Saludos Curiosos!
En una entrada anterior hablamos de las "megatendencias", ese conjunto de cambios, en la misma dirección, que afectan a toda la sociedad. Y mencionamos, que las energías renovables, eran una de estas megatendencias y pueden ser un gran negocio a largo plazo.
Vaya, que te puedes forrar apostando por las renovables. Este blog enriquece la mente y los bolsillos.
Vaya, que te puedes forrar apostando por las renovables. Este blog enriquece la mente y los bolsillos.
¿Qué son las energías renovables y cuáles son sus ventajas?
Las energías renovables son aquellas, que como su nombre indica, se renuevan de manera natural en una escala de tiempo humana (osea, que se renuevan en unos pocos años). Estas energías incluyen la energía solar, eólica, maremotriz etc.
La escala de tiempo es importante, porque tanto el carbón como el petróleo son de origen orgánico: en el caso del carbón es la madera y en el caso del petróleo son plancton y algas. Estos restos orgánicos quedan encerrados a presión bajo gruesas capas de sedimentos, durante millones de años y zass, combustibles fósiles, pero hay que esperar millones de años, no cuentan.
Según datos de REN21, el 19.3% de la energía consumida en 2017 provino de fuentes renovables, lo cual no está nada mal.
Las energías renovables tienen una larga lista de ventajas:
- No contaminan el aire. Nadie quiere enfermar por la contaminación. Al menos yo no, no sé vosotros.
- Proporcionan independencia del petroleo o el gas natural, que son recursos concentrados en un reducido grupo de países. Permite que países como España pueda obtener su propia energía.
- Evitan emisiones de efecto invernadero. Los científicos no se ponen de acuerdo en las consecuencias a largo plazo del calentamiento global, pero el 97% si están de acuerdo en que su origen son las emisiones de efecto invernadero. Mejor no comprobar si tenían razón los catastrofistas o lo moderados.
Y otra ventaja, actualmente, de forma teórica, la energía renovable puede ser más rentable que la energía convencional.
- Normal, el sol y el viento son gratis, solo es cogerlo.
- Bueno, no es tan sencillo.
- Normal, el sol y el viento son gratis, solo es cogerlo.
- Bueno, no es tan sencillo.
Aquí abajo estamos viendo el LCOE (Levelized Cost of Energy), perdón por meter palabras raras, pero es necesario.
Es el coste teórico de generar energía eléctrica utilizando una determinada fuente de energía.
Es un calculo que tiene en cuenta TODOS los costes necesarios: la construcción, mantenimiento, las reparaciones, la cesta de navidad de los trabajadores etc y lo divide por toda la energía que es capaz de generar.
Por ejemplo para calcular el LCOE de un parque eólico contamos: el alquiler de los terrenos, la fabricación de los molinos, el transporte hasta el lugar donde son colocados, el mantenimiento que necesitan, las reparaciones, etc y lo dividimos por la energía que generan durante toda su vida útil.
El resultado es un número en Dólares o Euros / Kilovatios por hora.
El resultado es un número en Dólares o Euros / Kilovatios por hora.
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| Para cada fuente de energía tenemos una barrita con dos números, el número más bajo es el mejor valor posible y el más alto es el valor medio a nivel global. No da la misma rentabilidad un tejado solar (Rooftop Residential) en Arabia Saudí que en Burgos, que el sol pega menos y está más nublado. |
En el coste teórico ya ganan las renovables y además su coste está bajando a toda mecha.
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| El coste de la energía fotovoltaica se ha reducido por 10 en solo 10 años. |
Algunas limitaciones de las renovables.
¿Por qué no estamos todos usando solo renovables?
Pues Greta Thunberg lo dice muy claro, es un tema de dinero.
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| Greta echandole la bronca a la gente porque solo piensan en el dinero. |
- Pero cómo que es un tema de dinero, si acabas de decir que su coste teóricos es el más bajo.
- Pues si, espera que te lo cuento.
Y es que a parte de la rentabilidad teórica hay que tener en cuenta otros factores:
- Las plantas nucleares, de carbón o de gas ya están construidas. En esos casos, el coste de producir energía es solo el coste de mantenimiento y de las materias primas que necesitan. Cuando comparamos el coste de hacer una instalación nueva con usar las instalaciones ya existentes no salen tan claras las cuentas.
