Sobre el 100% renovable: Apunte final de Pedro Prieto

Queridos lectores,

Pedro Prieto me envía su réplica a mi última entrada, con la que doy cerrado por su parte el debate de esta última semana. Antonio García-Olivares me ha enviado también su réplica, que publicaré al final de este mismo día (se me acumulan los posts y faltan por publicar los tres clásicos de cierre del año).

Salu2,

AMT

UN FUTURO 100% RENOVABLE: MI PEQUEÑO ENVITE

Tenía en ciernes una respuesta más moderada que la primera a Antonio Garcia-Olivares (en adelante A G-O, para no confundirlo con el otro Antonio, Turiel, en adelante AT) agradeciéndole la aclaración  en su cortés y educada respuesta en el Colectivo Burbuja de que no pretendía considerarme Colapsista Intuitivo. Ya había pedido alguna disculpa en el Facebook dedicado a la energía. La respuesta La había ido dejando por las fiestas y por darme por satisfecho en un asunto que me temo tiene difícil resolución. El nuevo artículo de Antonio Turiel en su blog, aclara algunas cosas más y me ha invitado a retomar el asunto, ahora que he dejado de considerarme CI y me encuentro mejor dentro de la calificación como proponente  de un Profundo Cambio Social (PCS), fente a los que  AT denomina Progreso Renovable (PR)

Quizá solo queda añadir en mi descargo que con los años que llevo en esos grupos de debate, creo, sinceramente, que son mucho más abundantes en los medios de gran difusión y entre los ciudadanos menos avisados, los PRs que los PCS, como indicaba Carlos de Castro en su primer comentario.

Algunos iniciamos nuestra andadura en blogs precisamente tratando de desmontar las constantes referencias a las máquinas de movimiento perpetuo (incluso creamos una sección llamada los Inventos del TBO del profesor Franz de Copenhague), o de coches de aire comprimido o eléctricos que iban a funcionar de maravilla con unos paneles en el techo del mismo. Estos días vemos un titular de noticia que habla de ello una vez más, aunque luego la letra pequeña dice que no es un coche sino una bicicleta eléctrica que se apoya en energía solar, o de gentes que creen lo primero que sale en el Muy Interesante, como ascensores estratosféricos para enviar a órbitas a satélites, evitando el gran consumo inicial del  lift-off o despegue, hechos primero con nanotubos y ahora que los nanotubos han perdido algo de fuelle, con grafeno, que lo está ganando, o publicaciones en revistas de parte como Energías Renovables o El Periódico de la Energía o en sus equivalentes extranjeras como Popular Mechanics y similares. He visto hasta defensores muy cualificados del petróleo abiótico. O artículos de coches eléctricos que se mueven con agua de mar. Hay gente para todo, desde luego. A veces eran campañas de marketing revestidas groseramente de ciencia, como sucede con la famosa firma Tesla (¡qué nombre tan adecuado para el club de creyentes en el esoterismo científico y en la persecución implacable de las siniestras corporaciones energéticas a los científicos innovadores y revolucionarios que nos querían ofrecer una energía “too cheap to meter”!), primero con sus coches eléctricos 100%, que iban a revolucionar el sector; luego con las mágicas baterías Powerwall, que iban a hacernos a todos independientes energéticamente en la república de nuestra casa, como reza la alfombrilla de bienvenida de Ikea. Ahora, cuando la deuda de Elon Musk sigue creciendo más cuanto más inventa, todavía me llegan correos, incluso de Estados Unidos de gente aparentemente bien formada, que me aseguran que estaba equivocado en mis cálculos sobre la energía fotovoltaica España, porque el genio del coche eléctrico 100% y de la autonomía eléctrica de pared, ahora dice que puede impulsar América con apenas un cuadradito de energía solar en el desierto de Utah. (Lo de resolver los problemas energéticos del mundo con cuadraditos de plantas solares sobre el desierto es una tentación que no escapa ni siquiera a entidades tan serias como el Fraunhofer Institut o a los otrora exultantes grandes promotores alemanes del proyecto Desertec, inicialmente proyecto Sarkozy francés, para los que tienen mala memoria.

¿Y quien es uno para desmentir a genios como Musk que ocupan cientos de miles de portadas en todo el mundo? ¿Quien es uno, todavía menos, para desmontar a Mark Jacobson de la Universidad de Stanford?  

Quizá pueda esto explicar en parte mi hartazgo y a veces alguna salida de tono por la  que me disculpo de nuevo.

Otras muchas veces, son y siguen siendo proyecciones sobre crecimientos exponenciales de renovables que ya se ve cómo están pinchando o la eterna persecución de la paridad de red de alguna renovable, fijada en 2010 por tantos para 2013 y que en 2015 todavía tantos sostienen que “ya hemos llegado”, pero no se ha visto ni de lejos la explosión instaladora que debía surgir como consecuencia de ello. O visiones espectaculares de movilidad generalizada y popular en base al hidrógeno, como veremos más adelante, sin importar que ni siquiera una entidad tan tecnológicamente reputada y con tantos fondos como la NASA haya conseguido evitar los enormes problemas de almacenamiento y seguridad que representa el transporte con este tipo de energía. No hablemos de si esta tecnología de compresión a 700 atmósferas o de licuefacción a -253º Celsius tuviera que manejarla el Pepe Gotera de turno de un taller del barrio del millón de ellos que existen por el mundo.

Por salir a desmentir esto con cálculos y algunas dosis de realidades constatables, que muchas veces ni siquiera necesitan ser precisas o prolijas eso se nos ha bautizado (y sigue bautizando) tantas veces como aguafiestas, apocalípticos, pesimistas, negativistas, incluso cavernícolas que desean volver a la edad de piedra y demás. La mayoría de los que ponemos dudas sobre estas cosas, solemos comenzar con fuerza y mucha resignación y terminamos muy cansados y dejando el campo de batalla, llenos de magulladuras por la lluvia de piedras tecnofantasíosas y “wishful thinking” permanente de los blogueros PR's. Incluso hemos llegado a veces a entender su postura, porque siempre es mucho más duro terminar reconociendo que con más tecnología de última generación quizá no haya salida, y tener que tirar abajo el armario ideológico del progreso sin fin que la cultura dominante nos ha inculcado estos últimos 150 años, por lo menos, que arrojarse en brazos de la cornucopia tecnológica y esperar el milagro.

