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La preocupación por el calentamiento del
planeta no para de crecer, en especial en este año, en el que vemos con
agradable sorpresa (al menos, por mi parte) como se multiplican las
manifestaciones de un colectivo que hasta el momento había permanecido en
silencio: los que yo denomino “extraordinariamente jóvenes”, alentadas por una
joven activista sueca, Greta Thunberg , que ha logrado lo que a mí me parece un
milagro, movilizar a la juventud europea con manifestaciones masivas urgiendo a
los dirigentes políticos a “hacer los deberes”, en sus propias palabras.
Pues recojo el guante y en lo que yo puedo
aportar desde mi posición de científico preocupado por esta cuestión desde hace
años, describiré en este artículo los datos de que disponemos en la actualidad
para cuantificar esta amenaza y algunas de las posibles vías de solución,
relacionadas con la obtención de energía .
1.
El calentamiento global
Denominamos calentamiento global al
fenómeno del aumento gradual de las temperaturas de la atmósfera, de la
superficie y de los océanos de la Tierra, fenómeno que se viene observando de
manera continua e ininterrumpida año tras año, desde hace más de un siglo,
aunque se ha incrementado sustancialmente en las tres últimas décadas.
Todavía genera dudas y controversias
(aunque cada vez menos), la o las causas de dicho aumento. La mayor parte de la
comunidad científica considera que hay fuertes evidencias de que el aumento se
debe al incremento de las concentraciones en la atmósfera de los denominados
Gases de Efecto Invernadero (en lo que sigue, GEI), producidos por ciertas
actividades humanas, esencialmente la deforestación y principalmente, la quema
de combustibles fósiles, entendiendo por tales petróleo, gas natural y carbón.
Esos gases, emitidos por los seres humanos en su actividad industrial, son
fundamentalmente los siguientes [1]:
Dióxido de
carbono (CO2). Está presente en la atmósfera en
porcentajes muy bajos (0,04%), pero es el responsable de la mayoría del efecto
invernadero causado por el ser humano, aproximadamente del 60% de éste. Una
molécula de CO2 puede permanecer en la atmósfera entre 50 y 200
años.
Metano.
Representa menos del 0,0002% de la composición de la atmósfera, pero tiene una
capacidad de calentamiento 70 veces superior al CO2, aunque su
permanencia en la atmósfera es menor, entre 10 y 15 años, se calcula que su
potencial de calentamiento es unas 20 veces superior al del CO2. Se
considera que el metano es responsable del 20% del efecto invernadero causado
por el hombre.
Óxido nitroso. El óxido nitroso está presente en la atmósfera
en proporciones menores que el metano (alrededor de 6 veces menos), y aunque
tiene una capacidad de calentamiento 300 veces superior al CO2, su
impacto en el cambio climático es alrededor del 5%.
Gases fluorados. Fundamentalmente los perflurocarbonos, los
hidrofluorcarburos y el hexafluoruro de azufre, unos gases de efecto
invernadero potentísimos (entre 750 y 22.000 veces más que el CO2),
aunque afortunadamente son muy residuales; estos gases son los que sustituyeron
desde mediados de la década de 1990 a los CFC (clorofluorocarbonos), responsables de la destrucción de la
capa de ozono.
Todos ellos absorben la radiación que
emite la tierra y la sobrecalientan mediante el denominado “efecto
invernadero”, que consiste esencialmente en el fenómeno que describo en el
siguiente punto de este texto.
2.
Una breve descripción del efecto invernadero
Una fracción de la radiación del sol que
llega a la atmósfera terrestre, muy energética, penetra a través de la
atmósfera y llega a la superficie y la calienta. Al estar caliente, la
superficie a su vez también emite radiación, pero mucho menos energética. Esa
radiación, en atmósferas limpias de contaminantes, es reemitida de nuevo,
contribuyendo a enfriar la tierra y logrando el equilibrio térmico entre el día
y la noche, lo que hace que la temperatura, en promedios temporales largos, se
mantenga estable.
