Camino hacia la transición energética y la electrificación

El problema: fuentes fósiles y CO₂

A nivel mundial, aproximadamente un 80% de la energía primaria proviene de fuentes fósiles como el petróleo, el carbón y el gas natural. Estos combustibles se obtienen de procesos de refinación de crudo o gas extraídos de yacimientos que se han generado por la acumulación de restos fosilizados de seres vivos que vivieron hace millones de años.

El uso de estos combustibles genera un problema significativo: al quemarlos, se libera CO₂ (dióxido de carbono) en la atmósfera, aumentando alarmantemente sus niveles y alterando el ciclo natural del carbono.

Consecuencia: efecto invernadero

En la naturaleza existe un equilibrio entre el CO₂ presente en la atmósfera, la hidrosfera, la litosfera y la biosfera. Normalmente, este balance debería situarse entre 170 y 330 partes por millón, pero debido a la quema de combustibles fósiles, actualmente se encuentra en torno a 415 partes por millón.

Esta mayor concentración de CO₂ impide que gran parte del calor que entra con los rayos del sol se libere de la atmósfera hacia el espacio exterior, generando el conocido como efecto invernadero. Como consecuencia directa, se produce un calentamiento global que afecta negativamente a todo el ecosistema terrestre, contribuyendo al cambio climático y sus efectos adversos.

Situación actual en España: dependencia de los fósiles

En nuestro país, el 66% de la energía primaria es de origen fósil. Los productos del petróleo mueven principalmente el sector de transporte por tierra, mar y aire. Por otro lado, el gas va destinado sobre todo a la industria y en menor medida al sector residencial, servicios e institucional.

Esto se debe a que los motores de combustión interna son la regla general para los diferentes vehículos de transporte, mientras que la calefacción y agua caliente sanitaria (ACS) por gas es la fórmula ordinaria en buena parte de nuestro territorio peninsular.

¿Qué soluciones existen?

Dada dicha situación de partida, descarbonizar nuestro país se plantea como un reto de enorme magnitud. Sin embargo, caben dos posibilidades realistas en el medio plazo:

La primera pasaría por mantener la estructura actual de motores de combustión y de calderas de gas, pero alimentadas con nuevos combustibles de origen renovable. La segunda se centraría en cambiar a vehículos eléctricos y calefacción más ACS con electricidad.

Para decidir cuál de estas dos opciones es más viable, analizaremos sus impactos directos y la energía necesaria para alimentarlas, dimensionando el nuevo parque de generación energética en cada escenario.

Solución #1: combustibles respetuosos con el medio ambiente

Mantener en uso los actuales motores de combustión interna en los vehículos de transporte, además de mantener las calderas de gas actuales para calefacción y ACS. Sin embargo, sería necesario eliminar de la ecuación los combustibles fósiles.

La ventaja es evidente: mantener todo el parque de vehículos y calderas. Sin embargo, esta solución es muy poco viable ya que, además, se divide en dos opciones diferentes:

Los biocombustibles y su problemática

La primera opción para dicha solución pasaría por utilizar de manera directa combustibles de origen orgánico (bioenergía), como el bioetanol y el biodiésel.

Los problemas de esta opción son importantes, ya que no existe suficiente producción para descarbonizar la economía con estos recursos de origen agrícola. Además, esta situación resultaría perjudicial para la economía, y lo más posible es que provocase hambrunas y escasez, especialmente en los países más pobres.

Pensando en diversificación por países, la importación de estas fuentes en territorio español tampoco supone una solución del problema. El aumento de recursos biológicos en el país importador va de la mano de una reducción de los mismos recursos en el país exportador, lo que se compensa con un mayor consumo de combustibles fósiles y emisiones a la atmósfera. Es decir, la importación de bioenergías va acompañada de un efecto de exportación de emisiones de CO₂.

Los electrocombustibles y su problemática

La segunda opción para tener combustibles limpios, pero sin recurrir a bienes agrícolas, pasaría por "fabricarlos" en lugar de "cultivarlos".

El hidrógeno verde, producido con energía eléctrica generada con fuentes renovables y su posterior conversión en carburantes sintéticos, es un carburante que tiene propiedades muy similares a las de los combustibles fósiles en cuanto a su utilización.

El problema para esta opción radica en los elevados recursos que se requieren. El total de potencia de generación necesaria para cubrir las necesidades de energía final en términos anuales en España sería de 240 TWh. Y este proceso requeriría instalar en torno a 130 GW de potencia de nueva generación renovable.

Para hacernos una idea de la magnitud, la actual potencia total instalada en España es de 118 GW, así que esto supondría duplicar el mismo, y además seguiría siendo insuficiente.

