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Los 6 principios básicos de las energías renovables

POR KYOTO GROUP, 11. ABR 2022

Problema: Cómo funciona la energía renovable no es de conocimiento común. Es hora de que aprendamos los principios básicos de las fuentes de energías renovables.

 

Se cometió un error al final de la revolución industrial. Elegimos el fuego. No la electricidad. Los humanos tienen una relación íntima con el calor y siempre han usado el fuego para producirlo. No es de extrañar. El combustible para el fuego es autónomo y no requiere equipo. El problema es la química. El fuego destruye lo que quema y emite carbono. Elon Musk lo ha llamado el experimento más tonto de la historia. Una política de quemar y olvidar. Basar nuestra fuente de energía más importante en un suministro finito de carbón, petróleo y gas, mientras inyectamos el equivalente a  millones de años de carbono en la atmósfera. Todo en dos siglos. Ahora, tenemos que tomar la decisión que deberíamos haber tomado hace mucho tiempo. Para dejar de coger prestada energía del pasado. La gasolina de tu depósito tardó 300 millones de años en producirse. Pero el viento está soplando fuera ahora mismo. Estamos cambiando de un proceso químico a uno físico, pero cómo hacerlo no es conocido comúnmente.

 

Tenemos que volver a la escuela.

Nuestros padres fueron los últimos en ir a la escuela cuando el consenso era que la naturaleza sería capaz de lidiar con las emisiones. Se les enseñó todos los principios básicos de los combustibles fósiles y la combustión. ¿Qué le enseñaremos a nuestros hijos? ¿Cuál es el nuevo plan de estudios? Necesitamos aprender los principios básicos de las energías renovables. Sugerimos los siguientes puntos:

 

Los principios básicos de las energías renovables

 

1. Las baterías no están incluidas.

Un tanque de gasolina funciona como una batería. Tú decides cuándo usarlo. La energía renovable del viento y el sol no tiene tal función. Tenemos que hacer eso nosotros mismos.

Puede parecer evidente, pero este simple hecho tiene consecuencias en las que la mayoría de la gente nunca piensa. Los combustibles fósiles funcionan como baterías. Es energía almacenada. Esa batería se cargó hace 300 millones de años cuando la vegetación cayó en los pantanos que cubrían gran parte del planeta. Compactado durante eones de tiempo, se convirtió en energía almacenada en forma de carbón, gas y petróleo. Cambiar a fuentes renovables significa que perdemos esa batería. Ningún depósito puede almacenar viento. No controlamos el clima. El viento puede hacer girar una pala de turbina eólica y el sol puede brillar en un panel solar. Esa energía solo existe en ese momento. O la usamos o la perdemos. Ésta es la consecuencia sistémica más importante del cambio hacia la energía renovable.

Si queremos tener éxito en aprovechar el viento y el sol, a gran escala, necesitamos reemplazar la función de batería que falta. No se trata sólo de turbinas eólicas y paneles solares. Necesitamos traer nuestras propias baterías. Recargarlas con la energía que obtenemos de los parques eólicos y las células fotovoltaicas, y desconectar el tiempo de producción de la energía cuando se utiliza.

 

2. La energía estable es un valor en sí mismo.

Sin estabilización, no se podría hacer funcionar una tostadora y mucho menos una fábrica con energía renovable. Necesitamos estabilizar las energías renovables.

No saber cómo de fuertes serán los vientos, pero tener que garantizar un nivel específico de energía parece un dilema para los marineros. No lo es. Éste es nuestro reto como personas. Estamos haciendo funcionar toda una civilización con electricidad y la necesitamos en cantidades estables. Sin embargo, la energía renovable nunca es estable. No hay vientos constantes. Ni sol permanente. Cuantas más fuentes variables utilicemos, más tendremos que depender de una fuerza estabilizadora para contrarrestar este efecto. De hecho, esta inestabilidad puede aumentar nuestra dependencia del carbón y el gas si no prestamos mucha atención al trabajo de almacenar y estabilizar la energía renovable. La alternativa es inimaginable y poco realista. Imagine programar su llegada al trabajo en función de los vientos predominantes. O peor, cronometrando su cuota de producción.

La industria no aceptará ni podrá cambiar a fuentes de energía renovables a menos que se estabilicen. Nuevamente, esto se puede hacer mediante el uso de baterías. De esta forma, una entrada inestable se puede convertir en una salida predecible y estable. No importan los vientos predominantes o el sol. Esta función es muy similar a la salida de una batería que contiene no sólo una cantidad, sino que garantiza una salida constante.

 

3. Hay suficiente energía renovable para todos.

Obtenemos más energía del sol y del viento de la que podemos utilizar. Simplemente no estamos capturando o almacenando lo suficiente.

Cada hora recibimos más energía del sol de la que usamos en un año. Además, la atmósfera funciona como un motor térmico, produciendo energía cinética a través del viento. Una vez más, mucho más de lo que podemos usar. Hay más que suficiente energía renovable para todos. Se estima que 500 W pasan por cada metro cuadrado habitable de nuestro planeta. Si eso se aprovecha con una eficiencia del 4%, se pueden extraer 2kW de potencia de un área de solo 10x10m. Por lo tanto, la demanda de energía para un área suburbana residencial podría obtenerse utilizando sólo el 5% del área de tierra local para la producción de energía, suponiendo una demanda de energía de 1000 kW por kilómetro cuadrado.

