Cinco tecnologías bastan para la transición energética

Fotovoltaica, eólica, baterías, electrolizadores y los aspiradores de CO2 conocidos como captura directa en el aire (DAC): éstas son las cinco tecnologías que necesitamos para que la transición energética sea un éxito, afirma Christian Breyer. Sin embargo, el economista solar de la Universidad Tecnológica de Lappeenranta (LUT), en Finlandia, no cree que las nuevas centrales hidroeléctricas, la energía geotérmica y la bioenergía sean soluciones convincentes. Tampoco lo es el hidrógeno verde. Se trata de una fuente de energía engorrosa que debería ser simplemente un bloque de construcción para otras, explica Breyer en "Climate Lab " de ntv. El investigador ve el futuro del suministro energético mundial en los océanos: En 30 años, las centrales solares flotantes podrían generar electricidad que podría convertirse en amoníaco verde, metanol o parafina en enormes fábricas marinas de combustibles sintéticos y distribuirse por todo el mundo, gracias a procesos de hace décadas y a la nueva materia prima CO2.

ntv.de: El Gobierno alemán está forjando grandes planes para el hidrógeno, soñando con sistemas de calefacción de hidrógeno y terminales de gas líquido donde algún día aterrizará el hidrógeno verde, pero éste falta en su lista. ¿A qué se debe?

Christian Breyer: La lista sólo contiene los equipos y dispositivos que utilizamos para llevar a cabo la transición energética, no un producto específico. De lo contrario, siempre figuraría en primer lugar la electricidad, que es lo más importante para la transición energética. Por eso la fotovoltaica y la eólica son cruciales, sobre todo para Europa y Norteamérica. Eso se explica por sí solo.

¿Y la energía hidroeléctrica?

Es importante, pero ya se le está dando un uso excelente en todo el mundo. El potencial está ampliamente agotado.

¿No hay más potencial de crecimiento?

Las capacidades hidroeléctricas pueden aumentar sin duda entre un tercio y un 50%. Pero, ¿buscamos sólo sistemas energéticos baratos y renovables o también sostenibles? Si la sostenibilidad es importante para nosotros, debemos tratar los ríos con cuidado. Los grandes ríos como el Mekong en Asia, el Congo en África y, en cierta medida, el Amazonas en Brasil tienen el mayor potencial para la energía hidroeléctrica. Técnicamente, sería posible construir centrales hidroeléctricas en ellos, y también podría ser económicamente atractivo, pero la ecología fluvial quedaría casi con toda seguridad destruida. Y sólo en el Congo, estamos hablando de unas 500 especies que sólo viven allí. Por eso la energía hidroeléctrica, allí donde existe, es siempre parte de la solución, pero, como otras fuentes de energía sostenibles, es limitada.

¿Por qué?

En el caso de la energía geotérmica, llevamos décadas viendo que los proyectos no se materializan en la medida que nos hubiera gustado. La bioenergía tiene el gran inconveniente de que no hay espacio para los cultivos energéticos, porque lo necesitamos para piensos, que damos a los animales, que a su vez nos comemos. Si esto es una idea inteligente es otra cuestión.

¿La fotovoltaica y la eólica ocupan las primeras posiciones porque han demostrado su eficacia, funcionan y son baratas?

Por supuesto que sí. En última instancia, la transición energética es una cuestión económica. Hay potencial para otras tecnologías, pero a un nivel de costes diferente. La energía solar, en particular, es increíblemente barata y ahora es incluso la forma de electricidad más barata del mundo. Piénsalo: la mitad de la capacidad eléctrica añadida en todo el mundo en 2021 ya era fotovoltaica. En 2050, habrá unos 10.000 millones de personas viviendo en la Tierra y alrededor de tres cuartas partes de ellas vivirán en el cinturón solar, donde el sol brilla todo el año. Se trata de energía barata disponible en todas partes. Por eso son tan importantes las baterías.

Ya se están construyendo los primeros parques solares sobre el agua. ¿Porque hay tanto espacio para infraestructuras?

Se trata de una tecnología maravillosa llamada "fotovoltaica flotante", que en los últimos diez años se ha realizado sobre todo en lagos, embalses o estanques, donde la conexión a la red es comparativamente sencilla. La pregunta siempre ha sido: ¿funciona también en el mar? Cada vez son más las partes del mundo que lo prueban, naturalmente en aguas tranquilas sin grandes olas. Se puede dominar. Lo hemos investigado tomando como ejemplo el Caribe, porque es bien sabido que en muchas islas el espacio es relativamente escaso para el suministro de energía.

O en Singapur.

Es uno de los países donde más se está investigando la energía fotovoltaica flotante. Pero probablemente sólo será un añadido a la combinación energética, porque si se analiza detenidamente la situación geográfica, hay muchos argumentos a favor de tender simplemente una línea eléctrica hasta Sumatra. Esta enorme isla indonesia está justo al lado. Allí no se necesitaría tanto espacio para abastecer de electricidad a un país pequeño como Singapur. Si llevamos esta visión 20 o 30 años más allá, sería posible construir enormes fábricas de combustibles sintéticos en aguas internacionales: una gran central fotovoltaica flotante genera electricidad e hidrógeno verde por electrólisis. No se puede hacer mucho con eso, así que se convierte en amoníaco, metanol o parafina. A su vez, estas sustancias podrían ser recogidas por buques cisterna a intervalos regulares en estas fábricas en alta mar y distribuidas en los mercados mundiales.

