Introducción
Según informó la Agencia Internacional de Energía (2024), en nuestros días la capacidad mundial para generar electricidad renovable se está expandiendo más rápido que en cualquier otro momento de la historia humana[1]. Tal crecimiento constituye una posibilidad real de alcanzar el objetivo de triplicar la producción global de energía mediante fuentes renovables para el 2030, tal y como acordaron los gobiernos asistentes a la Conferencia de las Partes de Dubai en 2023 (COP28, Dubai, Emiratos Árabes Unidos, 30 nov.-12 dic. 2023) y reiteraron en la de Bakú (COP 29, Bakú, Azerbaiyán, 11-22 noviembre 2024).
En el 2023, el mundo añadió casi un 50 % más energía de fuentes renovables que en el 2022, por lo que actualmente casi el 30 % de la electricidad mundial se obtuvo con fuentes renovables[2]. En los EE. UU., en el 2022 el 21.4 % de la energía total se produjo con fuentes renovables, y sólo en abril de 2024 las energías solar, eólica, hidroeléctrica y de biomasa proporcionaron el 31 % de la electricidad de tal país. Sinceramente, esperamos que la llegada a la presidencia de un notorio negacionista como Donald Trump no detenga tan importantes avances[3].
La situación mexicana, desgraciadamente, tuvo, en el sexenio pasado, un estancamiento en lo referente a la producción de energía de fuentes renovables, sin embargo, según indica el Programa para el Desarrollo del Sistema Eléctrico Nacional (Prodesen) 2023-2037, de la Sener, se reactivará la producción mediante fuentes renovables con el objeto de que, en el 2050, el 50 % de la energía del país sea lo que el gobierno denomina “energías limpias”, lo cual, vergonzosamente, incluye al gas metano de ciclo combinado y a la energía nuclear. Por tal razón, el Prodesen “contempla la adición de 150 MW de capacidad nuclear y la conversión de 1,024 MW de ciclos combinados para usar una combinación de gas natural e hidrógeno verde”[4].
Afortunadamente, la nueva titular del ejecutivo, la Dra. Claudia Sheinbaum Pardo, se ha comprometido con avanzar en la dirección de la producción de energía mediante fuentes renovables y conoce bien el riesgo que implica el uso de la energía nuclear. En consecuencia, a pesar de que la actual gobernadora de Veracruz y secretaria de Energía durante la administración de AMLO –Rocío Nahle— la ha instado a construir otro reactor nuclear en Laguna Verde, la Dra. Sheinbaum ha rechazado la propuesta[5]. Es mucho mejor aprovechar el enorme potencial de México para producir energía eléctrica mediante el sol y el viento.
Sin embargo, la energía producida mediante fuentes renovables no carece de limitaciones, estudiémoslas con detalle.
Las limitaciones de las renovables
Debido a que las fuentes renovables de energía dependen del sol o el viento, se ven afectadas por los impactos climáticos: por el calor intenso, los huracanes, las inundaciones y los incendios forestales. Sólo la energía geotérmica, que depende del calor del interior de la Tierra, es muy poco afectada por los impactos del calentamiento global, pero proporciona en México menos del 2 % de la energía total, y en los EE. UU. sólo el 0.4 % de su electricidad.
Tal y como informa Renée Cho (2024) en su ensayo Cómo impacta el cambio climático a la energía renovable, siguiendo las tesis de la Dra. Romany Webb: “cuando pueda haber impactos en las instalaciones de fuentes renovables de energía, debemos planificar y prepararnos para ello, […] debemos pensar en cómo el calentamiento global afectará al sistema energético en su conjunto porque, lamentablemente, ningún sistema de electricidad es inmune a sus impactos”[6].
Y continúa: “Romany Webb también indicó que la Corporación de Confiabilidad Eléctrica de América del Norte y otros organismos sugieren que los recursos basados en combustibles fósiles corren en realidad un riesgo mucho mayor por los impactos climáticos. Por ejemplo, la mayoría de las instalaciones de combustibles fósiles están diseñadas para operar a una temperatura específica y requieren agua para enfriarse. A medida que aumentan las temperaturas del aire y del agua, las instalaciones de combustibles fósiles y nucleares han tenido que cerrar porque los cuerpos de agua cercanos estaban demasiado calientes para extraer el agua, o las plantas no podían verter en ellos el agua usada para refrigerar las plantas porque eso habría excedido sus límites térmicos”[7].
