Por @Alvy — 12 de Enero de 2010

Energía sostenible: objetivo 2030Investigación y Ciencia ha publicado este mes el que me pareció un gran artículo: Energía sostenible: objetivo 2030, que por desgracia no se puede leer completo en la web en español, aunque se puede acceder pagando o mediante suscripción al original: A Plan to Power 100 Percent of the Planet with Renewables ($). Tal y como explican los autores, se trata de un plan:

Las tecnologías eólica, hidráulica y solar pueden proveer la totalidad de la energía que el planeta necesita; se podría prescindir de los combustibles fósiles (...) En 2008, el ex vicepresidente Al Gore arrojó un guante: dotar a Estados Unidos, antes de diez años, de una electricidad cien por cien libre de carbono. Cuando nos propusimos evaluar la viabilidad de esa mudanza, aceptamos un reto de alcance aún mayor: determinar de qué modo el cien por cien de la energía mundial, para todos los usos, podría venir de recursos eólicos, hidráulicos y solares en 2030. Presentamos aquí nuestro plan.

La idea implica el despliegue masivo de opciones renovables, abreviadas VAS (viento, agua y sol): energía eólica, solar, geotérmica, mareas, geotérmica e hidroeléctrica. La nuclear, el carbón y otras contaminantes a corto o largo plazo quedan descartadas.

Las cifras son descomunales: para cubrir las necesidades energéticas de todo el planeta se necesitarían aproximadamente

  • 1.700.000.000 sistemas fotovoltaicos de tejado
  • 3.800.000 turbinas eólicas
  • 720.000 convertidores de olas
  • 490.000 turbinas mareales
  • 49.000 centrales de energía solar concentrada
  • 40.000 centrales fotovoltaicas
  • 5.000 centrales geotérmicas
  • 900 centrales hidroeléctricas

De esta ingente cantidad de sistemas generadores, tan solo el 70% de las centrales hidroeléctricas y un 2% de las geotérmicas están en servicio, del resto operan actualmente menos de un 1% de cada uno de ellos. El cálculo global es que hacia 2030 el mundo necesitará unos 17 teravatios anualmente, que podrían ser generados por estos sistemas, prescindiendo de todos los demás.

Si se llevara a cabo el plan, el 51 por ciento de la energía procedería del viento, y el 40 por ciento del sol (el 30 por ciento de la solar sería en tejados de edificios y naves industriales) y el 9 por ciento restante del mar.

Un cálculo interesante que llevan a cabo los autores es el espacio físico necesario para tamaña obra. Por ejemplo los 3,8 millones de turbinas eólicas necesitarían unos 50 kilómetros cuadrados nada más (algo así como la superficie de la isla de Manhattan). Y las plantas solares ocuparían en total el 0,33% de la superficie de nuestro planeta. (Véase también: Superficie de tierra necesaria para suministrar energía de origen solar a todo el mundo.) Si no he calculado mal, eso serían unos 500.000 km², algo así como la superficie de toda España, pero repartida en varios continentes. La parte proporcional de placas solares que se necesitarían para España podrían ocupar unos 1.500 km², algo así como la provincia de Guipúzcoa al completo, pero convenientemente repartida por todo el país.

Aunque un despliegue de tal magnitud industrial y de infraestructuras de transporte de energía suene casi imposible, los autores ponen como ejemplo otras obras de similar magnitud que requirieron de un esfuerzo similar: la producción de aviones en la segunda guerra Mundial o el sistema de autopistas interestatales de Estados Unidos, entre otros. En aquella ocasión los países hicieron ese gran esfuerzo por ganar la II Guerra Mundial y pervivir en las siguiente décadas... no estaría mal que lo hicieran ahora para salvar el planeta.

Los mayores problemas con los que se enfrentaría este plan son básicamente dos: la falta de voluntad política y la escasez de cierto materiales clave para la fabricación.

