martes, 18 de febrero de 2014

Reflexiones sobre la estrategia energética

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La estrategia de energía en un país es una visión de largo plazo para el abasto de la demanda de energía.
El problema de satisfacer la demanda energética en nuestro país en el marco de un desarrollo sustentable necesita solucionarse desde una perspectiva sistémica. En otro orden de ideas este problema es multivariado y debe abordarse desde los cuatro pilares de la sustentabilidad ambiental, económico, social e institucional. En resumen para satisfacer la demanda energética es importante, no solamente considerar la disponibilidad energética, sino que debemos poner atención en los flujos energéticos y la estructura del sistema de abasto energético.
Estamos en el momento crucial para iniciar el cambio hacia el uso de fuentes renovables de energía. Si bien no podemos decir que se tiene una alternativa de abasto que sustituya completamente a los hidrocarburos, tenemos una amplia gama de opciones que combinadas pueden, en el futuro, configurar una matriz energética sustentable. También es momento de concebir esquemas novedosos que permitan un flujo energético en formas eficientes y que alcancen a la totalidad de la población. La transición energética debe contemplar, además, nuevas estructuras distribuidas para potenciar a las fuentes renovables de energía y con ello hacer accesible la energía a toda la población. Esta estrategia debe ser concebida para iniciarse a la brevedad y disminuir los futuros impactos negativos del uso de los hidrocarburos; pero con vistas a consolidar un futuro sustentable.
Al decir que será en el futuro cuando contemos con las facilidades para utilizar las fuentes renovables de energía implica que todavía tenemos que desarrollar implementaciones y resolver problemas de ciencia básica que permitan generar, almacenar y distribuir la energía que demandamos con mayor eficiencia y cantidad. Así surgen múltiples preguntas una de ellas es: ¿Cuál es el papel de la ciencia en transición energética? Tradicionalmente, se ha exigido a los científicos estudiar y desarrollar nuevas y mejores tecnologías de energía, como: mejores métodos de conversión de energía solar, eólica, hidráulica, geotérmica u oceánica, mejores sistemas de almacenamiento de energía, formas más eficientes de transmitir y utilizar la energía, etc. Todas estos temas son necesarios, pero tenemos que aportar más en vista de la urgente transición energética que contemple tanto el desarrollo económico de aquellos que no lo han tenido como disminuya el impacto negativo en el ambiente. Necesitamos evaluar las nuevas tecnologías en términos de su eficiencia (con factores tales como la tasa de retorno de la inversión energética, la evaluación del ciclo de vida y otros) y su impacto sobre el medio ambiente y en las demás actividades económicas. Entonces, tenemos que desarrollar estrategias para optimizar sus beneficios y minimizar los efectos negativos que no deseamos, debemos generar las normas que fomenten el uso de las renovables y construir y fortalecer las instituciones encargadas de conducir esta transición.
Como ya hemos mencionado, la transición energética es ante todo un problema sistémico, en el sentido de que las nuevas tecnologías se desarrollan dentro de un sistema de energía existente y que obliga a cambiar y adaptar los flujos, la estructura y por supuesto la disponibilidad del sistema energético mediante nuevas tecnologías. La adaptación toma muchas formas, una es una mayor eficiencia en los usos finales de la energía, el fomento de la cultura de uso eficiente de energía, el desarrollo de nuevas formas de transformación de la energía que entra a nuestro planeta y transmisión y distribución inteligente.
De esta manera, tenemos algunos tópicos importantes para desarrollar desde la ciencia la tecnología para conformar un sistema de innovación en energías renovables.
El almacenamiento de energía eléctrica es un componente crucial para la reducción de las emisiones de CO2 y la dependencia de los combustibles fósiles. Esto se puede lograr con la búsqueda de un equilibrio entre la demanda de electricidad y su nivelación con las entregas de electricidad que posibiliten el uso efectivo de los recursos energéticos renovables. Las tecnologías actuales de almacenamiento electroquímico son relativamente maduras para el mercado de la electrónica móvil, sin embargo, los grandes retos se enfrentan para el transporte y aplicaciones de gran potencia. En estos momentos el costo determina la aceptación por el mercado, y la seguridad determina la idoneidad de las tecnologías, así como la confianza de los consumidores. Con estas dos prioridades, la investigación y el desarrollo futuros deberían centrarse en el rendimiento y la