Siguiendo lo anterior, la Dra. Webb revisa la manera como las fuentes renovables de energía son afectadas por el calentamiento global, lo cual resume Renée Cho de la siguiente manera:
La energía solar
La energía solar proporciona entre el 6 % y el 8 % de la electricidad en los EE. UU. A medida que las olas de calor se vuelven más frecuentes, el calor intenso hace que los paneles solares sean menos eficientes y las noches más cálidas no permiten que la infraestructura de un sistema solar se enfríe, lo que la estresa y reduce su eficiencia. Las olas de calor también aumentan la demanda de refrigeración, lo que sobrecarga la red y puede afectar la capacidad del sistema para convertir y transmitir energía. El humo de los incendios forestales y la capa adicional de nubes durante los fenómenos meteorológicos extremos pueden reducir la cantidad de radiación solar que llega a los paneles y reducir la producción solar. Se ha descubierto que los huracanes reducen la generación solar fotovoltaica entre un 18 y 60 % en comparación con los días despejados[8]. Y los ciclones tropicales pueden reducir la radiación solar en un 80 %, incluso durante días después de que golpean las zonas circundantes[9]. Cualquier clima extremo también puede dañar la infraestructura de energía solar, especialmente los riesgos de vientos fuertes.
La energía eólica
La energía eólica, que proporciona el 10.2 % de la electricidad en Estados Unidos, se ve especialmente afectada por los fenómenos meteorológicos extremos. Por ejemplo, los ciclones pueden alterar los patrones y la intensidad del viento, lo que provoca fluctuaciones en la conversión a electricidad. Los fenómenos eólicos intensos pueden obligar a las turbinas eólicas a apagarse por completo para evitar daños cuando la velocidad del viento supera un umbral determinado, normalmente 88.5 km/h. Incluso un huracán de categoría uno tiene velocidades de viento entre 119 y 153 km/h. El huracán María provocó que un parque eólico en Puerto Rico perdiera casi la mitad de las paletas de sus turbinas. Las bajas temperaturas y la formación de hielo en las turbinas pueden reducir la generación eólica en un 10 %, según un estudio[10]. La tormenta invernal Uri de 2021 en Texas provocó apagones generalizados cuando las turbinas eólicas se congelaron y los proveedores de gas natural y carbón dejaron de funcionar. Las torres y los cimientos de los parques eólicos marinos también pueden resultar dañados por las mareas de tempestad y el hielo marino. En general, los investigadores han descubierto que el 40 % de la conversión de energía eólica podría perderse en algunas regiones debido a los impactos del calentamiento global[11].
La energía hidroeléctrica
La energía hidroeléctrica, que produce el 5.7 % de la electricidad en los EE. UU. y el 44 % de toda la energía renovable mundial (la fuente renovable más importante), es susceptible al calor y la sequía[12]. Las temperaturas más altas provocan la reducción de los glaciares y de la nieve derretida en algunas áreas, y el aumento de la evaporación y la disminución de las precipitaciones reducen la cantidad de agua en los embalses y la capacidad de conversión de energía hidroeléctrica.
La energía hidroeléctrica es un gran desafío en un mundo con un clima cambiante, dice Webb. Lo hemos visto en California, que tradicionalmente ha dependido en gran medida de la energía hidroeléctrica. Ha habido mucha variación debido a la sequía que reduce las reservas ahí.
El derretimiento temprano de la nieve también tiene un gran impacto, agregó. Anteriormente, la capa de nieve se derretía gradualmente y proporcionaba una fuente de agua durante un período prolongado de tiempo. Ahora, con el rápido aumento de la temperatura, vemos un derretimiento más temprano y más rápido de la nieve que puede abrumar el sistema y hacer que no se pueda aprovechar al máximo. Eso significa que tengamos estos períodos secos de verano extendidos y prolongados. Por ejemplo, en 2021 el lago Oroville en California estaba a sólo el 35 % de su capacidad, lo que obligó a cerrar la central hidroeléctrica Hyatt, que suministraba el 60 % de la energía del condado.
