Cuando la basura cotice en bolsa

El recientemente aprobado Plan Nacional Integrado de Energía y Clima 2021-2030, establece, entre otras cosas que: “Como resultado de las medidas contempladas en este Plan encaminadas a la reducción del uso de combustibles fósiles y a la promoción de las fuentes de energías renovables en los tres usos de la energía – transporte, calefacción y refrigeración y electricidad – las renovables alcanzan en 2030 el 42% del uso final de energía”.

Es este un gran reto, no solo desde el punto de vista económico-social, sino también desde el punto de vista de la ingeniería, pues requerirá bascular una parte notable de la energía suministrada por fuentes tradicionales no renovables hacia otras fuentes, algunas nuevas, pero mucho más amistosas con la salud del planeta.

Para apreciar la verdadera dimensión del reto es preciso, en primer lugar, conocer el punto de partida; saber que proporción de energía renovable tenemos actualmente sobre el total de la demanda nacional para, una vez conocido este punto, saber el diferencial a salvar en los próximos 9 años, en los tres grandes capítulos que menciona el plan: transporte, calefacción y electricidad.

Posiblemente no sea una forma ortodoxa de calcularlo, pero a efectos de adivinar el rango de esfuerzo necesario, formulo la hipótesis de que el uso del 42% por energías renovables sea enteramente eléctrico, y aplicado de forma lineal a los tres grandes capítulos, aunque esto no sea totalmente ajustado, pues entrarán también en juego otras energías alternativas como el bio-fuel.

Transporte (aplicado solo a turismos)

En España en 2.016, según la DGT había circulando en España 9.820.553 vehículos de Gasolina y 13.038.663 Diésel, que en conjunto, recorrieron unos 220 millones de kilómetros, consumiendo unos 95,5 millones de litros de Gasolina y otros 125,5 millones de Gasoil. Todos estos vehículos, si de forma súbita se hubiesen convertido eléctricos, habrían consumido alrededor de 40.000 Gwh de electricidad en un año (Ver Artículo El coche eléctrico ).

Con el criterio de este Plan Nacional, consumir 42% de energía de forma limpia debiera de ser una realidad en 2.030. O lo que es lo mismo, para cumplir el objetivo se debieran de transferir del orden de 16.800 Gwh/año eléctricos, del sistema energético de combustibles fósiles, al sistema de energía eléctrica renovable

Electricidad

Según los datos publicados por REE en sus informes anuales, el mix de producción eléctrica Nacional es el que se muestra en la Tabla 1. Puede observarse que, casi el 38% del total de la energía producida en 2.019 ya se consiguió con fuentes renovables. Por tanto, “tan solo” quedaría por trasvasar un 4% adicional, que bien podría lograrse eliminando el 4,86% que suponen las Centrales Térmicas de Carbón, que actualmente aportan 12.672 Gwh/año. Energía que tendría que ser asumida por el sistema de generación de energía verde.

Calefacción Residencial

Es en este capítulo donde más complicado está cumplir el objetivo. Según el IDAE, actualmente más del 85% de la energía destinada a calefacción residencial, procede de fuentes no renovables. Y dentro de las energías consideradas limpias, la electricidad ha de ser matizada, pues teniendo en cuenta el mix de producción eléctrica actual, tan solo un 37% de esta energía tiene procedencia renovable y por tanto resto deberá engrosar el volumen de energía a bascular a modelos más sostenibles.

La Tabla 2 adjunta muestra el desglose de consumos energéticos en el parque residencial español desglosado por fuentes de energía. Actualmente tan solo el 31% de la energía consumida en el sector residencial para usos de calefacción y ACS procede de algún tipo de fuente renovable. Este será uno de los escollos más complicados de salvar para cumplir el objetivo. El parque de viviendas de España tendrá que convertirse de forma que casi 19.000 Gwh/año producidos combustibles fósiles tendrán que ser suministrados con energías renovables.

Es decir el sistema generador de energía renovable tendría que ser capaz de producir unos 50.000 Gwh/año, adicionales a los que ya se producen. 

Impacto sobre el sistema de producción de energía eléctrica

Sí la generación de estos 50.000 Gwh/años fuese enteramente eléctrica, inexacto pues el Plan Nacional contempla otras fuentes renovables como el bio-diesel y la bio-masa entre otras, entonces, la generación de energía eléctrica renovable tendría que incrementarse un 150% en los próximos 9 años.

Aunque inexacto, sirve para tomar conciencia de la verdadera dimensión del reto que, a la propia magnitud del volumen, hay que añadir que uno de los factores distintivos de buena parte de las energías renovables es su baja disponibilidad. No siempre sopla viento y siempre variando en intensidad, y tanto lo mismo se puede decir del sol.

Para mostrarlo, y solo a efectos de cálculo tomemos la utópica hipótesis de que todos los generadores funcionasen en un modo todo/nada, es decir que cuando funcionasen lo hicieran entregando el 100% de su potencia instalada.

Sí hiciésemos esto, el cociente entre la energía producida y la potencia instalada nos daría las horas de funcionamiento de todos los generadores, que comparadas con las horas disponibles (24x365), obtendríamos su rendimiento teórico, que si bien es un dato burdo, sin embargo, sirve para comparar las diferentes fuentes de energía.

La Tabla 3 que se muestra a continuación ha sido elaborada en base a los datos oficiales que REE ha publicado con respecto a la energía generada y la potencia instalada en 2.019. Puede verse claramente la diferencia de disponibilidad entre las fuentes renovables y las no renovables.

En 2019 la menor disponibilidad se produjo en la hidráulica, según REE, debido a la severa sequía que azotó España en 2019. La disponibilidad tanto para la solar, cómo para la eólica, rondaría el 25%. Este dato es importante pues permite, aplicando esa disponibilidad, calcular la potencia instalada necesaria para poder conseguir la Energía objetivo.

