Reducir a cero las emisiones de dióxido de carbono era posible hace treinta años. Tal como está el mundo hoy, ya no es posible. Las medidas para sustituir los combustibles fósiles por la captura directa de la energía solar son insuficientes a nivel global y la población en la Tierra –una población que demanda constantemente energía barata– sigue aumentando.

Según Naciones Unidas, las emisiones mundiales de dióxido de carbono relacionadas con la energía aumentaron un 6 % en 2021, hasta alcanzar los 36.300 millones de toneladas, su nivel más alto de la historia.

Ante la proximidad de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP27), es preciso darnos cuenta de la magnitud real del problema y exigir a los gobiernos participantes no solo un compromiso, sino un plan detallado y con fechas y aportes de dinero para conseguir reducir las emisiones de CO₂ y poner en marcha medidas de adaptación.

Una transición energética demasiado lenta

El CO₂ es vertido a la atmósfera por coches, camiones, autobuses, barcos y aviones; por las centrales que proporcionan electricidad; por las fábricas de fertilizantes; por las cementeras, altos hornos y acerías, y por muchísimos otros procesos.

Al mismo tiempo, se emite mucho metano a la atmósfera: en 2021 unos 135 millones de toneladas. Debemos tener en cuenta que el metano calienta el planeta 35 veces mas que el dióxido de carbono.

Por otro lado, la sustitución de la energía solar fósil (carbón, petróleo y gas natural) por energía solar directa, celdas fotovoltaicas, energía eólica y energía solar térmica se está haciendo a un ritmo de caracol comparado con el ritmo de aumento de las emisiones.

La energía renovable producida en el mundo en 2021 fue de unos 7.500 Twh, de los que unos 4.000 corresponden a la energía hidráulica, que es muy difícil aumentar. Por lo tanto, la eólica y la fotovoltaica representan unos 3.500 Twh anuales.

Cuánta energía renovable necesitamos en España

En España, en los últimos diez años, con algunos altibajos, hemos empleado unos 1.000 Twh al año de todos los tipos de energía. Los combustibles fósiles (petróleo, gas natural y carbón) aportan un 70 % y el resto proviene de la nuclear, la eólica y la solar fotovoltaica y de la hidráulica (un 3 %), que no se puede aumentar.

Por tanto, si queremos eliminar los combustibles fósiles tenemos que generar el 70 % de 1.000 Twh, es decir, 700 Twh de energía a través de renovables. La nuclear proporcionaría poca energía de manera adicional, pues no se pueden montar muchas centrales más.

A finales de 2021, había instalados en España unos 28 Gw de potencia eólica, que produjeron alrededor de 60 Twh de energía funcionando alrededor de 2 000 horas al año. También había instalados unos 15 Gw de potencia solar fotovoltaica, que produjeron unos 30 Twh funcionando también durante unas 2 000 horas al año.

El transporte en coches y camiones emplea alrededor del 40 % de la energía final en España, es decir, unos 400 Twh al año. Para completar la transición energética, los vehículos ligeros deben convertirse en eléctricos. Los camiones y autobuses, que representan alrededor del 36 % del consumo (unos 140 Twh/año), deberán emplear motores de hidrógeno.

Puesto que la conversión de electricidad a hidrógeno tiene un rendimiento del 15 % en el mejor de los casos conocidos hoy, se necesitan unos 840 Twh/año para su producción. Los vehículos eléctricos pueden utilizar en sus baterías un 80 % de la electricidad producida. Necesitarían pues unos 325 Twh/año.

En total, para eliminar los combustibles fósiles en el uso de vehículos se precisan unos 1.165 Twh/año de energía renovable.

La industria emplea el 24 % de la energía final en España. Estimemos que, de este porcentaje, la mitad (12 %) se obtiene de combustibles fósiles, cuya única sustitución puede ser el hidrógeno. Serían así unos 120 Twh/año, que exigirían 800 Twh/año de electricidad renovable debido al bajo rendimiento en la conversión de electricidad a hidrógeno indicado más arriba, lo que implica 400 Gw de potencia.

El resto de energía final fósil (que se emplea en generar electricidad) serían unos 220 Twh/año, que deben pasar directamente a electricidad renovable. Serían entonces, en total sumando todo lo anterior, unos 2.200 Twh/año, es decir, 1.100 Gw de potencia.

Si queremos conseguir todo esto en 30 años, precisamos instalar 37 Gw de potencia anuales en forma de parques eólicos y paneles fotovoltaicos.

En 2021 en España se han montado cerca de 1 Gw de potencia eólica y 3,5 Gw de potencia fotovoltaica: 4,5 Gw de potencia renovable. Si queremos eliminar los combustibles fósiles, necesitamos multiplicar ese número por 8,2 anualmente de manera constante hasta el 2053.

El coste de eliminar los combustibles fósiles

El coste por Mw de potencia de la eólica es de unos 3 millones de euros y el de la fotovoltaica de unos 0,6 millones de euros. Un Gw son 1.000 Mw. Si se implanta solo solar fotovoltaica, una sencilla multiplicación nos dice que instalar los 37 Gw de energía costaría 22.000 millones de euros, y las plantas solares ocuparían unas 12.000 Ha más de terreno cada año. Esto de manera continua durante 30 años.

A lo anterior hay que añadir el coste de sustituir unos 25 millones de vehículos ligeros de combustible fósil por vehículos eléctricos. Si cada uno tiene un coste medio de unos 25.000 euros, se necesitarían unos 625.000 millones de euros. Repartido durante 30 años, esto significaría unos 31.000 millones de euros anuales. Adicionalmente, se necesitaría cambiar medio millón de camiones de combustible fósil a hidrógeno.

El cambio de energía fósil a energía solar renovable (producción y vehículos y máquinas) implicaría un gasto de al menos unos 1.000 euros anuales por persona durante 30 años seguidos. O el equivalente a 2.500 euros anuales por familia.

Estos datos son para España, un país de 47 millones de habitantes cuya economía es razonablemente próspera. Cálculos similares se pueden realizar para el resto de los países del mundo.

La población del planeta se estima en 8.000 millones de personas, y se prevé que para 2050 haya 2.000 millones más. Esto es un cuarto más de los que ya estamos utilizando la energía, lo que implicará el montaje de un 25 % más de instalaciones renovables. Si ya es difícil pensar que se van a instalar los necesarios para 8.000 millones, parece imposible poder instalar un 25 % adicional.

Solo nos queda la adaptación

No se aprecia la voluntad de montar en 30 años ni en España, ni en el resto del mundo, los dispositivos solares necesarios para eliminar los combustibles fósiles y parar el cambio climático. O al menos nunca se han puesto las cifras concretas ni una planificación en el tiempo encima de la mesa en ninguna de las COP anteriores.

Puesto que no vamos a detener las emisiones de contaminantes, la única alternativa que resta es desarrollar, con tiempo, las estrategias de adaptación: diques, embalses, invernaderos, nuevos cultivos … Perdimos el tren de la mitigación hace treinta años. Es posible que aún podamos conseguir la adaptación a un clima nuevo. Pero no podemos volver a perder la oportunidad.

Autor: Antonio Ruiz de Elvira Serra. Catedrático de Física Aplicada, Universidad de Alcalá.

Cláusula de Divulgación: Antonio Ruiz de Elvira Serra no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.

Publicado en The Conversation el 6 de noviembre de 2022