¿Es realista pensar en un futuro 100% renovable?

Por Eduardo Collado, Universidad Internacional de Valencia

En esta pregunta aparentemente sencilla se esconden temas tecnológicos, técnicos y, como no, económicos. Factores que se ven afectados por el desarrollo de la actual pandemia, aunque no siempre de forma negativa. En estos últimos meses se ha demostrado que un aumento sustancial de generación de energías renovables es más que posible.

En algunos casos, estamos hablando de un aumento porcentual con respecto a la demanda total. Al bajar esta en valor absoluto, las energías renovables han representado un porcentaje más alto que no se esperaba hasta dentro de una década. Marzo de 2020 registró de manera puntual el porcentaje más alto (78,8 %) jamás registrado en España de electricidad generada mediante energías renovables, libres de CO?. En abril se alcanzó el máximo histórico de penetración diaria con un 70,9 %.

2019, año récord en potencia renovable

El aumento de energías renovables en España en el año 2019, como consecuencia del desarrollo de la potencia asignada por las subastas realizadas, ha provocado que fuera el año más importante en volumen de energía producida de la historia de las renovables en España hasta ahora.

La fecha límite del 31 de diciembre de 2019 aceleró los proyectos y permitió ver un nuevo récord de nueva potencia renovable en nuestro país: 7 051 MW renovables, tanto en grandes plantas conectadas a red como en instalaciones distribuidas de autoconsumo.

Al haberse puesto en marcha muchos de los proyectos realizados a finales de 2019, el incremento en la generación de dichas energías se notará cuando se realice el balance de 2020.

Casi el 75 % de toda la capacidad mundial instalada en 2019 fue renovable (2 537 GW), ya que el sector renovable instaló 176 GW de capacidad de generación a nivel mundial en 2019, cifra ligeramente inferior a los 179 GW incorporados en 2018.

Sin embargo, la nueva energía renovable representó el 72 % de toda la energía puesta en marcha en 2019, según los nuevos datos publicados por la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA). La energía solar y la eólica contribuyeron con el 90 % de la capacidad renovable total añadida el año pasado.

Por lo tanto, y teniendo en cuenta esta evolución, empezamos a verificar que la viabilidad técnica y económica de suministrar completamente las necesidades de electricidad al 100 % con energías renovables es un hecho más que constatable.

La única posibilidad contra el cambio climático

Era necesario un cambio de paradigma respecto al papel que pueden y deben jugar las energías renovables. Los expertos en cambio climático de Naciones Unidas (IPCC) tienen más que confirmado que el ser humano está provocando un rápido calentamiento global sin precedentes, cuyas consecuencias pueden resultar muy perjudiciales para la vida y que está causado por emisiones debidas principalmente al sistema energético actual, basado en la quema de combustibles fósiles.

También está claro que hay que ser realistas y desechar nuevas vueltas de tuerca de las energías convencionales (el carbón limpio, construcción de nuevas centrales nucleares o prolongación de vida de las actuales, posibilidad futura del futuro reactor de fusión nuclear, hidrógeno obtenido con energías contaminantes, sumideros de carbono, captura y almacenamiento de CO?, etc.). Estas presentan falsas soluciones al cambio climático, mientras esconden otros graves impactos ambientales y absorben masivos recursos económicos.

La única solución real al cambio climático pasa necesariamente por la sustitución completa de los combustibles fósiles por energías renovables, junto a un uso más eficiente de la energía.

Por eso deberemos volver a preguntarnos las viejas preguntas que nos hemos estado haciendo en las últimas décadas sobre si se pueden sustituir las energías convencionales por energías renovables, si estas últimas serían suficientes para cubrir la demanda energética de la sociedad, o si esto sería posible en España.

También debemos tener en cuenta otros problemas de gestionabilidad (ya que las energías renovables más importantes no lo son), preguntándonos si habría energía disponible en todos los momentos del día y si costaría más un sistema basado en renovables.

Pero sobre el enorme potencial de las energías renovables en nuestro país no hay lugar a duda. Es tan elevado que las tecnologías renovables disponibles en España permitirían producir más de diez veces la demanda de energía total que teóricamente tendremos en 2050.

¿Es viable un sistema eléctrico 100 % renovable?

En cuanto a las preguntas sobre la viabilidad técnica y económica, podemos decir que un sistema 100 % renovable es técnicamente posible. La clave está en combinar las distintas tecnologías renovables disponibles (termosolar, fotovoltaica en suelo o en edificios, eólica terrestre o marina, hidráulica de embalses existentes o de pequeños saltos, energía de las olas, biomasa o geotérmica) de forma que siempre exista la capacidad de producir lo necesario.

