente recorrido en el desarrollo tecnológico, no excesivamente sofisticado, para que llegue a convertirse en una fuente energética competitiva en zonas de elevada insolación, y de manera especial en combinación con gas natural.

i) Geotermia: los estudios y las plantas de demostración existentes concluyen que para conseguir un coste competitivo mediante energía geotérmica el elemento clave es el coste de perforación. Debe perforarse a más de 3.000m para obtener un buen rendimiento energético. Existen zonas en las que estas condiciones se dan más cerca de la corteza terrestre y, por tanto, serán rentables.

3. Ahorro y Eficiencia Energética

La Comisión Europea presentó en octubre de 2006 su Plan de acción sobre eficiencia energética, dando así un gran paso adelante para resolver los desafíos sin precedentes que afronta en la actualidad la Unión Europea.

El Plan comprende un paquete de medidas prioritarias que abarcan un amplio abanico de iniciativas dirigidas a aumentar de forma rentable la eficiencia energética. Entre ellas se cuentan medidas para que los aparatos que consumen energía, los edificios, el transporte y la producción en sí de energía resulten más eficientes. Se proponen nuevas normas de eficiencia más rigurosas, el fomento de servicios energéticos y mecanismos específicos de financiación para apoyar productos de mayor eficiencia energética. Especialmente relevante es la directiva de eficiencia energética en la construcción.

En este campo se están generando enormes oportunidades de negocio en el sector de la eficiencia energética; puede convertirse en una oportunidad para las empresas del sector de aparellaje, de sistemas de control y de servicios energéticos para incorporar nuevos productos y servicios mediante la innovación tecnológica a un nuevo mercado naciente.

Artículo de Miquel Barceló