Un mix renovable a escala global con tecnologías probadas y materiales comunes

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Queridos lectores,

Esta semana tenemos el privilegio de contar con un post redactado por Antonio García-Olivares. Antonio es un investigador de mi centro y lideró un trabajo de investigación sobre un mix renovable que utilizase tecnologías ya probadas y materiales comunes, para evitar limitaciones en su despliegue, y que fuese capaz de generar la energía que se proyecta utilizar en las siguientes décadas. Este estudio, en el que tuve el honor de participar, fue finalmente aceptado para su publicación en Energy Policy, revista científica especializada en estos temas, y aparecerá publicado en un próximo volumen (se puede acceder al original en el siguiente enlace, aunque es de pago; se pueden solicitar reimpresiones a los autores por e-mail). El trabajo ha de tomarse como lo que es: un estudio académico de factibilidad teniendo en cuenta variables, como la escasez de materiales o la Tasa de Retorno Energético (TRE), que muchas veces no se tienen en cuenta. La conclusión es que es posible si se hace un gran esfuerzo societario y si se acepta que después no habrá crecimiento.

Les dejo con Antonio. Salu2,
AMT

 

A GLOBAL RENEWABLE MIX WITH PROVEN TECHNOLOGIES AND COMMON MATERIALS

Antonio García-Olivares¹, Joaquim Ballabrera-Poy², Emili García-Ladona¹ and Antonio Turiel¹

1 Instituto de Ciencias del Mar. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Ps. Maritim de la Barceloneta, 37-49. 08003 Barcelona. Spain.

2 Unidad de Tecnología Marina. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Ps. Maritim de la Barceloneta, 37-49. 08003 Barcelona. Spain.

Artículo en prensa en la revista Energy Policy, 2011

Resumen del artículo.

Según la Association for the Study of Peak Oil and Gas (ASPO) y otros investigadores, como Bardi y Aleklett, el máximo global de producción de petróleo crudo (Peak Oil) se espera que tenga lugar durante estas primeras décadas del siglo XXI. Otros combustibles fósiles, como el gas y el carbón, se espera que lleguen a su máximo de producción poco después de estas fechas. En consecuencia, durante la próxima década es probable que asistamos a un creciente exceso de la demanda global de petróleo con respecto a la producción disponible.

Dada la fuerte dependencia que tienen las actuales economías tecnológicamente avanzadas del petróleo, el Peak Oil puede suponer una perturbación importante para sectores económicos enteros si no construimos en pocas décadas una energía primaria alternativa que sustituya completamente a los combustibles fósiles.

En un informe del año 2009, Heinberg definía 4 condiciones que

una futura energía primaria substituta del petróleo debería satisfacer:

    i. Debe ser capaz de proporcionar una cantidad sustancial de energía—quizás un cuarto de toda la energía actualmente usada nacional o globalmente. 

    ii. Debe tener una Tasa de Retorno Energético (TRE) de 10:1 o mayor. 

    iii. No debe tener impactos ambientales (incluyendo el clima), sociales o geopolíticos inaceptables. 

    iv. Debe ser renovable.

El presente artículo argumenta la necesidad de añadir un requerimiento adicional:

v. No debe depender de la explotación y uso de materiales escasos.

La solución a la que llega este artículo, y que satisface los anteriores criterios, consiste en una combinación de turbinas eólicas terrestres y marinas (3 840 000 en total) para producir el 51% de la demanda, concentradores solares (unas 60 000 centrales de 300 MW) en todos los desiertos subtropicales del planeta (para el 40% de la demanda), centrales hidroeléctricas (9% de la demanda) y atenuadores de olas anexos a las turbinas eólicas marinas.

Autores como Sovacool and Watts y Jacobson and Delucchi han propuesto otras combinaciones de Fuentes renovables como solución definitiva al agotamiento de los combustibles fósiles. Sin embargo estos, al igual que otros estudios hasta la fecha, no han tenido en cuenta cómo afecta la disponibilidad de materiales a una posible solución renovable del problema energético.

