Los elementos básicos de un colector solar plano son la cubierta transparente de vidrio y una placa absorbente, por la que circula el agua u otro fluido caloportador. Otros componentes del sistema son el aislamiento, la caja protectora y un depósito acumulador. Cada metro cuadrado de colector puede producir anualmente una cantidad de energía equivalente a unos ochenta kilogramos de petróleo, dependiendo del lugar. Las aplicaciones más extendidas son la generación de agua caliente para hogares, piscinas, hospitales, hoteles y procesos industriales, y la calefacción, empleos en los que se requiere calor a bajas temperaturas y que pueden llegar a representar más de una décima parte del consumo.
A diferencia de las tecnologías convencionales para calentar el agua, las inversiones iniciales son elevadas y requieren un periodo de amortización comprendido entre 5 y 7 años, si bien, como es fácil deducir, el combustible es gratuito y los gastos de mantenimiento son bajos.
Más sofisticados que los colectores planos son los colectores de vacío y los colectores de concentración, más caros, pero capaces de lograr temperaturas más elevadas, lo que permite cubrir amplios segmentos de la demanda industrial e incluso producir electricidad.
Los objetivos del Plan del gobierno son llegar a 376 ktep en 2010, instalando un total de 4.200.000 metros cuadrados adicionales. Hasta el año 2004 sólo se instalaron 700.805 metros cuadrados (51 ktep), a una media anual de poco más de 40.000 metros cuadrados, frente a los 375.000 metros cuadrados anuales previstos en el Plan del gobierno del PP, o los 900.000 metros cuadrados instalados en Alemania en el año 2001. Al ritmo actual los objetivos para el año 2010 sólo se alcanzarían en el año 2110, un siglo después. Para el año 2010, según el gobierno, debería haber 4.900.805 metros cuadrados. En Alemania, con mucho menos sol y menos superficie, ¡tenían 5.442.000 metros cuadrados ya en 2003! En Grecia había 2.877.000 metros cuadrados y en Austria 2.711.000.
El CTE y las nuevas normativas municipales, que obligan a instalar colectores solares en todas las viviendas de nueva construcción o grandes rehabilitaciones, permitirán relanzar un mercado con enorme futuro.
La demanda potencialmente atendible con colectores solares planos asciende a 6,1 Mtep, aunque el objetivo propuesto sólo aspira a cubrir el 3% del consumo español de energía para bajas temperaturas. Alcanzar tal cifra implica un apoyo decidido de la Administración, y la obligación de instalar colectores solares planos en las viviendas de nueva construcción, con el fin de cubrir entre el 50 y el 75 % de las necesidades de ACS en las nuevas viviendas, como prevé el CTE.
Los objetivos del Plan de Energías Renovables son llegar a 376.000 tep (toneladas equivalentes de petróleo) en 2010, con una inversión de 2.684,6 millones de euros, de los que 348 millones corresponden a la ayuda pública (el 51% del total de la inversión pública en renovables), instalando un total de 4.200.000 metros cuadrados adicionales, sobre el año base de 2004, en que sólo había 700.805 metros cuadrados (51 ktep). El propio Plan estimaba el mercado potencial en 27 millones de metros cuadrados de paneles solares para el año 2010.
El coste del metro cuadrado va desde 579 euros el metro cuadrado a 663 euros, dependiendo del tipo de instalación. Según el PER la energía solar térmica evitará la emisión de 996.710 toneladas de CO2 en el periodo 2005-2010 y generará en el mismo periodo 49.138 empleos-año. Ya existen 385 empresas dedicadas a la energía solar térmica, aunque de ellas sólo 12 son fabricantes. En todo el mundo en 2005 se instalaron 18 millones de metros cuadrados, un gran avance sobre los 7 millones de metros cuadrados instalados en 1999, año en que se inició el despegue, y actualmente hay en funcionamiento 125 millones de metros cuadrados de colectores solares en todo el mundo. Es, por tanto, una tecnología madura, y con un enorme potencial de desarrollo.
Solar fotovoltaica
La producción de electricidad a partir de células fotovoltaicas es aún seis veces más cara que la obtenida en centrales de carbón, pero hace tan sólo dos décadas era veinte veces más. En 1960 el coste de instalar un solo vatio de células fotovoltaicas, excluyendo las baterías, transformadores y otros equipos auxiliares, ascendía a 2.000 dólares; en 1975 era ya sólo 30 dólares y en 2006 va de 2,62 dólares a 4,25, dependiendo de la cantidad y el tipo de instalación. Si en 1975 el kWh costaba más de 7 euros, el precio actual está entre 0,3 y 0,6 céntimos de euro, lo que permite que el empleo de células fotovoltaicas para producir electricidad en lugares alejados de las redes de distribución ya compita con las alternativas existentes, como generadores eléctricos a partir del petróleo.
Hoy, en Estados Unidos, la producción de un kWh cuesta de 4 a 8 centavos de dólar en una central de carbón, de 5 a 10 en una de petróleo, de 12 a 15 en una central nuclear y de 25 a 40 centavos utilizando células fotovoltaicas. En los próximos se espera reducir el coste del kWh a 12 centavos de dólar para antes del año 2010 y a 4 centavos para el 2030. Según ASIF hacia el año 2020 la fotovoltaica podrá competir con las fuentes convencionales de electricidad. Claro que en los costes anteriores no se incluyen los resultados del deterioro causado al ambiente por las distintas maneras de producir la electricidad.
El efecto fotovoltaico, descubierto por Becquerel en 1839, consiste en la generación de una fuerza electromotriz en un dispositivo semiconductor, debido a la absorción de la radiación luminosa. Las células fotovoltaicas convierten la energía luminosa del sol en energía eléctrica, con un único inconveniente: el coste económico todavía muy elevado para la producción centralizada. Sin embargo, las células fotovoltaicas son ya competitivas en todos aquellos lugares alejados de la red y con una demanda reducida, como aldeas y viviendas sin electrificar, repetidores de televisión, balizas, agricultura, faros, calculadoras y otros bienes de consumo.