- La rentabilidad de la eólica y la solar es muy variable. En unos sitios sopla mucho y en otros muy poco. La eólica es más rentable en Ventosa de la Sierra, que por el nombre seguro que sopla mucho en viento, que en Villapene (no he encontrado un nombre gracioso de pueblo apacible, así que me quedo con este jeje)
- La energía eólica y la solar varía en el tiempo. A veces se produce más de lo que se necesita y otras veces mucho menos. Los paneles solares no producen mucho por la noche por ejemplo.
Aquí abajo vemos un ejemplo de la isla de El Hierro. Una Isla privilegiada en cuanto a su capacidad para generar energía renovable y aún así solo el 38% de la energía que consume es de este tipo, el resto, lo consigue mediante generadores a gasoil.
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| Porcentaje de energía renovable consumida en El Hierro. La isla tiene momentos en los que se puede abastecer al 100% mediante energías renovables (en verano), pero de media solo el 38% de la energía consumida proviene de renovables. |
La energía solar y eólica tienen el problema de que son variables, podemos eliminar ese problema almacenando en baterías el excedente para liberarlo cuando haga más falta.
El problema es que las baterías son muy caras y cuando incluimos su coste en la ecuación, las renovables ya no son tan rentables.
Nuevos avances en renovables.
Las renovables pintan bien, pero parece que todavía hay algún problemilla para que puedan sustituir a las energías tradicionales.
¿Qué pasaría si los paneles solares pudiesen ser rentables incluso en zonas con menos Sol?
¿Y si pudiésemos construir parques eólicos marinos sin importar la profundidad de las aguas?
¿Y si pudiésemos construir parques eólicos marinos sin importar la profundidad de las aguas?
¿Y si almacenar energía fuese mucho más barato?
¿Y si los paneles solares pudiesen funcionar a tope 24 horas al días los 365 días del año?
- Bueno, bueno, ahí en lo último ya te has flipado.
- ¿Seguro? Lee hasta al final y me lo cuentas.
A continuación una lista de avances recientes que prometen revolucionar las energías renovables,
El MIT pulveriza el límite teórico de las células solares.
Las células solares de silicio, las tradicionales, tienen un límite de eficiencia teórico, solo pueden convertir en energía eléctrica el 29% de la energía solar que reciben, esto es debido a que en principio, un fotón solo puede transferir su energía a un solo electrón.
Así ha sido hasta ahora, cuando investigadores del MIT, han demostrado que es posible elevar ese límite hasta el 35% (un 25% más).
En las células solares convencionales, toda la energía que no se transforma en electricidad se desaprovecha en forma de calor, pero estos científicos han conseguido aprovecharlo, para excitar un segundo electrón.
Más detalles de esta investigación se pueden leer aquí. Pero la clave es que aumentando un 25% la eficiencia de las células solares se puede conseguir que la energía solar sea rentable en muchas más zonas.
Cometas eólicas para aprovechar los vientos marinos a mayor profundidad
La energía eólica en tierra (onshore wind, en la primera gráfica) es la energía renovable más rentable, no obstante, algunos expertos creen que en breve la más rentable será la marina (offshore).
Pero claro, uno de los problemas más importantes es que no se pueden poner molinos eólicos donde se quiera, si la profundidad del agua supera los 50 metros, la instalación de los molinos se complica o se vuelve imposible. Y lo malo es que la mayoría de las zonas costeras del mundo superan esos 50 metros.
Pero en agosto de 2019 se ha ensayado una tecnología nueva: cometas.
Si, si, cometas, no estoy de coña.
Si, si, cometas, no estoy de coña.
Makani es una empresa que está probando cometas autónomas (un algoritmo sustituye al piloto y hace que no caigan) que son capaces de aprovechar la energía del viento. Además, son tan ligeras que se pueden poner en plataformas flotantes, aprovechando vientos a mayor profundidad.
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| Una cometa de Makani de 600 kW en una plataforma flotante en aguas profundas de Noruega. |
Estas comentas tienen la principal ventaja del coste. Una cometa de 600 kW (junto con su plataforma flotante), tiene 10 veces menos peso que un molino que produzca energía equivalente.
Un molino equivalente, tiene palas de 40 metros y una altura de más de 50, necesita cientos de toneladas de acero y su instalación es un marrón es muy costosa.
Para instalar la cometa con su plataforma solo hace falta un buque de tamaño medio, disponibles en cualquier puerto.
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| Instalación Low Cost, simplemente usando un par de buques. |
En resumen, se ha conseguido sustituir un armatoste gigante y costoso, como es un molino, por una ligera cometa, un cable de acero y un flotador, todo ello aderezado con unos pocos algoritmos de inteligencia artificial para que vuele como tiene que volar, aprovechando la mayor cantidad de viento y sin caer.