Efectivamente, estoy con García-Olivares en que todo está en una situación controvertida y confusa y falta unanimidad para establecer verdades científicas sobre nuestro futuro energético, tanto por un lado, como por el otro.

Pero supongo que también se debe admitir que incluso en los más altos niveles de la comunidad científica y no sólo en los blogs, se hacen cálculos muy sesudos que terminan con conclusiones totalmente opuestas. He aquí el gran dilema que ya mencionaba en mi anterior comunicación publicada en el blog de AT, sobre los diferentes y contradictorios conceptos sobre máxima eficiencia de programas fotovoltaicos sobre cubierta (modelo alemán como paradigma) o sobre suelo (modelo español como paradigma) entre las visiones del grupo de investigadores de Stanford y los de Columbia.

Y una de las claves que apuntaba (mi juicio es aquí subjetivo y falible), es porque si se trabaja con hechos observados y constatados retrospectivamente, hay menos que discutir, al menos en el mundo físico (no en el económico, lamentablemente, por tratarse de “ciencia social”). Si observo, en mi caso, 4.000 MW solares FV instalados en España y veo sus producciones reales durante tres años y calculo los costes energéticos que han supuesto, puedo tener un cierto margen de error; puede que el futuro sea otra cosa distinta. Quizá. Pero seguramente no se desvía tanto sobre lo verificado retrospectivamente como el que calcula prospectivamente lo que se va a generar en los siguientes 30 años a nivel planetario, con lo complicado que está incluso el mundo desarrollado.

Por poner algún ejemplo que no sea el de los propios y elaborados escritos de A G-O, para que no se pueda interpretar esto como un ataque personal, podemos tomar como referencia, por ejemplo, el último trabajo de los principales prototipos de PR a nivel mundial, Mark Jacobson, Mark Delucchi y su grupo de estudiantes de Stanford

(100% Clean and Renewable Wind, Water, and Sunlight (WWS) All-Sector Energy Roadmaps for 139 Countries of the World

y de este artículo los calendarios de implantación de las actividades humanas que podrían estar impulsadas eléctricamente y que estos investigadores de Stanford adoptan para que salgan los números hacia 2050 de un 100% renovable con viento, flujos de agua y sol como sigue y que traduzco a castellano y coloco en cursiva y en negrita, para que los lectores puedan seguirlo con más facilidad. Mis comentarios, ahora más detallados que en mi comunicación anterior, a cada previsión de implantación entre líneas:

Desarrollo de superrredes (eléctricas) y redes inteligentes: Los países deberán desarrollar planes lo antes posible para hacer sistemas de transmisión y distribución de potencia que ofrezcan una gestión “inteligente” de la oferta y demanda energética a todos los niveles, desde el local al internacional (p.e. Smith et al, 2013; Blarke ad Jenkins, 2013; Elliot 2013).

Me sorprende sobremanera que en un artículo científico se listen 6 veces al menos los 139 de los 198 países del mundo, que son los que estudia la Agencia Internacional de la Energía (AIE), que al parecer han sido objeto de diferentes hipótesis. En muchos cuadros se lanzan cantidades ingentes de números sobre por ejemplo, siete variables para cada país, que luego se duplican para comparar los resultados de aplicar lo que Jacobson et al denominan un escenario “Business As Usual” (BAU), esto es, si se adopta el escenario BAU (ver tabla  1. páginas 5 a 10), En ella se ofrecen supuestos de distribución porcentual, hasta con dos decimales,  de usos finales de la energía en los diferentes sectores de la sociedad en el año 2050.

Para alcanzar las previsiones WWS, hay que contar con el vago e impreciso supuesto antes descrito de un desarrollo “lo antes posible” de un desarrollo de superrredes y redes inteligentes.

He visitado 62 países y mantenido relaciones técnicas y comerciales con unos 25 de los 139 países listados por el trabajo de Jacobson y vivido y trabajado en siete de ellos con una cierta profundidad. He vivido la precariedad de algunas de las redes eléctricas convencionales de los países listados, la falta de cobertura y alcance de los servicios eléctricos básicos a gran parte de sus poblaciones, la inestabilidad de sus redes, incluso sin conflictos graves. La República Democrática del Congo (RDC), por poner un solo ejemplo, país con unos 75 millones de habitantes, tiene un 98% de su energía eléctrica proveniente de dos viejos  embalses hidroeléctricos en el río Congo. El suministro a la capital  Kinshasa situada unos 200 Km. río arriba y al resto del país que recibe algo de electricidad, proviene básicamente de esos embalses. Esto, por no habar del estado continuo de conflicto bélico, tanto interno como con sus vecinos y una absoluta falta de infraestructuras de apoyo  cualquier actividad propia de una sociedad moderna. Por supuesto, podemos argumentar que ya tienen en este sentido más energía eléctrica de origen renovable que incluso España y sería cierto. Sin embargo, el lamentable y calamitoso estado de la red de transporte y la falta de una mínima infraestructura de apoyo, hacen que muchas veces la capital entera, con sus 11 millones de habitantes, se quede sin suministro durante muchas horas.

Desconozco con qué grado de profundidad los autores habrán investigado que la RDC terminará en 2050 con un 100% de energía de uso final y origen renovable, del que el 54,89% de consumo de energía final eléctrica será en el sector residencial, un 0,26% en el sector comercial, un 43,18% en el sector industrial y un 1,29% en el sector del transporte. Aunque sinceramente me parece un intento descabellado y poco serio de extraer conclusiones y sobre todo, un poco elegante intento da abrumar a los lectores con un documento que repite en sus 61 páginas al menos 7 veces el listado de países para realizar extrapolaciones similares de otros tipos a conveniencia. Pasemos al siguiente supuesto:

Plantas de generación: En 2020 ya no se construyen más plantas nuevas de carbón, nucleares, de gas natural o de plantas que funcionen con biomasa: todas las nuevas plantas serán WWS (eólicas, con flujos de agua o solares; en adelante y en inglés WWS por las siglas de Wind, Water and Sun; n. del t.) Esto es viable, porque ya se construyen pocas plantas anualmente y la mayor parte de las tecnologías de generación de energía eléctrica de tipo WWS  ya son competitivas en costes.