La energía eólica es una tecnología en rápida expansión y actualmente se estan instalando molinos eólicos de entre 3 y 5 MW. La tasa de retorno energético (TRE), definida como la relación entre energía producida por una tecnología y la energía invertida en su construcción es un parámetro importante, pues según algunos autores, una sociedad no puede permitirse TRE demasiado bajas (bajo un valor de 5-10) si quiere asegurar funciones sociales importantes. En el 2007, Kubiszewski estimó la TRE de los molinos eólicos en el rango 15:1 a 40:1.

Por su parte, el TRE de las estaciones de concentradores solares (CSP) es cercana a 20:1 según Vant-Hull. Estas estaciones focalizan la radiación solar en un tubo de fluido circulante, mediante hileras de espejos cilindrico-parabólicos o bien con espejos que apuntan a un foco puntual. La central Andasol I, en Guadix, Granada, es un ejemplo del primer tipo de tecnología. Con un campo de espejos sobredimensionado, esta central es capaz de acumular calor latente en un depósito de sales fundidas, que se utiliza durante la noche para seguir generando electricidad durante 7.5 horas a la máxima potencia. Las centrales de torre y los espejos con motor Stirling son ejemplos de la segunda tecnología. Las centrales de torre reciben en un punto la luz de muchos espejos independientes (o campo de heliostatos) que son sincronizadas para tal fin con un software especial de seguimiento del sol. Los espejos de Stirling son grandes espejos de forma parabólica similares a los que usan los telescopios, que focalizan la luz en el foco caliente de un motor de Stirling. Esta clase de motor utiliza como foco frío el propio aire ambiente y producen movimiento rotatorio en un ciclo termodinámico cerrado sin necesidad de ninguna turbina. Tanto los array de espejos cilindrico-parabólicos como las torres consumen agua dulce en el enfriamiento de su ciclo de vapor y en la limpieza de los espejos. En el caso de Andasol I, unos 17400 m³/ MW. 

 

Los lugares más apropiados para las CSP son los desiertos subtropicales del planeta, con sus anticiclones permanentes, donde una CSP puede alcanzar factores de carga especialmente altos. El factor de carga, o capacity factor (CF) se puede definir como la fracción de año que la central debería estaría funcionando a su potencia máxima con el fin de producir la energía que ha generado realmente en un año típico. El CF es muy dependiente de la latitud. Trieb calcula que puede alcanzar valores de 0.9 en la latitud 25º26’N de El Kharga, en Egipto, pero decrece hasta valores de en torno a 0.4 a 40ºN (e.g., Madrid). Sin embargo, en los desiertos el agua es un recurso escaso. Por ello, los CSP deberían: (i) instalarse en desiertos con cadenas montañosas cercanas que permitan la presencia de acuíferos suficientes, (ii) instalarse en desiertos cruzados por ríos, (iii) instalarse en las regiones costeras de los desiertos, donde una parte del calor que generan podría usarse para desalinizar agua marina, (iv) utilizar espejos Stirling en las regiones más secas de los desiertos, o (v) utilizar turbinas refrigeradas con aire en los arrays y torres instaladas en regiones secas.

Según Knies, el 65% de la energía recolectada por una planta CSP es desperdiciada en forma de calor. Sin embargo, si este calor fuera usado para desalinizar agua marina sólo el 15% se perdería, y un 50% se usaría en separar la sal del agua. De este modo, se podrían obtener 40 millones de metros cúbicos de agua potable por cada TWh producido. Si, como parte de la solución global que proponemos, 426 TWh fueran producidos en la costa del Sahara con 65 TW de capacidad instalada ello permitiría la desalinización de 17 x 10⁹ m³ de agua. Como la producción de una tonelada de trigo precisa de 1000 toneladas de agua dulce en una región desértica, (Saudi Arabian Monetary Agency, 2007), el Sahara podría producir17 millones de toneladas de trigo, unas 6.4 veces la producción de trigo de Arabia Saudí en 2005.

