La energía que viene del mar

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Fotografía: Kim Hansen / Richard Bartz (CC).

Es irónico, al menos para mí, ver cómo las palabras de un político influyente pueden llegar a veces a mover grandes cantidades de recursos, generando un interés adormecido o latente en temas que esperaban su oportunidad para hacerse viables. Cuando en uno de sus discursos iniciales el presidente de los Estados Unidos Barak Obama dio un giro a la política energética llevada a cabo hasta entonces por Bush, apoyando las energías renovables para dar más independencia a su propio país y ser consecuente con el cambio climático, cientos de pequeñas, medianas y grandes empresas dedicadas al negocio en sus más variopintas facetas fueron testigos de una expansión exponencial. De hecho, hacía más de una década que estaba en marcha el buscar de forma firme y con inversiones monetarias sustanciales una solución a los múltiples problemas energéticos. Pero muchas de las energías hasta entonces ignoradas o que se habían mantenido en cajones de técnicos e ingenieros esperando su oportunidad empezaron a tapizar las mesas de políticos, empresarios y gestores de entes públicos que veían cómo potenciales soluciones y proyectos que hasta el momento formaban parte o de la ciencia ficción o de un grupo de respetables pero poco rentables personajes que parecían buscar una utopía se hacían atractivos y sorprendentemente eficientes.

Por múltiples motivos, las nuevas energías (fusión nuclear, eólica, solar, biodiésel de segunda y tercera generación, corrientes marinas o geotérmica a gran escala, por poner algunos ejemplos) no tienen vuelta atrás. No voy a internarme en el debate de «cuánto petróleo o gas natural queda» (si bien recuerdo, una vez más, que estas son energías finitas y las voces de alarma sobre su durabilidad se alzaron ya hace tiempo). Por otra parte, las cantidades de fuel que hemos movido (y moveremos) son sin duda responsables de parte de los cambios que estamos sufriendo y sufriremos durante los próximos años. El cambio de política energética y de fuentes alternativas a este mercado se acerca y el mar tiene mucho que ver con este futuro. Vamos a poner aquí tres ejemplos que ya se están desarrollando en la actualidad y que dan esperanzas de cambio e independencia en las próximas dos décadas por ser factibles, no exclusivos de ningún lugar del planeta y, aunque en estos momentos algunos no sean del todo rentables respecto al sempiterno petróleo, carbón, gas natural y uranio que utilizamos en la actualidad, en breve plazo pueden ayudarnos a resolver el problema de la dependencia de terceros países.

Lo más importante es actuar desde la prudencia y teniendo en la mano una serie de elementos serios de criterio para descartar soluciones precipitadas, como es el caso del biodiésel de primera generación. Sabemos que el fuel renovable es una posible alternativa (como parche hasta que llegue una energía como la fusión nuclear) a los combustibles fósiles. En estos momentos se han invertido ingentes cantidades de dinero, tierras de cultivo y esfuerzo humano en crear biodiesel y bioetanol como alternativas renovables a nuestros actuales combustibles, pero el fracaso es considerable. «Los diversos tipos de biofuel de primera generación han demostrado ser, desde un punto de vista ambiental, contraproducentes, más incluso que la propia gasolina», opina Jörn Schalermann del Smithsonian Tropical Research Institute de Panamá. Las plantaciones terrestres no son viables, tal y como se demuestra en la actualidad, en parte porque una parte importante del producto agrícola destinado a consumo humano ahora lo queman coches y en parte porque para producir algo que remotamente sustituya a la gasolina y el gasoil de camiones, tractores y coches se necesitaría una cantidad de terreno desproporcionado que pondría en peligro los ya maltrechos ecosistemas, sobre todo los tropicales, donde se está espoleando la producción. «Uno de los factores a tener en cuenta a la hora de valorar este tipo de energía es, sin duda, el impacto ecológico real», añade Schalermann; «Veintiuno de veintiséis cultivos estudiados para este fin reducen en un 30% el efecto invernadero, pero doce de esos veintiséis tienen unos costes ambientales y alimentarios inaceptables». Entre ellos se incluyen la soja, el aceite de palma y la caña de azúcar, tres de los mejores para este tipo de conversión en combustible. Se puede imaginar uno lo importantes que han llegado a ser algunos de estos cultivos al constatar que en algunas regiones de Brasil se pueden comprar casas y coches directamente con soja…

