sábado, 28 de diciembre de 2019

Bases para la transición hacia una sociedad medioambientalmente sostenible. Energía


Hay un consenso generalizado respecto a que el sector energético es el que más cambios debe registrar para pasar a una nueva cultura respecto al medio ambiente que sea sostenible a muy largo plazo, ya que el consumo global de energía es el principal contribuyente a las emisiones de efecto invernadero (además de otras muchas emisiones asimismo contaminantes).
 
El enorme incremento del consumo mundial de energía que se ha producido desde la revolución industrial está en la base de la mejora del nivel de vida de la humanidad y aunque buena parte del sector de energía está muy regulado en la mayoría de los países, no es menos cierto que el desarrollo del consumo ha ido más dirigido al incremento de los beneficios de las empresas del sector, y también de las empresas industriales, del transporte o del turismo, que a la mejora racional del nivel de vida de la población  en general.

Las fuentes de energía primaria más usadas han cambiado desde el inicio de la revolución industrial: el carbón pasó a ser la más usada, desplazando a la leña, posteriormente el petróleo desplazó al carbón, más tarde el gas natural pasó a tener una cuota creciente, aunque todavía no haya desplazado al petróleo del primer lugar, cosa que ocurrirá probablemente a lo largo de este siglo. La energía nuclear tuvo sus límites más por razones de haber cubierto las necesidades de las políticas de defensa de las principales potencias que por razones comerciales ligadas al suministro de energía eléctrica y las energías renovables han tenido un desarrollo inicial ligado a la disponibilidad de corrientes de agua y se han desplazado después al uso del viento y de la energía del sol.

Las energías renovables serán, sin duda alguna, la fuente de energía primaria básica tras el proceso de transición, aunque probablemente se seguirán usando otras fuentes de energía, aunque en proporciones muy pequeñas. El proceso de transición estará guiado por dos aspectos fundamentales: los costes totales de producción de cada tipo de energía y los costes de su distribución hasta los puntos de consumo final (incluyendo en ambos casos los costes medioambientales que lleven asociados) Las soluciones a la necesidad de almacenar energía de origen renovable serán un elemento crítico ya que el sol, el viento y otras fuentes renovables (que serán las que aporten la inmensa mayoría de la energía primaria) proporcionan energía con una distribución en el tiempo diferente al de la demanda de energía en el consumo final.

El uso de la electricidad como energía para los usos finales será con toda probabilidad la principal fuente, pero para que esta fuente sea no solo la más importante sino también la que proporcione la inmensa mayoría de la energía primaria, es necesario desarrollar sistemas de almacenamiento, real o virtual, que permitan acomodar en cada momento la oferta a la demanda, evitando el necesario recurso a las fuentes de energía no renovables para cubrir los picos de demanda.

A continuación expondré el papel que deberían jugar cada una de las principales fuentes de energía primaria a lo largo del proceso de transición medioambiental. No están incluidas todas, pero si las que están llamadas a jugar un papel importante. 

1.  Biomasa.-
     La biomasa, a efectos de fuente de energía primaria, debería pasar a tener un papel residual, en el sentido de aprovechar los subproductos del mantenimiento de los bosques como fuente de energía, pero evitando la tala distinta de la de mantenimiento, para obtener leña destinada a la generación de energía.
     En las zonas en las que todavía se usa la leña como fuente de calor básica para usos domésticos de las capas más desfavorecidas de la población, las autoridades deberían poner en marcha planes para poner a su disposición fuentes de energía alternativas que, como mucho, tuvieran el mismo coste que la leña para los usuarios.
    En lo que se refiere a otros usos de la madera, los gobiernos deberían asegurarse de que la explotación de los bosques se realice de una forma integral y sostenible, de forma que la masa forestal se mantenga, o incluso aumente en aquellas zonas en que sea aconsejable. 

2.  Carbón.-
    El carbón, como fuente de energía primaria, debería simplemente desaparecer en el plazo más breve posible.
     En las zonas en las que todavía se usa como fuente de calor básica para usos domésticos de las capas más desfavorecidas de la población, las autoridades deberían poner en marcha planes similares a los de la leña, para poner a su disposición fuentes de energía alternativas que no supusieran un coste superior para los usuarios.
    En lo que se refiere a otros usos del carbón, los gobiernos deberían asegurarse de que la explotación se realice de forma que las empresas correspondientes tengan en su conjunto una huella de emisiones de carbono nula o negativa.

