Energías limpias y energías renovables: ¿son lo mismo?

La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. La frase que resume la ley de la conservación de la energía ha acompañado la historia del ser humano. Desde que logramos manejar el fuego, nos hemos vuelto cada vez más expertos en transformar esa energía para aprovecharla. La intentamos extraer del viento y del sol, se la robamos a la fuerza del agua, aprovechamos el esfuerzo de las plantas para almacenar energía química y la buscamos en las profundidades de la Tierra.

Pero en los últimos doscientos años nos hemos vuelto especialmente dependientes de una fuente de energía única, una que lleva millones de años formándose entre las rocas, a muchos metros bajo la superficie terrestre. Hemos construido un mundo desarrollado y tecnológico en base a los combustibles fósiles, solo para acabar dándonos cuenta de que todo lo que estábamos quemando nos ha colocado frente a uno de los grandes desafíos de nuestra historia (sino el mayor): el cambio climático.

En busca de salidas a la dependencia de los combustibles fósiles, hemos dado con varias alternativas. En el camino, escuchamos hablar de energías verdes, energías limpias y energías renovables. Pero ¿son siempre lo mismo?

Características de las energías limpias

Las energías limpias y las energías renovables no son lo mismo. De hecho, si somos estrictos, las energías limpias no existen. Las también llamadas energías verdes son aquellas que no emiten ningún tipo de contaminante ni tienen un impacto negativo en el medioambiente durante su producción y ni su consumo. Así, miremos donde miremos, ni siquiera los usos más sencillos de la energía, como el aprovechamiento de la fuerza del agua con molinos, son completamente limpios.

Por eso, generalmente se amplía la definición y, tal como explican desde el Departamento de Energía de EE. UU., se engloba bajo el término de limpia toda aquella fuente de energía que contamina poco y, sobre todo, que emite pocos gases de efecto invernadero (GEI) en comparación con los combustibles fósiles. Entre ellas, como veremos en el siguiente apartado, hay tanto energías renovables como energías no renovables.

Atendiendo a las emisiones de dióxido de carbono (CO2) durante todo su ciclo de vida, las energías más limpias son la eólica y la nuclear, que generan cuatro gramos de CO2 por cada kilovatio hora (KWh) de energía producido, y la solar, con seis gramos por KWh. En comparación, según datos de Carbon Brief, el carbón, el gas, el petróleo, la hidráulica y la bioenergía son mucho más contaminantes. Solo en 2020, la quema de carbón liberó a la atmósfera 14.000 millones de toneladas de CO2, la de petróleo emitió 12.200 millones y la de gas, 7.500 millones.

Definición de energías renovables

Existen energías, como la nuclear, que son consideradas limpias por su bajo impacto medioambiental y climático, pero no son renovables, ya que utilizan un combustible finito (en este caso, el uranio y otros materiales radiactivos). Y es que como indica el propio término, las energías renovables son aquellas que se encuentran en abundancia en nuestro entorno, son renovadas por la propia naturaleza y emiten pocos contaminantes o gases de efecto invernadero durante su producción y consumo.

Según la definición que da la ONU, el elemento clave de las energías renovables es que se repongan a un ritmo más alto del que son consumidas. Mientras el petróleo o el uranio son finitos, el Sol siempre iluminará la Tierra (y el día que no lo haga, la vida dejará de ser posible). Esta definición es la que hace que la energía de biomasa y los biocombustibles sean considerados renovables, aunque parte de la comunidad científica y del movimiento ecologista no estén de acuerdo.

Durante muchos años, producir energía renovable fue más caro que quemar carbón y petróleo. Sin embargo, según los datos de la Agencia Internacional de las Energías Renovables (IRENA, por sus siglas en inglés), en la mayoría de los países el coste de la energía solar y la eólica ya es más bajo que el de la opción fósil más barata. Además, las renovables se han convertido en una fuente de empleo importante. Uno de cada dos trabajadores del sector energético a nivel global trabaja con energías renovables, de acuerdo con el último informe de la Agencia Internacional de la Energía (AIE).

