Petrocalipsis

É posible un futuro 100% renovable?

A transición cara a un sistema enerxético 100% renovable é unha meta ambiciosa e crucial na loita contra o cambio climático. Co seu abundante sol e vento, España ten un potencial significativo para alcanzar este obxectivo. Esta análise explora a viabilidade técnica e económica, tanto para a xeración eléctrica como térmica, para un sistema afastado dos combustibles fósiles. Revisaremos a historia e o estado actual do sistema enerxético, avaliaremos críticamente as posibilidades e desafíos asociados, e consideraremos as dificultades que poderían impedir unha transición completa, facendo referencia á escaseza de materiais críticos e as limitacións tecnolóxicas.

Historia e Estado Actual

España percorreu un longo camiño na súa transformación enerxética. Na década de 1990, o mix enerxético do país dependía en gran medida de fontes non renovables como o carbón, o petróleo e a enerxía nuclear. Con todo, a partir dos anos 2000, impulsado por políticas públicas favorables e avances tecnolóxicos, España comezou a diversificar a súa matriz enerxética cara a fontes máis sostibles.

De acordo con datos da Rede Eléctrica de España (REE), en 2005 as enerxías renovables representaban só o 20% da xeración eléctrica. Esta porcentaxe aumentou significativamente coa introdución da tarifa regulada para enerxías renovables e as primas para a enerxía eólica e solar. Para 2020, as enerxías renovables xa representaban aproximadamente o 44% da xeración eléctrica, coa enerxía eólica e a solar fotovoltaica como principais contribuíntes.

En 2023, a capacidade instalada de enerxía renovable en España alcanzou novos máximos. A enerxía eólica representa 28 GW de capacidade instalada e a solar fotovoltaica 13 GW. Outras tecnoloxías renovables como a solar térmica (2,3 GW) e a biomasa (1 GW) tamén contribúen significativamente ao mix enerxético.

O goberno español estableceu obxectivos ambiciosos baixo a Lei do Cambio Climático e Transición Enerxética de 2021, que inclúe a xeración do 74% de electricidade a partir de fontes renovables para 2030 e a neutralidade en carbono para 2050. Estes obxectivos son apoiados pola Estratexia de Almacenamento Enerxético, que prevé alcanzar 20 GW de capacidade de almacenamento para 2030, incluíndo baterías, hidróxeno verde e almacenamento térmico.

Viabilidade Técnica e Económica

Para lograr un sistema eléctrico 100% renovable, España necesitará unha expansión masiva de tecnoloxías eólicas e solares. A Axencia Internacional de Enerxías Renovables (IRENA) proxecta que, para alcanzar esta meta, España debe incrementar a súa capacidade instalada de enerxía eólica a 50 GW e a de solar fotovoltaica a 75 GW para 2050. Estas cifras baséanse en proxeccións de crecemento da demanda e a necesidade de substituír tecnoloxías convencionais.Para lograr un sistema eléctrico 100% renovable, España necesitará unha expansión masiva de tecnoloxías eólicas e solares. A Axencia Internacional de Enerxías Renovables (IRENA) proxecta que, para alcanzar esta meta, España debe incrementar a súa capacidade instalada de enerxía eólica a 50 GW e a de solar fotovoltaica a 75 GW para 2050. Estas cifras baséanse en proxeccións de crecemento da demanda e a necesidade de substituír tecnoloxías convencionais.

A enerxía eólica e solar teñen características de xeración complementarias. A enerxía eólica produce máis no inverno e durante a noite, mentres que a solar fotovoltaica xera durante as horas diúrnas e é máis efectiva no verán. Esta complementariedade pode reducir a necesidade de almacenamento e mellora a estabilidade da rede.

A xeración térmica renovable é máis desafiante debido á actual dependencia de combustibles fósiles para calefacción e procesos industriais. As tecnoloxías como a biomasa, a xeotermia e as bombas de calor presentan solucións viables. Segundo o Instituto para a Diversificación e Aforro da Enerxía (IDAE), a biomasa podería cubrir ata o 30% da demanda térmica renovable, mentres que as bombas de calor e a xeotermia poderían achegar o 20% adicional. A integración destas tecnoloxías require un investimento significativo en infraestruturas e a adaptación de sistemas existentes.

A expansión masiva de tecnoloxías renovables implica un maior consumo de materiais críticos como o litio, cobalto e terras raras, esenciais para baterías e outros compoñentes electrónicos. A Unión Europea identificou estes materiais como críticos debido á súa subministración limitada e a concentración da súa produción en poucos países. Diversificación de fontes, reciclaxe e desenvolvemento de alternativas tecnolóxicas son estratexias necesarias para mitigar estes riscos. Ampliamos este apartado no noso blog de marzo, e na entrevista a Guillermo Mínguez do mesmo mes.

Un informe do Banco Mundial (2020) advirte que a demanda destes materiais podería aumentar nun 500% para 2050 debido á transición cara a enerxías limpas. A criticidade destes materiais pode limitar a capacidade de expansión das enerxías renovables e debe ser xestionada con políticas e estratexias robustas.

Ademais, esta transición cara a un sistema totalmente renovable requirirá un investimento acumulado significativo. Segundo IRENA, o investimento necesario ata 2050 podería alcanzar os 300.000 millóns de euros só para España. Esta cifra inclúe a instalación de novas capacidades de xeración, desenvolvemento de infraestruturas de almacenamento, redes intelixentes e melloras en eficiencia enerxética.