Veamos algunas cifras para entender el problema. El aceite de palma es uno de los vegetales terrestres del que más provecho se puede sacar desde un punto de vista de energía convertible en biodiésel. Una hectárea de este vegetal produce unos 5950 litros de aceite. Un país como los Estados Unidos necesita unos 530 millones de metros cúbicos de diésel al año para mover sus diversas necesidades derivadas de este combustible, especialmente las del tráfico rodado. Por tanto, necesitaría, haciendo cálculos aproximados, unos 111 millones de hectáreas para producir biodiésel suficiente dadas las necesidades actuales, o sea un 61% del terreno cultivable del país. Inaceptable. Otro ejemplo: para dar energía a un 6% de Estados Unidos, este país tendría que invertir todo el maíz que produce en biofuel. Sencillamente intolerable, imposible, aberrante.

El biodiésel de segunda generación trata de optimizar los procesos y reconvertir aceites vegetales y animales para generar energía. Sin embargo, dista mucho de ser rentable y choca con problemas similares al de primera generación: no cubriría ni de lejos las demandas mínimas al ser una producción baja respecto a lo que se necesita. Sin embargo, el diésel de tercera generación obtenido a partir de microorganismos vegetales está dando un salto decisivo y puede que sirva para parchear la precaria situación en la que, en no demasiado tiempo, nos encontraremos. Se trata de utilizar algas microscópicas, especialmente las de origen marino, que tienen un alto rendimiento de aceites en su interior, son relativamente fáciles de cultivar y ocupan muchísimo menos terreno que los vegetales terrestres, aparte de no ser comestibles de forma directa por el hombre y por tanto no estar creando un conflicto de intereses en este sentido.

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El ciclo del biodiésel a partir de algas microscópicas en un esquema de Refueling the Future.

«El biodiésel a partir de las algas parece el único fuel que realmente pueda sustituir al actual gasoil sin un perjuicio tan grande para el medio ambiente», opina Yusuf Chisti de la Massey University de Nueva Zelanda. En realidad, la ecuación de cualquier biodiésel suele ser «simple». Los vegetales captan CO2 de la atmósfera, y una vez convertidos en combustible, generan CO2 que vuelve a entrar en el ciclo. Sin embargo, esta ecuación es mucho más complicada de lo que parece.

Hemos de que tener en cuenta que en todo proceso no está solo la planta, está todo lo que rodea su producción, mantenimiento, transporte, etc., que genera CO2 de forma directa o indirecta. A mí me hace gracia cuando se dice que los trenes no contaminan… la gente debería saber de dónde viene la electricidad que consumen, que por desgracia sigue siendo de los combustibles fósiles.

En el caso de las algas microscópicas, si las plantas de generación están bien diseñadas, la ecuación entre CO2 empleado y CO2 absorbido podría ser realmente cero. Las algas pueden tener entre un 30 y un 80% de lípidos en su interior. Su proporción de materia proteica y de carbohidratos es muy inferior al de las plantas terrestres, por eso una serie de biorreactores (canales o tuberías transparentes en los que se cultivan las algas para luego recoger su producción) bien diseñados pueden dar mucho aceite si las condiciones ambientales son las adecuadas. «Hay que buscar las condiciones de temperatura, pH, nutrientes, luz y concentración de CO2 ideales para su cultivo», comenta Claudio Fuentes-Grünewald de la Swansea University. «El biodiésel marino es fácil de cultivar, produce mucho aceite y ocupa poco espacio».

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Un fotobiorreactor. Imagen: IGV Biotech (CC).