A continuación, veremos en detalle los principales tipos de energía renovable (solar, eólica, hidráulica, geotérmica y biomasa) y analizaremos por qué el hidrógeno verde, la última promesa de energía limpia, no puede ser considerado renovable.

Energía solar

De entre todas las energías renovables, la segunda más extendida a nivel mundial es la energía solar. Bajo este término, se engloban todas las tecnologías que permiten convertir la luz solar en formas de energía utilizables, como fotovoltaica, la térmica o la calefacción y refrigeración solar. Según los últimos datos de IRENA, en todo el mundo hay 849 gigavatios (GW) de potencia fotovoltaica instalados. EE. UU., China y la India son los países que más instalaciones tienen, seguidos de la Unión Europea en su conjunto. Durante el año pasado, según la AIE, se produjeron un total de 994 teravatios hora (TWh) de electricidad de origen fotovoltaico.

La gran ventaja de la energía solar, según la agencia internacional, es que la fabricación de la tecnología se puede hacer a gran escala, lo que permite abaratar costes, pero al mismo tiempo es una tecnología modular, que se puede desplegar en cantidades muy pequeñas. Esto permite la instalación tanto de grandes plantas de generación fotovoltaica como de pequeños sistemas de generación eléctrica para alimentar una única vivienda o, incluso, un único dispositivo. El gran problema que tiene es que en ausencia de luz solar (por la noche o en días muy nublados) su productividad se desploma.

Energía eólica

La energía eólica, la que se produce mediante el aprovechamiento del viento, es la tercera fuente de energía renovable más extendida en el mundo. Según los datos de IRENA, 2021 concluyó con 825 GW de potencia eólica instalada en todo el mundo. Más de una cuarta parte están en Europa, la región que más ha apostado recientemente por la energía eólica. De acuerdo con Wind Europe, a finales del año pasado había en Europa 236 GW de potencia eólica instalados. Hasta mediados de esta década se instalarán, al menos, otros 100 GW más. Los países con más instalaciones son Reino Unido, Suecia, Alemania, Turquía y los Países Bajos.

A pesar de que la potencia fotovoltaica instalada es mayor que la eólica, la energía del viento es más productiva. Según la AIE, en 2021 se produjeron mediante turbinas eólicas 1.870 TWh de electricidad, más del doble que a través de las granjas solares. Al igual que sucede con la energía fotovoltaica, la eólica depende de que el viento sople en unas condiciones determinadas. Por ejemplo, durante 2020 y 2021, a pesar de que Europa incrementó considerablemente su capacidad, la producción total descendió un 3 % debido a que el viento fue más débil de lo normal durante largos periodos de tiempo.

Energía hidráulica

Hoy en día se construyen ya pocas presas en el mundo, por lo que la capacidad de generar energía hidráulica se ha mantenido bastante estable en los últimos años. Sin embargo, sigue siendo la fuente de energía renovable más extendida del planeta. Lo es, sobre todo, porque llevamos sacándole partido para generar electricidad cerca de 150 años (la primera central hidroeléctrica empezó a funcionar en 1878 en la ciudad de Rothbury, en Inglaterra). Y, si tuviésemos en cuenta los primeros molinos de agua, tendríamos que remontarnos más de 2.500 años en la historia.

Hoy entendemos por energía hidráulica aquella que aprovecha el movimiento del agua para hacer girar unas turbinas que producen electricidad. Según IRENA, existen 1.230 GW de potencia hidráulica instalados en todo el mundo con los que se produjeron (tal y como asegura la AIE) 4.327 TWh de electricidad en 2021. China, Brasil y Canadá son los mayores productores hidroeléctricos del planeta, aunque los dos primeros han visto reducida su generación en los últimos años debido a la situación de sequía persistente que ha reducido el flujo de agua de los ríos donde se ubican las presas.