En termos de espazo físico, as plantas solares e eólicas requiren grandes áreas, e a súa implementación debe equilibrarse con outras necesidades de uso do chan. A chamada agrovoltaica, ou o uso de espazos gandeiros e eólicos, son necesarios para reducir a necesidade de cambio de uso de chan. A integración de tecnoloxías renovables en edificios e áreas urbanas, como teitos solares e microrredes en polígonos industriais, pode axudar a optimizar o uso do espazo dispoñible.

Implementación de Autoconsumo e microrredes

O autoconsumo residencial e industrial é crucial na transición enerxética. Segundo IDAE, espérase que o autoconsumo creza exponencialmente, alcanzando ata 15 GW de capacidade instalada para 2030. As microrredes en polígonos industriais poden mellorar a resiliencia e eficiencia do sistema eléctrico, permitindo un maior control local da xeración e o consumo de enerxía. Estas solucións descentralizadas non só aumentan a seguridade enerxética, senón que tamén reducen a dependencia da rede nacional e permiten unha maior integración de enerxías renovables. Un estudo da Universidade Politécnica de Madrid (2021) estima que a implementación de microrredes podería reducir as perdas de transmisión e distribución nun 10%, mellorando a eficiencia xeral do sistema eléctrico.

Rol do Hidróxeno

O hidróxeno verde, elaborado a partir de fontes renovables, é unha solución prometedora para sectores difíciles de electrificar, como o transporte pesado e certas industrias. O plan nacional de hidróxeno de España, presentado en 2020, prevé a instalación de 4 GW de capacidade de electrólise para 2030. A integración do hidróxeno na matriz enerxética pode proporcionar almacenamento estacional e flexibilidade, complementando outras fontes renovables.

Segundo o Hydrogen Council, o hidróxeno podería cubrir ata o 18% da demanda enerxética global para 2050, destacando o seu potencial na transición enerxética. O hidróxeno verde tamén pode ser utilizado para a produción de amoníaco e metanol, produtos esenciais para a industria química e fertilizantes.

Desafíos e Posibilidades de Non Alcanzar o Obxectivo

Escasez de Materiais e Tecnoloxías

Antonio Turiel, na súa análise sobre a transición enerxética, destaca a escaseza de materiais críticos como un obstáculo significativo. A dependencia de materiais como o litio, o cobalto e as terras raras para a fabricación de baterías e outros compoñentes electrónicos é unha limitación considerable. Ademais, a concentración xeográfica da produción destes materiais aumenta a vulnerabilidade da subministración.

Limitacións Tecnolóxicas

A intermitencia das fontes renovables, como a solar e a eólica, require solucións avanzadas de almacenamento e xestión da enerxía. A capacidade actual de almacenamento mediante baterías e outras tecnoloxías é insuficiente para garantir unha subministración continua e fiable. Ademais, o desenvolvemento de tecnoloxías de potencia e control, como os sistemas SCADA, é crucial para a integración eficiente de enerxías renovables na rede.

O almacenamento a gran escala, como as baterías de ións de litio e as solucións de almacenamento por bombeo, presentan desafíos técnicos e económicos. Segundo un informe do Instituto Fraunhofer (2022), necesitaríanse polo menos 40 GWh de capacidade de almacenamento para garantir a estabilidade do sistema eléctrico español nun escenario 100% renovable.

Inversión e Prazos Temporais

O investimento necesario para a transición enerxética é considerable. Ademais, os prazos para alcanzar os obxectivos dun sistema 100% renovable son ambiciosos. Segundo a Axencia Internacional da Enerxía (AIE), os investimentos en enerxías renovables deben triplicarse na próxima década para cumprir cos obxectivos climáticos globais. En España, a implementación de proxectos renovables afronta desafíos regulatorios, burocráticos e de aceptación social, o que pode atrasar significativamente os prazos.

Espazo Físico

A dispoñibilidade de espazo para instalacións renovables tamén é un desafío. As plantas solares e eólicas requiren grandes áreas, e a súa implementación debe ser compatible con outras necesidades de uso do chan, como a agricultura e a conservación da biodiversidade. A competencia polo uso do chan pode limitar a expansión destas tecnoloxías.

Un estudo do Instituto de Diversificación e Aforro de Enerxía (IDAE, 2021) mostra que para instalar 75 GW de enerxía solar fotovoltaica, necesitaríanse aproximadamente 150.000 hectáreas, o cal representa desafíos significativos en termos de planificación e uso do chan.

Conclusión

A posibilidade dun futuro 100% renovable é posible, pero para chegar a esa independencia total e debido á nosa dependencia dos combustibles fósiles actuais, afrontamos unha serie de retos técnicos e de desenvolvemento de infraestruturas e grandes cambios de paradigmas actuais (consumo e eficiencia actuais, deslocalización vs centralización das redes, implantación de melloras tecnolóxicas continuas).

Non existe unha solución, senón a sinerxia coordinada de distintas tecnoloxías de xeración, almacenamento, exploración e explotación de vectores enerxéticos como o H2, e o máis importante, un convencemento como sociedade que nos permita chegar a un futuro NET ZERO, pasando dende un decrecemento no noso consumo, a unha mellora dos procesos de consumo enerxético a través da eficiencia, e un maior aumento de estratexias de descentralización como o autoconsumo compartido ou as comunidades enerxéticas. O mantra, como resumo, é pensa global, actúa local.