Respecto a lo primero, poco se puede decir excepto la gran decepción en que nos vemos sumidos cada día ante la ineficacia y falta de compromiso de los líderes políticos. Respecto a lo segundo, los materiales más problemáticos serían el neodimio para los engranajes de las turbinas, el teluro, el indio y la plata para las celdas fotovoltaicas y el litio y el platino para las baterías recargables. Muchos de estos materiales se encuentran principalmente en China (por ejemplo el neodimio) y Chile y Bolivia atesoran otros muy específicos, como el litio y el platino. Advierten que podría ser un riesgo tener una gran dependencia de unos pocos exportadores al igual que ahora se depende de unos pocos países exportadores de petróleo.

El artículo está lleno de detalles interesantes, cálculos y ejemplos, pero termina con una nota de esperanza: hace diez años no estaba claro que una estrategia así fuera viable, pero hoy en día parece que puede serlo y que sólo es cuestión de que los dirigentes mundiales pongan los planes en marcha.

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25 comentarios

#1 — L-ssar

He leído el artículo y me parece que es esperanzador. Aunque creo que intenta dar una visión demasiado optimista.

Por ejemplo, los autores dan los cálculos de la eólica proponiendo como modelo estándar un aerogenerador de 5 MW. Actualmente en España el modelo que se instala es de 2 MW (Gamesa G80). Los más antiguos son de 660 KW (G47), 750 KW (General electric) 850 KW (G52-58), 1500 KW (GE) que son los que solemos ver desde las carreteras.
Un modelo de 5MW sería enorme con lo que su instalación en determinados sitios sería comprometida o imposible.

Además aunque pudiesen instalarse parques eólicos porque el terreno lo admitiese, habría que ver si en los países donde se haga cuentan con la infraestructura eléctrica para captar y redistribuir la energía desde la generación y la demanda. No olvidemos que en España la producción eólica se ajusta a la demanda porque existen centros de control desde donde se gestiona la producción.

También hay que tener en cuenta el impacto ambiental de su construcción y mantenimiento, pues esos gigantes necesitan lubricantes y aceites para funcionar y otros componentes que son altamente contaminantes, y hay que manejar esos residuos.

Por último hay que tener en cuenta la especulación, si se desata una "fiebre renovable" por todo el mundo, muchos países con tal de sacar tajada ignorarían zonas protegidas, paso de aves migratorias, hábitas de indígenas, desforestarían bosques, etc.

Sigo pensando que la solución no es producir más energía, si no mejorar la eficacia de los procesos cotidianos para ahorrar más: aislamiento de casas y oficinas, rendimiento de máquinas, transporte público, educación ambiental, etc.

#2 — Angel

Esto basicamente a favor de ese articulo, pero creo que en la superficie que hipoteticamente ocuparían las turbinas eolicas no está bien calculada. Si admitimos una distancia minima entre maquinas de 125 m. y una distancia entre filas de 350 m. esto nos da que cada aerogenerador ocupa 0.04375 km2, que podemos redondear a 0.05 km2 con las instalaciones auxiliares, y por tanto, 3.800.000 turbinas ocuparán 190000 km2, y no 2500 km2 que tiene Manhattan.

Sigue siendo una superficie pequeña para el total de la tierra, pero no la que figura en el articulo.

#3 — Alvy

Habría que ver los estudios originales para ver exactamente cómo hicieron los cálculos, pero entiendo que habrán sido cautos.

Respecto a los aerogeneradores dicen que además de ser 3,8 millones tendrían que ser «de los grandes».

En el cálculo de superficie para fotovoltaica también indican que puede variar; lo importante es darse cuenta más o menos de la magnitud, no del dato exacto.

También explican por ejemplo que los campos de aerogeneradores pueden estar integrados con los de cultivos.

#4 — L-ssar

El cálculo del terreno puede estar equivocado hasta en órdenes de magnitud, porque hay que tener en cuenta que los aeros se deben instalar respecto a los vientos más frecuentes de la zona, dejando una separación entre ellos que es directamente proporcional al diámetro del rotor, para evitar que las turbulencias de la estela de un aero influya sobre el siguiente.

