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La ecuación energética no está resuelta

El futuro pasa por nucleares y renovables, ambas con retos importantes a superar


El cambio climático nos conduce a una nueva estrategia energética basada en nucleares y renovables, las únicas capaces de frenar el calentamiento global. Dos alternativas que, si bien afrontan retos importantes, señalan también el camino hacia un nuevo modelo todavía por diseñar. El problema es que la ecuación energética todavía no está resuelta. Por Eduardo Costas, Victoria López y Eduardo Martínez (*).





A pesar de las campañas de los sectores más recalcitrantes del carbón, el petróleo y el gas, prácticamente hoy en día nadie niega el cambio climático. Billones de datos rigurosos lo avalan.
 
Pero un nuevo negacionismo, fomentado por estos lobbies, repunta: se niega que las renovables sean capaces de proporcionar la energía que necesitaremos. Tampoco es cierto.
 
La energía total que nos llega del sol (≈ 1.366 W m-2, que equivale a un total de 1.74 x 1017 W) es más de 11.600 veces mayor que el consumo total de la humanidad a día de hoy (≈ 1.5 x 1013 W). Incluso con la todavía primitiva tecnología actual, numerosos países han conseguido funcionar durante muchos días seguidos empleando exclusivamente energías renovables. En este sentido destaca, con mucho, Chile, actualmente el país más adelantado en el uso de renovables. En España destaca especialmente la isla canaria de El Hierro, la primera en vivir de su propia energía, 100% renovable.
 
Cuestión de nucleares, pero…
 
Indudablemente, a día de hoy, sólo el uso generalizado de la energía nuclear o de energías renovables o -capaces de frenar el calentamiento global-, pueden asegurar que la humanidad tenga un futuro. Aunque el sector de los combustibles fósiles propone una tercera alternativa: el enterramiento profundo de CO2,,  eso es algo que por el momento estamos muy lejos de poder conseguir de manera segura y rentable.
 
Sin embargo, el panorama presente de la energía nuclear no es muy halagüeño. Aunque no se sabe muy bien por qué los grupos ecologistas tomaron la decisión de ir en contra de las nucleares, sus campañas tuvieron tal éxito que inmediatamente todos tendemos a asociar la energía nuclear como algo muy peligroso para la salud y el medio ambiente.
 
Sin duda, la ligazón del sector de la energía nuclear con las bombas atómicas y la Guerra Fría (con muchos reactores, como el de Chernóbil, empleados en la obtención del plutonio de las bombas atómicas) ha contribuido a ello.
 
También la casualidad ha jugado un papel importante: el accidente de Three Mile Island, en Harrisburg, Pensilvania, que ocurrió justo doce días después del estreno de la película el Síndrome de China, fue determinante en el rechazo mayoritario de la población a la energía nuclear. Sin embargo, los estudios científicos demostraron que el accidente no produjo ni una sola muerte y la planta de Three Mile Island sigue funcionando hoy en día.
 
Siete años después, el desastre -sin paliativos- de Chernóbil apuntaló esta creencia. Y ya en 2011 el accidente de la central nuclear de Fukushima prácticamente condenó la expansión del sector nuclear: a todos nos impresionaron las imágenes de la central en llamas. Pero casi nadie se cuestionó que muchas de esas imágenes no eran de la central nuclear de Fukushima, sino que se habían grabado en centrales térmicas que también fueron afectadas. Al final no importó que el número de muertos en otras centrales energéticas fuese mayor que en Fukushima.
 
La alternativa nuclear
 
En este ambiente, resulta chocante que buena parte de los científicos implicados en la conservación, con James Lovelock, el creador de la hipótesis Gaia, a la cabeza, se manifiesten activamente defendiendo la energía nuclear como la única alternativa viable hasta que la humanidad logre controlar la energía de fusión.
 
Pero lo cierto es que un análisis riguroso de los datos científicos sobre el impacto ambiental de la energía nuclear -incluyendo en ellos los desastres de Chernóbil y de Fukushima- deja a esta energía en muy buen lugar. Sin embargo, no nos gustaría vivir al lado de una nuclear.
 
En cuanto a la energía nuclear tampoco podemos obviar nuestra irrelevancia: Europa puede cerrar sus centrales nucleares. Pero, en un mundo global, lo que hagan China e India (con 2.800 millones de habitantes) y un crecimiento exponencial en su demanda energética, es mucho más relevante.
 