En zonas tropicales, ideales por cuestiones de luz y temperatura, una planta bien diseñada puede producir unos 1535 kilogramos de biomasa por metro cúbico y día. Con un 30% de su peso en aceite tenemos que, comparando con el aceite de palma,  una hectárea puede producir unos 123 metros cúbicos durante el 60-90% del año (dependiendo de la zona y por tanto del clima). Dicho de otra forma, se llega a 98,3 metros cúbicos por hectárea al año, mucho más que con cualquier especie vegetal terrestre y ocupando un espacio de tan solo el 3% de la superficie cultivable, un 58% menos que los cultivos terrestres más optimizados. Hay que escoger las cepas, las algas más adecuadas y optimizar el proceso de producción al máximo. Además, estas microalgas también pueden utilizarse para extraer otro tipo de moléculas de carácter proteico, pueden aprovecharse mucho más que las plantas terrestres. Lo ideal es conseguir cultivos exteriores con un gasto mínimo de energía para cosechar en forma de electricidad, transporte o fertilizantes. Las algas son de crecimiento muy rápido, las células de una cepa normal utilizada para este fin puede alcanzar una división celular cada dos días. Pero es que, además, para acabar de cerrar el ciclo y redondear la ecuación, todo aquello que sobre (proteínas, carbohidratos, etc.) puede fermentarse y convertirse en biogas. Este biogas podría alimentar como combustible las necesidades energéticas de la planta e incluso tener un excedente. El complejo proceso de optimización ya está en marcha, con las empresas petroleras en primera línea intentando llegar a conseguir plantas de gran producción en pocos años. Yo sí me imagino pequeñas ciudades en las que se hagan este tipo de cultivos a nivel institucional, que cubran un 30-50% de la demanda de autobuses, transportes oficiales, calefacción, etc. Sería dar independencia energética a la comunidad, un tema quizás peligroso para los que dominan nuestra energía…

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Los dinoflagelados marinos (algas microscópicas que en algunos casos pueden formar las mal denominadas mareas rojas) pueden contener una elevada cantidad de grasa por célula. Imagen: Maria Antónia Sampayo / Instituto de Oceanografia, Faculdade Ciências da Universidade de Lisboa (CC).

Otra fuente de energía alternativa que ha entrado con mucha fuerza y que proviene del mar es la eólica. Europa con Gran Bretaña a la cabeza pasó de tener una capacidad acumulada de 700-800 MW de energía proveniente de turbinas de parques marinos (energía eólica offshore) en 2007 a más de 2000 MW en 2009, apenas dos años después. Los parques eólicos marinos, antes una utopía, ahora son una realidad muy palpable.  Parques en los que hay pilares que sostienen de 50 a 500 turbinas han sido instalados a lo largo del mar del Norte y el Báltico para producir energía proveniente de los fuertes vientos que encontramos mar adentro en zonas especialmente expuestas a este tipo de energía. Los parques eólicos tiene  problemas diferentes a los terrestres, aunque la parte estética y la avifauna parecen ser los más críticos. Sin embargo, si el emplazamiento ha sido cuidadosamente seleccionado y se ha logrado alejar las instalaciones de zonas que intercepten rutas migratorias o sean vulnerables por una avifauna abundante o delicada (con especies protegidas), el número de colisiones puede llegar a ser bajo, de 0,01 a 23 colisiones al año por turbina, lo cual es un riesgo aceptable. También los mamíferos marinos pueden verse desplazados de la zona por el ruido o el exceso de ingerencia en sus zonas de reposo, pesca o tráfico, pero los efectos (las pocas veces que han podido comprobarse) son mínimos. El cableado submarino, pero sobre todo los campos electromagnéticos generados por la transmisión de energía de mar a tierra, son otro de los problemas que se adujeron como potencialmente peligrosos para los ecosistemas, pero la realidad es que los pocos estudios serios que existen (e insisto en lo de pocos porque todavía no hay mucha carne en el asador en este sentido) demuestran un efecto despreciable sobre la piscifauna.

Más interferencias tienen estas estructuras sobre la navegación, que se ve muy restringida y en muchos casos, anulada. A pesar de que estos problemas están sobre la mesa, la solución eólica marina parece una de las más aceptables y, a medio plazo, puede generar una gran cantidad de energía. «Hay todavía muchas dudas entre la gente, los empresarios o los propios gobiernos locales», indica Brian Snyder del LSU Center for Energy Studies de Estados Unidos, «los especialistas y los ecólogos que han trabajado sobre el tema en estudios hechos durante la última década no han visto grandes problemas a nivel ambiental». Sin embargo, todos están de acuerdo en que, al menos por el momento, se necesita una fuerte inyección de capital estatal para que estos proyectos sean una realidad. Cien turbinas de cinco megavatios cada una (o sea 500 megavatios de energía generados) colocados a unas 15 millas náuticas de la costa cuestan unos 270 millones de euros en su construcción, unos 80 millones en cimentarlos y otros 126 millones de euros en poner el cableado submarino y los receptores de electricidad. Esto nos da un coste de unos 43 euros por megavatio y hora, un precio en el límite de la rentabilidad, al que hay que añadirle los costes de mantenimiento, seguimiento ambiental, etc.

