Jonathan Tennenbaum*
Alemania genera hoy más de 35 por ciento de su consumo anual de electricidad a partir de fuentes eólicas y solares. Más de 30 mil aerogeneradores fueron construidos en el país con una capacidad instalada total de casi 60 gigawatts (GW), que se suman a cerca de 1,7 millones de instalaciones de energía solar (fotovoltaica), con capacidad instalada de 46 GW. Los números parecen bastante impresionantes.
Por desgracia, en la mayoría de las veces, la cantidad real de electricidad producida es tan solo una fracción de la capacidad instalada. Peor, en “días malos”, puede caer a casi cero. En 2016, por ejemplo, hubo 52 noches prácticamente sin viento en el país entero. Sin Sol, sin viento. Aun tomando en cuenta los “días mejores”. La producción media de electricidad de las instalaciones eólicas y solares alemanas representa tan solo cerca de 17 por ciento de la capacidad instalada.
La lección obvia es: si usted desea un abastecimiento de electricidad estable y seguro, necesitara fuente de reserva que puedan activarse en un plazo más o menos corto, para llenar las lagunas entre la demanda de energía y la producción fluctuante de las fuentes eólicas y solares.
Cuanta más energía eólica y solar un país decida generar, mayor capacidad de reserva (backup) necesaria. En “días malos”, esas fuentes de reserva deben ser capaces de suplir hasta 100 por ciento de la demanda de electricidad del país. En “días buenos” (o durante las “horas buenas”), las fuentes de reserva serán menos usadas o hasta desactivadas, de modo que su propia utilización también sea baja. En términos económicos no tiene mucho sentido.
Sería mejor limitar las fuentes eólicas y solares a un mínimo relativo y, en lugar de ellas, confiar en la consagradas fuentes energéticas controlables y no fluctuantes, que operan con altos factores de capacidad, para atender las demandas de generación de base del país y ajustar la producción total de acuerdo con la demanda variable (generación de base es la continua, que no puede fluctuar, como es el caso de las hidroeléctricas, termoeléctricas y nucleares). Esto se correspondía a la práctica mundial, antes de la reciente escalada de las energías renovables.
En teoría, la reserva ideal para las energías eólica y solar seria almacenar el exceso de electricidad producida cuando el Sol estuviese brillando y vientos fuertes soplando, e inyectarla de vuelta a la red, cuando fuese necesario. La electricidad, desafortunadamente, es una mercancía difícil y cara de almacenar.
La solución más eficiente disponible actualmente para el almacenamiento del exceso de electricidad es usarla para bombear agua en un reservorio, actuando contra la gravedad. Cuando se necesita otra vez la electricidad, se genera dejando caer el agua para que fluya por un generador de turbina. En este proceso se pierde cerca de 25 por ciento de la energía.
Los costos de construcción y de operación de tales instalaciones de bombeo y de almacenamiento se agregan a los costos directos de generación de electricidad. Además, estas instalaciones requieren de terrenos de grandes dimensiones.
También en este caso Alemania es un ejemplo instructivo. Un estudio de 2014 del Ministerio de Energía de Baviera concluyó que las instalaciones de bombeo y de almacenamiento no representan una solución viable económicamente. Sería mucho mejor explotar los recursos ya existentes de reservorios de agua de Noruega y de Suecia, donde la capacidad de las instalaciones de bombeo y de almacenamiento puede ampliarse mucho y las nuevas construirse a un costo mucho menor.
Sin embargo, tal “solución” exigiría la transmisión de grandes cantidades de electricidad a largas distancias, la que hay entre esos países y Alemania, lo que, a su vez, exigiría nuevas líneas de trasmisión de alta tensión, cuyos costos nadie quiere pagar. Por estos y otros problemas, no es de sorprender que la contribución del almacenamiento en la generación de la electricidad alemana no llegue ni al 2 por ciento del total.
Se han realizado muchos debates y muchas investigaciones sobre formas opcionales de almacenamiento de electricidad. Se puede usar el exceso de energía, en teoría, para producir hidrogeno, almacenarlo de alguna forma y usar celdas de combustible para generar electricidad a partir del hidrogeno. Esto, sin embargo, sería mucho más costoso que el almacenamiento con bombeo y con perdidas mucho mayores.
¿“Sobredosis” de energías renovables?
Para garantizar la energía de base estable y llenar las lagunas dejadas por sus generadores eólicos y solares de generación fluctuante, hoy Alemania está obligada a confiar en: 1)termoeléctricas a carbón y gas natural emisoras de bióxido de carbono CO2 ; 2)a sus pocas plantas nucleares restantes, que deberán cerrarse en 2022; y 3)la opción principal, importar electricidad de otras naciones europeas.
La mayor parte de la energía importada proviene de Francia, donde cerca de 75 por ciento de la generación total de electricidad proviene de plantas nucleares, y de Suecia, donde las plantas nucleares representan 40 por ciento de la generación. En “días malos”, Alemania, difícilmente podría funcionar sin una buena contribución de esa tan temida energía nuclear.
En los “días buenos” Alemania inunda al resto de Europa con excesos de energía generada de sus centrales eólicas y solares, generalmente a precios bajos o hasta negativos. De este modo, Alemania convirtió sus enormes cantidades de fuentes de energía renovables fluctuantes en un problema para toda Europa.
La Agencia Alemana de Energía (DENA) publicó un escenario a largo plazo para la generación en el país, de acuerdo con la premisa de que las fuentes renovables deberán representar 80 por ciento del consumo total de electricidad en 2050.
Entre otras cosas, la agencia concluye que, para garantizar un abastecimiento estable de electricidad, sería necesario mantener 61 GW de capacidad convencional “en reserva” y para una parte remanente de la generación de base. En este escenario, los sistemas de almacenamiento de electricidad proporcionarían tan solo 9 por ciento de la capacidad de reserva.
