Ignacio Mártil
Catedrático de Electrónica de la Universidad Complutense de Madrid y miembro de la Real Sociedad Española de Física

En un reciente artículo, he tenido ocasión de mostrar que el consumo de energía en el planeta está mayoritariamente dominado por los combustibles fósiles. La consecuencia inmediata y muy negativa de este predominio es la emisión a la atmósfera de gases de efecto invernadero, en especial de CO₂. De hecho, en la actualidad el principal responsable de la emisión de CO₂ a la atmósfera es la combustión de petróleo, gas y carbón, responsable del 86% del consumo de energía total del planeta. Una cuantificación de tales emisiones se muestra en la siguiente figura, donde se aprecia la evolución de la concentración de CO₂ durante los últimos 1.200 años. El aumento más significativo se da a partir del año 1900: a comienzos de siglo, debido a la quema de grandes masas de vegetación para ampliar las tierras de cultivo y a partir de la segunda mitad del siglo, por el uso masivo de petróleo, gas y carbón para obtener energía:

                 Fuente: Intergovernmental Pannel on Climate Change

Dicho incremento hace que el planeta se caliente debido al efecto conocido como invernadero. En esencia, este efecto consiste en que la radiación proveniente del sol, muy energética, atraviesa fácilmente la atmósfera, llega a la superficie de la tierra y la calienta. Esta a su vez, a causa del calor acumulado, emite radiación, pero de energía muy inferior (infrarroja), radiación que es reflejada por las moléculas de CO₂ en suspensión en la atmósfera y por otros gases de efecto invernadero y vuelve a la superficie de la tierra, provocando un incremento paulatino y continuo de la temperatura ambiente. Este efecto es similar al que sucede en los invernaderos de plantas –de ahí su nombre–, donde los vidrios de los ventanales permiten el paso de la radiación solar hacia el interior, pero no dejan escapar al exterior el calor acumulado. Según todos los indicios, el cambio climático producido por este efecto está cerca de hacerse irreversible.

¿Es posible limitar las emisiones de CO₂? La respuesta solo puede ser afirmativa si se encuentran fuentes de energía alternativas que no necesiten de combustibles fósiles para producirla. En la actualidad, existen alternativas reales y viables. En efecto, en relación con la producción de energía eléctrica, desde hace 10-15 años va cobrando cada vez más relevancia la participación de las energías renovables en el "mix" energético global. De estas, la energía solar en sus diferentes variantes y la energía eólica están adquiriendo un papel muy significativo en países como Alemania, Dinamarca, China, España...

Ambas fuentes son por naturaleza inagotables, pero ¿son suficientes para cubrir las crecientes necesidades globales de energía? Para responder a esa pregunta, mostraré a continuación unos números. La figura detalla de manera gráfica y comparativa, la cantidad de radiación solar que alcanza la superficie de la Tierra expresada en unidades de potencia eléctrica, la cantidad de potencia que transporta el viento y el consumo instantáneo total de energía del planeta en 2013. Las tres cantidades están expresadas en billones de vatios (TW):

        Fuente: Elaboración propia a partir de los datos publicados por la Universidad de Stanford sobre Energía y Clima

Obviamente, la mayor parte de la energía del sol y del viento no es aprovechable (el viento sopla con más fuerza en las cumbres de los sistemas montañosos, la radiación solar solo es accesible en ubicaciones de territorio muy limitadas, etc.), pero basta con que sea posible utilizar una fracción ínfima de ambas para disponer de enormes cantidades de energía.

En relación con la energía eólica, su aprovechamiento se realiza mediante los conocidos molinos de viento o molinos eólicos, que son máquinas muy eficientes, ya que en condiciones óptimas de funcionamiento, pueden convertir en energía eléctrica hasta el 46% de la energía contenida en el viento. Los sistemas convencionales de producción de energía eléctrica tienen eficiencias que no superan el 35%. En ese sentido, cada MW de energía eléctrica generada con molinos eólicos evita la emisión a la atmósfera de 3.000 toneladas de CO₂. Ahora bien, debido a que la densidad de energía que transporta el viento es baja,  para obtener cantidades significativas de energía eléctrica se requiere el uso de gran número de molinos, que ocupan grandes extensiones de tierra y de molinos cada vez más grandes. Hoy día, hay molinos operativos de 10 MW, con diámetros de rotor de 180 m. Si funcionara ininterrumpidamente, uno solo de esos ingenios podría cubrir las necesidades de energía eléctrica de unos 2.000 hogares.