En Zambia, una temporada de lluvia más corta y las sequías están afectando actualmente a la energía hidroeléctrica, que proporciona el 80 % de la electricidad del país, lo que resulta en apagones y racionamiento de energía. Ecuador está imponiendo ahora apagones nocturnos y una prohibición del trabajo remoto porque la peor sequía en décadas está afectando a los embalses que generan su energía hidroeléctrica.
El almacenamiento de energía eléctrica mundial depende casi en su totalidad (99 %) del almacenamiento hidroeléctrico por bombeo, que también depende de la disponibilidad de agua en los embalses. Convierte energía almacenando agua en un embalse a una altura mayor y liberándola luego a través de turbinas para obtener electricidad[13].
Los cambios en las precipitaciones, la escorrentía y el caudal de los ríos también pueden afectar a la energía hidroeléctrica, y las lluvias extremas y las inundaciones pueden dañar la infraestructura en las represas. Y si bien las inundaciones y las tormentas pueden aumentar los recursos de la energía hidroeléctrica, las ganancias se ven contrarrestadas por las sequías y las olas de calor[14].
La biomasa
La quema de biomasa, que proporciona el 1.1 % de la electricidad en Estados Unidos, se produce mediante la combustión de madera, residuos agrícolas, desechos vegetales y animales y otros materiales orgánicos. Puede generar calor o electricidad directamente o convertirse en biocombustibles. El calentamiento global afectará la temperatura, los patrones de lluvia y los niveles de CO2, y aumentará la probabilidad de sequías e incendios forestales, todo lo cual afectará la producción de biomasa al dañar los cultivos y los bosques, alterar las tasas y temporadas de crecimiento, la química del suelo y los microbios, y aumentar las plagas y las enfermedades de los cultivos.
El clima extremo también puede dañar físicamente los cultivos, así como la infraestructura para la obtención de energía vía la biomasa. Un estudio publicado en Springer Nature concluyó que un aumento de la temperatura media mundial entre 1 y 2 °C provocaría la disminución de entre el 14 % y el 35 % de todas las especies restantes, lo que provocaría la extinción de muchas de ellas. Esta reducción de la biodiversidad afectará el potencial energético de la biomasa[15].
El sistema energético en su conjunto es vulnerable
Nuestros recursos de energía de fuentes renovables, así como la red y la infraestructura energética en general, deben estar preparados para hacer frente a los impactos del clima, pero no lo están. Debido a que gran parte del sistema es antiguo y se construyó en gran medida para la temperatura y las condiciones climáticas que prevalecieron en el pasado, es vulnerable a los impactos del calentamiento global. Las temperaturas más altas no sólo significan una mayor demanda de electricidad para refrigeración, lo que estresa la red, sino que también hacen que las líneas eléctricas se comben y reduzcan su capacidad de transporte y eficiencia. Las temperaturas altas también estresan los transformadores y otros equipos reduciendo su vida útil. Las temperaturas nocturnas altas impiden que las líneas de transmisión se enfríen, lo que aumenta su estrés. Y los fenómenos meteorológicos extremos, como las tormentas y las inundaciones, pueden poner en peligro la infraestructura de conversión de energía y dañar las líneas eléctricas.
Además, los impactos del calentamiento global probablemente causarán desajustes entre la oferta y la demanda en muchas partes del mundo, en particular, según indica un estudio de Laibao Liu et al (2023), donde el sistema energético depende más de la energía de fuentes renovables[16]. Para el funcionamiento fluido y constante de los sistemas energéticos, la oferta y la demanda deben coincidir. Cuando no lo hacen, pueden producir cortes de energía con una cascada de consecuencias, como demoras en el acceso a la energía y precios más altos.
Soluciones para aumentar la resiliencia del sistema energético
Las soluciones a los desafíos del sistema energético son conocidas, pero aún no se han implementado suficientemente.
Energía distribuida y diversificada
Los sistemas de energía distribuida (en los que la obtención y el almacenamiento de electricidad a pequeña escala se ubican más cerca de los usuarios) pueden ayudar a aumentar la resiliencia e incorporar energía de fuentes renovables. Por ejemplo, las microrredes podrían obtener y distribuir energía a partir de una variedad de fuentes renovables, como paneles solares, turbinas eólicas y sistemas de almacenamiento de energía. Como dependen menos de una sola fuente, no son tan susceptibles a los incidentes aislados de falla que podrían resultar de condiciones climáticas extremas. Además, pueden operar solas o estar conectadas a otras unidades modulares o a la red más grande, de modo que pueden recurrir a otras fuentes de energía durante una emergencia.
