La creciente población del planeta y su dinámica economía requieren cada vez más energía. El azaroso cambio climático, por su parte, torna urgente una transformación de las fuentes energéticas basadas en hidrocarburos. Las mayores esperanzas se cifran en la transición hacia las fuentes renovables, y se proyecta que la eólica y la solar producirán más de un tercio de la energía mundial en 2030. Pero son cada día mejor las perspectivas de que surjan otras fuentes más baratas y provechosas. Importa pues conocer algunas de los proyectos más ambiciosos y prometedores.
En general, la transformación energética busca destronar a los combustibles fósiles (gas, carbón, petróleo) como la fuente principal de energía a nivel mundial. Esto así porque sus derivados son hoy los mayores generadores de los gases de efecto invernadero. Respecto al petróleo en particular, ya se vislumbra su fin. “La Agencia Internacional de la Energía cree que el pico máximo de demanda mundial de petróleo se alcanzará en 2028”. Pero los capitales invertidos en la infraestructura petrolera disponen de un gran poder político y ralentizarán ese fin. Por suerte, la tecnología para capturar el carbono de la atmosfera y almacenarlo está progresando mucho.
Las energías renovables, y principalmente las eólica y solar, ganan terreno como la alternativa a los fósiles por su nula huella de carbono. (La planta solar más grande del mundo está en desarrollo en Arabia Saudita (2,060MW), mientras la homologa eólica está en China (5.16GW). Su principal desventaja es su intermitencia, en vista de que el suministro de sol y de viento fluctúa. De ahí que su éxito dependerá en gran medida de la capacidad de almacenamiento de la energía.
Una de las mayores plantas de almacenamiento de energía está en Australia (https://ecoinventos.com/australia-mayor-planta-almacenamiento-energia-solar-mundo/)
Mientras, las renovables están teniendo usos muy innovadores. En China, por ejemplo, ya funciona una instalación hidro fotovoltaica de 1GW que alimenta a más de 700,000 hogares. La combinación de la energía solar con la hidráulica “permite obtener electricidad las 24 horas, lo que garantiza sistemas de energía fiables, estables, seguros y con bajas emisiones de carbono”.
Con las renovables están surgiendo otros inventos. Por ejemplo, a las turbinas eólicas verticales le incorporan sensores inteligentes y un software con inteligencia artificial que “le permite adaptarse a diversas ubicaciones y condiciones de viento con un solo objetivo: maximizar la producción de energía limpia”. Por otro lado, se ha descubierto que se puede generar electricidad a partir de la humedad del aire. Los investigadores del hallazgo han concluido que “cualquier tipo de material puede cosechar electricidad del aire, siempre que tenga una propiedad determinada”. Y en China acaban de descubrir un método para generar energía a partir de la lluvia. “Han encontrado una forma de aprovechar la electricidad contenida en las gotas que caen del cielo basándose en los paneles solares para conectar sus generadores entre sí”. Las perspectivas de las renovables en nuestro país han sido diagnosticadas por la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA, por sus siglas en inglés).
Mientras, las baterías requeridas para el almacenamiento de la energía renovable están ganando eficiencia y capacidad. La batería de litio es de las mejores porque permite “almacenar entre el 95 y 99% de la energía generada, mientras que las de plomo ácido -aún de uso común para almacenar energía solar- solo alcanzan hasta un 85%.” En Australia, por ejemplo, la batería Powerwall de Tesla está permitiendo que miles de hogares instalen paneles solares y almacenen su energía de bajo costo.
Y recientemente se descubrió que el azúcar puede prolongar la longevidad de las baterías de flujo y permitir escalar su tamaño. Al elevar su capacidad de almacenamiento se estará revolucionando el campo de las baterías para las energías renovables. Hay proyectos como el NanoBat europeo que se centra en el desarrollo innovador de baterías que habrá de seguir mejorando esa herramienta.
Mas allá de las renovables, el hidrógeno está ganando mucho terreno rápidamente por ser más limpio y barato. Como combustible, el hidrógeno solo produce agua y calor al usarse. Este se obtiene del agua mediante una técnica llamada electrolisis que separa las moléculas de hidrógeno de las del oxígeno. Hay dos tipos de hidrógeno –verde y azul–, dependiendo de la fuente de energía que utilicen. Como la electrolisis requiere electricidad para poder realizarse, se conoce como verde el hidrógeno producido con energía renovable y el azul es aquel que usa el gas para producir la electricidad necesaria. El hidrógeno no deja huella de carbono, pero el gas sí.
Arabia Saudita está construyendo una de las plantas de hidrógeno verde más grande del mundo usando energía solar y espera exportarlo a diferentes paises. Otros grandes proyectos están desarrollándose en China, Mongolia y Namibia. Pero Australia ha anunciado el proyecto más grande usando las renovables. “Con mucho sol durante el día y altas velocidades del viento por la mañana, tarde y noche, la instalación propuesta generará 98 TWh de energía barata, limpia y renovable por año. La mayor parte se destinará a la producción a gran escala de hidrógeno y amoníaco limpios, para los mercados locales y de exportación.
El hidrógeno ya se usa en varias partes del mundo. En Escandinavia, por ejemplo, existe una autopista que une tres países donde solo circulan vehículos movidos por ese combustible.
Para el 2031 “se espera disponer de una estación de servicio cada 200 kilómetros en todas las carreteras principales de la Unión Europea”.
En las Américas ya opera un tren de hidrógeno en Quebec y ya Chile está exportando hidrógeno verde a Alemania. Pero en nuestro país todavía no existe ningún proyecto de hidrógeno. La ausencia del hidrógeno en nuestro debate sugiere un apego irracional a la alternativa del gas, el tema preferido de las autoridades. Y apenas ahora comenzamos a discutir en el Congreso un proyecto de ley que permitiría la exploración petrolera a empresas extranjeras.