Se estima que estas cometas eólicas tendrán un LCOE (dólares / watios por hora) de la mitad de los mejores molinos terrestres!!!!
Almacenamiento termal de energías renovables
La energía solar y eólica a veces supera la demanda y otras veces se queda corta.
Cuando esta energía renovable no es suficiente hay que seguir tirando de plantas energéticas de gas o de carbón.
Estaría bien poder almacenar toda la energía que sobre, para luego usarla cuando es necesaria. Almacenar es precisamente lo que hacen las baterías de litio, el problema es que las baterías de litio pueden almacenar energía algunas horas, pero ¿Qué pasa si la energía sobra en verano y la queremos guardar hasta invierno?
En ese caso, ninguna batería de litio puede ayudarnos.
Por suerte ya están en desarrollo sistemas de almacenamiento termal: La electricidad se convierte en calor y cuando hace falta vuelve a convertirse en electricidad.
Para ello están utilizando una mezcla de sal fundida y anticongelante.
Hay ahora mismo tres empresas trabajando en distintos proyectos basados en esta idea:
- Alphabet/Google. El proyecto se llama Malta.
- Siemens-Gamesa.
- Stiesdal A/S.
Solo he encontrado datos de rentabilidad del sistema de Stiendal (como siempre os dejo todos los links en las referencias). Al parecer añadir baterías de litio a una instalación eólica hace que su LCOE sea un 125% mayor (el coste de la energía es mas del doble), mientras que un almacenamiento termal solo aumenta el coste un 25%.
Además de la ventaja de que es almacenamiento de larga duración.
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| Si piensas que la batería del Samsung Galaxy Note es grande esperate a ver la batería termal de Siemens Gamesa, es de grande como un edificio. |
Granjas solares en el espacio
La energía solar es cada vez más económica, pero tiene el problema de que a veces no hay sol, aunque eso ya hemos visto que se puede solucionar con baterías termales.
Pero hay un sitio en el que siempre hace sol, nunca hay nubes y podemos poner tantos paneles como queramos: El Espacio.
Y es que aunque parezca imposible el Departamento de Energía de Estados Unidos ya lo planeó y ahora China se ha adelantado y va a empezar la construcción de la primera granja solar espacial.
El proyecto plantea varios desafíos. Capturar energía solar en el espacio es fácil, es lo que hacen los satélites continuamente para abastecerse, el tema es mandarlo de vuelta. Las ideas para mandar la energía capturada a la tierra son usar microondas o láser.
No sabemos como lo harán, pero si que sabemos que en 2025 planean tener un prototipo funcionando 😲😲.
Impresionante.
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| Una granja solar formada por múltiples paneles solares y espejos para concentrar la luz. Capturaría energía y la enviaría a la tierra, usando microondas. https://www.proyectofse.mx/2016/10/05/la-carrera-por-la-energia-solar-espacial/ |
Pensamientos finales.
En esta entrada os he contado un poco los beneficios y limitaciones de las energías renovables. También os he presentado algunos adelantos recientes que pueden acabar con estos problemillas.
Sin duda, la inversión pública y privada está teniendo efecto y estamos presenciando una serie de avances muy importantes que harán que las renovables sean un gran negocio que lo cambie todo.
La entrada me ha quedado larga, así que os daré pistas de como apostar por las renovables en una futura entrada.
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Referencias
- Renewables 2019 Global Status Report. REN21. https://www.ren21.net/wp-content/uploads/2019/05/gsr_2019_full_report_en.pdf
- Levelized Cost of Energy and Levelized Cost of Storage 2019 https://www.lazard.com/perspective/lcoe2019
- Researchers Have Been Underestimating the Cost of Wind and Solar https://www.energycentral.com/c/ec/researchers-have-been-underestimating-cost-wind-and-solar
- El MIT acaba con el límite teórico de eficiencia de las células solares y podría elevarlo del 29% al 35% https://elperiodicodelaenergia.com/el-mit-acaba-con-el-limite-teorico-de-eficiencia-de-las-celulas-solares-y-podria-elevarlo-del-29-al-35/
- How Energy Kites Expand the Reach of Offshore Wind https://medium.com/makani-blog/how-energy-kites-expand-the-reach-of-offshore-wind-977a35bf9fb3
- Stiesdal Storage Technologies GridScale Battery https://www.stiesdal.com/material/2019/02/Stiesdal-GridScale-01.01.19.pdf
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