China plantea construir la mayor industria de energía nuclear del mundo. Además de sus 34 centrales ya en funcionamiento, plantea construir 30 nuevas centrales convencionales, así como una larga serie de reactores de nueva generación (p.e. reactores de torio, reactores rápidos refrigerados por sodio, reactores de alta temperatura refrigerados por gas…). Así, es muy probable que en los próximos 25 años se abran más muchas nuevas centrales nucleares en el mundo.
 
Efectos sobre la salud
 
En todo caso, el sector nuclear es fundamental para el desarrollo del ITER, el gigantesco proyecto científico (comparable en magnitud al Proyecto Manhattan, el programa Apolo, el super-colisionador de hadrones, la secuenciación del genoma humano) destinado a diseñar y probar todos los elementos necesarios para un reactor de fusión comercial, que es, sin duda, la mejor opción energética para nuestro futuro.
 
Pero sobretodo debemos poner las cosas en su justa medida: los efectos para la salud de la contaminación atmosférica son 3 órdenes de magnitud superiores a los de cualquier peligro de la energía nuclear: en un sólo año, la OMS estima en 7.000.000 los muertos debidos a la contaminación atmosférica (principalmente debida a la quema de carbón).
 
Las muertes de toda la historia del sector nuclear, incluidos los muertos por las bombas de Hiroshima y Nagasaki no llegan -según las estimas más pesimistas- a los 500.000 en los 75 años transcurridos desde que se construyó el primer reactor nuclear (Chicago Pile 1, 1942). Y en todo caso, la medicina nuclear en general y la radioterapia en particular salvó muchas más vidas que todas estas víctimas.
 
Ello no impide constatar la complejidad de la opción nuclear: la industria nuclear produce residuos  sin disponer todavía de una solución satisfactoria para su gestión. Los residuos nucleares se mantienen radiactivos durante cientos de miles de años, durante los cuales hay que almacenarlos y gestionarlos con seguridad.
 
Las soluciones al problema generado por los residuos se basan hasta ahora en el enterramiento, el almacenamiento geológico profundo y el almacenamiento en superficie (en seco o en piscinas). Sin embargo, todos ellos son considerados como soluciones temporales, pues no ofrecen seguridad a largo plazo.


Renovables: no es oro todo lo que reluce
 
Respecto a las energías renovables, tendemos a percibirlas como eficientes, limpias y seguras per se: pensamos que son la alternativa energética y que, además, son, por propia definición, energías verdes y ecológicas.
 
Sin embargo, Ted Trainer, el académico australiano, activista defensor del Decrecimiento, la vida sencilla y los estilos de vida en equilibrio con la biosfera, advierte que las energías renovables no pueden soportar el consumo energético de las sociedades modernas basadas en el crecimiento. Difícilmente pueden ser una alternativa per se.
 
Además: las renovables están sorprendiéndonos con una serie de problemas, algunos de los cuales resultaban fáciles de prever, mientras que otros son de todo punto inesperados.
 
En primer lugar, hay problemas intrínsecos a la propia naturaleza de las energías renovables. Son problemas fáciles de prever, pero de difícil solución, si es que realmente la tienen. Y los más graves son los problemas derivados de la baja potencia que generan por unidad de superficie.
 
Aunque nos llega mucha energía desde el Sol, resulta muy difícil aprovecharla. Un ejemplo permite comprender la magnitud real del problema: una planta fotovoltaica eficiente necesita del orden de 10.000 veces más superficie para producir la misma energía que una central nuclear.
 
En este sentido, el funcionamiento de la biosfera nos da una lección: la vida en la Tierra se sustenta principalmente gracias a productores primarios fotosintéticos (foto-oxibacterias, microalgas, plantas superiores…) que capturan la energía lumínica del Sol.
 
Sin embargo, tras más de 2.000 millones de años de fotosíntesis, la evolución por selección natural no consiguió que este proceso resultase eficiente. Tampoco lo lograron miles de años de selección artificial en plantas de cultivo, ni siquiera las mejores técnicas de biología celular y molecular aplicadas a cultivos de microalgas en modernos fotobiorreactores.
 
Rendimientos máximos de un 1‰ para plantas silvestres, de un 1% para las mejores plantas cultivadas en condiciones idóneas y de un 3% para microalgas en las más sofisticadas condiciones de laboratorio (sin descontar de esta cifra la energía necesaria en agitación, regulación térmica, suministro de CO2, etc…), limitan seriamente el uso de energías de biomasa (y son la causa intrínseca del bluf del biodiesel). Con un simple vistazo, un ingeniero puede darse cuenta de que los organismos fotosintéticos son ineficientes: son verdes, no negros como correspondería a un diseño eficiente.
 