confiabilidad de la operación, incluida la energía y las densidades de energía, la eficiencia energética, el rango de temperatura de funcionamiento, el número de ciclos, y su vida útil. Las baterías recargables son facilitadores importantes para una aplicación efectiva de los recursos energéticos renovables y de una amplia expansión de la electrificación del vehículo. Sin embargo, ninguno de las actuales tecnologías de almacenamiento puede cumplir con los requisitos de las actuales necesidades del transporte. Una mezcla de baterías recargables y supercondensadores puede ser una opción para permitir un mayor y más rápido almacenamiento de energía a un menor costo y mayor vida útil, aspectos necesarios para la gran ampliación de mercado. La implementación y el avance de las tecnologías de almacenamiento de energía electroquímica requieren de la colaboración de científicos y de ingenieros en interacciones interdisciplinarias en las áreas del entendimiento de los procesos fundamentales involucrados y de la descripción fundamental, la síntesis de materiales, y la caracterización de diseño de sistemas y la ingeniería de detalle, con el apoyo de los gobiernos locales en la política y las finanzas para llegar al mercado y resolver las necesidades actuales. La tecnología de reciclaje avanzado debería establecerse para el ahorro de los recursos finitos y proteger nuestro medio ambiente frente a la fabricación en masa y aplicaciones de los dispositivos de almacenamiento de energía.
El desarrollo de materiales para el aprovechamiento de diversas energías renovables es otro tópico importante que debemos fomentar desde la ciencia básica para conseguir desarrollos tecnológicos que cubran necesidades del mercado.
Es evidente que la varita mágica que permite a la humanidad a librarse de la adicción a los combustibles fósiles, no se ha desarrollado y no parece probable que se encontrará pronto. Incluso los recientes experimentos en fusión nuclear, donde ya se obtiene más energía de la que se invierte, no podrían augurar que el problema de energía se resolverá pronto con las tecnologías actuales. Desde mi punto de vista, no estamos condenados a volver a la “pobreza energética” de los viejos tiempos. Las energías renovables son una tecnología en crecimiento que mantienen la promesa de ser capaces de producir cantidades comparables, e incluso superiores, a lo que estamos produciendo en la actualidad con los combustibles fósiles. Sin embargo, las características de intermitencia y bajas densidades de estas energías requieren de desarrollos científicos y tecnológicos importantes. Al mismo tiempo, debemos reconocer que es posible utilizar las fuentes renovables en muchas aplicaciones hoy en día con factibilidad económica y que por desconocimiento de la población no se ha maximizado su uso. El problema no es tanto de orden tecnológico, sino que radica en el hecho de que la infraestructura de nuestra sociedad no está adaptada a estas nuevas formas de energía. La adaptación de la red eléctrica a un flujo de entrada variable es posible por medio del concepto de "red inteligente", pero todavía requiere de un esfuerzo mayúsculo para su implantación en gran escala. Al mismo tiempo, la mayoría del sistema de abasto de energía está basado en la energía eléctrica, pero la del transporte no lo está y es fuertemente dependiente de los hidrocarburos. Por esta razón, insisto, el almacenamiento portable de energía de potencia es muy necesario y debemos conseguirlo a un costo competitivo. Así, la transición está en marcha, pero resulta ser difícil, compleja y costosa, aunque se vislumbra su adecuación a la sustentabilidad si se basa en las renovables. Sí vamos a avanzar en esta dirección, debemos aceptar que los grandes recursos tienen que ser invertidos en la transición y que no puede ser aportados sin sacrificios.
La transición energética es también un problema económico, ya que el actual sistema financiero tiende a mirar sólo hacia el beneficio inmediato, el descuento de mediano y largo plazo no parece ser considerado. Así pues, tenemos un problema de política en el sentido de que tenemos que asignar recursos económicos para la transición y de considerar también las transformaciones sociales que va a provocar y que no podemos pasar por alto la necesidad de un acceso equitativo a la energía para todos. Tenemos que construir buenos modelos que pueden decirnos a dónde vamos y qué medidas hay que tomar si queremos planificar el futuro. Esto es posible. No somos ciegos para el futuro, pero tenemos que abrir nuestros ojos para verlo.
Si somos capaces de gestionar la transición energética, teniendo en cuenta los factores tecnológicos, económicos y sistémicos seremos capaces de sustituir a los combustibles fósiles, incluso sin varitas mágicas y llegar a un futuro mejor,