A lo largo de toda la década el mercado fotovoltaico creció a ritmos anuales superiores al 40%, en 2005 se instalaron 1.727 MWp (apenas fueron 89 MWp en 1996) y a comienzos de 2006 ya había más de 6.000 megavatios pico instalados en todo el mundo, de ellos 54 MWp en España. Se calcula que deberán instalarse aún otros 85.000 MWp, invirtiendo unos 50.000 millones de euros, para conseguir que la fotovoltaica sea competitiva en el mercado, lo que implica un precio de 1 euro por vatio. Para obtener una reducción del 20% del precio, se debe duplicar la producción, según la curva de experiencia o de aprendizaje. El esfuerzo económico vale la pena, y hay que tener en cuenta que todas las fuentes de energía, incluida la energía nuclear, han recibido un considerable apoyo público, sobre todo en la etapa inicial de despegue, que es en la que nos encontramos.
Actualmente la mayoría de las células fotovoltaicas son de silicio monocristalino de gran pureza, material obtenido a partir de la arena, muy abundante en la naturaleza. La purificación del silicio es un proceso muy costoso, debido a la dependencia del mercado de componentes electrónicos, que requiere una pureza (silicio de grado electrónico) superior a la requerida por las células fotovoltaicas. La obtención de silicio de grado solar, directamente del silicio metalúrgico, cuya pureza es del 98%, abarataría considerablemente los costes, al igual que la producción de células a partir del silicio amorfo u otros procedimientos, hoy en avanzado estado de investigación y cuyos resultados pueden ser decisivos en la próxima década. La próxima entrada en funcionamiento de varias fábricas de silicio solar (una de ellas en Andalucía, promovida por Isofotón y Endesa)) abaratará los costes, aunque aún queda por delante un importante esfuerzo de investigación y desarrollo, antes de reducir los costes para lograr una introducción masiva de la fotovoltaica. La multinacional BP produce células de alto rendimiento en su fábrica de Madrid, la denominada LGBG (Laser Grooved Buried Grid) Saturno. El apoyo institucional, abriendo nuevos mercados, puede acortar el tiempo necesario para la plena competitividad de las células fotovoltaicas.
La superficie ocupada no plantea problemas. En el área mediterránea se podrían producir 90 millones de kWh anuales por kilómetro cuadrado de superficie cubierta de células fotovoltaicas, y antes del año 2010, con los rendimientos previstos, se alcanzarán los 150 millones de kWh por km2. Por lo que se refiere al almacenamiento, la producción de hidrógeno por electrólisis y su posterior empleo para producir electricidad u otros usos, puede ser una óptima solución.
El objetivo del Plan de Fomento de las Energías Renovables del PP era tener instalados 143,7 MWp (megavatios pico) en el año 2010, de ellos 135 MWp nuevos, de los que 61 MWp deberían instalarse antes de 2006 (el 15% en instalaciones aisladas y el 85% en instalaciones conectadas a la red). Entre 1998 y 2001 se instalaron sólo 6,9 MWp, aunque posteriormente la situación se desbloqueó, y ya en 2004 se llegó a la cifra de 37 MWp y en 2005 se alcanzaron los 54 MWp. Al ritmo de los años anteriores los objetivos del Plan del PP para el año 2010 se alcanzarán en el año 2056.
El nuevo Plan de Energías Renovables ha elevado el objetivo a 400 megavatios, cifra aún insuficiente, pues se puede y se deben alcanzar los 1.000 megavatios, como en su momento propuso ASIF y asumimos en nuestra propuesta. De hecho, en 2006 había peticiones para instalar 6.000 megavatios fotovoltaicos, cifra excesiva, pero que demuestra que se pueden alcanzar los 1.000 megavatios en 2010 sin problemas, si hay voluntad política para desarrollar las energías renovables. De hecho, Alemania tenía 410,3 MWp ya en 2003, habiendo multiplicado por 10 su mercado entre 1999 y 2003. Holanda, con poco sol y superficie, tenía más potencia instalada en 2003 (50,5 MWp) que España. El precio del kWh fotovoltaico, con las primas, asciende a 0,42 euros (máximo) y a 0,219 euros (mínimo), frente a 0,72 y 0,35 en Austria, 0,48 en Alemania y 0,39 y 0,23 en Portugal.
La industria fotovoltaica española es la segunda europea, tras Alemania, y la cuarta a nivel mundial. En España se fabricaron 56,20 MWp en el año 2003 (el 36% de la producción europea), destinados en casi un 90% a la exportación. Los tres fabricantes son Isofotón en Málaga (63% de la producción en 2003, 35,2 MWp), BP Solar en Madrid (28%, 15,5 MWp) y ATERSA en Valencia (10%, 5,5 MWp), aunque en el sector operan 385 empresas, que empleaban a 5.525 personas directa e indirectamente en 2004 (2.228 en la fabricación de células y módulos, 297 en baterías y electrónica, 1.500 instaladores y otros 1.500 en tareas diversas). Los precios de los módulos fotovoltaicos se han reducido mucho, y hoy, según el tipo de instalación, van de desde 5,7 euros/Wp (conexión a la red) a 11,76 euros/Wp (instalaciones aisladas), aunque en Alemania, con un mercado mucho más desarrollado, el precio es de 4,5 euros/Wp.
En España, con una radiación solar diaria superior en la casi totalidad del territorio a 4 kWh por metro cuadrado, y que en algunas zonas superan los 5 kWh, el potencial es inmenso. Sólo en los tejados de las viviendas españolas se podrían producir anualmente 180 TWh.