Las estaciones basadas en discos Stirling tienen la ventaja de no necesitar agua para su funcionamiento, dado que la limpieza de espejos puede hacerse mediante una combinación de aire y arrastre mecánico, sin embargo, tienen el inconveniente de que no permiten la acumulación nocturna de calor, que es necesaria para satisfacer la demanda eléctrica nocturna. Una posible solución global podría emplear una combinación de ambas tecnologías: arrays de espejos y torres centrales (ambas con acumulación de calor) para satisfacer la demanda nocturna (que es aproximadamente un 30% de la demanda total) y picos puntuales de demanda; y discos Stirling mas arrays y torres refrigerados con aire (el restante 70%) para satisfacer la demanda diurna. La fracción precisa de demanda que es nocturna variaría en cada región planetaria. Según un informe encargado por el Congreso Norteamericano a NREL en el 2007, la refrigeración por aire ahorra el 90% de los requerimientos de agua, aunque reduciendo el rendimiento de la planta. Pero la penalización no es intolerable: 4.6% en arrays y 1.3% en torres, con una penalización en el coste de la electricidad producida del 7 al 9% en arrays debido al uso de ventiladores eléctricos para enfriar. Refrigeración híbrida húmeda/seca reduce el consumo de agua en un 50% con sólo 1% de caída en el output eléctrico anual, o un 85% con sólo un 3% de caída en output. In este caso, el coste se incrementaría en un 5% comparado con una planta refrigerada con agua. Alguna combinación de estas clases de alternativa podría ser apropiada en áreas desérticas sin agua.

La energía solar fotovoltaica no puede considerarse aún parte de la solución debido a su dependencia de materiales que son muy escasos, pero podría contribuir a la solución en el futuro, con tecnologías actualmente en desarrollo basadas en pirita, Zn₃P₂ o silicio amorfo sin utilización de plata. Ello permitiría la obtención de algunos terawatios (TW) adicionales de potencia, que podrían añadirse a los 11.5 TW necesarios para la solución propuesta. Algún TW adicional podría ser obtenido también en el futuro con desarrollos tecnológicos plausibles, a partir de la conversión de energía térmica oceánica. Por otra parte, el calentamiento y refrigeración solar pasiva, el uso de heliostatos y de paneles fotovoltaicos domésticos y la extracción sostenible de biomasa de los bosques son fuentes potencialmente importantes de apoyo energético a una futura energía primaria.

Los atenuadores de olas son dispositivos que extraen una parte de la energía que transportan las olas marinas, energía que en las bandas de vientos westerlies planetarios alcanzan valores mayores que 40 KW por cada metro de frente de ola. Estos dispositivos tienen la buena propiedad de amortiguar los momentos de parada en la producción eólica por falta de viento, dado que en la intensidad de las olas es relativamente independiente de la intensidad del viento local en un día determinado (salvo en los momento de tormentas). Si se insertara un amortiguador de olas en uno de cada dos molinos eólicos marinos (aquellos situados en la plataforma continental, frente a la costa), y si el porcentaje futuro de molinos marinos fuera el 70% del total, se podría llegar a obtener hasta el 3.5% de la demanda global con este sistema. Sin embargo, es difícil extraer tal cantidad de energía sin que unos atenuadores interfieran con otros, por lo cual la cantidad extraible con la tecnología actual podría muy bien ser diez veces más pequeña que esta.

El artículo estudia las regiones más adecuadas para la construcción de los parques eólicos y las plantas solares, así como el espacio requerido por las mismas. Tomando la Unión Europea como referencia, la instalación de sus molinos eólicos requeriría el uso de un 3.5% de su plataforma continental, y un país como España tendría un 7.5% de su territorio ocupado por parques eólicos. Una fracción visible de los desiertos subtropicales sería ocupada por las centrales de concentradores solares. Una iniciativa en línea con esta propuesta está siendo promovida por la fundación Desertec, que ha puesto de acuerdo a 12 socios industriales y varios países del Magreb, con el fin de suministrar energía a Europa cubriendo unos 6000 km² de desierto con plantas concentradoras. Esta clase de iniciativas posibilitarían una nueva forma de cooperación económica real entre países desarrollados y países en desarrollo que son ricos en sol y viento, con beneficios tangibles para ambas partes.

