Los límites de las renovables: capital

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Queridos lectores,

Antes de comenzar con esta segunda parte del análisis sobre la posible implantación de un sistema energético basado en energías renovables (ver primera parte aquí) querría dejar claras un par de cosas. En primer lugar, que por supuesto yo soy partidario de las energías renovables; básicamente porque en unas pocas décadas será lo único que tendremos. Es nuestra tabla de salvación hacia un futuro en el que no tendremos ya la subvención energética de los combustibles fósiles. Dicho esto, debo añadir que eso no impide que uno tenga que ser realista sobre qué es lo que implican y, sobre todo, qué es lo que se puede hacer y qué es lo que no se puede hacer. Las renovables serán la energía de nuestro futuro si las sabemos gestionar adecuadamente, pero si pretendemos convertirlas en un sucedáneo de los combustibles fósiles pagaremos cara nuestra osadía y nos estrellaremos, y al cabo no tendremos ni las unas ni las otras.

Hoy pretendo discutir sobre la economía de las fuentes renovables, y más particularmente sobre la posibilidad de financiación de las mismas. No entraré a considerar su implementabilidad, esto es, si existen suficientes lugares para producir toda la energía que se pretende (eso será tema de un post futuro). Es un tema escurridizo para mí: no tengo datos precisos sobre los costes ni, más importante aún, una buena manera de modelizar cómo evolucionarán estos costes en una situación de peak oil, y mis conocimientos sobre el mundillo financiero son escasos. Sin embargo, sí que puedo intentar dar una estimación de los órdenes de magnitud de la empresa, actividad ésta a la que los físicos nos dedicamos continuamente, y que nos permite ver rápidamente, a primer golpe de vista, si algo puede ser factible o no. Es un test forzosamente grosero, pero nos permite descartar de un plumazo las propuestas descabelladas. Así, bien puedo no conocer con precisión el coste de un aerogenerador, pero sí estar seguro de que como mucho es 10 veces mayor o 10 veces menor. Tal horquilla de valores es demasiado grosera para poder emprender un plan financiero para una empresa eólica, pero sí que me permite saber, por ejemplo, que si los costes estimados por mí para implantar un sistema español de energía eólica que cubra nuestras necesidades actuales son 1.000 veces superiores al capital del que dispondríamos durante los próximos 20 años, entonces no podremos acometer el proyecto a esa escala, ni en el supuesto en que el coste unitario de cada aerogenerador fuese al final 10 veces más pequeño del que yo tomé.

Se debe destacar, empero, que en esta contabilidad de costes hay, como he indicado, numerosas fuentes de incertidumbre, con lo que todo el análisis que sigue se ha de tomar con cierta precaución, a falta de un trabajo más preciso y analítico. Una de las incertidumbres mayores es sobre cuál será la evolución del coste monetario de la implantación de los aerogeneradores, sistemas de producción solares, hidroeléctricos, marinos o geotérmicos. Todos los sistemas de generación renovables reciben a día de hoy un enorme subsidio de las fuentes no renovables, ya que para fabricar por ejemplo un aerogenerador se usará cemento producido en cementeras que usan hornos de gas, acero fundido en altos hornos que usan gas y carbón, el hierro del cual provendrá de minas explotadas usando ingentes cantidades de gasoil o será reciclado en acerías usando gas o petróleo, cosa que también le pasa al cobre de las turbinas, etc. Además de estos insumos energéticos no renovables empleados en la fabricación, existen otros asociados con los equipos de instalación, mantenimiento y reparación. Ciertamente, si las fuentes propuestas tienen realmente Tasas de Retorno Energético (TRE, ya discutidas en el post sobre la curva de energía neta) sensiblemente superiores a 1 eso quiere decir que al final de su vida útil estas fuentes habrán producido más energía que la que se consumió en su fabricación y mantenimiento y por tanto son verdaderamente fuentes de energía; sin embargo, de cara a calcular los costes no nos debemos dejar engañar por los valores actuales de todas las operaciones de construcción y mantenimiento. Nuestro dinero es sólo un token, un símbolo, es una divisa fiduciaria; su valor se fija convencionalmente y depende de la capacidad de la economía de crecer. En una situación en la que la energía que continuamente nos aportan el petróleo, el gas, el carbón y el uranio sea cada vez menor, indudablemente los precios de la energía en general subirán, y esos costes están embebidos en los costes unitarios de los aerogeneradores, los paneles solares, las presas de marea o ríos, y las instalaciones geotérmicas. Por tanto, los costes de construcción y mantenimiento de todas esas fuentes alternativas irán creciendo con el tiempo, y aunque el mismo aumento del coste de la energía puede mantener y aún hacer crecer su rentabilidad económica, el coste del capital a invertir en primer lugar sin duda tiende a crecer. En el lado contrario, siempre se puede argumentar que los avances tecnológicos tienden a hacer disminuir los costes, y aunque ya hace muchos años que se estudian y mejoran estas fuentes y que por las mismas razones de estrangulamiento de capital que se describirán hoy aquí probablemente no podremos financiar la investigación en mayores mejoras, no se puede negar que por aquí aún hay recorrido para disminuir costes. Por tanto, faltando un modelo más o menos sensato de la evolución de los costes todo lo que aquí se discute se ha de tomar con cierta prevención.