Solución #2: electrificar

Si mantener motores de combustión interna y sistemas de calefacción más ACS vía gas no parece viable, habrá que valorar ahora la otra alternativa. Esta se centra en la sustitución del parque móvil actual por vehículos con motor eléctrico, las calefacciones de gas por sistemas de calefacción eléctrica, y el agua caliente sanitaria de caldera de gas por electricidad.

Dada la mayor eficiencia de los motores y elementos eléctricos frente a los de combustión, la energía total sería de unos 73 TWh y eso requeriría instalar en torno a 40 GW de potencia de nueva generación renovable. Por lo que esta solución parece más optima que la anterior, pues hemos rebajado sustancialmente la energía finalista necesaria y la potencia de generación.

Si bien aquí la problemática obviamente radica en la sustitución del actual parque móvil por nuevos vehículos eléctricos, con el añadido de disponer de una robusta red de puntos de recarga. Además de sustituir los sistemas de calefacción y ACS de gas o gasoil por sistemas eléctricos. Para todo ello, por supuesto, sería necesario también reforzar la red eléctrica de transporte y distribución, adecuándolo a la nueva situación.

Electrificación de los vehículos de turismo

En nuestro país contamos con unos 24 millones de vehículos eléctricos, por lo que el reto es enorme. En primer lugar, creemos que serían necesarios programas públicos de incentivos para que los usuarios optasen por renovar su actual vehículo por uno nuevo de motor eléctrico.

En segundo lugar, por muchos incentivos que se desplegasen, no sería viable sin una densa red de puntos de recarga en todos los pueblos, ciudades y carreteras, y esta red de cargas debería estar suficientemente distribuida por todo el territorio.

Electrificación de transporte pesado y vehículos industriales o agrícolas

Los vehículos más grandes y pesados posiblemente tendrían más dificultades de acceder a opciones con motor eléctrico, por lo cual, en este caso, se podrían migrar al uso de biocombustibles o electrocombustibles. No sería descabellado reducir esta solución de combustibles respetuosos solo para los motores más grandes o motores industriales.

Electrificación de transporte por aire y mar

En este caso, posiblemente la solución más racional pasa por la misma vía que en el punto anterior: esta parte del transporte puede ser más óptimo pasarlo a combustibles de origen natural o eléctrico. Pese a ello, se están estudiando soluciones eléctricas de proximidad en aviones pequeños.

Electrificación del sector residencial

La virtud del sector residencial, en cuanto a transición energética se refiere, consiste en que es totalmente electrificable. Sin embargo, esta sustitución exige un coste de inversión para los ciudadanos y propietarios de los inmuebles. Asimismo, cabe pensar que si no existen incentivos claros y evidentes desde los poderes públicos no se llevaría a cabo la sustitución de forma rápida.

La electrificación en el sector terciario

En cuanto al sector servicios, ya existen reflexiones muy parecidas a las realizadas en el apartado anterior, ya que buena parte de la economía del sector terciario se desarrolla en inmuebles. Por lo cual, las empresas o empresarios autónomos que inviertan en sistemas electrificados para calefacción y ACS deberían tener también bonificaciones especiales que lo incentiven.

Electrificación en el sector industrial

Por último, existe una parte de la industria, especialmente procesos que requieren alcanzar altas temperaturas, que no puede electrificarse pero que puede ir pasando a alimentarse con combustibles respetuosos con el medio ambiente. Asimismo, aunque hay procesos que sí podrían electrificarse pero que implicaría el cambio de grandes calderas o complejas maquinarias, podría ser interesante recurrir a hidrógeno verde.

Este mismo recurso del hidrógeno verde sería clave, por su capacidad de batería, para otros procesos empresariales que actualmente consumen combustibles fósiles. Para la producción de hidrógeno, además, podrían utilizarse plantas y aprovechar los vertidos de la generación renovable.

Conclusiones sobre transición energética y la electrificación

Un futuro sostenible debe pasar necesariamente por electrificar la economía en la medida de lo posible. Es necesario reconocer que siempre existirán sectores o nichos concretos en los que se deba abordar la cuestión con un cauce diferente, normalmente el hidrógeno verde o los combustibles respetuosos. Pese a ello, la generalidad de procesos debería pasar a estar electrificados.

Como cuestiones transversales tendríamos básicamente dos. En primer lugar, la instalación de nueva generación renovable. En segundo lugar, la dotación y refuerzo de una nueva red de transporte con más distribución eléctrica en alta, media y baja tensión. Para ello, al margen de las inversiones necesarias, se vuelve esencial contar con una regulación garantista que proteja jurídicamente lo suficiente a los inversores.

Se trata, desde luego, de un reto apasionante. La posibilidad de abordarlo según lo expuesto marcaría un antes y un después en nuestro país, posicionando a España y su proceso de descarbonización como referente y modelo a seguir a nivel internacional.