La figura siguiente muestra el área de suelo que sería necesario ocupar en los principales desiertos del planeta, para satisfacer la demanda prevista. Los círculos azules representan el área de centrales necesarias para el suministro diurno y los círculos grises la necesaria para el suministro nocturno. Las áreas de todos los círculos están multiplicadas por dos para que se aprecien mejor. La escala es válida para latitud 45º. Castro et al. han demostrado en un artículo reciente que la disipación en la capa límite atmosférica (capa con fricción cercana a la superficie) impone un límite energético a la potencia extraible del viento. Concluyen que el recurso eólico realmente disponible a molinos de unos 200 m de altura es solamente de 1 TW globalmente, y no los 5.7 TW que nosotros estamos suponiendo. Si esta estimación se confirmara, la futura solución renovable que proponemos debería multiplicar por 2.1 la contribución solar, que pasaría a ser la dominante, para poder satisfacer la demanda energética. En este caso, las áreas de los círculos de la figura representarían aproximadamente las áreas reales de centrales CSP necesarias.

Por otra parte, España es un país líder en las dos tecnologías principales de la solución propuesta, molinos eólicos y concentradores solares y podría aprovechar tal experiencia industrial para exportarla a terceros países.

El artículo estudia también los requerimientos materiales para la generación, para el transporte a larga distancia de la energía eléctrica y para un futuro sistema de transporte basado en electricidad. Se ha obtenido el orden de magnitud de los principales materiales que requeriría la solución propuesta. Estas cantidades se han comparado con las reservas geológicas actuales de los respectivos materiales. En líneas generales, la solución propuesta parece técnicamente viable, pero su implementación conlleva una serie de consecuencias importantes para el futuro de nuestro sistema económico. Primero, la necesidad de una casi completa electrificación de nuestra sociedad. Esta electrificación está fuertemente constreñida por la disponibilidad de materiales. Para la solución propuesta, los materiales básicos son acero, cemento, nitratos, neodimio, cobre, aluminio, litio, níquel, zinc y platino. Acero, cemento, aluminio y zinc no son factores limitantes, pero el resto imponen presiones serias sobre el uso de las reservas existentes.

En particular, el litio (Li), el níquel y el platino podrían convertirse en materiales limitantes para el futuro parque de vehículos si no se consiguen desarrollar baterías recargables eficientes basadas en zinc y aire. Baterías basadas en litio o en níquel exigirían un sistema de reciclado industrial de dichos metales mucho más efectivo que el actual y, aun así, el parque de vehículos debería sufrir una reducción con respecto al número actual de unos 1000 millones de vehículos. Tal reducción sería del 50% si las baterías tuvieran que ser sólo de Li y posiblemente del orden del 30% si estas tuvieran que ser de níquel. En ambos casos las reservas se acercarían a su agotamiento, por lo que un sistema global de reciclado del metal se volvería imprescindible para el mantenimiento de dicha flota de vehículos. Si se encontrara una técnica fiable de recargado de baterías de Zinc-aire, la situación sería más cómoda, pues sólo un 13% de las reservas de zinc serían consumidas por la construcción de la flota de vehículos eléctricos. Por su parte, si un 10% de la flota de vehículos funcionara con pilas de combustible (por ejemplo, aquellos vehículos con necesidad de alta autonomía energética) el 44% de las reservas de platino serían consumidas en esta flota, debido al uso de este metal en los catalizadores de las pilas de combustible. Esto puede suponer un problema serio dado que el platino es imprescindible en muchas otras aplicaciones industriales.