Un objetivo viable sería llegar a 1.000 MWp fotovoltaicos en el año 2010, fecha a partir de la cual la fotovoltaica debería experimentar un rápido desarrollo, para alcanzar los 32,5 TWh en el año 2020. De alcanzarse tales cifras dejarían de emitirse a la atmósfera en el año 2020 un total de 34 millones de toneladas de CO2, 97 mil toneladas de NOx y 96 mil toneladas de SO2, entre otras sustancias, siempre que la fotovoltaica sustituya al carbón en la generación eléctrica. Mayores beneficios se lograrían sustituyendo a la energía nuclear: 118 mil toneladas de residuos radiactivos en el año 2020 dejarían de producirse, sin incluir la minería del uranio, ahorrando igualmente problemas de seguridad y de proliferación nuclear. Para alcanzar tales objetivos se requerirán unas inversiones importantes, pero posibles (unos 500 millones de euros anuales), al objeto de superar las actuales barreras tecnológicas y de economías de escala. En el mundo, según el informe "Solar Generation" de la Asociación de la Industria Fotovoltaica Europea y Greenpeace, se debería llegar a 276 TWh en el año 2020, con unas inversiones anuales de 75.000 millones de euros.
El éxito de los llamados "huertos solares" demuestra que es posible alcanzar los objetivos propuestos, sin demasiado voluntarismo, creando un nuevo tejido industrial con enormes posibilidades de desarrollo, al igual que está pasando con la eólica.
La ley 54/1997 del Sector Eléctrico estableció un Régimen Especial para las fuentes de energía renovables, con una potencia instalada inferior a los 50 MW. El Real Decreto 436/2004, sobre Régimen Especial, que desarrolla la ley, estableció un régimen económico garantizado. El Real Decreto 1663/2000, sobre conexión a la red eléctrica de baja tensión, y la Resolución de 31 de mayo de 2001, de la Dirección General de Política Energética y Minas, constituyen el núcleo legislativo de las instalaciones de energía solar fotovoltaica conectadas a red.
Solar térmoeléctrica
Los colectores solares de concentración lineal son espejos cilindroparabólicos, que disponen de un conducto en la línea focal por el que circula el fluido caloportador, capaz de alcanzar los 400 grados centígrados. Con tales temperaturas se puede producir electricidad y calor para procesos industriales. En Estados Unidos operan más de cien mil metros cuadrados de concentradores lineales, y la empresa "Luz International" instaló en California seis centrales para producir electricidad, con una potencia de 354 MW eléctricos (1 MW=1.000 kW), y unos rendimientos satisfactorios.
Los colectores puntuales son espejos parabólicos en cuyo foco se dispone un receptor, en el que se produce el calentamiento del fluido de transferencia, posteriormente enviado a una turbina centralizada, o se instala directamente un motor. Más discutibles son las llamadas centrales solares de torre central consistentes en numerosos espejos de gran superficie (helióstatos) que, gracias a la orientación constante, concentran la radiación solar en un receptor de vapor situado en lo alto de una torre. Los resultados obtenidos hasta ahora en las centrales de Almería (España), Solar One en Dagett (EE UU), CES en Crimea y Themis en Francia, entre otras, no son tan alentadores como los espejos parabólicos. El desarrollo de helióstatos de bajo coste, utilizando nuevos materiales como el poliéster, la fibra de vidrio o las membranas tensionadas de fibra de grafito y receptores más fiables y eficientes, puede abrir nuevas posibilidades al empleo de la energía solar para la obtención de electricidad.
El coste del kWh es de unos 20 céntimos de euro, todavía superior al convencional, pero interesante en numerosas zonas que tengan buena insolación. Las perspectivas son halagüeñas, a pesar de algunos fracasos, como probó la quiebra de Luz en 1991 y su posterior venta, y hoy hay varios proyectos en marcha en España e India, entre otros países. La llamada Iniciativa de Mercado Global pretende conseguir que en 2014 existan 5.000 MW de solar termoeléctrica. Actualmente hay 10 proyectos en marcha, que suponen 1.000 Mwe.
El plan del gobierno prevé producir 509 ktep en el año 2010 de solar termoeléctrica, con una potencia instalada de sólo 500 megavatios y una producción de 1.298 GWh/año, invirtiendo para ello 2.165 millones de euros en el periodo 2005-2010, de los que sólo 6,2 millones serían fondos públicos. Con los proyectos actualmente en desarrollo, en una u otra fase, podrían alcanzarse los 1.000 MWe. El Real Decreto 436/2004 creó el marco que está posibilitando en España el desarrollo actual, que pronto dará sus frutos. Los más avanzados son Andasol I y II, de 50 Mwe cada uno, en el Marquesado (Granada), desarrollado por ACS, la PS10 de Abengoa, 11 Mwe de torre central en Sanlúcar la Mayor (Sevilla), que en la misma localización promueve la PS20 (13 Mwe de torre y 7 MW de espejos parabólicos), Aznalcóllar 20 MW (igual que la PS 20), Aznalcóllar TH (80 kWe de discos parabólicos) y Solnova (50 MW), y varios proyectos de Iberdrola en Sevilla, Ciudad Real, Badajoz, Murcia y Zamora, con espejos parabólicos (colector Eurotrough, desarrollado en Almería), además de los proyectos de investigación que se localizan en la Plataforma Solar de Almería.
Los colectores cilindroparabólicos requieren una hectárea por megavatio, mientras que las centrales de torre necesitan de 6 a 8 hectáreas. La inversión necesaria, en el caso de las centrales de colectores cilindroparabólicos, asciende a 5.000 euros por kilovatio instalado, y el coste del kWh es de unos 20 céntimos de euro por kilovatio con 2.855 horas equivalentes, aunque se reducirá en el futuro, a medida que madure la tecnología.
Los 400 MW previstos en el PER, según el IDAE, evitarían la emisión en 2010 de medio millón de toneladas de CO2 y generarían 23.199 empleos-año.