miércoles, 5 de febrero de 2014

Un camino que todavía podemos seguir

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En 1987 compré y leí con entusiasmo el libro titulado “Tecnologías alternativas para el desarrollo urbano” escrito por Álvaro Portillo y Gladys Sirvent, publicado por el Centro de Ecodesarrollo. Ya desde aquellas épocas pensaba en que debería haber alternativas de desarrollo amigables con el ambiente. Desde esas fechas buscaba un desarrollo sustentable que contemplara las cuatro dimensiones de la sustentabilidad: economía, ambiente, sociedad e institucional. Aunque en aquellos días no me quedaba claro la dimensión institucional. Ahora considero muy importante las acciones que emprendamos para construir leyes y organizaciones que nos brinden el marco adecuado para amalgamar los intereses aparentemente encontrados en el corto plazo de las otras dimensiones de la sustentabilidad.
En aquel tiempo leí el libro con avidez, interés y asombro al ver que era una colección de buenos deseos; y no entendía la razón de que no se implantaban esas tecnologías que parecían obvias y necesarias. Ayer busqué el Centro de Ecodesarrollo y parece que fue un esfuerzo que sucumbió a los embates del neoliberalismo. Sus últimos esfuerzos se plasmaron en libros que han sido rescatados y ahora están disponibles en la Internet en un sitio de la Universidad Veracruzana; vale la pena leerlos y tratar de entender por qué estas propuestas no prosperaron. Comento que también es importante señalar que las universidades públicas están buscando hacer el rescate de este tipo de documentos que pueden servir para conocer el camino andado por otras personas con ideas similares a las nuestras.
En este libro de tecnologías alternativas encuentro nombres que ahora conozco y con quienes he trabajado en el impulso de las fuentes renovables de energía, a saber: José Luis Fernández Zayas, Jorge Huacuz, Roberto Best, Aarón Sánchez, Jorge Hernández, Isaac Pilatowki, Jesús Arias, y muchos otros. Todos ellos proponían tecnologías que parecían resolver las necesidades urbanas. Digo parecían ya que no fueron ampliamente implantadas en las ciudades. Debo mencionar que las tecnologías a las que se referían eran en su mayor parte arquitectónicas y de viviendas sencillas con calentadores solares, celdas fotovoltaicas, generadores eólicos, uso de biocombustibles. También se discutía el uso racional y abastecimiento del agua, como la separación de desechos sólidos para reciclado y aprovechamiento. Todas estas tecnologías no han logrado penetrar en las urbes y ahora padecemos problemas en la ciudades por no usarlas, es decir fueron un camino no escogido por la sociedad en su conjunto. Esto me recuerda el recomendable documental de Hemauer y Keller “A road no taken” sobre los calentadores solares de la Casa Blanca en EEUU que fueron arrumbados en lugar de ser utilizados. Las propuestas de una generación que intuía la necesidad de un “ecodesarrollo” para armonizar los aspectos económicos y ambientales no fueron consideradas (A road no taken).
Debo comentar que la lectura de ese libro y mi asistencia, en 1985, al curso de Actualización en Energía Solar organizado por Manuel Martínez e Isaac Pilatowski en el entonces Laboratorio de Energía Solar en Temixco, Morelos (hoy Instituto de Energías Renovables, UNAM) me convencieron de que era posible el uso de tecnologías amigables con el ambiente en el ámbito urbano. Así hoy, más de 20 años después, en casa separamos los desechos: composteamos y reciclamos, usamos calentador solar para tener agua caliente, reusamos el agua gris y recientemente generamos electricidad con fotovoltaicos en la opción de cogeneración. En la construcción usamos los preceptos de la arquitectura bioclimática y usamos techos aligerados y aislantes para gozar de un microclima más confortable en el interior y con verdor en el exterior sin utilizar más energía. Es decir hemos implantado la mayoría de estas tecnologías que, hace más de 20 años eran alternativas, ahora son una realidad. Con ellas ahorramos dinero y disminuimos nuestra huella ecológica, ilustramos que podemos implantar los sueños del antaño.
En la parte final del libro hay una recomendación: “Debe cumplirse la legislación vigente en materia de tecnología para el desarrollo urbano. Solamente al interior del sector de desarrollo urbano y ecología existe un importante conjunto de disposiciones legales que responsabilizan a la administración pública federal en materia de desarrollo tecnológico, difusión y asistencia técnica.” Con esta frase Álvaro y Gladys apuntaban a la necesidad de incorporar el ámbito institucional a los ambientales, económicos y sociales, aspecto que ahora entiendo es crucial para conseguir el desarrollo sustentable.
También considero muy importante la difusión de los conocimientos científicos y la asimilación de los conocimientos tradicionales para verdaderamente seleccionar el camino y el rumbo que debemos seguir como especie en este planeta.


Debemos seleccionar con base en el conocimiento los rumbos a seguir

Una versión previa de este artículo fue publicado el día 5 de febrero