Hay lugares donde se está desarrollando esta tecnología de forma exponencial por ser muy adecuados desde un punto de vista logístico y energético. Como hemos comentado antes, Gran Bretaña es un país que siempre ha intentado mantener una cierta independencia energética ayudada por sus explotaciones petrolíferas en el mar del Norte pero ahora se encuentra que las reservas menguan y la explotación tanto de este recurso como del carbón empieza a escasear. Hacia el año 2020 (a la vuelta de la esquina), Gran Bretaña calcula que, si no lo remedia, podría depender energéticamente del exterior hasta en un 75%. Por eso existe un ambicioso plan de energías renovables que vendrían a aportar durante las próximas dos décadas hasta un 20% de la energía necesaria para mover el engranaje urbano, industrial y agrícola británico. Entre las energías que se están poniendo ya en marcha se encuentran estos molinos de viento offshore, especialmente en la zona este de Escocia. Antes de 1995 no habían parques eólicos en Escocia, pero en el 2008 ya se han instalado 59 parques operativos, 65 más están aprobados y otros 103 están en fase de estudio. La energía eólica, especialmente en alta mar, entra fuerte en una zona donde los vientos tienen una velocidad media de 7,5 metros por segundo (solo igualada por la costa noruega y algunas zonas de Dinamarca e Irlanda), una fuerza y continuidad considerables que permiten ver los parques eólicos como una realidad muy tangible.

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Una de las propuestas mezcla los campos de molinos con granjas de determinados cultivos marinos, en especial algas y moluscos. Fotografía: Untrakdrover (CC).

Como en otros lugares, y tal y como comentábamos antes, la energía eólica despierta recelo paisajístico: nadie quiere los molinos de viento a la vista, por lo aparatoso, antiestético y ruidoso, aunque la tecnología sobre todo en este último punto haya mejorado de forma drástica. Aquí, como en otros lugares, se ha pasado de turbinas de unos 50 metros de diámetro (con producciones de 1 megavatio) a turbinas de más de 125 metros de diámetro (capaces de generar hasta 5 megavatios). Las nuevas generaciones de turbinas eólicas offshore, especialmente aquellas que se encuentran a más de diez millas náuticas de distancia, tendrán posiblemente más de 200 metros de diámetro y una producción sensiblemente mayor. Volviendo a la reflexión anterior, el problema paisajístico es uno de los más difíciles de solventar, sobre todo de cara a un turismo que no es partidario de observar el horizonte marino plagado de molinos. Sin embargo, en el quid pro quo salen beneficiados los generadores eólicos, porque, como ya hemos dicho antes, las ventajas desde un punto de vista ambiental son considerables respecto a otras energías.

Si no se quieren ver los molinos, ¿por qué no sumergirlos bajo el agua? Esa es otra posibilidad que ya están barajando diferentes empresas en Estados Unidos, Gran Bretaña y Alemania: turbinas movidas por las corrientes marinas. Hace apenas dos años, una pequeña empresa escocesa puso en marcha un proyecto de turbinas movidas por la energía de las corrientes valorado en unos casi cuatro millones y medio de euros, una inversión ínfima que casi decuplicó su valor en ese breve periodo. En este caso, las corrientes de marea (de las que ya se hablaba hace más de tres décadas como fuente de energía) son las que han de propiciar electricidad a través del movimiento de las turbinas. No hay operaciones a gran escala, pero sí generadores capaces de producir más de 1,2 megavatios con tan solo un puñado de aparatos de pequeño tamaño.  Los proyectos para crear generadores a partir de las corrientes marinas son más reales que nunca. «Las corrientes marinas son muy interesantes desde un punto de vista energético», dice Charles Finkl de la empresa Coastal Planning & Engineering en Boca Ratón, Estados Unidos. «En el estrecho de Florida se desplazan unos treinta millones de metros cúbicos de agua por segundo; poner turbinas podría generar una gran cantidad de energía».