Eólica
La energía eólica es una variante de la energía solar, pues se deriva del calentamiento diferencial de la atmósfera y de las irregularidades de relieve de la superficie terrestre. Sólo una pequeña fracción de la energía solar recibida por la Tierra se convierte en energía cinética del viento y sin embargo ésta alcanza cifras enormes, superiores en varias veces a todas las necesidades actuales de electricidad. La energía eólica podría proporcionar cinco veces más electricidad que el total consumido en todo el mundo, sin afectar a las zonas con mayor valor ambiental.
La potencia que se puede obtener con un generador eólico es proporcional al cubo de la velocidad del viento; al duplicarse la velocidad del viento la potencia se multiplica por ocho, y de ahí que la velocidad media del viento sea un factor determinante a la hora de analizar la posible viabilidad de un sistema eólico. La energía eólica es un recurso muy variable, tanto en el tiempo como en el lugar, pudiendo cambiar mucho en distancias muy reducidas. En general, las zonas costeras y las cumbres de las montañas son las más favorables y mejor dotadas para el aprovechamiento del viento con fines energéticos.
La conversión de la energía del viento en electricidad se realiza por medio de aerogeneradores, con tamaños que abarcan desde algunos vatios hasta los 5.000 kilovatios (5 MW). Los aerogeneradores se han desarrollado intensamente desde la crisis del petróleo en 1973, habiéndose construido desde entonces más de 100.000 máquinas.
La capacidad instalada era de 59.600 MW en 2005, mientras que hace sólo una década, en 1995, sólo había 4.780 MW. Alemania, con 18.428 MW, concentra el 31% de la potencia eólica instalada en el mundo, seguida por España, con 10.027 MW. Entre los países que más han investigado y desarrollado intensamente la energía eólica en los últimos años, destacan Alemania, Dinamarca, España, EE UU, Holanda, India y China. En 2006 ya es competitiva la producción de electricidad con generadores eólicos de tamaño medio o grande (de 750 a 3.000 kW) y en lugares donde la velocidad media del viento supera los 4 metros por segundo. Se espera que dentro de unos pocos años también las máquinas grandes (entre 3 y 5 MW) lleguen a ser rentables, y se generalice la eólica marina, donde los vientos son más predecibles y constantes.
La energía eólica no contamina, no genera residuos radiactivos ni gases de invernadero y su impacto ambiental es muy pequeño comparado con otras fuentes energéticas. De ahí la necesidad de acelerar su implantación en todas las localizaciones favorables, aunque procurando reducir las posibles repercusiones negativas, especialmente en las aves y en el paisaje, en algunas localizaciones.
El carbón, y posteriormente la electricidad, dieron al traste con el aprovechamiento del viento hasta la crisis energética de 1973, año en que suben vertiginosamente los precios del petróleo y se inicia el renacimiento de una fuente cuya aportación, en las próximas décadas, puede llegar a cubrir el 20 por ciento de las necesidades de electricidad sin cambios en la gestión de la red de distribución. Las mejores zonas eólicas en España son, en orden decreciente, las Islas Canarias, Zona del Estrecho, costa Gallega y valle del Ebro, aunque en todas las provincias hay localizaciones favorables.
A finales del año 2006 la potencia eólica en España ascenderá a 12.000 MW, con un incremento de 2.000 MW sobre el año 2005. El precio del kWh en España era de 0,0628 euros en el sistema de precios fijo o de 0,066 del pool más incentivo (0,037 del llamado precio pool y 0,0289 de compensaciones), frente a los 0,09 de Alemania, y es uno de los más bajos de la Unión Europea, pero el sistema de apoyo al precio ha demostrado su eficacia en Alemania, España y Dinamarca, y deberá mantenerse durante la próxima década.
El importe total de los incentivos a la producción de electricidad con energía eólica ascenderá a sólo 815 millones de euros en el año 2010 (para la potencia de 20.000 MW prevista en el PER), una ínfima parte de lo que nos costó el Prestige, o la gestión de los residuos radiactivos que generan las centrales nucleares. Desde 1996 a 2002 el precio de la tarifa eólica para los productores acogidos al Real Decreto 2366/94 bajó un 36,94%, y las ayudas reales han sido bastante pequeñas, sobre todo si se consideran los enormes beneficios en términos ambientales, de reducción del déficit exterior y de creación de empleo, además de los recursos que genera en las zonas más deprimidas del territorio.
Los costes de la eólica son ya competitivos con los de las energías convencionales: unos 1.100 euros el KW instalado en los últimos modelos, algo más caros que los anteriores. La inversión, según el IDAE, se reparte entre los aerogeneradores (74%), el equipamiento electromecánico (17%), la obra civil (5%) y otros (4%). El coste de generación del kWh va de 5,1 a 6,5 céntimos de euro. Cada kWh eólico permite ahorrar un kilogramo de CO2, entre otras sustancias contaminantes, si sustituye a las centrales de carbón.
Hoy uno de los mayores obstáculos para el desarrollo de la eólica es la prioridad dada por las eléctricas a las grandes centrales de ciclo combinado de gas natural. Según nuestras previsiones, realizadas a partir de un exhaustivo análisis del desarrollo actual y de los diversos planes regionales, siempre que haya voluntad política y se resuelvan los problemas de conexiones a la red eléctrica y exista el apoyo adecuado en las primas, venciendo la resistencia de las grandes empresas eléctricas y la miopía de cortos vuelos de algunos grupos conservacionistas, en España se podría llegar a 29.000 MW en el año 2010, sin demasiados problemas, y a título de ejemplo baste señalar que los planes energéticos de las Comunidades Autónomas contemplan cifras muy superiores: 4.450 MW en Castilla-La Mancha, 6.300 MW en Galicia, 4.000 MW en Andalucía, 6.700 MW en Castilla y León, 4.000 MW en Aragón, 2.359 MW en la Comunidad Valenciana, 1.530 MW en Navarra, 660 MW en La Rioja, 3.000 MW en Cataluña, 900 MW en Asturias, 850 MW en Murcia, 300 MW en Cantabria, 893 MW en Canarias y 624 MW en el País Vasco. En Extremadura, aunque podrían instalarse más de 2.000 MW, es necesario que el gobierno regional del PSOE cambie su postura totalmente cerril y de desprecio hacia los "molinillos". En Madrid hay previstos 50 MW y en Baleares 75 MW. Las propuestas de los promotores son mucho más elevadas, cerca de 55.000 MW.
