Por: Tomás González
El principal camino que ha escogido el mundo para combatir el cambio climático parece ser la sustitución de generación eléctrica con fuentes de altas emisiones como el carbón o el gas natural por fuentes de bajas emisiones como el viento o el sol. Sin embargo, su baja penetración frente a otras fuentes obligan a preguntarse por qué no hay más generación con renovables y por qué es tan fuerte la dependencia de los combustibles fósiles.
Tradicionalmente la respuesta se ha centrado en los mayores costos de generar con FRENCs. Esta explicación, sin embargo, ha perdido validez ante la rápida y sostenida caída en los costos de la energía solar y eólica en la última década—más de 90% la primera y más de 70% la segunda—al punto de ser hoy más barata la nueva generación con sol y viento que con carbón o gas según diversas fuentes (ver grafico).
Costo de generación a lo largo de la vida útil para diferentes tipos de tecnología (US$/MWh)
Fuente: Popular Science con base en datos Lazard.
¿Por qué, entonces, no ha habido una más rápida penetración de las renovables no convencionales? Cuatro razones fundamentales ayudan a responder esta pregunta.
- Lo nuevo no es igual a lo existente. Una cosa es instalar una planta nueva donde los costos de las fuentes renovables de energía no convencionales pueden ser menores, y otra competir con plantas térmicas ya establecidas que tienen ventajas por las inversiones ya hechas, la logística probada de operación, los contratos de suministro existentes y la estructura regulatoria. En general es más barato añadir capacidad a la infraestructura existente que construir una nueva planta de generación así sea renovable.
Lo anterior puede estar cambiando. El reporte de costos de energía de la banca de inversión Lazard para 2020—una fuente de referencia en la industria—muestra que a lo largo de la vida útil de una planta los costos de generación a gran escala en dólares por KWh para solar son del orden de 0.32 frente a 0.28 para el gas y 0.41 para carbón.
Este punto tiene, sin embargo, un corolario importante. Desmontar la infraestructura de generación fósil existente antes de qué haya terminado su ciclo de vida requiere de inversiones masivas que inevitablemente subirían las tarifas a los consumidores o los impuestos a los contribuyentes. Los costos asociados a dar de baja los activos anticipadamente, sumados a los de sustitución de ingresos de quiénes dependen de los combustibles fósiles y a los de perder la tributación que ellos aportan, son quizá la principal razón por la que la transición energética es tan difícil de acelerar.
- Los fósiles tienen grandes ventajas. Los combustibles fósiles han estado en el corazón del progreso económico y social de la humanidad en los últimos dos siglos por las múltiples ventajas que tienen como energético. Primero, porque por unidad de peso los fósiles tienen más energía que otros combustibles (densidad de energía). El diésel y la gasolina, por ejemplo, tienen cerca de dos veces y media más energía por kilogramo que la leña y el carbón 50% más. En comparación, una batería de litio tiene 100 veces menos densidad energética que el gas natural.
Esto le ha dado una enorme ventaja a los fósiles en sectores como el transporte donde los vehículos deben cargar su combustible y, al menos por ahora, hace inviable la electricidad por el enorme peso que supondrían las baterías para el movimiento de cargas o personas en grandes distancias. En el caso de la generación eléctrica, el carbón ha sido el más competitivo no sólo por su densidad energética sino por lo fácil que es su manejo logístico y lo confiable que es su cadena de suministro. No en vano el mundo genera hoy dos terceras partes de energía con carbón.
El punto de fondo es que las transiciones energéticas no son caprichosas: han sido el resultado de la búsqueda permanente para encontrar combustibles más densos y fáciles de manejar. El sistema que tenemos hoy refleja 150 años de esfuerzo por encontrar combustibles más confiables, eficientes y de bajo costo. Superar estás ventajas no es una tarea fácil.
- El viento y el sol tienen desventajas considerables. La principal desventaja de la generación eólica y solar es su intermitencia—no siempre sale el sol y no siempre sopla el viento-. A diferencia de la generación hidroeléctrica, en la que el agua puede almacenarse en embalses que son el equivalente de enormes baterías de agua, la tecnología actual no permite almacenar de una forma costo-eficiente grandes cantidades de electricidad para periodos de tiempo significativos. La energía de las FRENC hay que usarla cuando se genera, lo que sistemáticamente lleva a problemas de excedentes o faltantes cuando la demanda no coincide con la generación.
Estas dificultades pueden mejorarse hasta cierto punto con soluciones económicas y de ingeniería: redes más grandes con más puntos de generación permiten balancear mejor la oferta y la demanda cuando hay intermitencia de las FRENC; con los excedentes de oferta se puede producir hidrógeno—un combustible limpio y almacenable para su uso posterior—o bombear agua de vuelta a los embalses para generar nuevamente; pueden introducir regulación que permita una desconexión de aquella demanda que no necesita un suministro continuo; y cabría esperar que la tecnología resuelva el problema de almacenamiento con baterías a gran escala.
- No todo es electrificable. Aún si el avance las FRENC sigue su curso actual y logran de la mano del cambio tecnológico cerrar las brechas de competitividad y confiabilidad que todavía mantienen, no se resolvería la totalidad del problema de emisiones. Sencillamente porque hay procesos que no son electrificables. Esto es particularmente relevante para los sectores que requieren combustibles con una alta densidad de energía o combustibles que produzcan temperaturas muy elevadas.
El primero de ellos es el transporte que, como se mencionó, requiere combustibles con una fluidez y densidad energética comparable a la de los combustibles líquidos fósiles. Los motores eléctricos son más eficientes que los de combustión interna, pero las diferencias en densidad energética penalizan la electricidad para largas distancias. La producción de acero y cemento son otro ejemplo al requerir hornos con temperaturas superiores a los 1,000 °C que son difíciles de alcanzar sin quemar combustibles.
Para estos sectores existen opciones que todavía están en desarrollo. La primera es el hidrógeno que, sí se produce con FRENCs, es un combustible limpio con el potencial de atender el transporte marítimo, aéreo y terrestre de carga pesada. Los biocombustibles son otra área de desarrollo que podría ser un sustituto de bajas emisiones para los fósiles líquidos si mejora su eficiencia y logra descarbonizar su cadena productiva.
Y finalmente el CSS—captura y almacenamiento de carbono por sus siglas en inglés—que permite extraer el carbono en sus puntos de emisión y almacenarlo evitando que sea liberado en la atmósfera. De hecho la semana pasada se inauguró en Islandia la planta más grande de CSS en operación del mundo que da cuenta del avance de esta tecnología y se espera que, de mantenerse la experimentación, las economías de escala y la estructura de incentivos, alcance viabilidad comercial en un futuro ojalá no muy lejano.
Todas estas son razones de fondo que muestran que el dominio de los fósiles no es arbitrario. En la lucha contra el cambio climático no podemos quedarnos con soluciones unidimensionales. Las balas de plata no existen porque no hay un combustible perfecto. La generación eólica y solar son parte fundamental de la solución pero no son toda la solución.
Por eso no podemos olvidar que el problema son las emisiones y no los combustibles fósiles. El camino es el pragmatismo, la persistencia y la interdisciplinariedad; y las soluciones van a depender de nuestra capacidad de innovar tecnológica, financiera y regulatoriamente. Quien trate de vender otra cosa simplemente nos está tratando de engañar.