Esperar en 2015 que en apenas 5 años a contar desde la fecha de publicación, ya no se construyan más plantas de carbón, nucleares, de gas natural o de biomasa y que todo lo nuevo que se construya sea eólico, hidroeléctrico y solar en todo el mundo, sinceramente me parece de una frivolidad alarmante. En su libro “El espejismo nuclear”, Marcel Coderch y Núria Almirón reliza un análisis sobre la posibilidad, en este caso de desplegar centrales nucleares y se encuentra con una imposibilidad física y de varios tipos más, para construir, en este caso, las 3.600 nuevas centrales nucleares tipo (1 GW) que se necesitarían para cubrir sólo el 40% de la energía que consumimos. Entre una de las imposibilidades más evidentes, está la imposibilidad de escalar la construcción no ya en los 15 años en que básicamente se construyeron las 430 centrales nucleares existentes, sino ni siquiera en 120 años. Uno de los problemas más acuciantes es la falta de personal formado y la falta de tiempo para formarlo; también la cascada de aumentos incesantes de base fabril y tecnológica para atender al despliegue masivo de una determinada tecnología. Esto por no hablar de muchas otras imposibilidades, como el tremendo vuelco en la extracción, refino y creación de bienes de equipo nuevos de fuentes a veces diversas y con fines señaladamente  distintos, que deben acompañar necesariamente y muy ordenadamente a todo despliegue masivo. Aunque la excusa que se da de que en la actualidad se construyen “pocas plantas”, los anuncios actuales que hemos visto en los medios críticos con los acuerdos de París sobre le poco caso que hacen algunos países y las cifras que dan de construcciones de nuevas plantas nucleares en China o Rusia o nuevas plantas de carbón en China, Australia o incluso Alemania, parecen desmentir este supuesto que se despacha en una línea. Por otra parte, el reemplazo exigido de las plantas convencionales existentes es en algunos casos también importante. El promedio de edad de las casi 450 plantas nucleares mundiales está mucho más cerca al final que al comienzo de su vida útil.  

Calefacción, secado y cocinado en el sector residencial y comercial: En 2020 todos los nuevos aparatos funcionarán con electricidad. Esto es posible ya que las versiones eléctricas de estos productos ya están disponibles y todos los sectores pueden utilizar la electricidad sin adaptación (los dispositivos pueden ser enchufables o instalables)

Suponer que en apenas 5 años toda la industria mundial que ahora acopia materias primas, fabrica, ensambla, transporta, instala y mantiene todos los sistemas mundiales de calefacción térmica o de sistemas de secado o de cocinado de alimentos va a pasar a producir dispositivos exclusivamente eléctricos eléctrico, es una quimera insostenible.

En un planeta de 7.200 millones de habitantes distribuidos en 5 continentes, donde los mayores consumos de energía se suelen dar en las zonas más desarrolladas del mundo que en la mayoría de los casos están ubicadas en zonas septentrionales del planeta (y por tanto consumen bastante calefacción), las producciones de estos dispositivos térmicos son enormes y no parecen haber sido calculadas con seriedad ni aparecen datos que puedan sustentar esta hipótesis. La AIE en su WEO de 2011 (página 68) ofrece datos de la vida útil estimada de diferentes sistemas y dispositivos relacionados con la energía.

Por ejemplo, para los sistemas residenciales de calefacción y aire acondicionado estiman una vida útil de los sistemas de unos 20 años, algo que puede ser perfectamente extrapolable en cuanto a vida útil a los mismos equipos utilizados para los sectores comercial e industrial.  Para los equipos de fabricación de estos dispositivos, dicha vida útil se extiende  hasta los 30 años.

Por tanto, la tasa de reemplazo de los dispositivos existentes debería ser de 1/20 al año de todo el parque mundial instalado, en promedio y las necesidades de reemplazo de estos dispositivos alcanzar un 20% del total de los dispositivos de calefacción y aire acondicionado en el plazo de 5 años.

Me temo que los autores de Stanford no han profundizado lo suficiente en la envergadura del cambio que dan por supuesto se debería producir en los 5 años siguientes.

Aunque ya existen muchas instalaciones que ciertamente funcionan eléctricamente, sobre todo en países desarrollados con un buen nivel de capilaridad de las redes eléctricas, en la mayor parte del resto del ancho mundo, todavía muchas instalaciones de este tipo son fundamentalmente térmicas. Y para poder conectar estos dispositivos a las redes, en muchos casos habría antes que desarrollar las redes eléctricas comunes y normales y no sólo las anteriormente señaladas “superrredes” o redes inteligentes, más costosas y exigentes en tecnología. Esto no es tarea, a mi juicio y sin entrar en muchos más detalles, que se pueda resolver en 5 años y dejar a toda la industria mundial preparada para producir instalar y conectar a red sólo dispositivos y sistemas eléctricos de calefacción, aire acondicionado o electrodomésticos. Por mucho empeño que se ponga en ello.

 

Da la triste sensación de que los ingenieros de Stanford no han visitado o vivido en muchos países muy poblados del mundo subdesarrollado y no han observado el estado de desarrollo de sus redes eléctricas y de los dispositivos que utilizan sus ciudadanos para estos menesteres.

Por poner sólo un ejemplo en país desarrollado que presumía hace poco de haber realizado una magnífica instalación energética en la mayor obra civil de Europa (la terminal T4 del aeropuerto de Barajas) para suministro eléctrico de calefacción y de aire acondicionado, mediante el novedoso sistema de “trigeneración”. Pues bien, aunque parte del suministro es eléctrico, hay generadores que funcionan con gas (que llega por gasoducto desde grandes depósitos remotos) o gasóleo para en caso de emergencia, pero también generadores térmicos internos para la cogeneración.

A la más moderna ingeniería europea no se le había ocurrido pensar, para la mayor obra civil de Europa de hace pocos años, dotarla de un sistema realmente 100% renovable, pero los especialistas de Stanford creen que es posible hacer esto en todos los dispositivos mundiales térmicos de nueva instalación en un plazo de apenas 5 años. Ustedes mismos.