No hay, por tanto, ningún problema de potencial, que sobra. Las dificultades vienen de REE y de los problemas reales de gestionar la aportación de la eólica. Pero todo es solucionable, si hay voluntad política. La cifra de 29.000 MW en 2010 es una cifra asumible, y no plantea los conflictos con los gobiernos autonómicos de reducir la potencia a los 20.000 MW que prevé el PER. Para llegar a los 29.000 MW, que producirían anualmente 62.700 GWh, se debe modificar el RD 436/2004 y el último PER. La mejora de las conexiones con Francia permitirá aumentar la aportación de la eólica, garantizando en todo momento el suministro eléctrico. No hay que olvidar las enormes dificultades para cumplir nuestros compromisos en el marco del Protocolo de Kioto, y el papel que puede desempeñar la eólica.
Entre los fabricantes españoles de aerogeneradores destacan Gamesa Eólica (participada por Iberdrola), Made Tecnologías Renovables (absorbida por Gamesa), Ecotècnia (integrada en las cooperativas de Mondragón), una de las mayores empresas de energías renovables del mundo, Acciona (que absorbió a EHN), M Torres y Navantia-Siemens. Además también fabrican en España la empresa danesa Vestas y la estadounidense General Electric, entre otras.
La eólica ha creado ya en España 95.000 empleos-año, 24.000 directos y 71.000 indirectos, y además en las tareas de operación y mantenimientos de los parques eólicos se han creado otros 1.450 empleos permanentes. La eólica emplea ya en España a 7 veces más personas que el carbón. El mayor obstáculo al desarrollo de la energía eólica hoy proviene de Red Eléctrica Española, por razones obvias y explicables, como los huecos de tensión y sobre todo la garantía de suministro, pero que tendrán solución si se ponen los medios.
La próxima frontera es el desarrollo de la eólica marina, más predecible y superior en un 20% por MW instalado a la eólica en tierra, y de hecho los promotores ya han solicitado 2.800 MW. Los problemas en gran parte proceden de la ignorancia y de la falta de voluntad política.
Y en muchos casos habrá que ir pensando en los próximos años en la sustitución de los primeros aerogeneradores, hoy obsoletos, por otros más potentes, fiables y que no plantean los huecos de tensión. El generador síncrono de velocidad variable es más caro que el asíncrono, pero se adapta mejor a los requerimientos de la red. Y conviene vencer una idea preconcebida: la eólica es una tecnología madura, pero necesitada de importantes inversiones en I+D, si se quiere mantener y desarrollar el ya importante tejido industrial.
Biomasa
La utilización de la biomasa es tan antigua como el descubrimiento y el empleo del fuego para calentarse y preparar alimentos, utilizando la leña. Aún hoy, la biomasa es la principal fuente de energía para usos domésticos empleada por más de 2.000 millones de personas en el Tercer Mundo.
Los empleos actuales son la combustión directa de la leña y los residuos agrícolas y la producción de alcohol como combustible para los automóviles en Brasil. Los recursos potenciales son ingentes, superando los 120.000 millones de toneladas anuales, recursos que en sus dos terceras partes corresponden a la producción de los bosques.
¿Es la biomasa una energía alternativa? A lo largo y ancho del planeta el consumo de leña está ocasionando una deforestación galopante. En el caso del Brasil se ha criticado el empleo de gran cantidad de tierras fértiles para producir alcohol que sustituya a la gasolina en los automóviles, cuando la mitad de la población de aquel país está subalimentada. Por otra parte, la combustión de la biomasa es contaminante. En el caso de la incineración de basuras, tal y como se viene haciendo con los residuos urbanos en muchas ciudades europeas, japonesas y estadounidenses, la combustión emite a la atmósfera contaminantes, algunos de ellos cancerígenos, como las dioxinas. También es muy discutible el uso de tierras fértiles para producir energía en vez de alimentos, tal y como se está haciendo en Brasil, o el empleo de leña sin proceder a reforestar las superficies taladas.
En España actualmente el potencial energético de los residuos asciende a 25,7 Mtep, para una cantidad que en toneladas físicas supera los 180 millones: 12,5 millones de toneladas de Residuos Sólidos Urbanos con un potencial de 1,7 Mtep, 10 millones de toneladas de lodos de depuradoras, 13,8 millones de t de residuos industriales (2,5 Mtep), 17 Mt de residuos forestales (8,1 Mtep), 35 Mt de residuos agrícolas (12,1 Mtep), 30 Mt de mataderos y 62 Mt de residuos ganaderos (1,2 Mtep). El reciclaje y la reutilización de los residuos permitirán mejorar el medio ambiente, ahorrando importantes cantidades de energía y de materias primas, a la vez que se trata de suprimir la generación de residuos tóxicos y de reducir los envases. La incineración no es deseable, y probablemente tampoco la producción de biocombustibles, dadas sus repercusiones sobre la diversidad biológica, los suelos y el ciclo hidrológico.