Comienzo este análisis con una recomendación a los lectores: que se lean el artículo de Pedro Prieto "Crítica al artículo de Mark Z. Jacobson y Mark A. Delucchi sobre energía sostenible", publicado en investigación y ciencia". Este artículo, publicado en la web de Crisis Energética, hace una revisión crítica de un ensayo tecno-optimista de un futuro energético basado en un colosal despliegue de sistemas de captación de energía renovable publicado originalmente en Scientific American en Noviembre de 2009 (tengo un PDF del original, quien quiera me lo puede pedir por correo privado), y traducido y publicado en Investigación y Ciencia en Enero de 2010. Cuando no mencione explícitamente la fuente los datos que utilizaré después provendrán de este artículo de Pedro Prieto; creo además que leer este artículo puede aclarar muchas ideas sobre lo que en realidad son los sistemas de captación de energía renovable.

Por comodidad y hacer más directas las comparaciones, utilizaré la potencia media consumida en vez de la energía total consumida. La primera es una ficción que consiste en calcular cuál debería ser la potencia de un sistema de generación de energía que produjese a potencia constante la misma energía que se acaba consumiendo en España durante un año. Esencialmente, divido los julios de energía consumidos en España al año entre los segundos que tiene un año (31.536.000) para obtener los vatios de ese sistema equivalente, cantidad que me resulta más fácil comparar con las potencias medias de una fuente cualquiera. Cuando necesite hablar de la energía consumida, la expresaré en términos de la potencia media (en Gigavatios) multiplicada por año (potencia por tiempo es energía); no es una unidad usual de energía, pero me es cómoda aquí. Me centro en el caso de España, que es el que conozco un poco mejor, aunque muchas de las conclusiones que obtendré se podrían generalizar sin problemas a otros países.