Sin embargo, cuando la atmósfera contiene
cantidades significativas de GEI, la radiación no puede salir, ya que una parte
es reabsorbida por esos gases en suspensión, que de nuevo la reemiten en todas
direcciones, con lo que una parte significativa vuelve de nuevo a la tierra, provocando
un aumento progresivo de la temperatura del aire y de la superficie.
3.
Correlación entre calentamiento global y GEI
La mayor parte del calentamiento ha
sucedido en las últimas tres décadas debido a que estos GEI tienen actualmente
una concentración en la atmósfera mayor que en cualquier otro periodo en los
últimos 800.000 años. La concentración de CO2 en la atmósfera es
alrededor de un 40% superior a la que existía antes de 1750. En el caso del
metano, la concentración se ha multiplicado por 2,5 desde la revolución
industrial, mientras que el óxido nitroso ha aumentado su presencia en la
atmósfera en un 20% en ese mismo periodo. Los compuestos fluorados ni siquiera
existían en la atmósfera antes del siglo XX.
Que el calentamiento global es provocado
mayoritariamente por el aumento de CO2 lo prueban los siguientes datos: entre 1995 y 2015, la concentración en la
atmósfera de CO2 ha aumentado desde 360 ppm (partes por millón)
hasta 400 ppm; las emisiones de este gas provocadas por los combustibles
fósiles han crecido desde 6.5 GT Carbón/año (1 GT = 1.000 millones de toneladas)
en 1995 a 10 GT Carbón/año en 2015.
El aumento de la concentración descrita de
GEI ha contribuido a un aumento de la temperatura entre 0,5 y 1,2ºC en el
periodo 1950-2010. De otra parte, se calcula que las causas naturales han
tenido un efecto no superior a 0,1ºC. Si se considera el periodo de 1880-2016,
el aumento de la temperatura global ha sido mayor, de 1,1ºC. El año pasado,
2018, ha sido el año más caliente desde que existen registros, tras 2015, 2016 y 2017 que también fueron los más calientes.
La evidencia no proviene de un estudio
aislado, ni de estudios de una única disciplina científica, son estudios
independientes utilizando metodologías diversas y los resultados son
tozudamente similares. De acuerdo con los sucesivos informes emitidos por el
Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) hay hasta 11 indicadores diferentes del calentamiento global, además de
la temperatura de la superficie y del aire: nivel del mar, grosor de las
cubiertas de nieve en ambos hemisferios, humedad atmosférica, cubierta de hielo
ártica, etc.
4.
¿Qué podemos hacer?
Hoy nos encontramos ante un incremento sin
precedentes en la demanda de energía debido al aumento de la población y al
aumento en el nivel de vida de una parte muy significativa de la misma. La
energía barata y abundante sigue siendo crucial para el desarrollo económico;
la relación entre el consumo de energía per cápita y el Índice de Desarrollo Humano de las Naciones Unidas es directo.
Pero parece poco probable que disminuya el
consumo de energía a nivel mundial en este siglo, especialmente con países como
India o China, que concentran cerca del 40% de la población del planeta, en desarrollo vertiginoso.
Una acción eficaz contra el calentamiento global exige planes creíbles y
basados en evidencias para que los sistemas energéticos, de una parte, eviten
casi por completo la explotación de fuentes de combustibles fósiles y de otra,
sean escalables a una demanda de energía creciente para una población de
aproximadamente 9-10 mil millones de personas a mediados de siglo, y quizá más
de 12 mil millones a finales de siglo.
Este proceso, lógicamente, comienza con la
reducción paulatina de las tecnologías basadas en combustibles fósiles en la
generación de electricidad (carbón, gas natural y petróleo), pero que también
debe extenderse para eliminarlos en la obtención de calor industrial y
residencial, en el transporte individual y comercial y en la mayoría de otros
servicios relacionados con la energía.