Transportes marítimos y fluviales a larga distancia: Para el 2020-2025 todos los nuevos barcos son ya eléctricos y/o utilizan hidrógeno obtenido por electrolisis y la electrificación portuaria ya se encuentra avanzada. Esto debería ser posible para barcos y puertos relativamente grandes, porque los grandes puertos están centralizados y no se construyen muchos buques anualmente. Pueden ser necesarias políticas para incentivar el desguace temprano de barcos que no se retiren de forma natural antes de 2050.

Al empezar a hablar de transporte propulsado por hidrógeno obtenido por electrolisis, en este caso en todo el transporte marítimo y fluvial mundial, el desvarío alcanza cotas increíbles cuando se presupone que podrá llevarse a cabo en todos los nuevos barcos en el plazo de 5 a 10 años a partir de ahora.

En la actualidad y a pesar del impacto brutal de la crisis de 2008, los nuevos pedidos anuales rondaron los 100 millones de toneladas brutas (Gross Tons) en 2013, por supuesto, ninguno de ellos propulsado por hidrógeno obtenido de la electrolisis. China, Corea del Sur y Japón lideran este mercado con un 36,8%, 34,8% y 20,7%, por lo que el esfuerzo de renovación de buques convencionales por otros movidos por hidrógeno habría que pedírselo a estos tres países que copan el 92,3% del mercado mundial. Pero además, habría uqe pedir al resto del mundo terminales con hidrogeneras de alta capacidad en todos sus puertos en el plazo de muy pocos años. Los buques de la marina mercante registrados en el mundo en 2013 alcanzaban la espantosa cifra de 1.122 millones de toneladas brutas. Incluso aunque se excluyesen a los buques-tanque que transportan carbón, gas licuado o combustibles petrolíferos, esto reduciría un 21.2% la flota mercante mundial. Con estos datos ofrecidos por The Shipbuilder's Association of Japan en 2014, sale una necesidad de reemplazo de entre 30 millones de toneladas brutas anuales y unos 50 millones de toneladas brutas anuales hacia el final del ciclo.  Aquí la frase de remate final del grupo de Stanford de que “pueden ser necesarias políticas para incentivar el desguace temprano”, parecen una muletilla sarcástica sobre el trabajo necesario a llevar a cabo, sobre todo, cuando a finales de 2015, todavía no existe ni un solo buque comercial serio que se propulse con hidrógeno y se considera a los modernos buques cisterna que transportan gas natural licuado ( a -183 ºC comparado con los -253ºC requeridos por el hidrógeno) verdaderas bombas flotantes. En estos casos, como bien anotaba AT, hay que distinguir muy prudentemente entre algún logro aislado en laboratorio o en un dispositivo experimental que se ha conseguido que funcione, las más de las veces sin especificar el costo y la producción masiva de equipos en todos los países que disponen de niveles muy heterogéneos de tecnología y capacidad financiera.

Transporte por ferrocarril y autobús:  Para 2025 todos los nuevos trenes y autobuses ya son eléctricos. Esto exige cambiar la estructura de apoyo para el suministro energético y los métodos de fabricación de los equipos de transporte. Sin embargo, hay relativamente pocos fabricantes de autobuses y trenes y la infraestructura de apoyo apoyo para el suministro de energía se concentra en las ciudades.

Hay en el mundo más de 1.200.000 Km de líneas de ferrocarril, de las cuales apenas hay algo menos de 300.000 electrificadas. Ver Lista de países según su red de ferrocarril. Es decir, menos del 25% de las líneas de ferrocarril del mundo están electrificadas. Esto, en un mundo que hasta ahora ha dispuesto en los últimos 150 años de flujos siempre crecientes de energía accesible y barata.

Proponer que en 10 años a partir de ahora todos los nuevos trenes sean eléctricos, implica resolver antes la electrificación del 75% de la red ferroviaria mundial que hoy no es eléctrica.  

El apoyo al suministro de energía en estas redes dista mucho de  poder despacharse alegremente con que “se concentra en las ciudades”, pues hay que primero instalar plantas de generación renovables, pero con respaldo y seguridad de suministro y luego colocar subestaciones  a lo largo de las líneas, dependiendo de su longitud.

Otro aspecto importante que habría que revisar más allá de ese supuesto superficial es que algunas de estas líneas quizá tuviesen que cambiar de función, otras desaparecer y abrirse nuevas líneas en función de las nuevas necesidades del mundo 100% eléctrico.

Sinceramente, dan la sensación de no haber pensado seriamente en esta enorme mutación sugerida, aparte de los enormes problemas existentes en la mayoría de los países para disponer de recursos suficientes para acometer estas tareas. Como anécdota cabe señalar que los EE.UU. Llegaron a tener 409.000 Km de vías férreas en su máximo despliegue, mientras hoy apenas disponen de unos 225.000 Km., lo que muestra la apuesta desquiciada de este país por el transporte por carretera y el desmantelamiento de una buena parte de aquella infraestructura vital; una prueba de lo fácil que resulta predecir futuros sobre el papel y lo erróneas que son a veces las decisiones humanas, incluso en los países más avanzados tecnológicamente.

El mundo produjo en 2014 posiblemente cerca de 500.000 autobuses, según las estadísticas de la International Organization of Motor Vehicle Manufacturers. El volumen ciertamente no parece mu elevado para acometer el cambio a vehículos propulsados eléctricamente, salvo la creación previa (inversión inicial importante sin recuperación posible durante años, en el mejor de los casos) para autobuses de larga distancia o incluso para los autobuses de uso urbano, que hoy, en las aproximadamente 17 horas de servicio público pueden llegar a recorrer en ciudad unos 200 Km. o incluso más, según el tipo de ciudad y los tráficos urbanos diarios, antes de volver a las cocheras. Si uno ve los intentos de hacer vehículos minibuses eléctricos por ejemplo, en Madrid, con un exagerado peso de baterías para  los pocos pasajeros que transporta y la muy escasa autonomía, se da cuenta de que “estado del arte”  actual o el nivel tecnológico distan mucho de hacer posible el cambio en 10 años de todos los nuevos autobuses fabricados.

