Kitabı oku: «El universo de las energías renovables»

1. CAMBIO CLIMÁTICO: SITUACIÓN Y PERSPECTIVAS

1.1. Introducción

Desde el inicio de la era industrial, hace aproximadamente 150 años, la superficie terrestre ha aumentado su temperatura en 0,6 °C y la altura del mar ha crecido entre 10 y 12 centímetros. La geosfera (tierra, agua y aire) ha acusado la mano del hombre durante todo este tiempo, con repercusión directa en la biosfera (los seres vivos) y advierten a través de los análisis científicos que un incremento de la temperatura global superior a 2 °C tendría efectos irreversibles. Es el cambio climático, asociado finalmente, después de mucha controversia, a causas andropogénicas, que responde al quebranto de sus condiciones naturales con la falta de precipitaciones en unas zonas e inundaciones en otras, desastres que están afectando a la vida de millones de personas. Lo han provocado dos efectos que se intentan frenar poniendo en juego un variado racimo de soluciones tecnológicas: el de invernadero y el de la capa de ozono. A su efectividad se confía el mantenimiento de nuestras condiciones actuales de bienestar, a lo que llamamos el desarrollo sostenible.

1.2. Efecto invernadero

La captura de las radiaciones solares con fines de aprovechamiento energético en la agricultura y sus derivados mediante los inofensivos espacios acristalados, ha dado nombre a una pesadilla en el ser humano actual: el efecto invernadero. No obstante, el temor que provoca presenta intensidades desiguales sobre la diversidad de pueblos y sus condiciones de vida: con preocupación por la merma del bienestar conseguido en el mundo desarrollado y con estremecimiento por la falta de precipitaciones o la llegada de fuertes inundaciones en el pobre.

El equilibrio medioambiental anterior, solo roto en ocasiones muy distantes en el tiempo, ha sido quebrado peligrosamente a consecuencia de ese desarrollo del que disfruta una pequeña porción del conjunto de los seres humanos. Hoy ya se certifica sin albergar las dudas de los años pasados, que el calentamiento global del planeta está relacionado directamente con la actividad humana del mundo desarrollado, como demuestra el siguiente dato: si globalmente el calentamiento en el período indicado anteriormente ha sido de 0,6 °C, en Europa, una región fuertemente industrializada, el incremento registrado se eleva a 1 °C.

El efecto invernadero se refiere a la retención del calor derivado del Sol en la atmósfera a consecuencia de un cinturón de gases, por los que se les ha dado el nombre. Entre ellos se encuentra el dióxido de carbono, el óxido nitroso y el metano. Los gases de efecto invernadero (GEI) son trasparentes a las radiaciones de la luz solar y absorbentes a las del espectro de infrarrojos de la superficie terrestre. En consecuencia, parte de las radiaciones solares se reflejan en el cinturón, para incidir de nuevo en la superficie terrestre y elevar la temperatura.

Figura 1.1. Efecto invernadero a consecuencia del aumento del cinturón de gases, que devuelven a la superficie parte de la energía solar reflejada.

Hasta la irrupción del llamado desarrollo industrial, la naturaleza equilibraba las emisiones y mantenía el ecosistema. Pero desde entonces las concentraciones han aumentado en torno a un 30% y con ello, incluso el dióxido de carbono, imprescindible para la vida, se ha convertido en su mayor enemigo. La concentración de CO_2, a consecuencia de la combustión de combustibles de origen fósil es la barrera que las naciones desarrolladas intentan derribar. Se cuantifican por partículas por millón (ppm) en la atmósfera. Si en el tiempo de referencia indicado la concentración era de 300 ppm, en el 2000 habían alcanzado la cifra de 380. Ahora, en el segundo decenio del nuevo siglo, se intenta que no sobrepasen la cantidad de 450, el límite impuesto. Pero conseguirlo supone el firme compromiso de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, para lo que se dispone de dos notables vías: reducir el consumo de combustibles de origen fósil por contribución de otras energías, como las renovables, y capturar y confinar el CO₂ producido antes de su salida al ambiente. Ambos procedimiento son muy prometedores. El primero tiene actualmente un alto grado de desarrollo y el segundo claras perspectivas que llevan a considerar el dióxido a almacenar como materia industrial de muy diversos aprovechamientos.

