En la mayoría de las regiones, la infraestructura energética de las islas se basa en combustibles fósiles.
Pero existe un enorme potencial para abastecer de energía a las islas mediante fuentes renovables.
Más del 10 % de la población mundial vive en islas. Estas albergan una biodiversidad extraordinaria y aportan un valor económico único como centros del comercio internacional. Algunos de los lugares más densamente poblados del mundo son islas, como Manhattan, Hong Kong y Singapur. Incluso las islas pequeñas y escasamente pobladas tienen importancia estratégica y siguen siendo objeto de intensas disputas; basta pensar en la controversia sobre las islas artificiales de China en el mar de China Meridional.
Las dificultades para generar energía en las islas
Pero la vida en una isla tiene un coste. Su aislamiento puede ser un obstáculo que encarece el acceso a los recursos y a los mercados internacionales. Sus ecosistemas son vulnerables: más de la mitad de las extinciones de animales registradas desde la Era de los Descubrimientos se produjeron en islas. Además, muchas islas son especialmente vulnerables a la subida del nivel del mar y a los desastres naturales. Un triste ejemplo es la reciente crisis energética de Puerto Rico, después de que un huracán destruyera las líneas de transmisión. Tres meses después del huracán María, un tercio de los 3,4 millones de habitantes de esta isla seguía sin electricidad.
No es casualidad. Electrificar las islas resulta inusualmente difícil. Esto se debe a que, en las islas:
1. El suelo escasea.
2. Hay que transportar el combustible en barco.
3. El aislamiento hace que las redes eléctricas sean frágiles.
Por eso, la densidad de potencia de las fuentes de energía es sumamente importante en las islas. La escasez de suelo implica que la densidad de potencia por superficie de cualquier central eléctrica (W/m2), es decir, la potencia producida por metro cuadrado de terreno, debe ser alta. Asimismo, como la energía eléctrica se produce transformando un combustible primario, este debe transportarse a las islas; por tanto, su densidad energética determina la viabilidad y el coste de su transporte. Además, las redes eléctricas más pequeñas de las islas son más inestables y sensibles a la intermitencia, debido a que la red conecta a menos productores con los consumidores.
Todo esto plantea retos particulares para abastecer de energía a una economía insular.
¿Cómo se abastecen de energía las islas hoy?
Empecemos por el ejemplo más limpio: Nueva Zelanda. La Isla Sur de Nueva Zelanda tiene algo más de un millón de habitantes y se abastece casi por completo de energía renovable. Sin embargo, el mérito no corresponde a las nuevas tecnologías renovables. La Isla Sur depende en un 98 % de la energía hidroeléctrica. Esto convierte a Nueva Zelanda en un modelo virtuoso, pero poco práctico. La energía hidroeléctrica es una opción excelente si el terreno cuenta con la geología adecuada: ríos y valles aptos para construir presas. Por desgracia, la mayoría de las demás islas no tienen esa suerte.
En cambio, hoy la mayoría de las islas depende de la generación eléctrica a partir de combustibles fósiles. Estos son algunos ejemplos representativos:
Taiwán: 24 millones de habitantes; 70 % de la generación eléctrica procede del gas y el carbón
Sri Lanka: 21 millones de habitantes; 60 % del petróleo y el carbón
Irlanda: 5 millones de habitantes; 70 % de combustibles fósiles
Jamaica: 3 millones de habitantes; 90 % de generación mediante la quema de petróleo en grupos electrógenos
Hawái: 1 millón de habitantes; 80 % del petróleo y el carbón
Mauricio: 1 millón de habitantes; 66 % de combustibles fósiles
Barbados: 0,3 millones de habitantes; 95 % de combustibles fósiles
Cabe destacar que muchas islas producen electricidad a partir del petróleo. Esto es muy inusual, porque el petróleo es el hidrocarburo más caro. Por lo general, es demasiado valioso para utilizarlo en la generación eléctrica.
Tradicionalmente, las centrales eléctricas de carbón han dominado la generación de electricidad durante el último siglo, porque históricamente el precio por unidad de energía contenida en el carbón era inferior al de otros combustibles. En los últimos años, debido a la «revolución del esquisto», la caída de los precios del gas natural ha hecho que las centrales eléctricas de gas resulten más atractivas económicamente que las de carbón.
Pero la situación cambia en las islas. El carbón se transporta mejor en tren. Cuando se transporta por mar a los mercados internacionales, el coste del transporte representa una parte importante del precio total de entrega. El gas natural se transporta mejor por gasoducto, pero, debido a su estado físico, ocupa mucho espacio. Por eso, resulta poco práctico almacenarlo en barcos, a menos que se licúe en instalaciones especiales para reducir drásticamente su volumen. De todos los combustibles fósiles, el petróleo es el más fácil de transportar en barco. Por tanto, en las islas se genera electricidad quemando petróleo, un recurso valioso, con mucha más frecuencia. Una vez más, esto ilustra la dificultad de abastecer de energía a las islas.
El futuro de la energía en las islas
De cara al futuro, estas son algunas opciones sólidas para abastecer de energía a las islas:
Energía solar y eólica
La energía solar y la eólica son opciones muy prometedoras para las islas, porque evitan directamente la necesidad de transportar combustible hasta ellas. ¡La naturaleza lleva luz y viento gratis a nuestros paneles solares y aerogeneradores!
Sin embargo, para que funcionen a gran escala, tendremos que abordar las mayores dificultades que plantean la energía eólica y la solar en cuanto al uso del suelo y la fragilidad de las redes.