Hasta el momento, gran parte de los
esfuerzos de los gobiernos de numerosos países, se han centrado en el
desarrollo de escenarios energéticos dedicados mayoritariamente a las
tecnologías renovables: hidroeléctrica, biomasa, eólica, solar fotovoltaica, termoeléctrica , mareomotriz y geotérmica. Pero, dada la
“juventud” de las tecnologías renovables, hay una falta casi total de evidencia
histórica acerca de la viabilidad de los sistemas de producción de electricidad
100% renovable que operan a escalas regionales o superior. En la actualidad, el
único país desarrollado que tiene un sistema de producción de electricidad con
fuentes 100% renovables es Islandia, gracias a sus acuíferos geotérmicos poco profundos,
abundante energía hidroeléctrica y una población de solo 300.000 personas.
Otros estados europeos alabados por sus esfuerzos en la implantación de fuentes
de producción de energía de origen renovable, como Dinamarca o Alemania, producen emisiones de GEI en la generación de electricidad a
ritmos similares al promedio de los países del resto de la Unión Europea.
Tampoco deberíamos olvidar el papel que
podría jugar la energía nuclear, habida cuenta de que es una fuente energética
que produce muy bajas emisiones de CO2. Es evidente que
el temor generado por los accidentes de Chernobil y Fukushima, unido a la
compleja gestión de los residuos radiactivos, hace que no esté en el tablero. Y
creo que no debería ser así (sé que me van a llover las críticas, pero no sería
honesto si no lo dijera).
No hay ninguna duda de los beneficios que aporta la incorporación de las tecnologías
renovables a los “mix” energéticos de todos los países que lo están llevando a
cabo, principalmente la reducción de emisiones de GEI, pero queda por probar
que un “mix” 100% renovable sea viable a escala nacional (es decir, con miles
de MW instalados), debido entre otras múltiples razones a que con la tecnología
de la que disponemos hoy en día, hay muy pocas posibilidades de almacenar
grandes cantidades de energía por períodos prolongados de tiempo, aspecto
esencial para poder alcanzar el objetivo del 100% de generación eléctrica con
tecnologías renovables.
Las preguntas son: ¿puede funcionar un
sistema así? ¿disponemos de datos suficientes acerca de variables tales como
tiempo de utilización, coste, intermitencia, impactos medioambientales, etc. de
estas tecnologías? No hay que olvidar los sustanciales inconvenientes de estas
fuentes de energía: baja densidad energética, intermitencia, dificultades de
almacenamiento a gran escala, coste todavía elevado de algunas tecnologías poco
maduras (como es el caso de la termoeléctrica), etc.
En otras palabras, es imprescindible
realizar estudios rigurosos que permitan mostrar la viabilidad de tal cambio de
paradigma energético a largo plazo y a gran escala (nacional o incluso
superior), habida cuenta de que en el sector de la energía las inversiones son
muy costosas, los períodos de amortización muy largos y, por consiguiente, las
modificaciones en los “mix” son necesariamente muy dilatados en el tiempo. Por
ejemplo, cambiar el “mix” energético español de generación de electricidad, con
27.000 MW de centrales de ciclo combinado instalados en su mayor parte a
finales de la década de 1990, llevaría no menos de 30-40 años, que es el plazo
previsible de amortización de esas inversiones.
En conclusión, nos encontramos en un
momento decisivo, en el que las decisiones de política energética que se tomen
ahora serán determinantes para lo que suceda en nuestro planeta en las próximas
décadas. Parece claro que hay que realizar esfuerzos, tanto científicos como
económicos para encauzar adecuadamente un problema que amenaza el futuro de
nuestras sociedades.
Nota:
[1] Algunos datos de los utilizados en este artículo los he tomado del excelente libro de Pedro Fresco, “El futuro de la energía en 100 preguntas” (Editorial Nowtilus, 2018) y del informe “CO2 emissions from fuel combustión” (International Energy Agency, 2017 Edition)
Ignacio
Mártil. Catedrático de Electrónica de la Universidad Complutense de Madrid y
miembro de la Real Sociedad Española de Física.