Respecto a usar el terreno del parque eólico para otros usos ya se hace actualmente. Conozco casos de ganadería extensiva, caza, agricultura, etc. Tienen sus problemas pero los hay. Por ejemplo en las monterias se "escapan" disparos a los aerogeneradores (no me explico por qué para cazar un corzo hay que disparar a la góndola del aero). Otros probelmas en los aeros cercanos a cultivos es que hay plagas de los cultivos que se introducen a dormir en los molinos buscando calor y provocan cortocircuitos al pasearse por las placas de circuitos.

#5 — Juancodered

La verdad es un estudio verdaderamente importante porque desde el papel ya se puede ver como factible un proyecto de esta magnitud... se tienen muchas variables pero simplemente se puede observar como factible, se puede hacer, ya con esto es suficiente puesto que nosotros siendo los consumidores podemos aportar a este megaproyecto desde los dos puntos de vista principales: reduciendo el consumo y generando nuestra propia electricidad.. teniendo este punto de partida las demas variables como el área de los generadores, los materiales de las celdas y demas suponen un criterio negociador donde la politica de los estados sea favorable en pro de generar las condiciones adecuadas para estas actividades.... conciencia... por favor.. aqui no necesitamos contadores de habichuelas...

#6 — Dwight

El enlace al artículo en español está mal, sobra el "!" final. :)
Un saludo,
D.

#7 — Yuseiman

Bueno los hidrogeneradores podrian situarse en rios de ciudades, es decir, en el tamesis ( rio d elondres) lei que hay un generador que se mueve por corriente del rio, en ese rio no se si hay peces, si los hay deben ser mutantes, el caso es colocar generadores ahi, que hay peces pues seguramente algun sistema habra para que no entorpezcan su camino, ademas a la velocidad que se mueven esos generadores dudo mucho que afecte al pez de algun modo, y londres no es la unica ciudad del mundo con un rio asqueroso que fluye.

Un saludo!

#8 — Drogui

Mientras sigamos queriendo crecer un 3% anual cualquier intento de sostenibilidad sera imposible.

Igualmente tendria que haver un "plan" de desmantelamiento de las otras centrales. O sea, construyo 100 aerogeneradores y quito una central de carbon. Pero normalmente lo que se hace es construyo 100 aerogeneradores y vendo el doble de energia mas barata.

Asi es como funciona la economia actual.

#9 — Drogui

Mientras sigamos queriendo crecer un 3% anual cualquier intento de sostenibilidad sera imposible.

Igualmente tendria que haver un "plan" de desmantelamiento de las otras centrales. O sea, construyo 100 aerogeneradores y quito una central de carbon. Pero normalmente lo que se hace es construyo 100 aerogeneradores y vendo el doble de energia mas barata.

Asi es como funciona la economia actual.

#10 — Modi

Sería genial todo lo comentado, pero el gran problema de las renovables no lo veo ni en la implantación de las instalaciones ni en la superficie necesaria, que es lo que básicamente se está discutiendo, sino en la dificilísima gestión energética que implicaría un modelo como el propuesto (algo que dejó entrever #1).

Actualmente "gracias" a los ciclos combinados, hidroeléctricas y algún otro tipo más de sistema de generación se consigue adaptar la demanda a la producción. Por poner un ejemplo: la gigantesca cantidad de energía solar generará su pico de producción a las 12 de la mañana, justo cuando menos necesita la red energía (nadie da la luz, ni necesita agua caliente para ducharse, ni están viendo la tele...) entonces... ¿Que hacemos con toda la energía?

Un modelo como el propuesto, desde mi punto de vista, requiere como principio un sistema eficiente de almacenamiento (¿pila de hidrógeno?), estando totalmente de acuerdo con #1 en que una gran solución al problema pasa por disminuir el consumo mediante hogares eficientes, buenas conductas ciudadanas...

#11 — L-ssar

A las 12 de la mañana de un día normal, toda la electricidad que viertas en la red será acogida sin problemas, en uno de los picos de demanda del día :)

https://demanda.ree.es/demanda.html

La eólica se puede gestionar, de hecho ya se está haciendo, se pronostica y se vende en el mercado eléctrico. Si hay excedentes, se limita. Lo que es cierto es que de momento no se puede prescindir de las centrales base (ciclos combinados, térmicas, grandes hidráulicas, etc.).

