Traductor: Lidia Cámara de la Fuente Revisor: Ciro Gomez Cada año el mundo consume 35 mil millones de barriles de petróleo. Esta escala masiva de dependencia de combustibles fósiles contamina la Tierra y no durará para siempre. Los científicos estiman que ya se ha consumido alrededor del 40 % del petróleo del mundo.
De acuerdo con las estimaciones actuales, a ese ritmo, nos quedaremos sin petróleo y gas en 50 años más o menos, y en aproximadamente un siglo también sin carbón. Por otro lado, tenemos abundante sol, agua y viento. Estas son fuentes de energía renovables, lo que significa que no los acabaremos con el tiempo.
¿Qué pasaría si sustituyéramos nuestra dependencia de combustibles fósiles por una existencia basada únicamente en energías renovables? Hemos reflexionado sobre esa pregunta durante décadas, y, sin embargo, la energía renovable solo proporciona el 13 % de nuestras necesidades. Eso es porque alcanzar el 100 % requiere energía renovable que sea económica y accesible.
Esto representa un gran desafío, incluso si ignoramos la política involucrada y nos enfocamos en la ciencia y la ingeniería. Podemos entender mejor el problema al entender cómo usamos la energía. El uso de energía global es un sistema diverso y complejo, y los diferentes elementos requieren sus propias soluciones.
Pero por ahora, nos centraremos en dos de los más familiares en la vida cotidiana: la electricidad y los combustibles líquidos. La electricidad alimenta los altos hornos, ascensores, computadoras y todo tipo de cosas en hogares, negocios y manufactura. Mientras tanto, los combustibles líquidos juegan un papel crucial en casi todas las formas de transporte.
Consideremos primero la parte eléctrica. La gran noticia es que nuestra tecnología ya es lo suficientemente avanzada para capturar toda esa energía de las energías renovables, y hay una amplia oferta. El Sol continuamente irradia alrededor de 173 cuatrillones de vatios de energía solar a la Tierra, que es casi 10 000 veces nuestras necesidades actuales.
Se ha estimado que una superficie que abarcara varios cientos de miles de km sería necesaria para alimentar a la humanidad en los niveles actuales de uso. Entonces, ¿por qué no construimos eso? Porque hay otros obstáculos en el camino, como la eficiencia y el transporte de energía.
Para maximizar la eficiencia, las plantas solares deben ubicarse en áreas de mucho sol durante todo el año, como los desiertos. Pero esos están muy lejos de las regiones densamente pobladas donde la demanda de energía es alta. Hay otras formas de energía renovable de las que nos podríamos abastecer, como la hidroeléctrica, geotérmica y biomasas, pero también tienen límites en función de la disponibilidad y la ubicación.
En principio, una red de energía eléctrica conectada con líneas eléctricas cruzando el mundo nos permitiría transportar energía desde donde se genera a donde se necesita. Pero construir un sistema en esta escala enfrenta un precio astronómico. Podríamos reducir el costo mediante el desarrollo de tecnologías avanzadas para capturar energía de manera más eficiente.
La infraestructura para transportar energía debería cambiar drásticamente. Las líneas eléctricas actuales pierden del 6-8 % de la energía que llevan porque el material de alambre derrocha la energía por la resistencia. Las líneas eléctricas más largas significarían más derroche de energía.
Los superconductores podrían ser una solución. Dichos materiales pueden transportar electricidad sin derroche. Desafortunadamente, solo funcionan si se enfrían a bajas temperaturas, lo que requiere energía y frustra el objetivo.
Para beneficiarse de esa tecnología, tendríamos que descubrir nuevos materiales superconductores que operan a temperatura ambiente. ¿Y los importantísimos combustibles líquidos derivados del petróleo? El desafío científico es almacenar energía renovable de forma fácilmente transportable.
Recientemente se ha mejorado la producción de baterías de iones de litio, que son livianas y tienen densidad de alta energía. Pero incluso las mejores almacenan alrededor de 2. 5 megajulios por kg.
Eso es aproximadamente 20 veces menos que la energía en un kg de gasolina. Para ser verdaderamente competitivas, las baterías de los automóviles tendrían que almacenar mucha más energía sin agregar costo. Los desafíos solo aumentan para naves más grandes, como barcos y aviones.
Para impulsar un vuelo a través del Atlántico para un jet, necesitaríamos una batería que pesa alrededor de 1 000 toneladas. Esto también exige un salto tecnológico hacia nuevos materiales, mayor densidad de energía, y mejor almacenamiento. Una solución prometedora sería encontrar formas eficientes para convertir energía solar en energía química.
Esto ya está sucediendo en los laboratorios, pero la eficiencia es aún demasiado baja para permitir que llegue al mercado. Para encontrar soluciones novedosas, necesitaremos mucha creatividad, innovación, y poderosos incentivos. La transición hacia energías totalmente renovables es un problema complejo que involucra tecnología, economía y política.
La prioridad de cómo abordar este desafío depende de suposiciones específicas que tenemos que hacer, al tratar de resolver un problema tan multifacético. Pero hay muchas razones para ser optimistas de lograrlo. Las mentes científicas más importantes del mundo están trabajando en ello y realizan avances todo el tiempo.
Y muchos gobiernos y empresas están invirtiendo en tecnologías que aprovechan la energía a nuestro alrededor.