La Tabla 4 adjunta muestra como podría ser un hipotético mix de producción, respetando los actuales pesos de presencia en el mix de renovables actual. Para hacer frente a esta transformación sería necesario aumentar en 13.000 MW la potencia instalada eólica y en 5.500 MW en diferentes formas de energía solar.

Es decir, España tendría que instalar tanta potencia eólica nueva, como el conjunto de la Unión Europea en un año (15,4 GW en 2019 según la AEE), lo que supondría instalar unos 5.100 nuevos aerogeneradores, que puestos en fila, ocuparían unos 1.000 Km, o lo que lo mismo un tercio de la longitud de todas las cordilleras de España. Y además, cubrir cerca de 30 Km² por completo con paneles solares, lo que equivaldría aa la superficie de las provincias de Palencia, Burgos y Soria, conjuntamente.

Esta reducción al absurdo indica que, o se mejora de forma radical la eficiencia de estas fuentes renovables, o buscamos fuentes alternativas, si de verdad queremos cumplir con los objetivos marcados para 2030. Y no digamos para 2050, cuando se pretende la total #descarbonización de la economía.

En el desperdicio está el beneficio

Llegados a este punto, siempre me acuerdo de aquella famosa escena de Regreso al Futuro II, en la que, el Doctor Emmet Brown “Doc”, que acababa de regresar de 2015, recargaba de energía su DeLorean DMC-12 vertiendo basura en el depósito, ante la atónita mirada de Marty McFly y Jennifer Parker, pues con la tecnología existente en su futuro, 2015, los residuos eran su combustible.

Robert Zemeckis se equivocó en el año, pero quizás no tanto en el fondo.

Quien sabe si la salvación de nuestro planeta, tal como hoy lo conocemos pase, quizás, por convertir la basura, hoy una fuente inagotable de problemas, en una fuente de energía igual de inagotable, y eso, ya no es ciencia-ficción, ya comienza a ser una realidad. Queda aún mucho camino por recorrer, pero el futuro puede que no esté tan lejos y puede que la gran esperanza se encuentre en el #Hidrógeno cómo el gran sustitutivo del petróleo cómo combustible habitual en las próximas décadas. #Hidrógeno verde obtenido de forma medioambiental y económicamente viable a partir de residuos.

La Ciencia-Ficcion comienza a hacerse realidad

Y ¿Por qué no?, ya es un hecho que muchas Empresas y Universidades de todo el mundo estén apostando por proyectos de I+D+I en este campo. En 2.016 una joven investigadora vasca descubrió cómo generar grandes cantidades de hidrógeno, a partir de un proceso de Pirólisis de residuos plásticos. (RETEMA_Itsaso-Barbarias_(UPV/EHU)_Hidrógeno-a-partir-de-plásticos)

Esto, que puede parecer una ensoñación de laboratorio, ya es casi una realidad en Reino Unido. Allí, la empresa Waste2tricity ya está desarrollando un proyecto para este fin en Cheshire, donde construyen una planta que convertirá los plásticos no reciclables en hidrógeno y electricidad. De acuerdo con lo que publican, parece que serán capaces de producir 2 Toneladas de Hidrógeno por cada 35 toneladas de plástico no reciclable al día, al tiempo que generan electricidad suficiente para sus procesos internos y exportar 3,4 Mwh/día.

En España, según Cicloplast, se producen unas 2.150 Kt de residuos plásticos al año, de los cuales unas 1.050 Kt acaban en vertedero. Haciendo una cuenta rápida, con instalaciones cómo las de Waste2tricity se podrían producir unas 60.000 toneladas de Hidrógeno, y se generarían unos 1.000 Gwh/año a partir de estos residuos.

Si en la provincia de Burgos todos los turismos fuesen #Toyota Mirai, con un consumo estimado de 0,86 Kg Hidrógeno cada 100Km, los Burgaleses podrían circular durante un año entero con el hidrógeno generado a partir del plástico que va a los vertederos.

Otro ejemplo, el barco Interceptor de #OceanCleanup es un barco diseñado para retirar los residuos plásticos flotantes en los ríos. Cada día, cada uno de estos barcos retira 50.000 Kg de residuos de los ríos más contaminados del planeta. Con la tecnología de Waste2tricity, con lo que retira cada barco, se podrían producir casi 3 Kg/día de Hidrógeno y generar casi 4,8 Mwh de electricidad diarios.

Pero hay muchos ejemplos más, los lodos de depuradora pueden aportar otra fuente inagotable de materia prima. El pasado año, un grupo de investigadores de la Universidad RMIT en Australia consiguieron utilizar biosólidos para producir hidrógeno a partir de aguas residuales. La innovación se centra en el reciclaje avanzado de biosólidos y biogás, subproductos del proceso de tratamiento de aguas residuales.

O los vertederos clausurados, capaces de generar toneladas de biogás susceptible de ser transformado en Hidrógeno. Según RETEMA, durante 2019, en la planta de Valsequillo (Málaga) se obtuvieron 7.110.323 metros cúbicos de biogás, lo que permitió generar 13,7 GWh/año, lo suficiente para atender a casi 1.400 hogares.

En definitiva, todo apunta a que lo que desechamos y tiramos al contenedor de basura, tendrá mucho más valor de lo que ahora pensamos. Quien sabe, quizás en un futuro no muy lejano, veamos la basura cotizar en el NYMEX cómo una commodity más.

Y con el Plan de recuperación para Europa de la Comisión Europea en confluencia con la estrategia de la Comisión Europea para generar un hidrógeno 100 % renovable, quizás ese futuro se haya acercado aún más.