Otros modelos como el Eurabus 2.0 están simplemente en pruebas y disponen de autonomías muy limitadas reales de como mucho 150 Km. en ciudad. Los costes son considerables y hay que hacer estructura de aluminio para aligerar en lo posible el peso que implican las baterías. El ciclo de vida (número de cargas y recargas en la vida útil) y el coste que los reemplazos de estas pesadas baterías implica a cada poco, está todavía lejos de justificar la inversión masiva en este tipo de vehículos . El cambio de los cerca de 8 millones de autobuses que circulan por el mundo ya es tarea de otro nivel, que el estudio de Jacobson et al no detallan en absoluto. Tampoco dejan claro cual sería el posible mix y si trolebuses y tranvías serían considerados también “bus”, porque estos serían medios seguramente más eficientes que los de autobuses eléctricos con baterías, pero es algo que no queda claro. Aún así, habría que volver trazar e instalar una enormidad de tendidos eléctricos y vías de tranvía en las grandes urbes y algunas de ellas tienen difícil solución, como por ejemplo, Sao Paulo, donde ya el suministro eléctrico doméstico y el telefónico son aéreos y cuyos postes ya ocupan grandes espacios públicos en las aceras y forman marañas de cables en las calles de las ciudades.

Transporte todo terreno y marino de bajo calado: Entre 2025 y 2030 toda la nueva producción se ha electrificado.

No entraré a comentar en detalle la vaguedad de este supuesto, porque el transporte todo terreno es relativamente poco voluminoso en toneladas o pasajero y kilómetro, aunque en muchas zonas del mundo subdesarrollado, alcanza a llevar alguna mercancía vital a lugares que no tienen siquiera infraestructura viable de carreteras, siquiera apisonadas o compactadas, no ya asfaltadas. Suponer que los vehículos de tracción a las cuatro ruedas puedan alcanzar de forma eléctrica las distancias que ahora alcanzan los propulsados por derivados del petróleo, que además pueden cargar latas o bidones de gasolina o gasóleo para asegurarse autonomías o alcances extendidos y así la vuelta de lugares remotos donde no hay gasolineras  (no hablemos ya de elecrtolineras), es mucho suponer. La energía que hoy representa un bidón de gasolina es incomparablemente mayor que el equivalente de una batería por peso y volumen para aplicar recetas similares de llevar baterías de repuesto en lugar de los clásicos bidones de gasolina o gasóleo.

En cuanto al transporte marino de bajo calado, no queda claramente especificado de qué se trata. Si se trata de  electrificar los yates de los puertos deportivos del mundo, creo que se equivocan. Si esto incluye por ejemplo, a pequeños remolcadores, flotas pesqueras de bajura, etc. creo que también. Hoy estamos viendo llegar cientos de miles de inmigrantes en pateras con motores fuera borda o intraborda, por lo barato de su utilización. No es imaginable pensar, por su complejidad y coste, en este tipo de inmigraciones con propulsión eléctrica. Lo mismo con las pesquerías de bajura, que en muchas costas amarran en almadrabas o pequeños puertos sin infraestructura y/o lugares remotos a los que apenas llegan, precisamente, todo-terrenos con bidones de gasolina o gasóleo que llenan los depósitos de los barquitos pesqueros, pero donde no hay electricidad. Me temo que el grupo de Stanford no ha pensado en este tipo de situaciones, cuando despacha con tanta alegría como brevedad que para 2025 todo esto ya es eléctrico. Y olvidarse de ellos, dejando de suministrarles combustibles líquidos a partir de 2050, desde luego, tampoco es una solución de ningún tipo.

Transporte pesado terrestre: entre 2025 y 2030 todos los nuevos camiones y autobuses están electrificados o utilizan hidrógeno obtenido por electrolisis. A los fabricantes  les puede llevar 10-15 años adaptarse y que la infraestructura de suministro de energía entre 2025 to 2030, esté ya funcionando.

Transporte ligero terrestre: Entre 2025 y 2030 todos los nuevos vehículos ligeros terrestres son eléctricos. Los fabricantes necesitan un tiempo para adaptarse, pero lo más importante es que hacen falta pocos años para conseguir poner en marcha la infraestructura de suministro energético para disponer de una flota de transporte 100% WWS.

El mundo produjo en 2014 unos 3.800.000 camiones pesados, según las estadísticas de la International Organization of Motor Vehicle Manufacturers. El número de camiones de todo tipo (pesados y ligeros) en circulación, se encuentra en el orden de los 300 millones de unidades. Esto, sumado a los 773 millones de vehículos ligeros que circulan por el mundo hace un total de más de 1.100 millones de vehículos con motor de explosión circulando por las carreteras del mundo.

Esto no incluye a vehículos de motor de explosión que no circulan por carretera ni a la maquinaria pesada para la construcción o minera, que en este trabajo no merece un calendario de reemplazo eléctrico. El ejemplo de gigamáquina minera eléctrica que A G-O muestra en su último escrito, es más propia de país muy desarrollado como Alemania, que posible en la mayoría de los países subdesarrollados forzados al extractivismo puro y duro sin apenas infraestructuras de redes eléctricas a las que conectar su muchos Megavatios de potencia excavadora.

Las fábricas automotrices del mundo producen anualmente unos 67 millones anuales de coches y unos 22 millones anuales de vehículos comerciales, todos ellos propulsados por motores de combustión interna.

La lista de fabricantes de automóviles y vehículos ligeros y pesados de todo tipo se cuenta por centenares; la lista de modelos comercializados por algún millar y la lista de repuestos existentes en los almacenes y talleres de todo el mundo se cuenta por millones. La complejidad logística de suministros para mantenimiento y arreglo de averías supone una red mundial que ha costado décadas levantar, como bien señala AT.

Las gasolineras del mundo se cuentan en cerca de medio millón y las redes de suministro a las mismas desde las refinerías mediante enormes flotas de camiones cisterna, están ya desplegadas y probadas en todo el mundo. Estos días estamos viendo, precisamente porque están siendo bombardeados de forma inclemente por la aviación militar rusa, que distraer un relativamente pequeño flujo de petróleo o derivados del mismo de origen sirio a Turquía por parte del ejército terrorista del ISIS, implica a varios miles de camiones.  

