¿De dónde sacaremos la energía?

Según el «World Energy Outlook» de 2019, el informe anual de la Agencia Internacional de la Energía (AIE), el 60 % del consumo energético mundial (unos 17 TWh) proviene del carbón, el gas y el petróleo.

Estos recursos son finitos y generan gases de efecto invernadero, un factor clave en la crisis climática actual. También liberan otros contaminantes que suponen una grave amenaza para la salud pública, sobre todo en los países en vías de desarrollo.

La eliminación gradual de los combustibles fósiles

Casi todo el mundo está de acuerdo en que debemos reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles a fin de liberarnos de los problemas que generan a nivel medioambiental y de suministro. El problema es que la demanda de electricidad sigue creciendo. Por un lado, en las economías desarrolladas, todo es cada vez más digital y eléctrico y, en las zonas en vías de desarrollo, el nivel de vida y la producción industrial también están en aumento. Teniendo todo esto en cuenta, algunas predicciones señalan a un aumento de 10TWh en la demanda mundial para 2040.

Las fuentes renovables nos traen la esperanza de lograr un futuro más limpio y sostenible. A medida que se reduce el uso de combustibles fósiles, estas energías no solo deberían reemplazar a una cantidad considerable de las energías convencionales, sino que también deberían generar la energía adicional que se necesitará. La suma de la energía hidráulica, eólica y solar produce actualmente unos 8TWh. Esto ya es más que suficiente para satisfacer el consumo eléctrico residencial en todo el mundo, aunque el sector de la industria y los servicios consume unos 16TWh. Según la AIE, para 2040 las renovables deberían generar más del triple (unos 26TWh) de energía que ahora.




El nuevo paradigma energético

Antes de que llegue ese momento, debe producirse una revolución en nuestra manera de generar electricidad y en las infraestructuras de distribución, ya que las fuentes renovables no son predecibles y dependen del clima y de otros factores geográficos.

Problemas y soluciones

Las cosas ya están cambiando. Esta transición no está exenta de obstáculos, pero el camino a seguir para sortearlos está cada vez más claro. En esta serie de seis artículos hablaremos de las dificultades que entraña la obtención de energía solar, eólica y mareomotriz a la hora de producir electricidad utilizable y de gran calidad que se pueda suministrar de un modo seguro a los hogares y a la industria a través de una red estable y equilibrada.

Tanto la física de las células fotovoltaicas (FV) como la aerodinámica de las turbinas eólicas reducen la eficiencia de la recolección energética inicial en más del 50%. Por ello, resulta evidente que las siguientes fases de acondicionamiento eléctrico deberían ser ultraeficientes y desaprovechar el mínimo posible. Un factor esencial en este sentido son las topologías eficientes para inversores y conversores y las nuevas tecnologías de semiconductores de banda ancha con nitruro de galio y carburo de silicio. Estos semiconductores avanzados reducen de forma significativa la energía disipada por todos los componentes del circuito, un ahorro que se intensifica al utilizar diseños capaces de gestionar la misma carga con menos componentes activos.




Nuevas arquitecturas e infraestructuras

En estos artículos también abordaremos los cambios en las arquitecturas de red, sobre todo por el aumento en la capacidad de almacenamiento energético. Los generadores de energías renovables necesitan el almacenamiento para mantener el equilibrio y la estabilidad. Se pueden utilizar baterías para satisfacer rápidamente los cambios en la demanda, pero la capacidad deberá ser descomunal si queremos cumplir con las necesidades a escala global. Una de las soluciones propuestas es la reutilización de baterías de VE (vehículos eléctricos), aunque es probable que la estrategia más eficaz consista en una combinación de medidas, como el uso de baterías nuevas y reutilizadas o del almacenaje en red con SAI y VE conectados a estaciones de carga.

Estos son algunos obstáculos que debemos sortear, pero es necesario seguir aumentando la infraestructura necesaria para generar renovables. Hablaremos del mayor parque solar de Europa, inaugurado recientemente y con una capacidad de 500MW, y analizaremos las microrredes y la oportunidad que plantean para que los propietarios adquieran cierto grado de independencia energética. Si aligeramos la carga de la red y logramos aumentar su capacidad, todo el mundo saldrá ganando. Nos plantearemos cuáles son los aspectos a tener en cuenta en materia de seguridad, por ejemplo, el riesgo de incendio al cargar baterías de iones de litio y el uso de las nuevas certificaciones UL para obtener las garantías necesarias.

La energía que viene

Por último, acabaremos esta serie de artículos examinando cómo serán las innovaciones en el futuro en nuestra lucha por garantizar la energía del mañana.

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