Nuestra tecnología de paneles fotovoltaicos ya es unas 15 veces más eficiente que la fotosíntesis. Pero, aun así, sigue produciendo muy poco por unidad de superficie. Para suministrar energía eléctrica por este medio a nuestro país habría que dedicar una superficie que equivaldría a prácticamente toda la red de Parques Nacionales Española.
 
Todavía con un uso incipiente de renovables, y pese al cuidadoso estudio de impacto ambiental, a falta de estudios más detallados, la fragmentación del hábitat por parques eólicos ya parece estar desempeñando un papel relevante como causa de la extinción de murciélagos y de insectos. Como un detalle concreto, tres recientes sentencias judiciales han declarado ilegales parques eólicos por poner en peligro de extinción al urogallo.
 
Hábitats fragmentados
 
A un nivel general, la ocupación del espacio y la subsecuente fragmentación del hábitat es una de las mayores amenazas a la biodiversidad. Muchos ecólogos creen que es el problema más importante tras el calentamiento global.
 
En este sentido, E. O. Wilson, el más reputado ecólogo y evolucionista, encabeza un movimiento para dejar sin ocupar la mitad de la tierra emergida del planeta como la única manera de sobrevivir, algo que obviamente es muy difícil de lograr en un mundo de más de 7.000 millones de personas que todavía tienen una elevada tasa de crecimiento, máxime si pretendemos hacerlo con renovables.
 
Sin embargo, el problema de la fragmentación de hábitat podría mitigarse, planificando mejor qué áreas se ocupan y cuáles no, diseñando pasillos de biodiversidad que interconecten zonas no ocupadas, aprovechando como islas de biodiversidad algunas instalaciones (p.e. balsas de almacenamiento de agua en plantas termosolores), etc.
 
Por otra parte -y también como consecuencia directa de esa la baja producción de energía por unidad de superficie-, las renovables consumen inicialmente muchos más recursos (como cemento, hormigón acero, vidrio…) que las nucleares.
 
Una planta termo-solar gastará unas 16.500 toneladas de estos materiales por Twh producido, en comparación con menos de 500 toneladas por Twh usadas por una central nuclear. A este respecto, no deberíamos olvidar que la construcción es responsable (sólo en la Unión Europea) de generar más de 450 millones de toneladas de residuos sólidos contaminantes y estadísticamente es responsable de la utilización del 50% de los recursos naturales empleados y del 40% de la energía consumida.
 
En este sentido, si medimos cualquier índice de la contaminación generada por kilovatio producido, las centrales nucleares resultan imbatibles. Por ejemplo, y aunque parezca increíble, la energía fotovoltaica -que nos parece la estrella de la baja contaminación- genera 300 veces más residuos por kilovatio producido que la energía nuclear.
 
Además, cada uno de los tipos de energías renovables presenta diversos problemas específicos. Como ejemplo, la construcción de grandes embalses para aprovechamiento hidroeléctrico en los ríos ha reducido el aporte de sedimentos, generado innumerables problemas de erosión costera: actualmente el Delta del Ebro retrocede a una media de más de 20 metros al año y pronto desaparecerá totalmente.
 
También ha alterado completamente la circulación estuárica, lo que genera grandes problemas asociados: por ejemplo, un reciente informe indica que el estuario del río Guadalquivir está entre los más contaminados del planeta por sólidos en suspensión. Al reducirse el flujo estuárico, la onda de marea remueve sedimentos con metales pesados y pesticidas en una zona de gran importancia pesquera, marisquera y de turismo, con riesgos añadidos para la salud y el medio ambiente.
 
La pérdida de productividad pesquera debido a esta falta de circulación estuárica tampoco es un problema baladí: la presa de Asuán contribuyó significativamente al colapso de buena parte de las pesquerías de la zona y se estima que la presa de las 3 Gargantas dejará sin pescado a muchos millones de personas en China.

Problemas imprevistos
 
Por otra parte, las energías renovables están planteando una serie de problemas medioambientales y de salud que nadie fue capaz de prever. A fin de cuentas, muchas de estas energías renovables se basan en nuevas tecnologías que no habían sido probadas a gran escala.
 