Cuadro 1.1. Glosario de términos básicos relacionados con el efecto invernadero.

1.3. Reducción de la capa de ozono

La capa de ozono actúa como un filtro de la energía solar, limitando la cantidad que penetra en la atmósfera. Reducirla supone aumentar la radiación que alcanza la superficie, aumentando en consecuencia la temperatura. Son responsables de los inmensos agujeros que se han producido en la capa los gases industriales fluorados.

El ozono no se emite directamente hacia la atmósfera como el resto de los gases de efecto invernadero, sino que se produce por reacción de los otros.

1.4. Desarrollo y deterioro medioambiental

En la década de los años setenta del siglo pasado comenzaron a intensificarse las voces que anunciaban el deterioro medioambiental motivado por la industrialización. El aumento de la temperatura del planeta anunciaba claramente que se había sobrepasado algún límite. Los polos también comenzaron a acusar el quebranto y los mares lo certificaban con el incremento de su nivel. Como en tantas ocasiones, ante cambios de envergadura, las voces y la replicas dieron lugar a abundantes debates acerca de si había o no culpable y su identidad.

Notables científicos dirigían sus miradas a los caprichos de la naturaleza, frente a los que denunciaban la mano del hombre. La polémica es ya historia y su identidad es bien conocida: el cinturón de gases que envuelve nuestra atmósfera, el que representa sin género de dudas la actividad humana al margen de los fenómenos naturales.

Para muchos expertos en cuestiones medioambientales, los gobiernos tardaron demasiado tiempo en intervenir en la polémica, que se suscitó en la Universidad por análisis de las condiciones de la atmósfera y en el entorno de los ecologistas por observación de sus efectos. En 1979 se produjo la Primera Cumbre Mundial sobre el Clima, en la que se intentó establecer la dimensión del problema. Un paso decisivo se produjo en 1988, cuando a propuesta de Malta, la Asamblea General de Naciones Unidas aprobó una resolución que reclamaba a todos los países la puesta en marcha de mecanismos de protección del clima. Finalmente, en 1994, se concretó la creación de un foro de referencia permanente: el Convenio Marco de Naciones Unidas para el Cambio Climático, dedicado a organizar periódicamente encuentros intergubernamentales, aunque buena parte acaba en fracaso por las políticas locales de sus dirigentes, más preocupados por las encuestas que por los efectos medioambientales. Esta situación justifica algunas decisiones incomprensibles desde la razón, como la compra de derechos de emisión contaminante por parte de los ricos a los pobres.

1.5. Protocolos

En 1997 tuvo lugar el gran encuentro mundial de referencia para el cambio climático, en el que se pudo hablar con naturalidad para conocer sobradamente causas y efectos. Se produjo en Kyoto, la antigua capital imperial de Japón. El plan era establecer las condiciones mínimas que permitieran reducir las emisiones contaminantes. Se alcanzó el compromiso de reducirlas en un índice anual reducido que evitara grandes cambios. Fueron mecanismos de flexibilidad introducidos a consecuencia de la dificultad para ponerse de acuerdo. Se convino también que el esfuerzo de modificación de los procesos industriales lo llevaran a cabo sólo los países fuertemente industrializados. Aún así, algunos grandes países desarrollados, como los Estados Unidos, no aceptaron las condiciones, quedando fuera del acuerdo.

En el Protocolo de Kyoto se hizo referencia clara a los gases culpables directos del efecto invernadero, a los que se asignó su porcentaje de partículas:

Dióxido de carbono (CO₂): 65%

Metano (CH₄): 20%

Óxido nítrico (N₂O): 6%

Estos tres gases citados son los principales causantes. Corresponden a gases que la naturaleza emite y regula, pero que se ha visto aumentada notablemente su concentración por las acciones industriales. El primero la ha aumentado a consecuencia de la combustión de productos basados en el carbono, como el petróleo, el gas o el carbón y el segundo por la reacción que tiene lugar entre el nitrógeno y el oxígeno del aire.

