La cuestión de si el futuro funcionará con carbón y petróleo o con energía renovable es de vital importancia, tanto para el futuro a medio plazo de la economía australiana como para el futuro a largo plazo del planeta. Para que cualquiera de las dos opciones tenga éxito, hay que superar un problema de almacenamiento.
Un futuro basado en el «carbón limpio» solo puede lograrse mediante la implementación a gran escala de la captura y almacenamiento de carbono (CCS). Es decir, el dióxido de carbono generado por los combustibles fósiles debe capturarse en el punto de combustión y luego almacenarse indefinidamente en depósitos subterráneos o, quizá, en biomasa como los árboles.
Por otro lado, las principales fuentes de energía renovable —el viento y los paneles solares— afrontan un problema de almacenamiento distinto. El viento es intermitente y la energía solar solo se genera durante el día, además de verse afectada por la nubosidad. Por tanto, un sistema dominado por las energías renovables debe utilizar precios variables para gestionar la demanda o incluir alguna forma de almacenamiento de energía.
Presentado de esta manera, el problema parece simétrico. Sin embargo, en realidad, el almacenamiento de energía tiene muchas soluciones posibles, mientras que la CCS solo tiene un puñado, y ninguna parece viable. Para entender por qué, consideremos primero el fenómeno más amplio de la energía renovable.
Energías renovables competitivas en costes
Durante la última década, el coste de la generación de electricidad renovable, especialmente la solar, se ha desplomado. Ha llegado al punto en que, en muchos lugares, es competitiva en costes con la nueva energía generada con carbón, incluso sin objetivos, subvenciones ni precios elevados del carbono.
Al mismo tiempo, hemos visto avances importantes en los vehículos eléctricos e híbridos, aunque su cuota de mercado sigue siendo pequeña. El resultado es que ahora es posible contemplar un sistema energético completamente renovable, que abarque tanto la generación de electricidad como los vehículos eléctricos y se desarrolle durante las próximas décadas.
No es casualidad que estos avances se hayan producido precisamente cuando la preocupación por el cambio climático se ha vuelto apremiante. La necesidad de dejar de quemar combustibles basados en carbono ha creado incentivos tanto de mercado como ajenos al mercado para encontrar soluciones al problema. Allí donde existen precios del carbono, o se considera probable que existan en el futuro, generan demanda de cualquier tecnología libre de carbono capaz de proporcionar energía en una forma útil (electricidad o energía para vehículos).
Investigadores brillantes, motivados tanto por la importancia del problema como por la disponibilidad de fondos para investigación, han centrado su atención en la energía renovable y la han apartado de otros temas cuya importancia relativa ha disminuido (viene a la mente el consejo que le dan a Dustin Hoffman en The Graduate: que «los plásticos» eran la palabra clave para un futuro próspero).
Los sistemas de comercio de emisiones y los mandatos de energía renovable han animado a las empresas a invertir en la investigación y el desarrollo necesarios para convertir los avances teóricos en productos comercializables. Las tarifas reguladas y otros incentivos han animado tanto a las empresas generadoras de electricidad como a los hogares a adoptar estos productos. A su vez, esto ha creado un círculo virtuoso en el que la creciente demanda impulsa reducciones de costes (gracias a las economías de escala), lo que a su vez aumenta aún más la demanda.
El resultado es que ahora se instalan paneles solares en todo el mundo a un ritmo de un gigavatio por semana, casi tanto como la cantidad total instalada durante el siglo XX.
No tiene nada de misterioso que la investigación sobre la energía libre de carbono haya tenido éxito. La naturaleza del problema garantiza que la gama de soluciones potenciales sea inmensa. Cualquier cosa capaz de hacer girar una turbina puede generar electricidad. Eso incluye fuerzas físicas como el viento, las olas y las mareas; combustibles que pueden hervir agua para producir vapor; y diferencias de temperatura como las que impulsan la energía geotérmica. La energía de la luz solar también puede transformarse en electricidad, ya sea concentrando su calor o mediante el efecto fotovoltaico de los paneles solares.