Algunos generadores eólicos usan neodimio (Nd), una tierra rara que no es escasa pero que es producida a ritmos muy lentos, y casi enteramente por un solo país, China. Por tal motivo, el despliegue a gran escala de turbinas eólicas debería, prudentemente, ser planeada usando turbinas con imanes no permanentes, que no utilizan Nd. Hay alternativas tecnológicas que evitan el uso de Nd y otras tierras raras tanto en generadores como en motores eléctricos.

Otra conclusión importante es que, para la construcción de las líneas de transmisión, los bobinados de los transformadores y motores de vehículos, tomas de tierra, aleaciones y otras necesidades industriales de la solución propuesta, las reservas actuales de cobre tendrían que ser consumidas entre un 60 y un 70%. Ello deja poco margen para crecimientos adicionales de la producción energética renovable, debido a la limitación de este metal fundamental. Este metal limitante, junto con los citados antes para el parque móvil, podrían constituir una barrera física que imposibilitaría la continuación del habitual crecimiento exponencial del consumo de energía.

Confrontados con las citadas limitaciones materiales y con sistemas de reciclado que no pueden ser 100% eficientes, el crecimiento económico sería posible en el futuro solo si: i) gradualmente reducimos la demanda agregada (a ser posible manteniendo los estándares vitales), mediante la mejora de la eficiencia del uso de materiales y cambios en las pautas de actividad y el diseño de los sistemas; ii) encontramos nuevas fuentes de los materiales limitantes (e.g., fuentes extra-terrestres); ó iii) usamos materiales que puedan ser regenerados mediante recursos primarios indefinidamente renovables (e.g., basados en inputs de energía solar) a, al menos, la tasa a la que los materiales son consumidos con reciclado. Sin embargo, estas hipótesis no está claro que sean realizables.

Finalmente, las tasas de crecimiento de población tendrían que adaptarse rápidamente a un escenario de producción estacionaria de potencia energética. Este escenario, que ya anticipó Kenneth Boulding con el nombre de “economía de nave espacial”, es incompatible con el escenario, dominante hasta hace pocos años, de crecimiento exponencial continuado. Es probable que la manida metáfora de “recuperar la senda del crecimiento” tenga los días contados.

Sin embargo, no hay otra alternativa visible más que una solución renovable. Por ello, una solución como la propuesta debería ser implementada ya. El momento de empezar el enorme reto tecnológico que exige el despliegue de una solución renovable es ahora, cuando el EROEI social (energía producida por la sociedad dividida por energía consumida para producirla) es aún alto, y las necesidades sociales básicas no están compitiendo con la industria por las inversiones de capital. Energía nuclear, gas y gasificación de carbón podrían ayudar durante algunas décadas a mitigar el decrecimiento general de los combustibles fósiles, pero estas décadas deberían ser empleadas en construir la solución definitiva. Si lo tuviéramos que hacer en 30 años, esto exigiría una producción de acero ligeramente mayor que el consumo actual de acero de toda la industria automovilística mundial. Dado que una parte importante de la industria tendría que ser puesta al servicio de la construcción de la solución, en detrimento de otras posibilidades, la intervención gubernamental y legislativa sería necesaria, lo cual nos llevaría a un escenario más similar a una economía de guerra que a una economía de mercado autónoma. Los retos que suponen una iniciativa como la propuesta son monumentales, pero tras el Peak Oil el tiempo no corre a nuestro favor. Por ello, autoridades y sociedad civil deberían de tomar medidas para iniciar ya la transición al nuevo sistema, y hacerlo sin confiar en parches temporales o en futuros milagros tecnológicos. 

Actualización (2 de Febrero de 2012): Antonio García-Olivares responde a algunos comentarios al post: 

Como no lo pude hacer en su momento, me gustaría responder en este post a las principales objecciones e interrogantes que se hicieron a raiz del resumen del artículo “A global renewable mix with proven technologies and common materials”.

GustavoDonoso: De acuerdo en que, dados los retos sociales y de materiales que supone, una solución como la propuesta en nuestro artículo lo más probable es que se quedara a medio camino, por lo que cierto decrecimiento será probablemente inevitable y es imprescindible emprender iniciativas paralelas de adaptación a dicho escenario, con menor consumo de energía y materiales.