El Plan de Fomento de las Energías Renovables en España preveía que la biomasa llegase a 10.295 ktep en 2010, y el nuevo Plan de las Energías Renovables en España prevé 2.039 MW (14.015 GWh) y 4.070 ktep para usos térmicos en 2010. En el año 2005, dando por buenos los datos del IDAE, la biomasa para usos térmicos ascendió 3.444 ktep (sin incluir los biocarburantes, biogás y RSU) y para usos eléctricos a 354 MW (1.596 GWh, 683 ktep), con incrementos ínfimos respecto a años anteriores. Y las perspectivas no son mucho mejores. Con las políticas actuales, en el año 2010 difícilmente se alcanzarán los objetivos del Plan, a pesar de su modestia, y es probable que tampoco se debiera hacer mucho más. Los restos de madera, como sostiene ANFTA (Asociación Nacional de Fabricantes de Tableros), son demasiado valiosos para ser quemados, pues constituyen la materia prima base de la industria del tablero aglomerado y sólo debe quemarse como aprovechamiento último, y España es muy deficitaria en restos de madera (se importan más de 350.000 m3), y en madera en general (se importa cerca del 50%). Además el CO2 se acumula en los tableros (cada metro cúbico de tablero aglomerado fija 648 kg de CO2), mientras que la quema lo libera, se genera más empleo en las zonas rurales, más valor añadido y se producen muebles de madera al alcance de todos. El reciclaje debe tener prioridad frente al uso energético y los únicos residuos de madera que se deberían incinerar son las ramas finas de pino, los restos de matorral, las cortezas y el polvo de lijado.
Los costes de extracción y transporte de las operaciones de limpieza del monte para las plantas de biomasa son de 0,16 euros por kg, a los que hay que añadir los de almacén, cribado y astillado, secado, densificación y el coste del combustible auxiliar. Hoy las centrales termoeléctricas de biomasa no son viables económicamente, y además esos residuos también son necesarios para el suelo (aporte de nutrientes, erosión).
Biogás
El aprovechamiento energético del biogás, a partir de residuos biodegradables (residuos ganaderos, lodos de depuradoras, efluentes de RSU e industriales), pretende evitar el impacto ambiental de éstos. El consumo de biogás en España ascendió en 2005 a 152 MW (571 GWh, 185 ktep), cifra a la que hay que añadir las 35,8 ktep de aplicaciones térmicas. La explotación energética del biogás ha avanzado por encima de lo previsto, y ya en 2003 se superaron los objetivos del Plan del PP para 2010.
El biogás es un gas formado por metano, dióxido de carbono y nitrógeno, como resultado de la digestión anaerobia de los residuos biodegradables. Especial mención merecen los purines, que si no se tratan adecuadamente, ocasionan un grave problema de contaminación por nitratos. Además del problema de los nitratos, es de destacar la necesidad de eliminar el metano, que es un potente gas de efecto invernadero.
Los objetivos del nuevo PER son instalar 94 MW adicionales (592 GWh) para el año 2010 y llegar a 455 ktep. Quizás habría que incidir más en los residuos ganaderos, donde se está generalizando el secado térmico de los purines con gas natural, una alternativa poco eficiente en términos energéticos.
Biocarburantes
El consumo de biocarburantes en 2005 ascendió a 265,1 ktep, cifra destacable, pues se partía de nada. El objetivo del PER es llegar a 2.200 ktep en 2010, tanto de biotenol (750.000 ktep adicionales) como de biodiésel (1.221,8 ktep adicionales), con una inversión de 1.156,8 millones de euros de aquí al año 2010. El biotanol emplea como materias primas cereales y remolacha, y el biodiésel utiliza aceites vegetales usados o de girasol y colza, sustituyendo al gasóleo, ya sea en mezclas o como carburante único.
Los biocarburantes reducen las emisiones de gases de invernadero, pero pueden tener un importante impacto ambiental, por el consumo de agua, plaguicidas y abonos, y dado el crecimiento del parque automovilístico, su aportación es pequeña y discutible, si no se acompaña de políticas que promuevan la movilidad sostenible. La base económica de su desarrollo actual es la exención fiscal hasta el año 2012 y la reforma de la PAC de la Unión Europea.
Hidráulica
La energía hidroeléctrica se genera haciendo pasar una corriente de agua a través de una turbina. La electricidad generada por una caída de agua depende de la cantidad y de la velocidad del agua que pasa a través de la turbina, cuya eficiencia puede llegar al 90%.
El aprovechamiento eléctrico del agua no produce un consumo físico de ésta, pero puede entrar en contradicción con otros usos agrícolas o de abastecimiento urbano, y sobre todo, las grandes centrales tienen un gran impacto ambiental. Las centrales hidroeléctricas en sí mismas no son contaminantes; sin embargo, su construcción produce numerosas alteraciones del territorio y de la fauna y flora: dificulta la migración de peces, la navegación fluvial y el transporte de elementos nutritivos aguas abajo, provoca una disminución del caudal del río, modifica el nivel de las capas freáticas, la composición del agua embalsada y el microclima, y origina el sumergimiento de tierras cultivables y el desplazamiento forzado de los habitantes de las zonas anegadas. En la mayoría de los casos es la forma más barata de producir electricidad, aunque los costes ambientales no han sido seriamente considerados.
El potencial eléctrico aún sin aprovechar es enorme. Apenas se utiliza el 17% del potencial a nivel mundial, con una gran disparidad según los países. Europa ya utiliza el 60% de su potencial técnicamente aprovechable. Al contrario, los países del tercer mundo solamente utilizan del 8% de su potencial hidráulico. En España el potencial adicional técnicamente desarrollable podría duplicar la producción actual, alcanzando los 65 TWh anuales, aunque los costes ambientales y sociales serían desproporcionados. Las minicentrales hidroeléctricas causan menos daños que los grandes proyectos, y podrían proporcionar electricidad a amplias zonas que carecen de ella.