Aunque estas gasolineras se instalan a veces siguiendo las leyes del mercado o diversas y variadas regulaciones, en general, responden a los criterios de rentabilidad y de hacer viable el suministro a vehículos cuyas autonomías ahora oscilan hoy entre los 400 Km y los 1.000 km. sin repostar.

De entre los vehículos eléctricos comercializados, quitando el no extrapolable Tesla para ricos, las autonomías se encuentran entre los  100 y los 150 Km, nada más salir de fábrica. Los camiones que andan todavía en pruebas, tienen cargas de entre 2 y 16 toneladas. Los más pesados siguen siendo una incógnita sin resolver ni de materiales, ni de baterías, ni de autonomía y mucho menos de costes. Esto implica automáticamente que el despliegue de una red de “electrolineras” debería entre duplicar y cuadruplicar el número de gasolineras existentes en la actualidad, para abastecer a los vehículos en sus funciones actuales, con los problemas que representaría de plantas renovables de generación de suministro asegurado y no intermitente, sumadas a una muy extensa red de tendidos de alta y media tensión, capaces de transportar a las nuevas “electrolineras” ubicadas en ciudades y carreteras, por esas redes de alta y media tensión, la energía equivalente a la que ahora transportan los grandes y pesados camiones cisterna de 30 toneladas a las gasolineras a las que sirven. Pueden calcular tranquilamente la energía que se transfiere en una gasolinera de carretera o de ciudad medianamente exitosa a los vehículos que diariamente la visitan y luego convertir eso en Mwh, para calcular el tipo de línea de media o alta tensión requerida y su distancia a una subestación que tenga capacidad excedentaria suficiente (o la creación de un nuevo nodo eléctrico).

Modestamente, he participado en grupos de trabajo en los años 90 para analizar los pros y contras de los desarrollos de vehículos eléctricos entre una multinacional de telecomunicaciones, un fabricante de vehículos y un fabricante de baterías muy avanzadas, todos ellos franceses. El “brainstorming” duró cuatro días. Ya en aquella época pude conducir un vehículo ligero eléctrico 100% por las calles de París, que funcionaba bastante bien. Pero los problemas de intentar escalar la producción y uso de los mismos, eran de tal naturaleza y tan múltiples, variados y la mayor parte inabordables, que aquello dejó de considerarse.

Hoy, casi dos décadas más tarde, seguimos más o menos casi en las mismas. Uno de los muchos problemas era si la batería debía ser alquilada o adquirida con el vehículo. La exigencia de recarga rápida dañaba considerablemente la vida útil de las baterías. Ya en la propia Francia había problemas para conseguir conexiones domiciliarias de la capacidad eléctrica requerida para recarga rápida y en algunos casos, incluso para recarga lenta. Esto, por no hablar del resto del ancho mundo por desarrollar, donde todavía lo que falta es electricidad simple y llanamente en los propios hogares o donde las instalaciones eléctricas no llegan a los mínimos 16 amperios para una recarga decente de vehículo ligero por domicilio (en redes de 200 VAC) en prácticamente ningún caso.

Los vehículos que duermen en la calle por falta de estacionamiento en el domicilio, hacían muy poco práctica la solución de los puntos de recarga a lo largo de las aceras y aumentaban enormemente los riesgo de robo de cable de cobre, aparte de suponer el levantamiento de una buena parte de las calles de las ya colapsadas grandes urbes para meter cables de bastante sección, para alimentar largas filas de vehículos aparcados en fila o en batería.

En las electrolineras se planteaba el dilema de si hacer esperar una hora al conductor (recarga rápida) o si no sería mejor el cambio rápido de batería por otra ya cargada en la electrolinera. Debatimos prolijamente sobre la implementación de los sistemas de cambio rápido en foso o cambio robotizado, pero esto exigía un stock de baterías de lo más variado en las electrolineras, que resultaba absolutamente inabordable a los propietarios de las mismas, debido a la presumible gran variedad de modelos, estándares, capacidades y formas adaptadas al chasis que la industria estaría sacando continuamente, por la lucha por la mejora continua y la competitividad (Tesla presume, por ejemplo, de tener una disposición única de baterías). Se trató de la necesidad de la estandarización de una batería tipo, pero Tesla ha dado la razón a quienes pensaban que una sociedad en supuesto avance continuo y un libre mercado competitivo no iba a tener fácil la uniformización a largo plazo que requería esta propuesta, por la continua innovación y presión de los aventajados para imponer sus soluciones.

Otro problema irresoluble era la desconfianza del usuario a recibir, nada más llegar a una electrolinera para una primera recarga de su flamante coche, recibir una batería cargada de recambio de cuatro años de duración, cuya autonomía bajaría enormemente respecto de la especificada nada más salir de fábrica. Esto solo a modo de resumen breve de las barreras que hicieron imposible el progreso y masificación o producción a escala de vehículos que ya funcionaban muy bien en aquella época y que dos décadas después, veo siguen siendo más o menos los mismos.

De aquí que me vuelva a sorprender por la ligereza con que se presupone que de 10 a 15 años el parque mundial nuevo de vehículos de motor de explosión ya estará totalmente electrificado, sobre todo cuando se considera que los propios fabricantes esperan que para esas fechas el parque automotor mundial pueda llegar a los dos mil millones. Si a las dificultades y problemas logísticos innúmeros a los que se enfrentaría la transformación a eléctrica del parque automotriz mundial, se le suma la alegre y despreocupada propuesta que se hace de que el transporte pesado pueda ser indistintamente (y sin especificar porcentajes) propulsada eléctricamente o por hidrógeno proveniente de la electrolisis, los problemas logísticos se duplican y muestran que los proponentes tienen el futuro de este transporte realmente sin resolver, aunque lo den por solucionado de forma tan simple.