Ya aparecían bocetos y prototipos hace décadas, cuando se empezó a hablar de esta como de otras energías que sustituyesen al petróleo y otros elementos no renovables de energía. En una estima muy aproximada y posiblemente infravalorada podrían generar unos 450.000 megavatios (o sea unos 450 gigavatios), lo que significaría un equivalente de unos 434.000 millones de euros en todo el planeta. Obviamente esta estima se hace considerando una serie de generadores que interceptasen más de la mitad de las corrientes oceánicas, algo que el equipo de Finkl ni siquiera prevé en sus proyectos de futuro. Como ya hemos comentado antes respecto a los proyectos escoceses, hay decenas de proyectos serios que consideran la energía de las corrientes como una apuesta segura. Cerca de Florida, las corrientes son especialmente intensas y se podrían colocar turbinas entre los 100 y los 500 metros de profundidad para generar electricidad cerca de la conurbación de Miami. Los generadores han de estar cerca de núcleos urbanos para perder la menor cantidad de electricidad posible en su transporte desde el fondo del mar a la costa. «Las corrientes han de superar de media un metro por segundo para que las turbinas sean eficientes», explica un reciente estudio de la National Sun Yat-Sen University de Taiwan. Las turbinas van más lentas que las eólicas, pero la energía cinética, debido a una viscosidad del agua mucho mayor respecto a la del aire, es mucho mayor y genera más electricidad: una corriente de cinco nudos puede proveer de energía equivalente a una velocidad del aire de 350 kilómetros por hora.

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Las turbinas submarinas ya son una realidad en pequeñas localidades de Gran Bretaña. Imagen cortesía de ANDRITZ HYDRO Hammerfest.

La colocación de turbinas impulsadas por las corrientes tiene sus problemas, como todo. El mayor problema técnico es sin duda el llamado fouling, o sea los organismos vegetales y animales que se asientan en todo aquello que se halle sumergido (diques portuarios, quillas de barco, boyas, etc.). Este problema es sin duda uno de los mayores impedimentos, pero poniendo las turbinas a más de cien metros de profundidad el fouling disminuiría al concentrarse el plancton más en zonas donde llega la luz para que crezcan las algas microscópicas. Sin embargo, la operación de mantenimiento sería costosa. La interferencia con la vida marina es mínima, peces, cetáceos o aves no se verían afectados por las turbinas si están bien diseñadas y colocadas en zonas en las que no haya fenómenos migratorios, aparte de que a esas profundidades muchos organismos como las aves quedan descartados porque, sencillamente, no llegan a bucear. Sin embargo, este punto tendría que estudiarse con especial cariño porque algunos organismos como grandes cetáceos (véase cachalotes) podrían ver entorpecida su pesca en profundidad con este tipo de aparatos sumergidos.

La parte más crítica es la propia instalación de las turbinas y el cableado, un poco como las turbinas eólicas en las que comentábamos que uno de los mayores impactos se produce al instalar las macroestructuras y los cables que han de ir a la costa para portar la electricidad. Algunos especialistas incluso hablan de poner las turbinas en zonas específicas con un doble fin: generar electricidad y mitigar el efecto de los huracanes en el golfo de México. Una serie de turbinas puestas en zonas estratégicas de las Antillas podría dar energía a la industria y reducir el efecto de los huracanes al menguar las corrientes que aceleran la formación de los mismos según un estudio de la Sealevelcontrol de Nueva York.

Ahora que hay una explosión real de energías alternativas, hemos de ser conscientes de las posibilidades reales y de su rentabilidad, y huir de una aplicación sistemática sin previo estudio serio de los posibles impactos en el ambiente y de su eficiencia, no vaya a ser que en algunos casos sea peor el remedio que la enfermedad. Me quedo de todas maneras con una duda, un temor… cuando leo la noticia de que el ingeniero que capitalizó la invención de un coche Tata que funciona con aire comprimido (sin petróleo) se «suicidó» hace unas semanas, me viene a la cabeza el hecho de que seguramente no a todos les interesa de verdad que la energía entre en su fase «democrática».

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