3.  Petróleo y derivados.-
     El consumo mundial de petróleo y sus derivados debería reducirse de forma drástica al mayor ritmo posible en cada uno de los segmentos actualmente más importantes (transporte, consumo residencial y consumo industrial, incluyendo el destinado a generación de electricidad) El consumo para transporte y para usos residenciales constituye la parte más importante del total, aunque los consumos industriales también son muy relevantes.
     Las actuaciones a llevar a cabo para cada uno de estos segmentos son muy variadas, pero la inmensa mayoría de ellas irán ligadas a la implantación de normativas específicas muy variadas.
     En el transporte, el paso a los vehículos eléctricos será la medida principal, pero también serán necesarios cambios de usos y costumbres muy relevantes. Por ejemplo el uso del transporte público colectivo, en detrimento del particular, la vuelta al uso de sistemas tradicionales para distancias no muy largas (la bicicleta o el caminar) la reducción del transporte en camiones para larga distancia, mediante el incremento del uso de barcos (las llamadas autopistas del mar) siempre que sea razonable, así como la sustitución transitoria de los combustibles líquidos por el gas natural licuado (GNL) en tanto no se encuentran fuentes energéticas de origen renovable que los puedan sustituir totalmente.
    En los usos residenciales debería apostarse por una doble vía, la drástica reducción de las necesidades de calefacción y refrigeración mediante el adecuado diseño de los edificios, el uso de los materiales adecuados y el aislamiento térmico por una parte y, por otra, la mejora de la eficiencia energética, especialmente de los sistemas de calefacción, entre los que debería estar entre otros la generalización del uso de las bombas de calor.
     En lo que se refiere a los usos industriales, las actuaciones en cuanto a las fuentes de calor serán similares a las del resto de segmentos, pero será necesario llevar a cabo actuaciones específicas para que la producción de bienes y materiales sea únicamente la necesaria para cubrir las necesidades reales basadas en un uso sostenible, que llevará aparejada la desaparición de los productos de un único uso (obviamente con las excepciones que sean necesarias por ejemplo en usos clínicos) así como la prohibición de la obsolescencia programada en los diseños y la vuelta a la obligación de los fabricantes a proporcionar a un precio razonable los recambios, pieza por pieza y no por bloques de varias piezas unidas, y la vuelta al diseño de los bienes de uso habitual de manera que el propio usuario pueda proceder fácilmente a la sustitución de las piezas deterioradas por sus recambios con el uso únicamente de herramientas estándar. La petroquímica deberá modificarse para fabricar productos de muy alta calidad y durabilidad, lo que implicará un descenso muy importante de la cantidad global producida en este sector.

4.  Gas natural y GNL.-
    El gas natural, dada su menor emisión de CO2 por unidad de energía consumida respecto a los productos petrolíferos, tendrá una reducción de su consumo más lenta, ya que en parte sustituirá al petróleo durante el periodo transitorio, pero a medida que vaya avanzando la transición medioambiental también deberá limitar su aportación a cantidades marginales, y que estarán destinadas a la fabricación de productos de alto valor y larga vida útil.
     Las instalaciones de transporte y distribución, podrán usarse para transportar hidrógeno en aquellos lugares en que la mejor opción para aprovechar la energía solar sea el uso in situ de la electricidad generada para disociar el agua en sus dos componentes (hidrógeno y oxígeno) y el transporte del hidrógeno a través de gasoductos, ya que el oxígeno pasaría directamente a la atmosfera para producir agua cuando el hidrógeno sea usado como combustible o carburante. Este paso podrá ser progresivo ya que al inicio, cuando las cantidades de hidrógeno sean relativamente modestas, se podrá mezclar con el gas natural para que la mezcla sea transportada y usada como un único producto.
     El GNL puede ya ser usado como combustible tanto en barcos, de cualquier tamaño, como en vehículos terrestres de cualquier tonelaje. Solo es necesaria una regulación adecuada que permita y potencie la instalación de los puntos de almacenaje y venta que se vayan necesitando. Su gran enemigo es el lobby petrolero que seguirá haciendo todo lo posible para retrasar su desarrollo.

5.  Energía nuclear.-
    La energía nuclear seguirá teniendo su desarrollo por motivos exclusivamente de defensa, ya que ni los problemas de seguridad ni el elevado coste de las nuevas instalaciones permitirán que la generación de electricidad de origen nuclear sea económicamente competitiva ni socialmente aceptada.

6.  Energía hidráulica.-
     La energía hidráulica seguirá desarrollándose en aquellos lugares en que su instalación sea factible desde los puntos de vista medioambiental y económico.  Probablemente en bastantes instalaciones existentes se podrán añadir las instalaciones de bombeo que puedan ser útiles para usar parte de su potencia para atender puntas de demanda y almacenar la energía eléctrica en forma de agua embalsada, como ya se viene haciendo en algunas de ellas.