Y, en verdad, algunos de estos problemas imprevistos son realmente sorprendentes. Por ejemplo, en muchas plantas termosolares el agua de uso industrial (como la procedente de las torres de refrigeración), acaba alcanzando una salinidad elevada que impide su uso. Entonces suele almacenarse en balsas de evaporación.
 
Pero durante el proceso de evaporación, algunas de estas balsas alcanzan salinidades similares al agua de mar. Sorprendentemente, en algunas de estas balsas, a más de cien kilómetros del mar, se han dado floraciones de dinoflagelados marinos tóxicos, algunos de ellos productores de saxitoxina (la sustancia más tóxica de naturaleza no proteica). Seguramente las aves transportaron los quistes de estos dinoflagelados.
 
Pero como estas balsas de evaporación tienen muchísimos más nutrientes que el mar, las densidades que alcanzan estos dinoflagelados son muy superiores a las de las mareas rojas que se producen en el mar. Consecuentemente se han producido mortandades masivas de aves.
 
Además de estos dinoflagelados, también se producen floraciones masivas de otras microalgas y cianobacterias tóxicas. No cabe duda, estas aguas son un peligro potencial: desde que el viento fuerte puede dispersar la toxina en micro-espráis, hasta que las mortandades masivas de aves pueden generar problemas de botulismo.
 
Tampoco es despreciable el peligro potencial de que un vertido de una balsa de evaporación alcance el cauce de un río en el que aguas abajo haya estaciones de tratamiento de aguas potables.
 
Sin embargo, este es un problema fácil de resolver: se puede efectuar un seguimiento de las balsas de evaporación y tratar en el momento adecuado para controlar estos blooms de microalgas tóxicas. Simplemente fue un problema que nadie se imaginó que ocurriría.
 
Otro ejemplo de problemas que no se previeron a su debido tiempo lo tenemos tanto en la contaminación por vertidos accidentales como en la contaminación difusa de sustancias peligrosas para la salud y el ambiente que son necesarias para el funcionamiento de estas tecnologías (p.e. fluidos hidráulicos, térmicos, lubricantes…). Este es un problema que se ve incrementado por la gran superficie que ocupan estas plantas de energías renovables.
 
Alternativas energéticas
 
De esta forma, los vertidos accidentales de fluido termal en las plantas termosolares se han hecho más frecuentes de lo previsto, forzando  a que, en ocasiones, los vecinos permanezcan encerrados en sus casas. La revisión de la literatura científica es más preocupante, pues los fluidos termales contienen sustancias peligrosas para la salud y el medio ambiente.
 
Igualmente, este problema tiene solución, desde una mejor ingeniería que minimice estos vertidos, a sistemas de retención de los mismos. También se han planteado soluciones biotecnológicas para la biorremediación de estos vertidos. Incluso hoy en día se dispone de fluidos térmicos (p.e. en base a poli-dimetil-siloxanos) que son inocuos para la salud y el medio ambiente.
 
Probablemente la raíz de los problemas para la salud y el ambiente derivados del uso de las energías renovables está en que hemos asumido que las energías renovables eran energías limpias “per se”, no contaminantes y de bajo impacto ambiental. Sin duda hubo una cierta ingenuidad que permitió un sector con una regulación muy laxa. Pero todavía sabemos poco acerca del impacto de estas energías.
 
A medida que se van acumulando evidencias de que en ciertos casos no son tan limpias como se pensaba, debemos afrontar estos problemas cuanto antes, con sinceridad y rigor: es la mejor vía para resolverlos, asegurando el éxito de las renovables.
 
A fin de cuentas, el éxito de nuestras alternativas energéticas será nuestro éxito. Pero se trata de un problema muy complejo, ya que en su esencia somos demasiados seres humanos sobre la Tierra y cada uno de nosotros gasta más energía que nunca.
 
La conclusión es clara: el cambio climático no se va a resolver mediante retoques en el sistema energético global, sino que es necesaria una profunda transformación de la cultura y modelo de la energía.
 
Este cambio debe ser realizado en un periodo de tiempo cada vez más corto, debido a la amplitud y aceleración de los procesos climáticos y sus derivadas. El problema es que la ecuación energética todavía no la tenemos resuelta.

(*) Eduardo Costas y Victoria López son catedráticos en la Universidad Complutense de Madrid. Eduardo Martínez es el editor de Tendencias21.


Lunes, 20 de Noviembre 2017
Eduardo Costas, Victoria López y Eduardo Martínez.
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