LC: Una red de alta tensión y corriente continua parece imprescindible para integrar las regiones solares (desiertos subtropicales) y eólicas (bandas de los vientos “westerlies” de latitudes medias) con los centros de consumo. Típicamente, unidades de unos 5000 x 5000 km. Tal integración es posible incluso teniendo en cuenta las pérdidas de potencia con la distancia (cosa que se tuvo en cuenta en el artículo) y tiene un efecto positivo importante: cuanto mayor la integración eléctrica más amortiguada queda la intermitencia de las eólicas. Hay artículos que lo han estudiado, pero faltaría por estudiar la incidencia de los eventos extremos improbables en las necesidades de sobredimensionar o añadir centrales de emergencia de hidrógeno o biofuels. Una parte de la intermitencia ya está tenida en cuenta implícitamente en el factor de carga de la técnica, unos 0.3 para la eólica. Pero los eventos extremos no, y tenemos en mente un artículo que estudiará este tema, no cerrado. Intuyo que sería más económico añadir una central de emergencia de hidrógeno o biofuel cada cierta cantidad de área mejor que sobredimensionar la potencia eólica.

Pedro Prieto: tienes razón en que la tecnología de los discos Stirling no está probada a escala tan grande como los array cilindro-parabólicos o los molinos, solamente están funcionando a escala de prototipos como la estación solar de Almería y otras en USA. Sin embargo, para desiertos sin agua en el artículo siempre se habla de ellos y de la opción alternativa de arrays y torres con refrigeración por aire (ventiladores), que elevaría un 10% el precio de la electricidad producida, pero que tienen un rendimiento mucho más claro que los Stirling. Yo creo que combinaciones de ambas posibilidades podrían ser adecuadas en la fase inicial en la que los Stirling aún están en maduración industrial.

Olmo: El aluminio es efectivamente una alternativa al cobre pero sólo para ciertos usos. Por ejemplo, se usa de hecho ya hoy en la mayoría de los tendidos “overhead” de corriente alterna con alta tensión (no tanto en los cables submarinos de corriente continua). Sin embargo, en los motores y generadores eléctricos los bobinados siguen siendo de cobre porque tiene unas 6 veces menos creo de pérdidas óhmicas que el aluminio, por esta causa nos salía en parte una cantidad de consumo de cobre tan alta en el cálculo que hicimos.

Uno que estudia psicología: Creo que tus comentarios dan muy bien con el tono y las conclusiones implícitas que se deducen del trabajo, al menos tal como yo lo veo, que es con un matiz igual de preocupado que Antonio Turiel, pero ligeramente más esperanzado que él:

“se ve claro que simplemente para MANTENER el nivel de consumo energetico alcanzado habria que hacer un esfuerzo societal abrumador, y desde YA. Dado que no es el caso, a menos que suceda un milagro, vamos de craneo.

En una lectura mas intensa se concluyen varias cosas:

-El futuro no tiene por que ser apocaliptico si empiezan YA los cambios sociales, tanto a nivel individual como colectivos. Estos ultimos son los realmente criticos. En concreto, crecimiento cero, economico y poblacional, cuando no decrecimiento. Reciclaje, cambios de diseños de los sistemas, reorientacion de la investigacion cientifica, etc...

- La propuesta apuesta por una electrificacion profunda de la sociedad (…)

En realidad el articulo no puede ser doomer por que no es buena idea para nada presentar un proyecto al publico (aunque sea un publico tecnico) que se resuma en: ¡¡¡ DIOS MIO, VAMOS A MORIR TODOS!!!. Nadie lo leeria y lo promoveria.