7.  Energía fotovoltaica.-
    La energía fotovoltaica será la fuente renovable que más crecerá en los próximos años y también es la fuente que podrá tener más mejoras en sus costes, eficiencia y respeto al medio ambiente (en los procesos de fabricación de los equipos y en la renovación y reciclaje de los mismos). En nuestro país muy probablemente habrá un desarrollo espectacular a poco que la regulación legal quite las barreras administrativas actuales que impiden su desarrollo en el segmento de muy pequeños productores, básicamente las instalaciones en los edificios, e introduzca un sistema equitativo para compensar los inevitables desfases entre la oferta de cada instalación particular y la demanda del edificio en que se produce.
     El poder legislativo debería tomar conciencia de los ahorros de todo tipo que supone para la sociedad la generación distribuida cuando además se consiga que el consumo de la electricidad generada se lleve a cabo primero en la misma instalación que la genera y después en las instalaciones consumidoras más próximas, y legislar en consecuencia de manera que dichos ahorros se apliquen en primer lugar a retribuir el concepto de amortización de la inversión realizada en la instalación generadora y en segundo lugar a un reparto equitativo del resto del ahorro entre el generador el distribuidor de la zona en que se ha generado y los consumidores próximos que reducen la distancia de transporte entre el punto de generación y el de consumo final.
     
8.  Energía termosolar.-
     La energía termosolar muy probablemente tendrá un desarrollo muy inferior a la fotovoltaica, al menos mientras sea necesario complementar con una fuente de energía fósil las instalaciones a fin de mantener la temperatura de operación de los fluidos empleados durante las horas en que no haya luz suficiente para hacerlo. Como en el resto de energías renovables marginales el legislativo debería regular su actividad de forma que no se introduzcan barreras legales o administrativas que impidan su desarrollo en aquellos casos en que la instalación sea viable, tanto desde el punto de vista medioambiental como económico.

 9. Hidrógeno.-
     El hidrógeno no es en sí una fuente de energía renovable, sino un vector de transporte de las energías renovables que puede estar llamado a ser fundamental en el caso de grandes instalaciones productoras muy alejadas de los puntos de consumo más cercanos.
    El ciclo en el que el hidrógeno puede ser un vector adecuado se puede resumir como sigue:
a)  Se genera energía renovable generada de forma masiva en una zona muy poco poblada (por ejemplo energía fotovoltaica en un desierto con muchas horas anuales de insolación)
b)  Tras haber utilizado parte de la electricidad generada en suministrar a los puntos de consumo suficientemente cercanos, el resto se utiliza en llevar a cabo la electrolisis del agua, mediante la que se separan el oxigeno y el hidrógeno que la componen. El oxigeno se podría usar parcialmente para ser envasado en recipientes adecuados para usos industriales o médicos  y el resto se enviaría a la atmósfera. El hidrógeno sería recogido, comprimido y transportado a través de gasoductos o de cilindros en que se envase a altas presiones.
c)  El hidrógeno sería transportado hacia los puntos de consumo donde sería entregado para su uso inmediato como carga de las pilas de hidrógeno que después permitirían su uso en forma de energía eléctrica o como combustible gaseoso. En su combustión el hidrógeno volvería a la biosfera en forma de agua (en forma de vapor o de liquido) con lo cual se cerraría el ciclo sin que haya emisiones netas a la atmosfera de ningún gas de efecto invernadero.
   
     El inicio del uso del hidrógeno podría comenzar añadiendo el hidrógeno al gas natural en las redes de transporte o de distribución, con lo que las emisiones de CO2 de la mezcla resultante se reducirían en la misma proporción en que se haya añadido el hidrógeno.

    También es posible usarlo como combustible en vehículos que lleven el depósito adecuado o en los que se acoplen los cilindros llenos, sustituyendo a los vacíos.

     Por descontado se podrá usar en aquellos usos industriales que lo requieran como materia prima.

     Quizás en un futuro no demasiado lejano, sería posible usarlo también en forma liquida, pero este proceso requiere un trabajo previo de investigación y desarrollo que muy probablemente exija la creación de un consorcio multinacional capaz de financiar el proyecto, que tendría un coste muy elevado.

     El resto de los usos exigirán inversiones más en el apartado de desarrollos industriales que en el de investigación, por lo que sí que podrán ser realizados por empresas privadas interesadas en hacerlo.   

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