Más excitante que las posibilidades del hidrógeno verde, sin embargo, es el reciente hallazgo de lo que se ha dado en llamar “hidrógeno blanco”, el cual no requiere electricidad para poder usarse. “De repente estamos despertando a la posibilidad muy real de que vastas reservas de hidrógeno natural se encuentran bajo nuestros pies y pueden extraerse plausiblemente a costos que hacen volar a la competencia, en última instancia, socavando el metano a precio puro. Los científicos han argumentado durante mucho tiempo que las bolsas de hidrógeno geológico explotable son más abundantes de lo que se suponía hasta ahora”. “El Servicio Geológico de EEUU concluyó en abril que probablemente hay suficiente hidrógeno accesible en el subsuelo de la tierra para satisfacer la demanda global total durante "cientos de años". El Departamento de Energía de los EEUU está elaborando planes para ayudar a poner en marcha la industria, considerando el potencial "astronómico". "Podemos llegar a escalar más rápido que con hidrógeno verde y sin agotar la superficie terrestre que se necesita para las energías renovables”.
“Para poder aprovechar las ventajas del hidrógeno, es preciso encontrar una forma segura de almacenarlo y transportarlo ya que en sí mismo es altamente combustible. Una forma de hacerlo es almacenarlo como parte de otra molécula y extraerlo según sea necesario”. Afortunadamente, ya en Japón descubrieron una fórmula para resolver ese problema. “El nuevo estudio informa sobre el descubrimiento de un nuevo compuesto que usa una reacción química para almacenar amoníaco de manera más fácil y segura, brindando también la posibilidad de hacerlo con el hidrógeno que se transporta. Se trata de una perovskita, un material con una estructura cristalina repetitiva distintiva, que puede acopiar fácilmente amoníaco y también permite una recuperación fácil y completa a temperaturas relativamente bajas”.
Entre los científicos, sin embargo, la ansiada panacea energética es la fusión. Recientemente un laboratorio en Estados Unidos hizo un enorme avance hacia la conquista de esa energía. “En diciembre [2022], 192 de los láseres más energéticos del mundo calentaron una pequeña bolita de átomos de hidrógeno con tal fuerza que se fusionaron para crear helio y, lo más importante, un exceso de energía. Un poco más de 2 megajulios de energía que entraron en la cámara objetivo se convirtieron en 3,15 megajulios que salieron, una ganancia modesta de alrededor del 50%, pero suficiente para hacer historia y permitir a los científicos llamar al experimento un verdadero éxito”. Pero no se vislumbra un resultado final hasta dentro de varios años.
La esperanza de que podamos resolver el problema energético cobra fuerza con los avances arriba reseñados. Mientras se espera la solucion definitiva, algunos paises se esfuerzan por confrontar sus desafios. En China, la segunda economía del mundo, no podrán cumplir con sus metas de descarbonización a pesar de que en el 2017 cerraron 104 plantas de generación eléctrica a carbón. Pero ahora todo aparenta que han dado marcha atrás: “El pasado año comenzaron a construirse en China 50 GW de capacidad eléctrica de carbón, lo que supone un aumento de más del 50% respecto a 2021”. Pero China también ha anunciado el desarrollo de 450GW de plantas renovables en el desierto de Gobi (Mongolia) y la construcción de 450 plantas nucleares para producir electricidad a un costo de US$0.01 y US$0.05 el kilowatt. (Es el país que más plantas nucleares construye y ofrece el financiamiento.) Y China también ambiciona traer al planeta grandes cantidades de Helio 3 de la Luna con que producir energía de fusión aún más barata.
En la RD la crisis energética aparenta ser de indómita naturaleza. Mientras la demanda energética crece entre 150 y 200 megas anualmente y la capacidad de generación se ha expandido con el aporte de la termoeléctrica de Punta Catalina, registramos un grave déficit si solo porque no tenemos “reserva fría”.
Las autoridades anuncian que en la presente gestión de gobierno se añadirán 3,200 megas, de los cuales unos 2,000 provendrán de fuentes renovables. Pero, aunque se abastece hasta un 98% de la demanda, los incesantes apagones y el aumento de las pérdidas de las Edes hasta un 39% conforman un sombrío panorama. En el corto plazo no se vislumbra una solución. Y tampoco se vislumbra ninguna posibilidad con el hidrógeno. La GIZ hizo un estudio del hidrógeno para RD y concluyó que no es viable económicamente, señalando entre otros factores el alto costo de producir un kilovatio hora de energía, aún con solar y/o eólica. Para que la producción de hidrógeno tenga un precio competitivo, el costo de la energía utilizada debe ser igual o inferior a 3 centavos de dólar por kilovatio hora. Hasta ahora aquí no existe ninguna planta que produzca energía a ese precio.
La conclusión que se desprende del repaso anterior es de que el planeta tendrá una solucion energética eventualmente que abaratará los costos de producción dramáticamente. El abanico de posibilidades abarca más que lo perfilado aquí, incluyendo aquellas que están surgiendo en el medio marino. Basta mencionar que China está excavando un hoyo de 10,520 metros de profundidad con miras a encontrar vastas reservas de petróleo y gas, que Alicante tiene el mayor parque fotovoltaico de flotación marina, que se han descubierto bacterias que son capaces de producir electricidad y que la sonda espacial Cassini de la NASA descubrió que Titan, la más grande luna del planeta Saturno, produce energía eléctrica y podría estar poblada por seres vivos que se alimentan de electricidad. ¿Estará en el espacio o en el planeta nuestro futuro energético?