Es común escuchar la frase: sí, sería bueno con más energía renovable, pero el simple hecho es que esta es una solución a muy largo plazo - en el corto a mediano plazo, la energía provendrá necesariamente de carbón, petróleo y gas natural. Esto también es más o menos el mensaje de la (muy conservadora) Agencia Internacional de Energía (AIE). Ellos ven algunos avances para las energías renovables de aquí a 2040, pero consideran que la energía nuclear es la única energía no fósil que puede llgar at tener un impacto mayor.

Sin embargo, hay últimamente noticias muy positivas en cuanto a la energía eólica y - sobre todo - la energía solar.

Lo que es quizás mejor conocido es que la energía eólica ahora en muchos lugares es la forma más barata de producir energía, incluso teniendo en cuenta los costos relacionados con su carácter intermitente (el viento no siempre sopla). La mala noticia es que en la actualidad esto es sólo el caso de los molinos de viento colocados en tierra firme, y la resistencia de los vecinos a la construcción de más molinos de viento es cada vez mayor. Los molinos de viento en la plataforma marina son ahora la alternativa que se explora en el norte de Europa, pero son más costosos de construir - un costo adicional que es compensado sólo parcialmente del hecho que los vientos mar adentro son más fuertes. Sin embargo, el costo de construcción de los molinos de viento en la plataforma marina está también bajando, haciéndolos más rentables (la última licitación en Dinamarca, el país líder en energía eólica, implica un costo de 0.103 euros por kilovatio-hora (kWh), y se espera precios más bajos en el futuro).

La otra noticia menos notada es que el costo de la energía solar fotovoltáica (paneles solares) está bajando fuertemente. El precio por vatio ha ido disminuyendo de manera sostenida (a excepción de un aumento temporal en los años 2000 a 2008 debido a escasez de la materia prima - silicio policristalino o polisilicio):

El precio se ha reducido a 0,5-0,7 dólares por vatio, y sigue cayendo. Cuando instalé mi propio sistema solar de 4,2 kW en 2012, el costo fue de 1,40 dólares por vatio - ahora se puede comprar los paneles directamente desde China a un precio de cerca de 0,5 dólares por vatio. Actualmente, los inversores y otros equipos y materiales junto con el costo de instalación constituyen la parte más importante del costo de los pequeños sistemas descentralizados. Mi propio sistema me costó alrededor de 3,30 dólares por vatio, todo incluido, pero según algunas estimaciones el precio total fue de alrededor de 2,10 dólares por vatio en Alemania en 2013 (pero por alguna razón más de 4 dólares en los EE.UU.). Para sistemas más grandes, el costo es mucho menor.

¿Cuál será la consequencia de esta dramática caída de los precios de la energía solar, sobre todo en los lugares más soleados del mundo (como la parte sur de Europa, China, EEUU, América Latina, Australia, India, etc.)? Uno de los temas polémicos es la tarifa de alimentación (“feed-in tarif”) - el precio pagado por la empresa de energía eléctrica, cuando hay exceso de producción. En muchos países en desarrollo no existe este tipo de tarifa, y en muchos países desarrollados es considerada controversial - ¿quién pagará por la red de distribución y la capacidad necesaria de reserva, tomando en cuenta el carácter intermitente de la energía solar? ¿Será que la gente acomodada se va a desconectar de la red eléctrica y así dejar a los pobres pagar el mantenimiento de la red?

En cuanto a la capacidad de producción de reserva, una posibilidad obvia es aumentar la capacidad de la red eléctrica para combinar energía de diferentes fuentes (eólica, solar, hidráulica, térmica) de forma que las variaciones se cancelan entre sí (por lo menos parcialmente). Esto es lo que se hace con éxito en el norte de Europa, por ejemplo Escandinavia, donde las variaciones en la energía eólica y solar son compensadas por variaciones en la provisión de energía hidroeléctrica. Aún así, mantener una capacidad de reserva siempre conlleva un costo adicional.

Otra posibilidad es aumentar la capacidad de almacenamiento de energía. Esto ha sido hasta ahora poco rentable, pero hay un desarrollo interesante tambiñén en este campo. Los candidatos tradicionales para almacenamiento de energía son: baterías, hidro-bombeo, aire comprimido y ahora, de forma experimental, volantes y “molten salt”. Todos tienen inconvenientes y la mayoría son relativamente caros.

Las baterías han sido tradicionalmente plomo-ácido, pero son relativamente caros y tienen una vida limitada (para las baterías mejores - y más caros – aguantan hasta 5.000 ciclos de descarga). Las baterías de iones de litio, que utilizamos en los teléfonos móviles y otros aparatos, son aún más caros, y tienen una vida aún más limitada (típicamente 700 a 1000 ciclos).