Nuestro reto no es la disponibilidad, sino la captura, almacenamiento y entrega de la misma a los usuarios de forma rentable. En otras palabras, el problema es la infraestructura. Nuestro sistema actual ha estado optimizando la entrega de combustibles fósiles con fines lucrativos durante ochenta años. Alcanzar el mismo nivel de eficiencia con las energías renovables requerirá inversión y tiempo.

 

4. La energía renovable es más barata que los combustibles fósiles, cuando no gratis.

Y no por los subsidios, tampoco.

Se podría suponer que la razón por la que todavía quemamos tantos combustibles fósiles es que esos combustibles son más baratos que las energías renovables. Eso solía ser cierto. Los paneles solares solían ser extremadamente caros. Si tenías algunos, era porque estaban en tu satélite siendo lanzado al espacio. Un vatio de energía costaría la impresionante cantidad de 1.800 dólares en 1956. Desde entonces, los precios han caído drásticamente, y un 90% sólo en la última década. Un vatio de sol ahora cuesta 0,2 dólares y es una de las fuentes de electricidad más baratas en fuerte competencia con la energía eólica terrestre. Cuando la cadena de suministro, los mercados y los usuarios finales estén acostumbrados a comprar sus megavatios de fuentes renovables, los precios bajarán según la ley de Wright. La cual afirma que la duplicación del volumen de producción conduce a una reducción del 20% en los costos. La razón por la que todavía quemamos combustibles fósiles en plantas de carbón y gas es, en parte, porque la energía de una planta existente es más barata que construir una nueva.

 

5. Todas las baterías no son iguales.

Algunas son buenas para coches deportivos, otras son buenas para la industria. Necesitamos generar energía renovable específicamente para el uso previsto.

No pondrías combustible para aviones en tu coche, incluso aunque suene como un experimento genial. Los barcos grandes usan un combustible viscoso que debe calentarse antes de que pueda fluir a través del motor. Los combustibles fósiles adoptan diferentes formas y tamaños para adaptarse a los usos previstos. También las baterías. Es el medio de almacenamiento que debe reemplazar todos los motores y hornos que tenemos actualmente. Es importante para el público, los políticos y las empresas que buscan una solución al cambio climático al que nos enfrentamos, poder distinguir entre las diferentes tecnologías. Estos son tres importantes ejemplos de la tecnología de baterías y su uso.

Baterías de iones de litio: una batería muy cara pero muy eficiente.
Esta tecnología es muy buena para cargar y descargar rápidamente. Del tipo que necesitas para pisar el acelerador a fondo en la carretera o para equilibrar toda la red eléctrica. Es probable que tu compañía eléctrica local necesite una y puede usarla para comprar y vender electricidad. Por el momento, son demasiado caras para uso industrial.

Hidrógeno: ineficiente y no preparada para satisfacer la necesidad.
El hidrógeno es una sustancia popular entre las empresas que buscan reemplazar los combustibles fósiles por otro combustible líquido. Por el momento la eficiencia es baja. Se necesitan cinco unidades de energía para producir una unidad de hidrógeno. A veces, ese hidrógeno se fabrica utilizando otros combustibles fósiles, lo que anula el propósito. El plan es aumentar la eficiencia y utilizar la electricidad del viento para hacer Blue Hydrogen. La aplicación industrial aún puede tardar más de una década. Y uno podría preguntarse si realmente es necesario otro material combustible, ya que la electricidad no necesita de combustión en muchas áreas. Lo más probable es que el hidrógeno se utilice cuando se trata de bajo peso y alta temperatura.

Sal fundida: tecnología comprobada altamente eficiente adecuada para aplicaciones industriales.
Los seres humanos necesitan energía para el calor más que para cualquier otra cosa. No se trata de mantener el calor. El calor se utiliza para la producción. Las baterías de sal fundida son especialmente adecuadas para satisfacer esta necesidad. Las energías eólica y solar se pueden utilizar para cargar una batería térmica con electricidad barata, cuando la demanda es baja, liberando calor cuando sea necesario con una eficiencia del 90%.

 

6. No necesitamos un fuego portátil.

¿Por qué? Porque la mayor parte de la energía que necesitamos no tiene que caber en un coche. Se necesita para producir calor. La energía renovable no trata de reemplazar los combustibles fósiles.

Los motores de combustión nos han hecho querer que las energías renovables se comporten como los combustibles fósiles. Queremos meterlos en un tanque y encender. Descubrimos el fuego hace mucho tiempo, ahora queremos que “se vaya”. Los humanos han encontrado restos carbonizados de cenas de hace un millón de años en cuevas donde solían vivir nuestros antepasados lejanos. Esto hace que nuestra relación con el fuego sea más antigua que nuestra especie. Ahora podemos romper ese vínculo. No necesitamos combustión. No tenemos que inventar una fuente de energía que tenga que ir de un punto a otro a toda costa. ¿Por qué? La mayor parte de la demanda de energía se gasta en cosas que en realidad no se mueven. Se gasta generando energía para la fabricación y la producción. No se tiene que quemar nada para ser eficaz, transportable o accesible. Solo se necesita producir calor. No sólo para la cena o para calentarse, sino también para la producción y fabricación industrial.

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