#12 — Alvaro

Me parece muy demagógico el articulo, ademas de hacernos creer una visión totalmente utópica.
De donde vamos a sacar tanta materia prima?? y el mantenimiento? osea las placas solares no estoy seguro, pero si solo valen para 20 años, cada 20 años, tienes que renovar todas, y eso supone un montón de chatarra y componentes contaminantes, lo mismo con los molinos. Y habrá que ver la energía que se requiere para reciclar todo eso.
Estoy de acuerdo con que lo mejor es reducir el consumo.

Y por que hay que eliminar el 100% de las energía contaminantes, vale si, contaminan, pero a lo mejor es mas conveniente reducir estas centrales hasta el punto de generen una parte de la energía que se necesite, pero su repercusión no sea dañina, al fin y al cabo el CO2 es un gas existente en la atmosfera.

Y otra cosa que no entiendo es porque nos cerramos tanto a la energía nuclear, yo tampoco quiero tener un cementerio nuclear cerca de mi casa y quedarme calvo, pero creo que esta aversión a esta fuente de energía hace que se quede estancada y no se mejore, ni se desarrollen técnicas de reciclaje de residuos.

Ya se que zapatero es malo, pero comprometerse a este proyecto faraonico ( o a la parte que le corresponda) me parece muy excesivo, creo que es un proyecto para mas tiempo: El siglo XXI, el siglo de la energía xD

#13 — Pedro Laso

Este es un plan excelente, desde el punto vista técnico puede resolver el problema de contaminación en el planeta Tierra; pero puede que esté basado en tecnología de los últimos 15 años. Puede que en los próximos años puedan desarrollarse sistemas de fusión nuclear, solar, eólicos o geotérmicos, para generar energía, y reducir las grandes dependencias en materia prima y terreno que plantea el plan "A Plan to Power 100 Percent of the Planet with Renewables", que como punto de partida para desarrollar el 100% de producción de energía, con renovables, es ideal, y técnicamente se puede realizar.

#14 — chamaruco

Una solución al almacenamiento de la energía "sobrante" de las renovables se propuso en España no hace demasiado y se basaba en aprovechar esa energía sobrante para "subir" agua desde el mar a depósitos costeros situados en altura, tenemos muchos sitios para construirlos y si se hacen con cuidado, se pueden hacer con poco impacto, ese agua "subida" se emplearía para generar electricidad en momentos de demanda, mediante turbinas, devolvíendo el agua al mar -hay quien apunta a que incluso se podría empelar para ser desalada-. Obviamente no hay un rendimiento del 100%, pero la idea es gastar esa electricidad generada que se pierde por no tener demanda de manera que parte de la misma se pueda recuperar. Siempre será mejor perder un poco que perderlo todo.

#15 — J.

La superficie terrestre alterada (o, mejor dicho, techada) por el hombre es mucho mayor que ese 0,33% necesario para la solar fotovoltaica.

Solo piensa en la superficie de ciudades como Londres, Pekin, NY... etc. Realmente con que cubrieramos eso, sobraría para ese %. Otra cosa sería el coste y/o disponibilidad de dopantes del silicio para fabricar los paneles... pero para eso está la tecnología, no?

A +

#16 — J.

La superficie terrestre alterada (o, mejor dicho, techada) por el hombre es mucho mayor que ese 0,33% necesario para la solar fotovoltaica.

Solo piensa en la superficie de ciudades como Londres, Pekin, NY... etc. Realmente con que cubrieramos eso, sobraría para ese %. Otra cosa sería el coste y/o disponibilidad de dopantes del silicio para fabricar los paneles... pero para eso está la tecnología, no?

A +

#17 — J.

La superficie terrestre alterada (o, mejor dicho, techada) por el hombre es mucho mayor que ese 0,33% necesario para la solar fotovoltaica.