No debería considerarse la construcción de ninguna nueva gran central, centrando los esfuerzos en la rehabilitación de las minicentrales cerradas, mejora de las existentes y aprovechamiento hidroeléctrico de los embalses que carecen de él. Tales acciones permitirían incrementar la producción anual en 6 ó 7 TWh en España, sin ningún impacto ambiental adicional, hasta alcanzar los 40 TWh en un año medio (ni muy seco ni especialmente lluvioso).
El Plan de Fomento fijaba como objetivo 720 nuevos MW de minihidráulica (menos de 10 MW), hasta alcanzar los 2.230 MW. Entre 1998 y 2005 se han puesto en funcionamiento 279 MW, por lo que al ritmo actual no se alcanzará el objetivo, a causa sobre todo de las barreras administrativas y el impacto ambiental. En el año 2005 la potencia de las centrales hidráulicas con menos de 10 MW ascendió a 1.788 MW, y en la gran hidráulica la potencia era de 16.433 MW; la producción ascendió a 22.975 GWh. Hay que recordar que el año 2005 fue excepcional, pues se registró la peor sequía del último siglo. En un año hidráulico medio, con la potencia actual, se debería haber producido 36.226 GWh. Los objetivos del nuevo PER son incrementar en 360 MW la hidráulica media (entre 10 y 50 MW) y en 450 MW la minihidráulica. En 2010 habría en total 18.977 MW, que en un año medio producirían 38.186 GWh (3,1 Mtep).
Geotermia
El gradiente térmico resultante de las altas temperaturas del centro de la Tierra (superiores a los mil grados centígrados), genera una corriente de calor hacia la superficie, corriente que es la fuente de la energía geotérmica. El valor promedio del gradiente térmico es de 25 grados centígrados por cada kilómetro, siendo superior en algunas zonas sísmicas o volcánicas. Los flujos y gradientes térmicos anómalos alcanzan valores máximos en zonas que representan en torno a la décima parte de las tierras emergidas: costa del Pacífico en América, desde Alaska hasta Chile, occidente del Pacífico, desde Nueva Zelanda a Japón, el este de África y alrededor del Mediterráneo. El potencial geotérmico almacenado en los diez kilómetros exteriores de la corteza terrestre supera en 2.000 veces a las reservas mundiales de carbón.
La explotación comercial de la geotermia, al margen de los tradicionales usos termales, comenzó a finales del siglo XIX en Lardarello (Italia), con la producción de electricidad. Hoy son ya 22 los países que generan electricidad a partir de la geotermia, con una capacidad instalada de 7.173 MW, equivalente a siete centrales nucleares de tamaño grande. Estados Unidos, Filipinas, México, Italia y Japón, en este orden, son los países con mayor producción geotérmica.
Actualmente, una profundidad de perforación de 3.000 metros constituye el máximo económicamente viable; otra de las limitaciones de la geotermia es que las aplicaciones de ésta, electricidad o calor para calefacciones e invernaderos, deben encontrarse en las proximidades del yacimiento en explotación. La geotermia puede llegar a causar algún deterioro al ambiente, aunque la reinyección del agua empleada en la generación de electricidad minimiza los posibles riesgos.
Los países con mayores recursos, en orden de importancia, son China, Estados Unidos, Canadá, Indonesia, Perú y México. El potencial geotérmico español es de 600 ktep anuales, según una estimación muy conservadora del Instituto Geológico y Minero de España. Para el año 2010 el PER no considera ningún incremento (actualmente hay 7,7 ktep). Los posibles usos futuros serían calefacción, agua caliente sanitaria e invernaderos, no contemplándose la producción de electricidad.
Hidrógeno
La producción de hidrógeno por fotolisis es un proceso aún inmaduro tecnológicamente y cuya viabilidad es necesario demostrar, lo que requerirá enormes inversiones en investigación; si algún día se llega a producir hidrógeno comercialmente, a precios competitivos, y a partir de dos factores tan abundantes como son el agua y la energía solar, los problemas energéticos y ambientales quedarían resueltos, pues el hidrógeno, a diferencia de otros combustibles, no es contaminante. Otra forma de producir hidrógeno es por electrólisis, pero éste es un proceso que requiere grandes cantidades de electricidad, la cual puede obtenerse merced a la eólica y las células fotovoltaicas, almacenando de esta forma la energía eólica y solar para regular la red. En cualquier caso en las próximas décadas entraremos en una economía basada en el hidrógeno como combustible secundario; su combustión apenas contamina. La energía primaria para su obtención será la solar u otras con características similares, como es el caso de la fusión (no la fisión) nuclear, aunque ésta puede plantear graves problemas ambientales, tecnológicos e incluso económicos, al igual que hoy sucede con la fisión del uranio.
El hidrógeno servirá para almacenar la energía solar y eólica cuando no haya sol o no sople el viento, y alimentará a las pilas de combustible hoy en desarrollo, y que en un futuro no muy lejano puede llegar a ser una importante fuente de producción descentralizada de electricidad a pequeña escala, sin apenas impactos ambientales. Las pilas de combustible también sustituirán a los motores de combustión interna de los automóviles.
Tabla 5. Emisiones de contaminantes en la producción de electricidad: todo el ciclo de combustible (toneladas por GWh)
Fuente: US Department of Energy, Council for Renewable Energy Education y elaboración propia.
TR: trazas. Las emisiones de la biomasa presuponen la regeneración anual de la cantidad consumida, lo que raras veces sucede. La hidráulica y la biomasa tienen graves consecuencias para la diversidad biológica, y los residuos radiactivos plantean graves problemas de seguridad durante más de 200.000 años. Otros impactos son la minería a cielo abierto en el caso del carbón, los vertidos de petróleo y la seguridad de las centrales nucleares.