Cuando el impulso a favor de la energía renovable comenzó en serio a principios de este siglo, no había forma de saber si alguna de estas tecnologías en particular sería rentable o aplicable a gran escala. Cada una representaba una apuesta, con probabilidades bastante bajas, a que se superarían las limitaciones que hasta entonces habían impedido su despliegue a gran escala.
Pero apostar por muchos caballos, aunque todos sean favoritos improbables, ofrece buenas posibilidades de apostar al menos por un ganador. Y así ha ocurrido. Si bien la energía geotérmica y la solar concentrada solo han avanzado modestamente, y la energía undimotriz y mareomotriz apenas lo han hecho, las apuestas por la energía eólica y la solar fotovoltaica han dado resultado.
Soluciones de almacenamiento
El problema del almacenamiento de energía puede entenderse del mismo modo. Cualquier proceso reversible que implique energía constituye una posible tecnología de almacenamiento. En un sentido, el proceso utiliza energía procedente de una fuente eléctrica con excedente de suministro, como los paneles solares al mediodía o las turbinas eólicas que giran tarde por la noche, cuando la demanda es baja. En el otro sentido, la energía almacenada vuelve a convertirse en electricidad. Se pierde algo de energía durante el proceso y hay que asumir otros costes, pero si la diferencia de demanda es suficientemente grande, sigue habiendo un beneficio neto.
La naturaleza general del problema de almacenamiento significa que la gama de soluciones posibles es inmensa. El proceso reversible podría implicar energía química (como en las baterías), energía térmica (como en el agua caliente fuera de las horas punta), energía cinética (como en los volantes de inercia) o energía potencial (como en la energía hidroeléctrica de bombeo). Esto significa que podrían encontrarse soluciones para una amplia variedad de problemas de almacenamiento de energía, según si el requisito crucial es el coste, la velocidad o la densidad energética.
Por ejemplo, las centrales eléctricas podrían priorizar la rentabilidad, o bien la velocidad y la flexibilidad. En cambio, las baterías de los coches necesitan un almacenamiento de energía de alta densidad. Adaptar las soluciones existentes a nuevos requisitos o desarrollar soluciones completamente nuevas llevará tiempo. Pero este proceso ya está en marcha y se están logrando avances sustanciales.
El carbono es una apuesta arriesgada
El contraste con la captura y almacenamiento de carbono es sorprendente. Una tecnología de CCS consta de tres etapas, cada una con una gama limitada de opciones tecnológicas. Primero, hay que capturar el dióxido de carbono de los combustibles fósiles antes de que escape a la atmósfera. Incluso las mejores tecnologías disponibles implican una pérdida de hasta el 30 % de la energía generada mediante la combustión.
Segundo, el dióxido de carbono capturado debe transportarse a un lugar de almacenamiento. Esto podría evitarse construyendo la central eléctrica cerca de un sitio adecuado, pero probablemente aumentaría los costes de transporte del combustible y de transmisión de electricidad a larga distancia.
El paso final y más difícil es el almacenamiento en sí. El mejor método actual consiste en bombear el dióxido de carbono a un depósito subterráneo, que debe ser lo bastante estable como para impedir fugas durante un periodo indefinido. Este método ha resultado demasiado caro, salvo, irónicamente, en lugares donde el gas presurizado se utiliza para ayudar a extraer aún más petróleo crudo de pozos agotados.
En resumen, si invertir en almacenamiento de energía es como apostar por todos los caballos de una carrera, invertir en CCS es como una apuesta combinada), que solo da resultado si podemos elegir a los ganadores de varias carreras seguidas.
Cuando se piensa así, no sorprende que el dinero inteligente apueste por almacenar energía, no carbono.
Este artículo se publica en colaboración con The Conversation. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde estas opiniones.
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Autor: John Quiggin es profesor en la Escuela de Economía de The University of Queensland
Imagen: Se ve un tubo flexible para CO2 antes de la primera puesta en marcha oficial de la miniplanta «Schwarze Pumpe» en Spremberg. La central eléctrica de Vattenfall, libre de CO2, es un proyecto piloto de captura y almacenamiento de carbono (CCS): la primera central eléctrica del mundo que capturará las emisiones tóxicas del carbón y las enterrará a gran profundidad. REUTERS/Hannibal Hanschke