Solo piensa en la superficie de ciudades como Londres, Pekin, NY... etc. Realmente con que cubrieramos eso, sobraría para ese %. Otra cosa sería el coste y/o disponibilidad de dopantes del silicio para fabricar los paneles... pero para eso está la tecnología, no?

A +

#18 — J.

La superficie terrestre alterada (o, mejor dicho, techada) por el hombre es mucho mayor que ese 0,33% necesario para la solar fotovoltaica.

Solo piensa en la superficie de ciudades como Londres, Pekin, NY... etc. Realmente con que cubrieramos eso, sobraría para ese %. Otra cosa sería el coste y/o disponibilidad de dopantes del silicio para fabricar los paneles... pero para eso está la tecnología, no?

A +

#19 — Estampida

Está genial que haya gente que proponga planes de este estilo, pero me parece una sobrada la idea...

Yo no se lo que va a pasar dentro de 20 años, pero seguro que esto no, por desgracia.

Por esa regla de 3 podemos desmantelar todos los ejercitos del mundo y abordar el plan con los presupuestos de defensa, y construyendo parte de los generadores con el armamento reciclado y construir un nuevo mañana mientras todos nos damos la mano ¬_¬

Ojo, no digo que esta gente no haya hecho cálculos astronómicos sobre todo lo necesario, que sea realmente viable etc, solo digo que me parece faraónico y que muchos dirigentes no se pondrian deacuerdo ni en el color de un truño (perdón por la expresión)

#20 — sdjrp

pues me parece algo esperanzador... solo digan donde ponernos a ayudar y lo haremos... fuera de calculos extravagantes, fuera de compra de materiales y el dinero necesario, es para nuestro bien, es para el bien de todos los demas humanos, entonces no creo que se encuentren negativas al respecto...

por otro lado, salen bien las cosas bien planificadas, hay muchos techos libres y meramente decorativos, seria mejor utilizar solo eso que cubrir terrenos perfectamente habitables para las turbinas eolicas... incluso mejor que aprovechar al mismo mar... pero no deberiamos depender solo del sol...

por cierto, que ha pasado con ortas formas? nadie ha inventado alguna otra manera para aprovechar mas energia?

#21 — hbb

Un estudio curioso pero nada realista. Se olvidan de la parte económica, para mi la más importante, porque lo necesario no es sólo conocer la tecnología capaz de suplirla, de almacenarla o de adaptarla a las necesidades y picos del consumo que, si no existe, se inventa si se quiere, sino cómo afecta a la economía la sustitución de un modelo de producción de energía por otro. Y ése es el verdadero escollo para la implantación de las energías alternativas, porque, como dice el propio artículo, todo es cuestión de voluntades.

Creo que no puede prescindirse de las energías contaminantes. La tendencia debe ser perfeccionar las que de ellas se pueda controlar mejor el impacto, por ejemplo la nuclear.

#22 — Jorge

Una cosa es la generación de energía y otra su distribución.
En estos estudios y en los comentarios que los adjuntan, muy pocas veces veo referencia a la distribución de la energía, que tiene un altísimo porcentaje de pérdida proporcional a la distancia de los tendidos de alta tensión. Por ejemplo, en Argentina (donde vivo) alrededor de la mitad de la energía generada en represas hidroeléctricas se pierde en los miles de kilómetros de cables que la transportan a Buenos Aires. O sea que ya arrancamos con una eficiencia del 50% y eso es el piso de despilfarro.
No veo muchas investigaciones que busquen reducir ese porcentaje. Estamos tan trabados como en el tema del almacenamiento energético.
La ventaja de las energías no renovables está en su capacidad energética concentrada, su capacidad de almacenamiento por largos períodos de tiempo, y su facilidad de distribución. Además permiten entregar energía en forma constante independientemente de circunstancias climáticas.
Entiendo que el margen de las renovables respecto de esos puntos es muy acotado, y lo que se hace hoy es económico porque está muy subsidiado por los gobiernos. Si estamos en crisis económica y el subsidio se corta no sabemos cómo seguirá la cosa.
Me parece más lógico tener un pool 50-50 con todas las energías posibles, con un serio plan de eficiencia energética que permita a mediano-largo plazo cambiar ese porcentaje a favor de las renovables.
Estudios como el de esta nota están buenos en el sentido de que dicen "puede hacerse así". Pero son teóricos, la historia muestra que ningún estudio teórico se puede cumplir en un 100% Tengamos los pies sobre la tierra aparte de los referentes luminosos allá en el cielo.