La primera cosa que necesitamos estimar es cuál es la potencia media utilizada en España, lo cual implica calcular cuál es la energía total consumida en España al año, tomando como referencia el año 2008, antes de que la crisis se hiciera más virulenta y el consumo energético cayera considerablemente (casi un 15% en dos años, en el caso del petróleo). Esta cifra ya es imprecisa de por sí, dado que los diferentes combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas) tienen usos diferentes, desde producir calor directamente (lo más eficiente en principio con un aprovechamiento cercano al 100%), hasta la producción de electricidad con una caldera de vapor (35% en centrales convencionales y más del 50% en las de ciclo combinado), pasando por el motor de gasolina (que aprovecha tan sólo entre el 20 y el 25% de la energía contenida en la gasolina) y el de diésel (un 30%, y en condiciones óptimas hasta un 54%); además, todas estas materias tienen también usos no energéticos (plásticos, fertilizantes, pesticidas, pinturas, etc). Por tanto, convertir el consumo de todas estas materias en la energía que finalmente se aprovecha de ellas es un poco impreciso, y según la metodología que se proponga la cifra final será una u otra. Se debe decir, además, que en nuestro ejercicio de ficción vamos a utilizar la electricidad que nos darán nuestros sistemas de captación de energía renovable para mover nuestra civilización, y aunque el rendimiento de los motores eléctricos es mucho más alto (hasta el 85%) que el de los motores de combustión interna se ha de descontar las pérdidas por transmisión de la electricidad a través de nuestra red eléctrica de gran escala (en torno al 20%), y en el caso de los usos térmicos de la energía eléctrica, la eficacia de la conversión (no tengo el dato aquí). Hechas todas estas salvedades, tomando los datos de la Corporación de Reservas Estratégicas de Productos Petrolíferos de España y utilizando las Megatoneladas equivalentes de petróleo del petróleo, gas y carbón consumidos durante el año 2008 en España, aplicándoles un factor de conversión, para calcular la potencia media asociada, y añadiendo a ésto la energía eléctrica de origen nuclear y renovable nos sale que la potencia media de TODA la energía consumida en España (eléctrica y no eléctrica) es de unos 200 Gigavatios (en vatios sería un dos seguido de 11 ceros), con un generoso margen de incertidumbre, aunque este número es bastante razonable ya que da que cada español (44 millones) consumiría unos 4,5 Kw, en línea con el consumo típico de un europeo (unos 6 Kw). De esos 200 Gigavatios, aproximadamente 32 Gigavatios corresponden a la potencia media eléctrica, y de estos últimos unos 8 Gigavatios corresponden a energías renovables (hidroeléctrica, eólica, solares y otros). Por tanto, las energías renovables representan alrededor de un modesto 4% de la generación de energía total y a los efectos de esta discusión son despreciables. Quiero destacar, en todo caso, que no deja de ser significativo que después de unos cuantos años ya, más de una década, haciendo un discurso en pro de las energías renovables y siendo España una potencia mundial en este campo la penetración final de las mismas en el mix energético total español (no sólo el eléctrico) sea tan pequeña.

Los 200 Gw que acabamos de obtener son gigavatios de potencia media, pero es importante distinguir la potencia media de la potencia instalada. Yo puedo tener un aerogenerador cuya potencia instalada sea de 3 Mw, lo cual quiere decir que en su régimen óptimo (viento constante y suficientemente fuerte, pero no demasiado) puede darme hasta 3 Mw de potencia; sin embargo, una parte del tiempo trabajará por debajo de este régimen óptimo (porque el viento sopla con menos intensidad) o simplemente no proporcionará ninguna energía durante determinados intervalos de tiempo (por estar los vientos en calma o ser demasiado fuertes). Análogamente con las otras fuentes de energía, no se puede esperar conseguir extraer de ellas una máxima potencia (su potencia instalada) de manera continua. Para garantizar que de media tendremos 200 Gw deberemos instalar bastantes más; para un factor de carga (esencialmente, tanto por ciento de energía suministrada durante un año sobre el máximo potencial) de un 20% que estima Pedro Prieto para la energía solar y eólica, esto significa que necesitaríamos instalar un teravatio (1 Tw) de potencia, es decir, en vatios sería un 1 seguido de 12 ceros.