Las ventajas de la fotovoltaica, la eólica y las baterías son evidentes. Pero ¿por qué hay que volver a transformar el hidrógeno verde?

En principio, se pueden hacer muchas cosas con el hidrógeno, pero es la molécula más pequeña del universo y, por tanto, difícil de manipular. Se difunde fácilmente a través de los materiales, es muy inflamable y su transporte es complicado. Se puede manipular técnicamente, pero cuesta dinero. Y al fin y al cabo, el transporte marítimo y aéreo con electricidad y baterías sólo funciona en distancias cortas. Puedo recargar fácilmente la batería en el Rin, pero no en grandes océanos. Allí se necesitan fuentes de energía químicas y densas. Y ya sabemos que no hace falta producir parafina a partir de petróleo crudo: Necesitamos hidrógeno y un carbono, normalmente CO2. Entonces podemos utilizar el proceso Fischer-Tropsch para producir combustibles sintéticos como la parafina.

¿Se necesitan electrolizadores para este proceso?

Para el primer paso, cuando producimos hidrógeno verde. Entonces lo único que necesitamos es CO2, que de repente ya no es un gas de escape y causa emisiones, sino una materia prima. Entonces tendríamos una solución para la aviación que no requeriría grandes cambios en la flota actual de aviones. Otra ventaja es que, además de parafina, el hidrógeno también puede convertirse en casi todos los demás productos importantes que necesitamos: Metanol para la industria química o el transporte marítimo, o en amoníaco como fertilizante para la agricultura. El propio hidrógeno se necesita sobre todo en la producción de acero.

¿Y de dónde sacamos el CO2? ¿Es ésta la quinta tecnología clave, la aspiradora de CO2?

El CO2 puede proceder de todo tipo de fuentes, pero en última instancia la captura directa del aire (DAC) es probablemente la solución más escalable. Porque si nos tomamos en serio el cambio climático y la transición energética, pronto reduciremos las centrales eléctricas de gas, las centrales eléctricas de carbón y la producción de acero a base de carbón, y por tanto todos los procesos importantes que producen grandes emisiones de CO2. Quedarían las plantas de incineración de residuos, las papeleras y las cementeras, pero serían fuentes bastante pequeñas en volumen para producir metanol para la industria química, parafina para la aviación y amoniaco para la agricultura. ¿Cómo cerrar esta brecha de cobertura? Extraemos el CO2 del depósito en el que ya hay demasiado, la atmósfera. Los costes deberían ser aceptables.

En teoría, todos los problemas estarían resueltos. ¿Pero no es demasiado tarde? Sí, se están construyendo muchos parques solares en todo el mundo, pero falta capacidad de almacenamiento en todas partes para poder utilizar la energía solar las 24 horas del día. Y el DAC sólo se ha utilizado hasta ahora a pequeña escala.

La energía eólica funciona, aunque todavía no se hayan resuelto todos los problemas iniciales. Pero sólo se está trabajando en los detalles. Lo mismo ocurre con la energía fotovoltaica. Los módulos fotovoltaicos son 0,5 puntos porcentuales más eficientes de media cada año. Esta tendencia se mantiene desde hace 20 años y continuará durante muchos más, al tiempo que se abarata cada vez más.

Entonces marcaremos la casilla de la eólica y la fotovoltaica. ¿Y las baterías?

Estamos viendo el punto de inflexión. En los últimos años ha habido problemas de escasez de cobalto y níquel, pero ahora las baterías de iones de litio se utilizan sobre todo en coches eléctricos y sistemas de almacenamiento doméstico, que cada vez se construyen más sin cobalto ni níquel. ¿Tenemos suficiente litio? Las opiniones difieren al respecto. En principio hay suficiente, los océanos del mundo están llenos de él, sólo que no podemos sacarlo de forma eficiente. Ése es el verdadero problema. Este año, los dos líderes mundiales del mercado también han introducido baterías de iones de sodio. Con ellas ya no hay escasez de material.

¿Está todo previsto también para las baterías?

Hay mucho que decir a favor de esto. Estas empresas tienen una reputación que perder y no lo harían si no supieran que va a funcionar. Y las tasas de crecimiento son enormes: si la producción de módulos fotovoltaicos crece un 30% al año, la de baterías lo hace entre un 50% y un 100%.

¿Y los electrolizadores?

La situación es más crítica porque el mercado es mucho más pequeño. Pero ya dominamos la tecnología desde hace 100 años y hay unas dos docenas de fabricantes y proveedores de todo el mundo. Será una carrera emocionante para ver quién puede ofrecer al final los mejores productos a los mejores precios. No estoy preocupado. Con el DAC, la única cuestión es el escalado, porque la tecnología también funciona en este caso: se utiliza en submarinos nucleares y en estaciones espaciales desde los años sesenta. Lo único que falta es la comercialización a gran escala, y ahora estos fabricantes también están bien financiados por inversores".

Clara Pfeffer y Christian Herrmann hablaron con Christian Breyer. La entrevista ha sido abreviada y editada para mayor claridad.