Vuelos de corta distancia para 2035:, Todos los nuevos aviones de corto alcance van impulsados por baterías o por hidrógeno obtenido por electrolisis. Los principales factores limitantes para una transición más rápida son el cambio de diseño y fabricación de los aparatos, el diseño y la operación de aeropuertos

Vuelos de larga distancia: Para 2040 todos los aviones que queden usan hidrógeno obtenido por electrolisis y licuado (Jacobson y Delucci, 2011. Sección A.2.7) y los tiempos de espera y rodadura se realizan de forma eléctrica y la propia energía de los aviones. Los factores limitantes para una transición más rápida son el tiempo y los cambios sociales que se necesitan para rediseñar los aviones y los aeropuertos.

Algo que también sorprende en el trabajo de Jacobson et al es su estrategia de simplemente reemplazar las funciones actualmente realizadas por energía fósil o nuclear a introducir energía renovable moderna. Aunque sí cuantífican supuestamente el ahorro que algunos de estos cambios implicarían por supuestas mayores eficiencias, sin embargo, parecen incapaces de repensar un cambio profundo del modelo actual o ni siquiera de algunas de las funciones importantes con las que el modelo actual funciona. Este es el caso de la aviación mundial sobre la que lo único que se propone es el cambio de propulsión actual con keroseno a hidrógeno como vector energético; en el caso de la aviación de corta distancia, se supone un hidrógeno que entiendo simplemente comprimido, aunque u logística es compleja y exige unas 700 atmósferas para que un depósito del tamaño y peso similar al de los depósitos de combustible de derivados del petróleo tenga una energía equivalente . En el caso de los vuelos de larga distancia, licuando el hidrógeno para obtener la suficiente cantidad para hacer mínimamente creíble y viable .la duración de los vuelos trasatlánticos o intercontinentales.

Según datos del Banco Mundial que toma como referencia a la OACI (Organización de la Aviación Civil Internacional), en 2014 hubo unos 32 millones de partidas de vuelos en todo el mundo de compañías registradas en el país son los despegues internos y despegues en el exterior de transportistas aéreos registrados en el país. En su informe anual  de 2014 la OACI menciona que se transportaron  3.303 millones de pasajeros.

El número de pasajeros-kilometro fue de 6.144.510 millones de kilómetros, que sobre los 3.303 millones de pasajeros transportados supone un vuelo promedio para toda la aviación civil de 1.860 Km. por vuelo. En cuanto a las mercancías transportadas por vía aérea, fueron   194.012 millones de toneladas-kilómetro, que sobre los 50 millones de toneladas transportados, ofrecen un balance de 3.880 Km de viaje promedio por tonelada transportada

La OACI indica que el tráfico aéreo se duplica cada 15 años y espera que se vuelva a duplicar hacia 2030. Las entregas de nuevos aviones comerciales en 2014 ascendieron a 1600 y hay pedidos en firme para unos 3.100 nuevos aparatos. En el plazo asignado de 25-30 años para el cambio a propulsión por hidrógeno del grupo de Stanford, habría que prever un programa de choque de las grandes líneas de producción (Airbus, Boeing, Bombardier, los fabricantes rusos y ahora los chinos, Embraer y alguno más) que alcanzasen una velocidad promedio de unas decenas de aviones desde esta misma década para alcanzar los centenares la próxima década y llegar a unas 2.000 unidades anuales hacia la década de 2030 a 2040. Algo que sinceramente, parece altamente improbable, dado el estado de maduración de la tecnología.

La industria es bien conocida y aunque mejora constantemente la tecnología y lleva algún año beneficiándose de la caída de los precios mundiales del petróleo, su organización admite que el sector apenas tiene márgenes operativos (un 5% el 2014), para un negocio enormemente voluminoso que alcanzó los 758.000 millones de dólares en 2014. Ver el Anexo 1 del informe de la OACI. Esto es, teniendo unos gastos operativos “de carril” en un sector conocido, que alcanzaron los 716.300 millones de dólares, un 1% del PIB mundial. Excuso decir o calcular lo que supondría par el sector embarcarse en el diseño masivo de una industria aeronáutica mundial y coordinada basada en el hidrógeno como combustible: las necesidades de plantas de generación eléctrica renovable de dedicación exclusiva a la producción de hidrógeno para este sector, su almacenamiento y el transporte, sea en cisternas o por gasoductos, que tienen que ser necesariamente diferentes de los de gas, que son los grandes problemas no resueltos y probablemente sin solución efectiva del hidrógeno.

El hidrógeno tiene un perverso e inevitable efecto, llamado “brittling” que hace quebradizos a los contenedores del hidrógeno, por su alta capacidad reactiva con metales y demás elementos y su ligereza (el elemento más ligero del universo), capaz de filtrarse con gran facilidad entre los átomos de cualquier estructura que trata de contenerlo, lo que hace la logística de grandes almacenamientos durante grandes temporadas como el petróleo o el gas prácticamente imposible, por sus fugas. Parece que el grupo de Stanford ha considerado resuelto este problema incluso para su implantación masiva. Estoy en completo desacuerdo con ello.

También convierte a la tecnología del hidrógeno en inherentemente insegura, tanto en garjes, como hangares, cisternas o cualquier recinto cerrado en el que se alojen, como en los propios depósitos de los sistemas de transporte algo fatal para una industria, que como la aeronáutica se enorgullece de sus bajisimas estadísticas de siniestralidad (3 accidentes por millón de despegues; algo que no puede decir el único sector del transporte de las más alta tecnología que utiliza hidrógeno, el espacial, con tasas de siniestralidad por despegue de varios órdenes de magnitud más altas que esto.

Resulta bastante inconcebible que el grupo de Stanford haya pasado de puntillas sobre estos aspectos, sin considerar que no hay todavía ningún sistema comercial de transporte mínimamente significativo que se mueva con hidrógeno, un vector energético conocido desde hace décadas. Produce ciertamente perplejidad  y algo de sonrojo ajeno, ver la facilidad con que se expiden sobre el futuro de una aviación mundial basada en el hidrógeno, cuando las únicas experiencias de combustibles alternativos en la aviación se podrían reducir al triste experimento del excéntrico magnate británico Richard Branson, que en 2009 se atrevió a cargar los depósitos de uno de los 4 motores de su Boeing 747 privado con biocombustible, pero no los otros tres por lo que pudiera pasar.  O el del avión propulsado por energía solar, el Solar Impulse, que exigió un despliegue tecnológico enorme ara al final poder llevar a uno o dos pilotos con carga mínima y terminar varado en Hawai, al decir de los propios medios apologistas del invento, con las baterías literalmente “fritas” por el sobre esfuerzo de cruzar la mitad del Pacífico.