Ademas,la cuestion es que no es excesivamente tecnooptimista. La tecnologia la hay, otra cosa es pretender que mantenga y aumente el nivel actual. Lo que el articulo dice es que si tenemos dos gramos de seso, no hay por que colapsar. Una buena parte de ello es entre lineas, pero para quien sepa que esta leyendo es claro. Incluso cagandola no hay por que colapsar. eso si, si nos empeñamos en ello, lo conseguiremos (…)

Si lees entre lineas no se corta en decir lo improbable del asunto. Pero improbable no por lo tecnico, ya que se encargan de recalcar la pausabilidad material y tecnica del proyecto durante todo el articulo, si no por que en cuanto uno empieza a extrapolar a lo social, empieza a no verlo tan claro.

Resumen: el texto lo que dice es que NO TENEMOS UN PROBLEMA TECNICO, si no un PROBLEMA SOCIAL. Social, cultural, mental, economico”

En cuanto a la objeción de que es inverosímil que “los buenos señores de las zonas mas irradiadas (normalmente el 2º y 3º mundo) van a quedarse tan contentos con que les llenemos de plantas productoras para luego llevarnos la energía y los trabajos asociados a nuestros hogares asi sin mas”, yo señalaría el hecho de que el gobierno de Marruecos (y en algo menor grado el de Argelia y Egipto) se mostraron desde el principio muy interesados en el proyecto Desertec, y son partícipes del mismo, no por amenazas de Alemania y sus empresas sino porque ven en este proyecto una futura posibilidad de hacer negocio con sus desiertos, vendiendo electricidad a Europa. No olvidemos que los parques solares son de propiedad mixta de los propietarios del suelo (los estados locales) y las empresas que ponen el capital físico, o al menos los dividendos de su explotación se reparten entre ambos, como ocurrió (al 50% en este caso) con los campos petrolíferos saudíes que eran explotados por empresas extranjeras a principios y mediados del siglo XX (ahora lo son al 100% saudíes en su mayoría). Hay un interés real de ambas partes (la rica en tecnología y la rica en recurso sol) en esta clase de negocios.

Ugly Youth. De acuerdo básicamente con tus comentarios: “Entiendo también la asunción de partida de tomar una sociedad completamente electrificada por simplicidad y tratamiento global, si bien, como punto incluso a favor, en una segunda aproximación puede considerarse la microgeneración distribuida e, incluso, el empleo de las fuentes de energía en otros menesteres que no sean producir electricidad, por ejemplo, los ya ampliamente disponibles sistemas de energía solar térmica destinada a agua caliente sanitaria o sistemas de climatización o determinados usos industriales que requieran directamente de concentración de calor.

Igualmente, una revisión crítica y sin prejuicios de dónde se produce la energía frente a dónde y para qué se consume la energía debe permitirnos entender la mejor configuración del entramado que, obviamente, no tendría porqué coincidir con nuestro ideal de lugares de residencia y centros de producción.

Eliminando todo lo superfluo la empresa se torna menos quimérica. No obstante, coincido también en que los principales retos son sociales, culturales y geopolíticos, empezando por la asunción y análisis crítico por parte de cada uno de la necesidad y usos reales de la energía que tan convencidos estamos de necesitar y sin perder de vista las desigualdades y las relaciones norte-sur para evitar ahondar en un más de lo mismo (...) a mí también me parece muy acertada la comparación con la economía de nave espacial.

Es muy meritorio que ese planteamiento lo hiciese Kenneth Boulding en el año 1966, en plena alucinación espacial colectiva (lo cual posiblemente le inspiró el nombre) con la humanidad convencida de que en 2001 tendríamos colonias permanentes en la Luna y viajaríamos a explorar Júpiter y más allá.

En contraposición a la "economía de nave espacial", o economía "cerrada", Boulding define la "economía del cowboy", o economía "abierta" como aquella en la que la "amplias e ilimitadas praderas se abren ante nuestros ojos" y en la que aún seguimos como sociedad instalados.” Efectivamente, en una nave espacial o un sistema de materiales finitos como la Tierra deja de haber horizontes infinitos por conquistar como en la mentalidad del cow-boy y del capitalista salvaje y el énfasis económico pasa a ser según Boulding el de mantener el “stock de capital” o capital físico que está siendo imprescindible para la reproducción del sistema: sistemas de reciclado del agua, el oxígeno... en el caso de la Tierra, todos los sistemas de reciclaje de recursos finitos, así como la calidad y no la cantidad de lo producido.