Además de ser renovable, la hidráulica es una fuente de energía estable y flexible, que permite generar electricidad en función de la demanda. A diferencia de la solar o la eólica, que producen más cuando hace más sol o más viento (y aunque la energía no haga falta en ese momento), las presas hidroeléctricas controlan el flujo de agua que mueve las turbinas y permiten producir más o menos energía según haga falta. Su gran contra es que los embalses alteran el curso y los ciclos de nutrientes y sedimentos de los ríos.

Energía geotérmica

Otra forma renovable de producir electricidad es sacar partido al calor del interior de la Tierra. La energía térmica que emana del centro de nuestro planeta se acumula en depósitos de agua que pueden ser más o menos superficiales y estar a diferentes temperaturas. Los más fríos (por debajo de los 150 grados Celsius) se utilizan directamente como recursos energéticos para calefacción y agua caliente. Mientras, los recursos geotérmicos de alta temperatura (por encima de los 150 grados) se usan en forma de agua y vapor a muy alta presión para generar energía eléctrica.

Tras muchos años estancada, la energía geotérmica vivió un pequeño ‘boom’ en 2021. Aun así, a nivel mundial hay poco más de 16 GW instalados y la producción se mantuvo por debajo de los 100 TWh (de acuerdo con los datos de IRENA y la AIE, respectivamente). En países volcánicos como Islandia, donde esta fuente de energía es muy accesible, la producción geotérmica es una gran alternativa limpia y renovable. En el país nórdico, el 65 % de la energía primaria se genera en centrales geotérmicas.

Biomasa

Cuando el ser humano aprendió a hacer hogueras, la energía de biomasa pasó a ser la forma más fácil y manejable de calentarse y cocinar. El fuego libera la energía contenida en la materia vegetal, consumiendo oxígeno y generando dióxido de carbono y vapor de agua en el proceso (a muy grandes rasgos). Poco a poco, con el tiempo, hemos ido desarrollando otros métodos de aprovechamiento de esta energía más allá de las hogueras.

La bioenergía o energía de biomasa se produce a partir de una variedad de materiales orgánicos, como madera, carbón vegetal o estiércol, para la producción de calor y energía y para la fabricación de biocombustibles líquidos capaces de reemplazar a los derivados del petróleo. Gracias, sobre todo, a los usos tradicionales, la biomasa es una de las fuentes de energía primaria más utilizadas a nivel global (supone un 6 % del suministro energético global, según la AIE).

Formalmente se considera una energía renovable, ya que las plantas y los árboles crecen y reemplazan a los materiales usados como combustible. Sin embargo, existe bastante debate sobre su impacto ambiental, ya que el cultivo de cereales o las plantaciones forestales para biomasa provocan importantes emisiones de gases de efecto invernadero. Además, estos cambios de usos del suelo son una de las causas principales de la pérdida de biodiversidad a nivel planetario.

Hidrógeno verde

Uno de los términos que más se ha popularizado en los últimos años en el contexto energético es el de hidrógeno verde. Sin embargo, esta no es una energía renovable. De hecho, ni siquiera puede considerarse una fuente de energía. El hidrógeno verde es en realidad un vector energético, un medio que permite almacenar energía que ha sido producida de otra forma y liberarla más tarde, cuando y donde se necesite.

El hidrógeno es el elemento químico más abundante del universo y de la Tierra. Pero en nuestro planeta nunca está solo, sino acompañado de otros elementos, como el oxígeno (formando agua) o el carbono (formando metano, por ejemplo). Así, para usarlo, necesitamos fabricarlo primero mediante alguno de los métodos existentes. Cuando lo fabricamos mediante la hidrólisis del agua y utilizando energías renovables en el proceso, hablamos de hidrógeno verde.

Así, el hidrógeno verde puede servir de alternativa para utilizar los excedentes de energías renovables y almacenarlos para darles uso en otros momentos o lugares en los que sea necesario. Por ahora, los métodos limpios de producir hidrógeno están en fase de pruebas y, probablemente, no será una alternativa energética real hasta mediados de la próxima década. La gran ventaja del hidrógeno es que, además de para producir electricidad, puede ser usado como combustible para todo tipo de vehículos.