En primer lugar, si tenemos en cuenta todos los factores, como el factor de capacidad, la energía solar y la eólica tienen densidades de potencia de 10-30 W/m2. Esto es hasta cien veces menos que en las centrales eléctricas convencionales. Aun así, esta mayor demanda de suelo podría ser asumible en islas con desiertos y zonas áridas improductivas. Pero en las islas con ecosistemas importantes, habrá que gestionar los parques solares y eólicos teniendo en cuenta los hábitats naturales y la agricultura. No deberíamos talar automáticamente grandes extensiones de bosque ni eliminar tierras de cultivo y cosechas para destinar el suelo a la generación de energía renovable. En este sentido, la energía eólica podría ser más atractiva que la solar para abastecer de electricidad a las islas a escala de servicios públicos, si también podemos utilizar para la agricultura los terrenos ocupados por los aerogeneradores.
En segundo lugar, la intermitencia de la energía solar y eólica supone un problema mucho mayor en las islas. Al no estar conectadas a redes continentales más amplias, a las islas les resulta más difícil equilibrar la producción variable de electricidad renovable. Como es lógico, la innovación más importante para que la energía solar y eólica funcionen en las islas son las baterías. En particular, necesitaremos baterías más baratas y duraderas, capaces de soportar muchos ciclos de carga y descarga. Por eso, los responsables políticos que favorecen una mayor penetración de las energías renovables en las economías insulares tienen una necesidad aún más urgente de apoyar el desarrollo y el despliegue de baterías. Además, dado que las islas están más expuestas a fenómenos meteorológicos extremos, la mejor opción para el futuro podría ser desplegar sistemas de microrredes robustos, compuestos por baterías más baratas, generación de energía renovable y generadores distribuidos a demanda.
Llevar gas natural por gasoducto
La generación de energía en las islas a partir del gas natural puede ser sumamente eficiente. Por sí solas, las turbinas de gas tienen una eficiencia de alrededor del 30 % al 40 %, comparable a la de una turbina de vapor. Sin embargo, al quemar gas natural podemos combinar una turbina de gas y una de vapor en un ciclo combinado: la turbina de vapor produce energía adicional utilizando el calor residual de alta calidad de la turbina de gas. Este ciclo combinado puede alcanzar una eficiencia total impresionante del 50-60 % en la generación eléctrica para las islas.
El problema es cómo llevar el gas natural hasta las islas. Hoy en día, la forma habitual de transportarlo es en buques metaneros, lo que requiere puertos marítimos especializados y costosos. En el futuro, una alternativa interesante sería construir gasoductos submarinos hasta cualquier isla situada a menos de mil kilómetros del continente. En Europa, Europa y el mar del Norte ya cuentan con varios gasoductos submarinos en alta mar, cuyas longitudes superan ampliamente los 500 km.
Llevar electricidad por cable
Si la isla se encuentra a unos cientos de kilómetros de una gran masa continental, ahora podemos utilizar cables eléctricos submarinos para transmitir electricidad desde el continente hasta la isla. A diferencia de los sistemas de transmisión de corriente alterna terrestres, estas líneas submarinas suelen utilizar tecnología de corriente continua de alta tensión. Por ejemplo, Mallorca instaló recientemente una línea eléctrica submarina de alta tensión llamada Cometa.
Energía geotérmica para las islas
En el pasado, la energía geotérmica representaba una parte insignificante de la generación eléctrica. En parte, se debía a que su densidad de potencia es demasiado difusa, de apenas 0.1 W/m2, y resulta prohibitivamente caro aprovechar fuentes de energía difusas. Sin embargo, muchas islas se formaron por actividad volcánica y tectónica, por lo que cuentan con recursos geotérmicos de calidad excepcional. Islandia es uno de los ejemplos más conocidos.
En estas islas, dotadas de excelentes recursos geotérmicos, su ventaja geológica natural, junto con las nuevas tecnologías de perforación que permiten acceder a fuentes de calor más calientes a mayor profundidad (véanse, por ejemplo, GA Drilling y AltaRock Energy), podría bastar para convertir la generación de energía geotérmica en una opción importante en el futuro.
Energía nuclear para las islas
Desde un punto de vista puramente tecnológico, la energía nuclear es una apuesta segura para generar electricidad en las islas. El combustible nuclear tiene una densidad de potencia extraordinaria; por ejemplo, el uranio 235 tiene una densidad de potencia un millón de veces mayor que la de los combustibles fósiles. Esto significa que es fácil transportar suficiente combustible nuclear a las islas. Además, muchos de los reactores nucleares de cuarta generación más recientes que están en desarrollo son seguros por diseño pasivo. Por tanto, de cara al futuro, debería considerarse seriamente la energía nuclear como fuente de generación eléctrica sin emisiones de carbono.
Para terminar esta publicación con la opción más futurista y lúdica: podríamos construir centrales nucleares flotantes para abastecer de energía a las islas. Son centrales nucleares construidas en buques, que flotan en mar abierto y pueden remolcarse hasta cualquier lugar donde se necesite energía. No es una idea tan descabellada como podría parecer. Hoy en día, cientos de buques militares y submarinos ya funcionan con reactores nucleares. Además, la armada nuclear de Estados Unidos no ha tenido ningún accidente nuclear en más de medio siglo. Así que, en el futuro, ¡no se sorprenda demasiado si su central eléctrica está a bordo de un barco frente a la costa!
Este artículo se escribió como parte del trabajo en curso del Consejo de Global Future sobre Energía; un grupo de destacados expertos académicos y del sector que aporta liderazgo intelectual sobre los asuntos más críticos que configuran el futuro de la energía.