¿Cuanto costaría cambiar nuestros 200 Gw·año de energía consumida en España de su porcentaje actual de 96% no renovable a un 100% renovable? Tendríamos que instalar, como ya hemos dicho, 1 Tw de fuentes renovables para conseguir tal cosa. Además, nos tendríamos que conformar con no aumentar nuestro consumo energético, con las consecuencias previsibles para una economía capitalista, pero como esto es sólo un ejercicio vamos a aceptarlo. Como menciona Pedro Prieto en su artículo. de acuerdo a las previsiones de la Agencia Internacional de la Energía (AIE) en su último World Energy Outlook, durante los próximos 20 años se deberían instalar en el mundo 3,32 Tw de potencia nueva, lo cual costará la nada desdeñable cifra de 13,7 billones dólares (aclaración: uso billones españoles, o sea que 1 billón de dólares un 1 seguido de 12 ceros de dólares. Usaré la notación científica T$ para expresar un billón de dólares, por comodidad). Eso sale a 4,12 $ (unos 3,4€) el vatio instalado; de este coste un 52% va a la construcción de la planta generadora en sí, un 15% para conectar adecuadamente la central a la red y un 33% para adecuar la red a esta nueva capacidad de producción de energía. Por tanto, el teravatio que necesitamos instalar en España para abandonar los combustibles fósiles nos saldría por 4,12 T$ o 3,4 T€. Es una cantidad colosal: casi tres veces y media el PIB de España, lo cual quiere decir que si pudiéramos convertir toda la capacidad productiva española en capacidad constructora de centrales renovables necesitaríamos tres años y medio para conseguir este hito (y no comer, ni vestirnos ni trasladar mercancías ni hacer ninguna otra actividad entre tanto). Para que se hagan una idea de la monstruosidad de la cifra, la compararé con otra dos muy significativas. Primero, la deuda que tienen las inmobiliarias, los promotores y las cooperativas con los bancos españoles: asciende a 0,445 T€, y después de más de dos años de crisis no han conseguido saldarla y pone en peligro la estabilidad del sistema bancario español. Segundo, los Presupuestos Generales del Estado español: ascendían en 2007 a 0,475 T€, casi la misma cifra. El coste estimado de la transición a una España sólo renovable es unas 7 veces y media mayor que estas cantidades. Y eso asumiendo perfecta disponibilidad de todos los materiales y energía necesarios para hacer la obra, y precios constantes. El esfuerzo económico en la práctica debería ser significativamente mayor, porque además no se está contabilizando el coste de aumentar la capacidad productiva de España al nivel requerido (formar y pagar más personal, comprar más maquinaria, etc) ni los costes de oportunidad que se incurrirían con este despliegue ni el retroceso económico de otras áreas asociado a este despliegue, por no hablar de los costes de cambiar todos los motores para que al final puedan funcionar con electricidad, el incremento de costes de mantenimiento de tan gigantesco parque de plantas renovables etc. Una parte importante de todos estos otros sobrecostes aludidos depende por supuesto de la escala temporal sobre la que se quiera hacer esta sustitución, así que seguidamente abordaremos esta cuestión.

Muy bien, ya sabemos que el coste estimado (y seguramente bastante subestimado) de la transición española a un sistema energético plenamente renovable es de unos 3,4 T€. ¿Cuánto tiempo se necesita para desplegar ese parque? Imaginaré tres escenarios posibles: cruzada energética, BAU, y trayectoria reciente.

• En el primer escenario, cruzada energética, imaginamos que embarcamos a España en una cruzada por cambiar su modelo energético y somos capaces de destinar un 10% del PIB integramente a la transición, asumiendo que el coste de la misma es solamente esos 3,4 T€. Sería un esfuerzo titánico, comparable a una guerra, como ya discutiremos después. En ese escenario cada año gastaríamos unos 0,1 T€ en la instalación de nuevas plantas de energía renovable que equivaldrían a unos 30 Gw. Tardaríamos 34 años en completar esa transición, tal es la enormidad de las cifras implicadas; casi tres décadas y media.
• El segundo escenario es inferir cuál será el ritmo español de despliegue analizando el escenario BAU (Bussiness as Usual) del último WEO de la AIE. La AIE calcula que el mundo en su totalidad instalará 3,4 Tw de energía (no toda ella renovable) de aquí a 2030, eso quiere decir que a España, si produce aproximadamente el 2% del PIB mundial, le correspondería, grosso modo, el 2% de este despliegue. Eso significa 68 Gw en 20 años, y 294 años para alcanzar el sueño renovable.
• El tercer escenario consistiría en extrapolar la trayectoria reciente de España. En la actualidad España tiene 21,6 Gw de potencia instalada eólica y solar. Asumamos que este potencia instalada se ha desplegado en su totalidad en los últimos 10 años, y que seguiremos a ese mismo ritmo durante los próximos años. En este caso tardaríamos 463 años en completar el despliegue.