Empleo en el sector energético
Carbón: Sólo entre 1985 y 1996 la plantilla en la minería nacional de carbón se ha reducido en un 50% (de 52.910 personas en 1985 a 26.133 en 1996). El futuro del empleo en la minería está condicionado por los sucesivos planes del sector; según el Plan 1998-2005, hubo una reducción de 7.000 empleos por prejubilaciones, y en 2012 sólo habrá 5.276 mineros. Lo cierto es que el sector tiene escaso futuro, por la mala calidad del carbón español, sus altos costes de extracción, las imposiciones de la Unión Europea y la necesidad de cumplir el Protocolo de kioto y reducir las emisiones. El almacenamiento subterráneo de CO2 plantea importantes incertidumbres y no es una panacea para evitar un declive irreversible a corto y medio plazo. Las reservas nacionales recuperables de carbón ascienden en la actualidad a 865 Mtec.
Gas natural, petróleo, sector eléctrico y energía nuclear: La tendencia es a una disminución lenta, y sin el dramatismo del carbón, del empleo existente, unos 60.000 en 1999. No cabe esperar creación neta de empleo. Los datos sobre el empleo del sector son bastante contradictorios. En el sector eléctrico, por ejemplo, según UNESA trabajan 64.149 personas, pero en el mismo año había afiliadas 76.656 personas a la Seguridad Social, la Encuesta Industrial de las Empresas del INE daba la cifra de 30.022 personas y la Encuesta de población Activa del INE fijaba el empleo en sólo 58.750 personas. El empleo, según la Federación Minerometelúrgica de CC.OO ha descendido en más de 15.000 personas a tiempo completo.
Energías renovables y ahorro energético: El desarrollo de las energías renovables, y sobre todo las políticas de aumento de la eficiencia energética, podría compensar con creces la pérdida de empleo en el conjunto del sector energético.
Las actuaciones de mejora de la eficiencia energética crean un volumen importante de empleo en las fases de fabricación de los equipos, construcción y montaje, pero muy reducido en la fase de operación.
Un estudio (Ecotec (1994), The Potencial for Employment Opportunities from Pursuing Sustainable Development) llegó a la conclusión de que se podrían crear 880.000 empleos directos en la Unión Europea en el horizonte del año 2020 desarrollando las energías renovables y aumentando la eficiencia energética, conclusiones avaladas por otros estudios, como el realizado por TERES II en 1996, The European Renewable Study, o por ALTENER, o en España el último Plan de Energías Renovables de 2005.
En España sólo Comisiones Obreras ha analizado el impacto sobre el empleo de las diversas políticas energéticas. Según CC OO las energías renovables podrían crear unos 150.000 empleos adicionales. Lo único cierto es que la actual política energética, al ser intensiva en capital y al basarse en la importación de petróleo, gas natural y hulla, afecta negativamente al empleo. La promoción de las energías renovables y el aumento de la eficiencia energética contribuirán a la creación de empleo, tanto directo como indirecto:
Los bienes de equipo y la construcción civil serán beneficiados;
Aumentará la competitividad general de la economía, al reducirse el déficit comercial, frente a un modelo energético que se apoya sobre todo en las importaciones de productos energéticos;
El cambio climático y la crisis ambiental en general obligará a adoptar una nueva política energética. Los países que antes promocionen las energías renovables y las tecnologías más eficientes estarán más preparados.
La energía eólica muestra las potencialidades para la creación de empleo de las nuevas tecnologías energéticas. Actualmente hay varias empresas fabricantes, Gamesa Eólica, la cooperativa Ecotecnia, Made, absorbida por Gamesa, Acciona, Vestas y Desarrollos Eólicos, entre otras. En total, la eólica ya emplea a cerca de 96.000 personas en España, entre empleos directos e indirectos, según el IDAE. La minihidráulica emplea a 2.603 personas en las fases de diseño y construcción, y 56 en operación y mantenimiento, la solar térmica emplea a 2.895 personas en las fases de diseño y construcción, y 289 en operación y mantenimiento, la solar fotovoltaica emplea a 2.366 personas en las fases de diseño y construcción según el IDAE y 3.600 según ASIF, la biomasa para usos eléctricos y térmicos emplea a 47.650 personas en las fases de diseño y construcción, y 12.153 en operación y mantenimiento, los biocarburantes emplean a 5.670 personas en las fases de diseño y construcción, y 9.435 en operación y mantenimiento, y el biogás emplea a 639 personas en las fases de diseño y construcción, y 50 en operación y mantenimiento. En total, según el PER, las energías renovables en España emplean ya a 156.983 personas en las fases de diseño y construcción, y 23.453 en operación y mantenimiento, en las 1.400 empresas del sector, que se va configurando como uno de los más importantes yacimientos de empleo industrial en España. El PER prevé que en el periodo 2005-2010 se creen 100.000 nuevos empleos netos en el sector de las energías renovables.
Por lo que se refiere a la eficiencia energética, un estudio elaborado en el marco del Programa SAVE de la Comisión Europea y publicado en el año 2000 por el IDAE con el título Impactos sobre el empleo de las actuaciones en eficiencia energética en España y la Unión Europea, estimaba que por cada millón de euros invertido en eficiencia energética se habían creado entre 10 y 20 nuevos empleos en España. Las medidas destinadas a aumentar la eficiencia energética y a promocionar el transporte público tendrán un importante efecto positivo en la creación de nuevos empleos, además de mejorar la competitividad, la calidad ambiental y reducir el déficit exterior.
Referencias
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Revistas
APPAINFO
Lasenergías.com
Eficiencia Energética y Energías Renovables, boletín del IDAE. Números 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7.
Energías Renovables
C.V. Revista internacional de energía y medio ambiente
Energética XXI
Era Solar
Tecnoambiente
Infopower
Tecnoenergía
Energía. Ingeniería Energética y Medioambiental
World Watch
Referencias
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Autor:
José Santamarta Flórez
Director de World Watch
URL: www.nodo50.org/worldwatch/
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