#23 — esbirro


¿Se puede hacer y solucionar los problemas energeticos que tenemos?, SI

¿Quieren realmente los intereses economicos y politicos?, No

Hay mucho negocio y especulacion con las viejas energias y los que sacan provecho de ello tienen mucho poder, suficiente como para evitar que la energia sea libre en cierta manera. Poco a poco pierden poder sobre ello el tiempo que necesitan para salvarse el culo y transferir ese poder a otra cosa igual de lucrativa o mas.

Los problemas de las energias renobables no son tales.
El coste energetico y la cantidad de superficie son relativos, al igual que los materiales necesarios y el impacto ecologico.
Los materiales raros o costosos son necesarios para mejorar la productividad de las instalaciones comerciales y para vender no electricidad sino los propios aparatos.

La superficie que se necesita es ridicula y se puede multiplicar si se necesita por tener que poner instalaciones con menos rendimiento y menos impacto ecologico.

El coste de la propia energia se reduce si hay menos perdidas, si la generacion esta mas cerca del lugar donde se consume hay menor perdida y mayor rendimiento.

El impacto ecologico y visual es el unico pequeño problema, si se diseñan las instalaciones para ser reciclabes no habria impacto ecologico.
El ejemplo mas claro son las baterias, estas deverian sustituirse por depositos de agua igual que se hace con los embalses, solo que a menor nivel (que pasa con las baterias, es otro negocio... nos las van a meter siempre en el pack).

#24 — NAVY

Puede parecer un esfuerzo titanico el cambio de modelo energético exigido. Me gustaría recordar que toda la energía que hay que sustituir no debe ser sustituida de la noche a la mañana. Se decía no ha mucho tiempo que los molinos no podía sustituir a nuclear y ahora se está impulsando el coche electrico para aprovechar la energía eollica sobrante que se produce por la noche. Creo que a problemas complejos soluciones complejas y por tanto no hay una energía alternativa sino un grupo de ellas que contribuirán. La 1ª el ahorro. En el artículo hecho de menos una energía: la biomasa. Sobretodo a partir de residuos. En diferentes zonas de España hay diferentes residuos que ya vienen siendo aprovechados según su actividad: vitivinícola (residuos de la vid) olivarero (huesos de oliva) y en toda la península tenemos bosques (de la limpieza de los bosques sale mucha materia) y también de la basura orgánica se obtiene metano ( el gas con efecto invernadero más potente) y que puede proveer de combustible flotas de vehículos o se quemado para producir electricidad y todo con la basura!. Lo mismo se puede decir en otros regiones del mundo

#25 — NAVY

Puede parecer un esfuerzo titanico el cambio de modelo energético exigido. Me gustaría recordar que toda la energía que hay que sustituir no debe ser sustituida de la noche a la mañana. Se decía no ha mucho tiempo que los molinos no podía sustituir a nuclear y ahora se está impulsando el coche electrico para aprovechar la energía eollica sobrante que se produce por la noche. Creo que a problemas complejos soluciones complejas y por tanto no hay una energía alternativa sino un grupo de ellas que contribuirán. La 1ª el ahorro. En el artículo hecho de menos una energía: la biomasa. Sobretodo a partir de residuos. En diferentes zonas de España hay diferentes residuos que ya vienen siendo aprovechados según su actividad: vitivinícola (residuos de la vid) olivarero (huesos de oliva) y en toda la península tenemos bosques (de la limpieza de los bosques sale mucha materia) y también de la basura orgánica se obtiene metano ( el gas con efecto invernadero más potente) y que puede proveer de combustible flotas de vehículos o se quemado para producir electricidad y todo con la basura!. Lo mismo se puede decir en otros regiones del mundo