De cara a discutir los tres escenarios propuestos, aquellos lectores que todavía conservan la fe en la economía de mercado podrían alegar que el coste marginal de hacer la transición disminuye con el tiempo, ya que al crecer el PIB se puede ir destinando una mayor cantidad de recursos financieros y así acelerar esta empresa. Lamentablemente, y como tantas veces ha establecido la propia AIE, el crecimiento económico viene siempre acompañado del crecimiento del consumo energético, con lo que si la economía crece la necesidad energética también y en el mejor de los casos podríamos aspirar a mantener los plazos aquí marcados. Por otro lado, justamente en virtud de esa conexión causal entre crecimiento económico y crecimiento del consumo energético, la inevitable disminución del consumo energético forzada por la llegada del cénit de todas las materias energéticas y la Gran Escasez hará que el PIB se contraiga y cueste más financiar este despliegue, a no ser que nos conformemos con adaptarnos a un consumo energético cada vez menor y revisemos a la baja progresivamente nuestros planes de expansión renovable. Por último, se debe hacer notar que según el análisis de Glen Sweetnam que ya hemos citado en este blog la producción de petróleo decaería en un 4% a partir de 2012; para 2056, año en que pretendemos que podría acabar la instalación del nuevo parque renovable en el escenario más optimista la producción bruta de petróleo sería sólo un 16% de la que es ahora, y la energía neta aportada sería prácticamente nula. Es evidente que mucho antes que eso se produciría una grave disrupción en la sociedad, toda vez que las otras fuentes de energía no renovable posiblemente llegarían a su cénit en fechas cercanas (carbón en 2011, gas y uranio en 2015) y la falta del subsidio del petróleo necesario para su explotación aceleraría el declive energético de estas otras tres fuentes no renovables, así que probablemente para 2056 tampoco aportarían energía neta. ¿Dónde está el punto de transición? Por dar un horizonte de tiempo convencional podríamos fijarlo en el momento en que el petróleo decaiga a un 50% de su producción máxima, que seguramente corresponderá a una energía neta de menos del 25% actual. A un 4% anual de declive desde 2012 este momento sería el año 2029. Quizá en este contexto es más fácil de entender la frase de Chris Martenson: "Los próximos 20 años serán muy diferentes de los pasados 20 años".

El escenario "Cruzada energética", que es el único que puede llevarnos a instalar algo parecido a lo que podríamos necesitar, no se va a dar a menos que no se produzca una intervención total de la economía, cosa que no veo posible sin un golpe de estado o un movimiento de semejante profundidad (estado de emergencia económico, medidas extremas de salvación, gobierno de concentración nacional o algo parecido); en todo caso, tal movimiento pondría la economía patas arriba, forzaría a la nacionalización de fábricas y recursos y tendría consecuencias inimaginables y posiblemente indeseables (aunque su alternativa también). Por el momento no parece que vaya ser el caso; la tendencia observada es a continuar el negocio habitual mientras que la cosa no reviente. El problema es que el sistema actual no permite una mayor expansión del parque renovable. El sistema eléctrico español se regula mediante unas tarifas que hacen que el precio de toda la energía consumida durante cada período corto de tiempo se fija en función del precio de la fuente más cara que se haya necesitado para suministrar la potencia necesitada. La primera de las energías que entra es la de origen nuclear, porque las centrales nucleares no se pueden regular ni parar, y entra a coste de 0 euros el kilovatio. Después entran las renovables cuya producción no se puede moderar, lo cual incluye eólica y solar (y excluye la hidroeléctrica, ya que en ésta última sí que podemos controlar el caudal de energía que entra en el sistema), y que tienen un precio muy barato. Después entran las hidroeléctricas y térmicas de todo tipo, que proporcionan la energía que haga falta, comenzando por las más baratas. El último kilovatio que se haya usado, que será siempre el más caro de los que hayan entrado con este sistema, será el que fije el precio que se paga por toda la producción de ese período. El problema que se está presentando en la actualidad es que con cierta frecuencia, sobre todo por la noche, la energía nuclear y la eólica son suficientes, o casi, para cubrir toda la demanda, y el precio del kilovatio final es demasiado bajo para los intereses de las eléctricas, las cuales protestan habitualmente por la situación, generalmente quejándose de que el coste de las renovables es superior al declarado. Este artículo de El País que acabo de enlazar es un buen ejemplo de lo que se mueve en el sector. En primer lugar, no se entiende muy bien por qué el Sr. Vilaseca dice que el coste de las renovables es entre 2 y 12 veces más caro que el de las convencionales; ¿el coste para quién? Porque si es para el consumidor (que estaría pagando un sobrecoste vía impuestos por las subvenciones) ése es un problema de política nacional, de una decisión estratégica en la que las eléctricas no tendrían por qué entrar. Pero evidentemente entran ya que esta electricidad subvencionada ataca la base de su negocio, y yo me sospecho que en esta cifra que da el sector están incluyendo también el coste que tiene para estas empresas no poder colocar sus kilovatios más caros (y que incluirá probablemente tanto los costes operativos de mantener las térmicas a punto para cubrir la demanda cuando sea necesario, y por tanto son costes reales, con los de oportunidad, de naturaleza más especulativa). Y en segundo lugar, porque por todo ello las eléctricas protestan porque el objetivo del Gobierno eleve el 20% de energía total renovable que marca la UE para 2020 a un 22,7%. En suma, que en un caso completamente hipotético de que no aumentase el consumo energético y se pudiera financiar y hubiese materiales y emplazamientos, el plan de ruta de la UE, de mantenerse, significa elevar en un 16% la penetración renovable (del 4% actual al 20%) en 10 años, lo cual implica 60 años más para sustituir todas las energías por renovables; y las eléctricas se quejan porque el Gobierno pretende hacerlo más rápido, un 18,7% cada década y tardar así 51 años. Plazos ambos excesivamente lentos en todo caso, e irrealizables por el enorme esfuerzo de capital que implican (si en los últimos 10 años se habría instalado un 2% de eólica y solar, es impensable que en los próximos 10 se instale nada cercano al 16%).