Contar con una combinación de recursos energéticos también es clave. Cada instalación de energía se ve afectada por el calentamiento global y cada impacto es diferente, dice Webb. Eso significa que en realidad podemos lograr mucha confiabilidad y resiliencia simplemente diversificando la combinación energética.
Equilibrar la oferta y la demanda
Las redes inteligentes, a menudo integradas en microrredes, utilizan sensores, medidores programables, y monitoreo y control en tiempo real para optimizar la generación y transmisión de electricidad. Pueden ayudar a gestionar los desafíos de oferta y demanda de las fuentes renovables y equilibrar la variabilidad. También pueden incorporar tecnología de almacenamiento de energía para responder rápidamente a los desequilibrios entre la oferta y la demanda en el sistema y ayudar a estabilizar la red.
Las redes programables también permiten la gestión de la demanda, una estrategia para cambiar los patrones de uso de energía según la oferta y la demanda. Cuando la demanda de electricidad es alta, debido a una ola de calor, por ejemplo, la gestión de la demanda puede tener acuerdos con los grandes usuarios de energía para apagar algunos equipos o utilizar incentivos como tarifas eléctricas más bajas para alentar a los consumidores a usar menos energía. Esto puede aumentar la resiliencia del sistema energético al ayudar a equilibrar la oferta y la demanda.
Hacer que la infraestructura sea más resiliente
Todo el sistema energético, incluidas las fuentes renovables, debe ser más resistente a los impactos climáticos. Esto implica reforzar y endurecer todas las estructuras, conductores y postes. Las nuevas tecnologías pueden hacer que los recursos de fuentes renovables sean más adaptables. Por ejemplo, algunas turbinas eólicas tienen velocidades variables y otras se hacen más altas para reducir la vulnerabilidad a la variabilidad del viento. Los detectores y sensores de velocidad del viento en la turbina, las paletas o la torre podrían ayudar a la turbina a predecir las condiciones del viento. Algunas góndolas (el cerebro de la turbina) tienen calentadores para lidiar con el frío; algunas turbinas están equipadas con productos antihielo en sus rotores para evitar la acumulación de hielo y otras pueden detectar el hielo en sus paletas y apagarse hasta que se derrita. También se están diseñando turbinas eólicas para resistir tifones ajustando la inclinación o la curvatura de sus paletas. Y se están desarrollando algunas células solares que toleran temperaturas más altas.
Mejor planificación
Los planificadores deben vincular sus modelos climáticos, de previsión meteorológica avanzada y de sistemas energéticos para tener una comprensión integral de los riesgos y la resiliencia del sistema en su conjunto. También deben considerar la ubicación, eligiendo cuidadosamente dónde se ubicarán las instalaciones para minimizar los riesgos de daños por tormentas u otros eventos extremos.
Muchas empresas de servicios públicos aún no han planificado realmente los impactos del calentamiento global de una manera integral y para todo el sistema, dice Webb. No es sólo que estén ignorando los riesgos climáticos para la energía de fuentes renovables, vemos que las empresas de servicios públicos ignoran los riesgos climáticos en general.
Si bien el calentamiento global plantea riesgos para las instalaciones de fuentes renovables, los sistemas de combustibles fósiles se ven amenazados por los mismos impactos, por lo que las vulnerabilidades de las fuentes renovables no deberían ser una razón para retrasar la transición a la energía limpia, que reducirá los riesgos relacionados con el clima al reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
Vemos tanta desinformación sobre la utilización de energía de fuentes renovables y los impactos que tendrá[17] que existe el riesgo de que, a medida que reconocemos cada vez más las vulnerabilidades de los sistemas de fuentes renovables al calentamiento global, esto simplemente alimente la narrativa de que no deberíamos hacer la transición energética hacia las fuentes renovables[18].
De hecho, es lo opuesto: si no hacemos la transición, tendremos un sistema energético mucho menos confiable y resiliente (Trad. Antonio Sarmiento).