Darío Ruarte. Sí, la biomasa tiene un potencial de varios terawatios, tal como se comenta en el apéndice del artículo publicado, aunque hay muchas dudas sobre cómo extraerla masivamente de todos los bosques del planeta manteniendo la riqueza ecológica de los mismos, de ahí que su implementación masiva esté (y seguirá estando muchos años) en pañales. Otra cosa es como apoyo local en muchas regiones con residuos vegetales.

Carlos de Castro. Yo no veo en el espacio el factor limitante de las solares, a juzgar por lo que ocupan las centrales termosolares por MW producido (200 Ha creo recordar que tiene Andasol I). Los círculos de la figura que obteníamos (que por cierto coinciden con el area solar necesaria si vuestro artículo tiene razón y de la eólica sólo se puede extraer 1 TW) nos sugieren que los desiertos podrían en principio explotarse a escala aún mayor que lo propuesto por nosotros si ello fuese necesario, en espacio. El problema limitante es el de los materiales, metales sobre todo. Quizas los TRE de estas centrales habría que estudiarlos mejor, nosotros sólo usamos una referencia que encontramos sobre el tema, de uno de los pocos que han estudiado el TRE de los concentradores cilindro-parabólicos.

Por otra parte, no me creo que el mantenimiento de ningún sistema industrial automático requiera cantidades masivas de mano de obra. Sí lo requiere su construcción, que es la fase en la que estamos, y por eso esta faceta la señalan los promotores de las “industrias verdes” como una ventaja, pues la tendencia del capitalismo es a prescindir de los humanos, caiga quien caiga, en favor del capital físico automatizado y cibernetizado. Pero tras su fase de construcción, la demanda de mano de obra bajará, pues el mantenimiento no es costoso en trabajo. Sí que lo será el reciclado de materiales, y ese es otro de los empleos del futuro. Pero yo, todo lo que emplee a personas lo veo como una bendición en vista de la tendencia actual. ¿Qué le vamos a hacer? En una economía de nave espacial, el reciclado es el sector más importante de la industria, junto con el energético. Y los humanos deberán repartirse entre la agricultura y estos sectores industriales antes que en otros servicios. El que 1 de cada 4 empleos estuviese en el sector energético no me parecería excesivo para la economía, dada la productividad tan alta del trabajo que provoca la automatización y dado que las poblaciones en activo de la mayoría de los países son fracciones minoritarias de la población total.

La intermitencia de la eólica habría que estudiarla para eventos improbables pero extremos, dado que para otros eventos está implícitamente incluido en el CF (capacity factor) de la técnica. La interconexión hace bajar dicha intermitencia, así que la intermitencia es realmente una función de la superficie interconectada. Sospecho que esa función caerá mucho más rápidamente con la superficie si integramos no sólo molinos sino también centrales de concentración solar, dado que, en nuestra propuesta, éstas están levantadas en los desiertos subtropicales del planeta, donde el CF alcanza 0.9 en latitudes como las del sur de Egipto. Con estas CF tan altas, la potencia no cae ni el 80% en invierno con respecto al verano a esas latitudes, según muestra una de las referencias del artículo. En nuestro estudio supusimos 0.75 para el CF del Sahara. Habría que hacer un estudio más preciso de eventos extremos, pero no creo que los haya con probabilidad apreciable para la potencia solar en el área del desierto del Sahara. Para los casos de bajada extrema de potencia solar+eólica en la red eléctrica europea (borrascas en el Sahara y anticiclón en la banda de westerlies!), habría que tener preparadas centrales de hidrógeno o similares de emergencia. Todo esto habría que estudiarlo en otro artículo.

Saludos a todos y gracias por los interesantes comentarios.