También se identificaron en Kyoto los gases causantes de la reducción de la capa de ozono. Corresponden a gases fluorados (CFC) procedentes de la industria. En los siguientes años comenzó su tendencia a la baja por modificación de los procesos fabriles que los generan.

Hidrofluorocarbonos (HFC)

Perflurocarbonatos (PFC)

Hexafluoruro de azufre (SF₆)

El Protocolo de Kyoto, demasiado flexible a criterio de muchos, entró en vigor en febrero de 2005.

Figura 1.2. Gases principales causantes del efecto invernadero, según el Protocolo de Kyoto. Los firmantes se comprometieron a reducir las emisiones un 5,2% de promedio (en Europa fue del 8%), tomando como referencia los niveles de 1995.

1.6. Lucha contra el cambio climático

Los informes del Plan Intergubernamental para el Cambio Climático, de Naciones Unidas, aconsejan que se reduzcan las emisiones de gases de efecto invernadero en un 50% antes de 2050. Y para conseguirlo, sin causar grandes traumas a la industria, establece dos períodos: reducción del 25 al 40% antes del 2020 y el resto en el límite indicado.

El objetivo se ha fraccionado en cuatro grupos de acciones que implican fuertes actividades de desarrollo, tanto de las iniciativas públicas como de las privadas. Estos son:

Reducción de CO₂

Limitación de las emisiones contaminantes por mejora de los procesos industriales y, especialmente, por la captura de los gases generados antes de lanzarlos al entorno.

Esta última acción y el consiguiente confinamiento en formaciones geológicas profundas es una de las que más beneficio se espera en los próximos años.

Figura 1.3. Dióxido de carbono en la atmósfera en partes por millón (ppm) desde que comenzaron los registros hasta el 2001. Desde entonces no ha hecho sino aumentar (Global Environment.)

Actuación sobre la capa de ozono

Limitación drástica de los gases industriales fluorados para evitar la ampliación de los agujeros abiertos en la capa de ozono.

Ahorro y eficiencia energética

Conjunto de medidas destinadas a reducir el consumo energético mediante dos acciones: evitar su despilfarro actual y mejorar el rendimiento de los receptores. Tres son los sectores destinatarios:

 Transporte. Mejorar la eficiencia de los vehículos a motor e incentivar el transporte por ferrocarril.

 Comercial y residencial. Concienciar a los ciudadanos para que ahorren energía, aumentar la eficiencia de los receptores y aislar térmicamente los espacios habitados.

 Industrial. Modificar sus procesos productivos para ahorrar energía.

Energías renovables

Aplicar todos los procesos industriales disponibles para obtener energía limpia. La luz solar, los vientos derivados de las diferencias de temperatura y los recursos fluviales han dado lugar a un conjunto de tecnologías capaces de proporcionar energía eléctrica y climatización sin el consumo de combustibles de origen fósil.

Se contempla también el cambio de las centrales de carbón por gas natural, lo que aumenta la eficiencia de un 20% a un 60%, independientemente de la reducción, que es considerable, de gases de efecto invernadero que tiene lugar, la puesta en marcha de procesos de cogeneración, que permiten producir electricidad y aprovechar el calor generado con fines climáticos, y la producción de biocombustibles, como el bioetanol, con los residuos urbanos y similares.

1.7. Dependencia por los combustibles convencionales

El abandono total de los combustibles de origen fósil aún no está al alcance de la mano. Las estimaciones apuntan a que hasta el año 2030 nuestra dependencia de ellos aún será alta; aproximadamente del 80%. Porque aunque las energías renovables, especialmente la eólica, aportan una fracción considerable del consumo de electricidad, a la que se sumará en los próximos años la prometedora termosolar, las grandes centrales eléctricas alimentadas con carbón o gas y el transporte nos esclavizan a ellos. Los coches alimentados con baterías eléctricas o hidrógeno, ambos en germen, pueden rebajar la cifra si se cumplen las expectativas que han despertado.

Figura 1.4. Consumo de energía primaria en el mundo en 2007 (Fundación Gas Natural).