La evolución del tamaño de los molinos eólicos en los últimos 30 años se puede ver en la siguiente gráfica, donde he incorporado a efectos comparativos, un dibujo a escala de la planta del avión de pasajeros más grande del mundo, el Airbus A380:

          Fuente: Technology Roadmap. Wind Energy. International Energy Agency

Parece obvio que molinos de tal envergadura producirán impactos visuales y medioambientales evidentes. Es un precio que hay que pagar por disponer de esa clase de energía y es importante que la ciudadanía comprenda que nada sale gratis y en cuestiones de energía, menos. Pero las contrapartidas que incorporan (independencia energética, independencia tecnológica, puestos de trabajo, etc.) compensan holgadamente los inconvenientes que tienen unas máquinas de tales dimensiones. La industria eólica crea cinco veces más puestos de trabajo que las energías convencionales e incrementa la capacidad de crear puestos de trabajo indirectos.

Por lo que se refiere a la otra gran fuente de energía renovable, la proveniente del sol, bastaría con cubrir de paneles solares parte de los desiertos del planeta (no más del equivalente al 1% del suelo seco) para satisfacer las necesidades de toda la humanidad, y eso con el nivel de eficiencia de los paneles actuales, que goza aún de un amplio margen de mejora.

La siguiente tabla muestra la cantidad de superficie de cuatro grandes desiertos del planeta, ubicados en continentes diferentes, que habría que cubrir con paneles solares con una eficiencia del 14% –eficiencia típica de los paneles comerciales en la actualidad–, para cubrir todas las previsibles necesidades globales de energía para el año 2020, cifradas en 20 TW:

Fuente: elaboración propia a partir de los datos de irradiación anual de los cuatro desiertos indicados en la tabla

Esto es, se necesitarían superficies que representan una proporción ínfima de la superficie total para satisfacer las demandas globales de energía del planeta. Estos y otros argumentos parecidos se invocan desde hace algún tiempo como apuesta indudable por el aprovechamiento a gran escala de la energía solar. Sin embargo, quiero recalcar que los datos expuestos en la tabla y en el párrafo precedente constituyen un mero ejercicio numérico para mostrar el enorme potencial del recurso solar. Los inmensos problemas prácticos de toda índole, uno de los cuales sería el transporte de la energía desde los cuatro grandes focos de generación al resto del planeta, impiden hoy por hoy un proyecto semejante. No obstante, dada la enorme magnitud de la radiación que llega a la tierra, es factible plantear una apuesta decidida por esta fuente de energía. Hay que entender que su tecnología de aprovechamiento (a base de panales de fácil instalación) permite su distribución por todo el territorio, lo que facilita situar la generación de la energía allí donde se va a consumir.

Muy recientemente, la organización Greenpeace ha publicado un informe [1] en el que aboga decididamente por un cambio en el modelo energético español, que de basarse en las fuentes de energía renovable –principalmente solar y eólica–, implicaría inversiones cercanas a los 20.000 millones de euros por año (M€/año) durante el período 2015-2030, lo cual permitiría, de una parte, construir un mix energético renovable al 95% y de otra, proporcionar una enorme cantidad de puestos de trabajo vinculados con esa actividad, que el citado informe cifra en algo más de 3 millones de empleos.

Las cifras pueden parecer desmesuradas, pero se pueden situar en el contexto de España con unos datos comparativos con las mayores inversiones públicas efectuadas en los últimos años en AVE y carreteras: En 2009, justo antes de los recortes, el presupuesto del Ministerio de Fomento fue de 22.000 M€ en obra pública . En 2015, primer año de aumento de inversiones en obra pública tras cinco de recortes drásticos, se invertirán 3.600 M€ en AVE y 2.000 M€ en carreteras. Desde sus comienzos en 1990 y hasta la fecha, el AVE ha costado cerca de 50.000 M€, con indudables beneficios, pero, en determinados ámbitos, también se considera un "agujero negro" de la inversión pública, debido, entre otros factores, a que no genera un número de empleos acorde con una inversión de tal calibre.

Puede parecer quimérica una propuesta de tal envergadura y a tantos años vista, sobre todo en los contextos económico y político actuales, pero hay voces muy autorizadas que piensan lo contrario. Avelino Corma, Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica de este año 2014 ha declarado en una reciente entrevista lo siguiente: "Lo importante es dedicar esfuerzo y trabajo para desarrollar fuentes alternativas de energía competitivas que son la clave del futuro. Estas no serán gratis y tenemos que estar dispuestos  a pagarlas si queremos transmitir a  nuestros hijos y nietos un mundo mejor".

En definitiva, solo con alternativas de esta u otra índole similar podremos plantearnos un futuro sostenible, tanto en términos ambientales como económicos. Considerar que el planeta puede seguir consumiendo petróleo, gas y carbón indefinidamente es una hipótesis auténticamente suicida.

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[1] "La recuperación económica con renovables". Greenpeace, Octubre 2014.

http://www.greenpeace.org/espana/Global/espana/2014/Report/cambio-climatico/recuperacion_economica_con_renovables_web.pdf