Por último, aquellos que hemos tenido el privilegio de estar cerca de los grandes desarrollos de la moderna aeronáutica, sabemos del esfuerzo enorme (económico, tecnológico y energético) de realizar pequeños cambios en las grandes cadenas de montaje y de los dilatados plazo que los grandes gigantes de la aeronáutica se conceden para sacar adelante una simple nueva versión de un modelo ya existente o para pasar de estructuras metálicas a otras de “composites” basados en fibra de carbono. Despachar todo esto en un par de líneas realmente es muy desolador.

Durante la transición todavía se necesitarán los combustibles convencionales y las tecnologías WWS existentes para producir la infraestructura restante de WWS. Sin embargo, si los planes que aquí se proponen no fuesen llevados a cabo, la mayor parte de la energía convencional se utilizará en cualquier caso para producir plantas de energía y automóviles convencionales. Más adelante, a medida que el porcentaje de energía WWS crezca, la generación de energía convencional disminuirá, para llegar finalmente a cero, a partir de cuyo momento todos los nuevos dispositivos WWS se producirán con energía WWS existente. En resumen la creación de una infraestructura WWS puede resultar en un aumento temporal de las emisiones antes de que éstas se reduzcan finalmente a cero.

Esta última frase mezcla considerablemente obviedad y ambigüedad. Decir que durante la etapa de creación y desarrollo de las infraestructuras WWS puede que se necesite más consumo de energía convencional y que aumenten las emisiones, es como no decir nada.

Lo importante sería avanzar un dato sobre cuánta más energía y cuantas más emisiones y durante cuánto tiempo. La repuesta está obviamente en lo que el grupo de Stanford defina como TRE, tanto el menguante TRE de las energías fósiles que habrá que utilizar en es supuesta transición, como, sobre todo, en la TRE de las modernas energías renovables  con las que cuentan.

Me temo que si todas ellas (eólica terrestre o marina, solar FV o solar CSP, mareomotriz, undimotriz o geotérmica) resultan tan bajas y decepcionantes, vistas en un entorno social global, con sus inputs energéticos extendidos, como las uqe nos salieron a nosotros para la solar FV en España (2009-2011), habrá que pensar en otras vías.

Que yo tenga la seguridad absoluta de que el futuro a largo plazo será 100% renovable o no será, no me identifica, sin embargo, para nada, con las propuestas de Jacobson et al.  Nos diferencian principalmente los planteamientos sobre cómo afrontar este dramático momento de transición de la Humanidad en el próximo futuro, lo que el respetado Howard T. Odum denominó “The Prosperous Way Down”. Es posible que ni el grupo de Stanford ni A G-O tengan razón y que mi idea de reducir drástica y voluntariamente el consumo energético humano (empezando por los que más consumimos) antes de que la Naturaleza nos lo imponga, sea también totalmente irrealizable. Mala suerte en este caso, si la Naturaleza nos termina poniendo a todos en su sitio y haciendo a los que queden 100% renovables de manera muy diferente a como esperaban algunos. Al menos no traté de hacer pensar a nadie que la tecnología vendría en nuestra ayuda, cuando ha sido la tecnología la que nos ha traído hasta aquí. Y como bien decía Einstein, no puedes resolver un problema utilizando la misma lógica que la que lo creó.

Conclusión. Sinceramente, esta forma de plantear las soluciones 100% renovables parece poco seria, muy poco seria y de un nivel científico y técnico muy pobremente sustentado, para provenir de Stanford. Con esos supuestos, a cualquiera le sale bien un mundo 100% eléctrico sin emisiones en 2050. El hidrógeno en el que confía para algunas funciones vitales del transporte del futuro, sea comprimido o licuado (criogénico) y menos proveniente de hacer la electrolisis de las modernas energías llamadas renovables, no ha probado ser todavía un vector energético utilizable a gran escala y con economía energética y dineraria mínima para hacerlo extrapolable a la sociedad mundial.

Parte de mis salidas sarcásticas por las que vuelvo a pedir disculpas, se deben al infinito cansancio que me produce ver la enorme proliferación de citas referencias o indexaciones acríticas a documentos similares de Jacobson et al, que se tratan como si fuese una biblia incontestable, simplemente porque provienen de Stanford y porque han publicado mucho en medios de mucho prestigio.

Con todo, lo menos riguroso que se puede apreciar en el trabajo de Jacobson, Delucci et al, no es ya la cantidad de hipótesis tan endebles y poco creíbles para cualquier observador que se exija un mínimo de base para el supuesto, sino lo que ya he mencionado en alguna otra ocasión: el constante “disclaimer” o descargo de responsabilidades, cuando indican en muchos de sus artículos que lo que proponen es técnica y económicamente viable y posible y que sólo depende de los que llama posibles “factores limitantes”  o barreras “políticas y sociales” que obviamente ya no son de su responsabilidad. De esta forma, sus propuestas quedan absolutamente desdibujadas y fuera de la responsabilidad que compete a todo divulgador serio, porque ya va la excusa por delante de cualquier fallo en sus pronósticos: son los políticos o la sociedad, no ellos, los científicos que calculan la viabilidad científica y hoy hasta la económica. Esto no debería ser aceptable.

El ser ya algo viejo y haber trabajado y vivido en muchos países de este ancho mundo tratando de poner en marcha altas tecnologías, me trae a la cabeza cientos de ejemplos que podrían poner en cuestión todos y cada uno de los supuestos de calendario de Jacobson y Delucci. Solo con que alguno de ellos se cayera por su propio peso, todo su entramado de hipótesis para hacer en este mundo tan  y complejo un mundo feliz de 100% energía renovable moderna sin perder apenas ninguna pluma, se vendría abajo inexorablemente. Esto ya lo ha señalado muy acertadamente AT en su último artículo en The Oil Crash.

Que tengan ustedes un buen año 2016.

Pedro Prieto

27 de diciembre de 2015