Por otro lado, todas esas declaraciones son brindis al sol, en tanto que se mantenga un sistema económico no intervenido, simplemente por la falta de estímulo a la inversión. Cuando un inversor decide invertir su dinero en su negocio mira fundamentalmente dos variables: el plazo de amortización (cuánto tiempo tardará en recuperar la inversión inicial) y la rentabilidad final que le dará (la ganancia total respecto a lo invertido durante la vida útil de la inversión). Hoy en día, exacerbado por estos años de turbulencias económicas, los inversores buscan preferentemente inversiones que se amorticen en uno o dos años y que tengan rentabilidades tan altas como sea posible, preferiblemente por encima del 3 o 5%. Esto está haciendo que cueste invertir en la propia industria de extracción petrolera, donde pasan entre cinco y diez años hasta que sale el primer barril de petróleo, y eso después de haber perforado un par de agujeros secos en promedio; y de nuevo esto hace poca atractiva la inversión en renovables, incluso con las subvenciones, porque encima mina el negocio ya existente de centrales térmicas. Para las compañías eléctricas, las renovables ya están en su máximo de expansión por el momento, ya que la producción de energía eléctrica cubre sobradamente la demanda en España, y así ha de ser, porque no se ha producido un despegue paralelo de motores eléctricos que puedan ir consumiendo esa nueva electricidad y reemplazando los antiguos de gasolina y diésel. Por tanto, tenemos todos los incentivos para no hacer nada más, durante un tiempo crítico en el que el agravamiento de la crisis destruirá más capital y hará cada vez más difícil invertir en esta infraestructura, y por este camino ni de broma se verá en España cubrir nunca la demanda actual ni siquiera en el 20% que en Bruselas sueñan para 2020.

Termino este post tan largo. Hemos visto como no es ni remotamente posible producir un 100% de nuestro consumo energético actual por medios renovables. Insistir en esta vía, además, llevará probablemente a la tentación de una actuación intervencionista por parte del Estado, eventualmente desembocando en una dictadura o régimen autoritario, y con el riesgo de un cierto expansionismo militar (esto me recuerda el proyecto Desertec: como me decía Quim el otro día: ¿por qué
iban a aceptar los habitantes del norte de África que les hagamos una gigantesca instalación de placas solares para suministrar energía a Europa? Quizá manu militari, he ahí el riesgo). Siendo realistas, y viendo las dificultades de materiales y de capital que ya hemos visto (y las de emplazamiento que ya veremos), creo que es más sensato pensar en intentar producir entre un 6 y un 10% de la energía que consumimos actualmente por medios renovables, y eso será todo. Tendremos que acostumbrarnos a vivir con mucho menos de lo que vivimos ahora. Que en realidad no es para tanto, como ya discutiremos otro día, cuando veamos cuál es la cantidad mínima de energía necesaria para mantener una sociedad funcional y con prestaciones avanzadas como la nuestra (sanidad, educación,...). Pero, eso sí, tendremos que acabar con el despilfarro actual.

Salu2,
AMT