Además, con todos los objetivos medioambientales establecidos por la UE, está también más que demostrado que el sistema energético basado en energías contaminantes es insostenible. Además, no se internalizan todos sus costes, por lo que nos conduciría irremediablemente a un notable incremento del precio de la electricidad generada.

Si analizamos el último estudio de la consultora Lazard, las fuentes de menor coste en 2050 seguro que serán las renovables. Lo indican de forma clara el despegue de la fotovoltaica y la eólica en los últimos, con otras renovables cada vez más cerca de alcanzar su madurez industrial.

La realidad ha superado nuestras propias previsiones y muchas tecnologías renovables suponen ya hoy en día la opción de menor coste para instalar nueva capacidad de generación. Y eso que las externalidades ambientales siguen sin ser incorporadas en los costes de las energías convencionales. Se incorporan a un coste inferior, y en muchos casos muy inferior, al proyectado para nuclear y térmica de ciclo combinado.

La contribución de cada fuente renovable

Recientes estudios de la Universidad de Stanford, apoyan cada vez más estas tesis sobre cómo conseguir el 100 % renovables. En ellos se mostraba que 143 países podrían alcanzar el 100 % renovable para dentro de 30 años, con lo que ellos llamaban el WWS, siglas de wind, water and solar (agua, eólica y solar).

En el caso español, los datos son sorprendentes. La demanda de uso final de energía descendería un 60 % hasta los 65,7 GW para 2050 respecto a la continuación del modelo actual.

Estos datos tienen en cuenta distintos factores. Entre ellos destaca la electrificación del transporte y de los hogares y una eficiencia energética llevada a su máxima expresión.

Lo más interesante es que el mix de generación para conseguir esos 100 % renovables con el modelo WWS pasaría por tener una distribución de energías renovables donde la energía solar fotovoltaica tiene la mayor contribución. Aportaría casi 100 GW, repartidos de la siguiente forma: 36,42 GW instalados en tejados solares de edificios públicos, pymes, fábricas, etc; 33,55 GW de grandes plantas fotovoltaicas y 29,7 GW de autoconsumo fotovoltaico en los hogares. El despliegue de autoconsumo es abrumador.

El modelo dice que la eólica terrestre tendría que alcanzar los 93,73 GW de capacidad instalada, mientras que añade unos 15,61 GW de eólica marina, una tecnología que está comenzando a desarrollarse ahora en España.

A ello habría que sumar algo de termosolar con almacenamiento hasta los 5,86 GW y unos 2 GW de energía de las olas y un gigavatio de las corrientes marinas. El resto de tecnologías, incluida la hidroeléctrica, se mantendría igual que hasta ahora.

Almacenamiento y coste económico

Con este mix y para poder conseguir ese suministro 100 % renovable es fundamental el almacenamiento. Los investigadores trabajan con distintas tecnologías de almacenamiento desde la hidráulica hasta el bombeo, pasando por baterías o el almacenamiento de calor con tecnologías como la termosolar o la geotérmica. No debemos olvidar el hidrógeno que también formaría parte del mix energético, teniendo un protagonismo importante a la hora de almacenar energía.

El coste total de alcanzar el 100 % renovables sería de 412 000 millones de euros, es decir, un tercio aproximado de todo el PIB. Según los datos, el coste nivelado de energía será de 8,21 céntimos de euro por kWh teniendo en cuenta todo, para un coste anual de 47 200 millones.

Asimismo, el estudio refleja que durante estos 30 años se crearían un total de 180 000 puestos de trabajo netos.

Si todo lo anterior lo comparamos con el PNIEC (Plan Nacional Integrado de Energía y Clima), podemos ver algunas similitudes en los avances previstos en España para 2030 en eólica (hasta los 50 GW), fotovoltaica (hasta los 37 GW), termoeléctrica (hasta los más de 7 GW), bombeo hidráulico (incremento de casi 4 GW). Además, se eleva en diez años hasta el 42 % la participación de las renovables en el consumo final de energía. A día de hoy solo supone el 15 %.

Finalmente, no debemos olvidar que la integración masiva de energías renovables en la red eléctrica no debe comprometer los requisitos del sistema (calidad, fiabilidad, estabilidad y seguridad), para cuyo cumplimiento los sistemas de protección juegan un papel destacado. Es necesario minimizar el impacto de dicha integración sobre la seguridad del sistema. Esto constituye uno de los grandes retos que deberán afrontar los gestores de las redes eléctricas actuales y futuras.