No podemos estar más de acuerdo con las doctoras Webb y Cho: que las fuentes de energía renovables tengan limitaciones no debe ser obstáculo para que se realice la transición energética en su dirección. De hecho, si nos detenemos a pensar en las limitaciones de la energía derivada de los combustibles fósiles –carbón, petróleo, gas— las limitaciones son mucho mayores: cantidad limitada en la Tierra y en franco decrecimiento, precio en continuo incremento, contaminación asociada y muchas otras externalidades.
No hay duda: construir un futuro deseable y sostenible que permita contar con un planeta como el que nosotros recibimos a las generaciones futuras implica la transición energética a las fuentes renovables.
Cuernavaca, Morelos, 25 de enero de 2025.
*Antonio Sarmiento es investigador en el Instituto de Matemáticas de la UNAM, campus Chamilpa, y Luis Tamayo es profesor del posgrado en filosofía, en la Facultad de Filosofía y Letras de la UNAM.
[1] https://www.iea.org/news/massive-expansion-of-renewable-power-opens-door-to-achieving-global-tripling-goal-set-at-cop28
[2] https://www.iea.org/news/massive-expansion-of-renewable-power-opens-door-to-achieving-global-tripling-goal-set-at-cop28
[3] Nos permitimos calificar como negacionista (denier) al actual presidente de los EE. UU. –Donald Trump— porque, a consecuencia de que considera al calentamiento global como un engaño –un hoax–, en su misma toma de posesión –el 20 de enero de 2025– anunció la salida de su nación del Acuerdo de París de 2015, y la vuelta decidida a la exploración y extracción petrolera. El presidente Trump es un muy triste representante de la tragedia que representa el nacionalismo (Make America Great Again), el principal obstáculo a la contrucción de la tan necesaria identidad planetaria, una idea que nos permitimos desarrollar en el ensayo: Sarmiento, A.; Tamayo, L., (2024). “Scientists Warning that Nationalism or Militarism Ideologies Block the Urgently Needed Planetary Consciousness”, International Journal of Arts and Social Science, Vol 7, Issue 5, May 2024, ISSN: 2581-7922: https://www.ijassjournal.com/2024/V7I5/41466639433.pdf
[4] https://www.enel.mx/es/blog/conociendo-el-mercado-energetico/generacion-y-fuentes-de-energia-en-mexico
[5] https://www.infobae.com/mexico/2024/10/10/esta-es-la-razon-por-la-que-claudia-sheinbaum-no-apuesta-por-la-energia-nuclear-en-mexico-tiene-sus-riesgos/
[6] Cho, Renée (2024). “How Climate Change Impacts Renewable Energy”, State of the Planet, Columbia Climate School, 31.10.2024: https://news.climate.columbia.edu/2024/10/31/how-climate-change-impacts-affect-renewable-energy/?fbclid=IwY2xjawIEUHtleHRuA2FlbQIxMQABHVGWBjnsAztJAjvcaarUOvdaKnkulGp5epkqvwttQoXdS-D2L_66qTG6bA_aem_P0hjUmmAl8qQ3SsIeahrmQ
[7] Cho (2024), Op. cit.
[8] https://sustainenergyres.springeropen.com/articles/10.1186/s40807-023-00097-6
[9] Luo Xu et al (2024). Resilience of renewable power systems under climate risks, Nature Reviews (11.01.2024):https://www.nature.com/articles/s44287-023-00003-8
[10] Luo Xu et al (2024). Op. cit.
[11] https://link.springer.com/article/10.1007/s10311-022-01532-8
[12] https://www.eia.gov/tools/faqs/faq.php?id=427&t=3
[13] https://sustainenergyres.springeropen.com/articles/10.1186/s40807-023-00097-6
[14] Ibidem.
[15] https://link.springer.com/article/10.1007/s10311-022-01532-8
[16] https://www.nature.com/articles/s41560-023-01304-w
[17] https://scholarship.law.columbia.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1218&context=sabin_climate_change
[18] Ibidem.
AQUÍ PUEDES LEER TODAS LAS ENTREGAS DE “ECOSOFÍA”, LA COLUMNA DE LUIS TAMAYO PARA LALUPA.MX
https://lalupa.mx/category/las-plumas-de-la-lupa/luis-tamayo-perez-ecosofia