A pesar -y en gran medida por causa- de la expansión firme de las fuentes renovables, la capacidad de generación convencional solo se podrá reducir en 14 por ciento en 2030, y un máximo de 37 por ciento en 2050.
Dado el compromiso del gobierno de terminar con la generación nuclear en el país, eso significaría mantener una gran reserva de capacidad de generación a partir de combustibles fósiles, emisores de CO2 . De forma paralela se ha tomado la decisión política de eliminar progresivamente las termoeléctricas a carbón que son hoy responsables de la mayor parte de la generación de electricidad alemana.
Esto, en esencia, deja únicamente al petróleo (como calefacción) y al gas natural como combustibles reales para la generación de reserva. El gas natural quedaría en primer lugar, porque genera 50 por ciento menos por kWh de electricidad que las plantas a carbón o petróleo.
Con ese telón de fondo, se puede apreciar la preocupación del gobierno alemán de garantizar el abastecimiento a largo plazo de gas natural a precios estables. De ahí parte también la insistencia del gobierno en el proyecto del gasoducto Nord Trema 2, para duplicar el ya existente gasoducto marítimo que transporta gas de Rusia a Alemania.
La buena noticia, por así decirlo, es que, en la mayoría de los casos, las plantas de reserva operaban a tan solo una fracción de su capacidad instalada, con muchas de ellas llegando a ser paralizadas en los “días buenos” y, de esta forma, liberando mucho menos CO2 a la atmosfera.
Esto puede ser bueno para el ambiente, pero no es una manera muy eficiente de utilizar los equipos, la infraestructura, además de que no es muy atractivo para los inversionistas. Por si fuera poco, todavía queda lejos del sueño “verde” de un sistema libre de CO2.
Preservar la estabilidad de la red eléctrica de Alemania y, al mismo tiempo, integrar decenas de miles de fuentes de energías fluctuantes distribuidas por todo el país ha sido una tarea magna en el campo de la técnica. Esto condujo a la reorganización de gran parte de la red de trasmisión y de distribución de electricidad, que fue proyectado y construido para operar con régimen completamente diferente.
De la misma forma, esto obliga a construir miles de kilómetros de nuevas líneas de alta tensión, en particular cuatro líneas de larga distancia, necesarias para llevar la electricidad del Norte ventoso a zonas industriales del Oeste y del Sur del país. Esto, otra vez, aumenta los costos reales (sistémicos) del abastecimiento de electricidad al país.
No hay duda de que el intento de transición a fuente renovables como base del sistema energético de Alemania -la famosa Energiewende (transformación energética) de Angela Merkel- ya redujo significativamente la eficiencia económica del país. El aumento constante de los precios, de los impuestos y de las cuentas de electricidad comienza a reflejar los verdaderos costos de la política del gobierno. Hay también un debate sobre la futura estabilidad de la red eléctrica.
Merkel y otros argumentan con frecuencia que el éxito de la Energiewende colocaría a Alemania en una posición única para exportar conocimiento y técnica para la continua “transformación verde” de la economía mundial, con el aumento de la renta proveniente de la exportación de tecnología “verde”, lo que compensaría los costos de la Energiewende. El problema es que dicho calculo presupone que los otros países optarán por seguir el ejemplo radical alemán en la reorganización de sus sectores de energía, lo que es de dudar.
En cuanto a eso, dentro de la misma Alemania, viene creciendo la resistencia a las fuentes renovables, a medida en que grupos ambientalistas locales e iniciativas de ciudadanos se movilizan para obstaculizar la construcción de aerogeneradores, líneas de trasmisión, planta de bombeo y otras obras de energía renovable.
La ideología ambientalista entra en contradicción consigo misma. La escala sin precedentes de destrucción del paisaje natural por 30 mil aerogeneradores gigantes ha mostrado que la dependencia de energía renovable no es de ninguna forma amigable con el ambiente -y no necesariamente segura.
La gente no quiere vivir cerca de los aerogeneradores, a causa de los niveles de ruido desagradables y de emisiones infrasonoras posiblemente peligrosas, efectos ópticos perturbadores, relatos de incendios, aspas de turbinas quebradas volando por los cielos, el lanzamiento de hielo y de otros impactos, sin hablar de muertes de gran numero de aves.
En Alemania hay presiones políticas para aumentar la distancia mínima legalmente establecida entre los aerogeneradores y las residencias, de 1 hasta 1.5 kilómetros, lo que reduciría radicalmente la disponibilidad de zonas de construcción. Las protestas y las demandas judiciales que se llevan a cabo actualmente hicieron que la construcción de nuevos aerogeneradores esté prácticamente paralizada. La energía solar ha encontrado mucho menos resistencia, en gran medida porque tan sólo se han construido algunas grandes “haciendas solares” en el país. La mayor parte de la capacidad actual proviene de celdas solares instaladas en los tejados de las casas, que se han vuelto muy populares.
El gran problema es cómo almacenar la electricidad, que es generada durante el día y varía de acuerdo con la nubosidad Hasta ahora hay pocos propietarios de casas que han invertido en baterías y otros dispositivos de almacenamiento. En lugar de ello, el exceso de electricidad es absorbido por la red a un precio subsidiado.
Los proyectos de almacenamiento de bombeo y de nuevas líneas de transmisión, por otra parte, han encontrado un resistencia tan intensa que hay pocas oportunidades de cumplir los objetivos originales de la Energiewende.
La cuestión es si tiene sentido apartarse del modelo probado y comprobado de sistemas de generación de base con fuente de funcionamiento continuo.
Si queremos que el sistema sea libre ampliamente de CO2, la única opción disponible es la energía nuclear.
*MSIa Informa