Sin embargo, algunas nuevas tecnologías prometedoras están siendo desplegadas, entre ellas las llamados baterías de flujo (“flow-batteries”). Son relativamente simples. Constan de dos tanques con electrolitos y una bomba que bombea el electrolito a través de una membrana, y tienen en principio una vida útil ilimitada. Son relativamente pesadas ​​y voluminosas, pero para su uso como almacenamiento estacionario no es un inconveniente muy importante. El inconveniente más importante es que la materia prima para el electrolito más común es relativamente cara (vanadio). Lo bueno es que las baterías están siendo desplegadas ya como proyectos piloto, y o son ya disponibles comercialmente o bien estarán disponibles en 2015 o 2016. Elon Musk, el hombre detrás del vehículo eléctrico Tesla, ha anunciado que ofrecerá soluciones de almacenamiento competitivas este año en colaboración con una empresa llamada Solar City, aparentemente basada en baterías de iones de litio, pero la mayor duda tiene que ver con el precio. De todos modos, lo bueno es que hay muchas cosas moviéndose en esta área.

La combinación de paneles solares baratos y de almacenamiento asequible es potencialmente muy poderosa - por lo menos en las partes soleadas del mundo. Es muy difícil obtener datos confiables sobre el costo de almacenamiento, aparte de las baterías tradicionales de plomo-ácido. El costo de los paquetes de iones de litio que van en los vehículos eléctricos existentes es un secreto, pero se ha informado recientemente que Nissan venderá un paquete de reemplazo de 21 kWh para su carro eléctrico “Leaf” por alrededor de 5.000 euros, lo que significa que el precio ahora debe estar por debajo de 250 euros por kWh. Algunos de los nuevos productores de baterías de flujo afirman que sus baterías costarán menos de 250 USD por kWh, con al menos 20 años de esperanza de vida, y que aguantan una descarga hasta de 80% de su capacidad sin sufrir daño (para una comparación: las baterías de plomo-ácido de ciclo profundo de buena calidad cuestan alrededor de 250 USD por kWh, pero si uno quiere conseguir que duren 10 años, sólo se puede usar el 30% de su capacidad - de lo contrario no van a durar más de 3-4 años - por lo que el precio real por kWh utilizable es tres veces más alto, o sea alrededor 750 USD por kWh).

Se dice a menudo que el punto de inflexión para la tecnología de baterías para vehículos eléctricos es de 100 USD por kWh. Pero para la energía solar lo más importante es la cantidad de ciclos de descarga y recarga. Para que una batería pueda durar 20 años debe ser capaz de aguantar más de 7.000 ciclos. Las baterías de flujo prometen aguantar eso. Las baterías de iones de litio están con 700-1.000 ciclos aún lejos de esta meta, a menos que nunca se descargue a más del 70% de su capacidad - en este caso, debería ser capaz de aguantar 4.000 ciclos, pero el costo también sería 3 veces mayor por vatio utilizable. Si llega al mercado en el año 2015 o 2016 una batería estacionaria a un costo de 250 dólares por kWh y con una vida útil de 20 años, el costo de almacenamiento bajaría a alrededor de 0,05 dólares por kWh almacenado diariamente. Si a esto se agrega que el costo por kWh producido por un sistema solar descentralizado en lugares soleados en la actualidad es de alrededor de 0,07 USD por kWh (y bajando), significa que en un par de años una pequeña instalación solar con almacenamiento de energía puede producir electricidad los 24 horas a alrededor de 0,12 dólares, utilizando tecnología existente. Esto ha provocado especulaciones sobre una posible "fuga de la red eléctrica", donde los hogares suburbanos más acomodados en lugares soleados como California o Australia deciden desconectarse por completo de la red eléctrica. Otra cosa es que sería más rentable para ellos mantenerse conectados a la red, y solamente producir parte de su necesidad de energía de su propio sistema y comprar el resto a le empresa eléctrica. Pero esto dependerá de cómo las empresas eléctricas y las autoridades van a reaccionar ante esta amenaza para la sostenibilidad de la red y la rentabilidad de las empresas eléctricas (como por ejemplo mayores cargos fijos, impuestos sobre los sistemas solares, conexión obligatoria etc.). Será interesante presenciar.

Primera entrega en esta serie.

Para leer la siguiente entrega en esta serie, pulse aquí: ¿Será este el punto de inflexión para la energía fósil (3)?