Por Josh Lederman – NBC News
La devastadora tormenta invernal que ha sumido a Texas en una crisis eléctrica sin precedentes cercanos ofrece señales de advertencia para Estados Unidos sobre la emergencia climática, mientras el Gobierno federal que preside Joe Biden busca prepararse para un futuro en el que el clima extremo sea un riesgo mayor y el país pueda estar prácticamente sustentado por energía renovable.
La generación de energía es un reto. Pero una tarea igualmente desalentadora se centra en el almacenamiento de energía proveniente de energías renovables para fenómenos extremos como el que golpea a Texas.
En este estado, epicentro de una ola de apagones en el sur del país, la red eléctrica sufrió un doble golpe provocado por la nevada: una demanda de energía fuera de lo normal cuando los texanos trataron de calentar sus hogares, y centrales eléctricas que simplemente no produjeron energía cuando la gente más la necesitaba.
La energía eólica y la solar, que siguen representando una pequeña parte de la combinación energética del estado, desempeñaron un papel pequeño en la repentina escasez de energía, dijeron los funcionarios de las empresas de servicios públicos, en contra de una oleada de críticos conservadores que trataron de culpar falsamente de la situación a las energías renovables.
Sin embargo, la crisis de Texas es una llamada de atención que pone de manifiesto que la infraestructura eléctrica de Estados Unidos puede no estar totalmente preparada para absorber los fuertes picos de demanda de energía relacionados con el clima. Es probable que el problema se agrave a medida que el país dependa más de la energía eólica y solar, conocidas como fuentes intermitentes porque están sujetas a los vaivenes del clima y no producen electricidad las 24 horas del día.
Los reguladores de la red eléctrica dijeron que se tendrá que desarrollar vastos suministros de almacenamiento de energía -como baterías gigantescas- que dependen de tecnologías emergentes que recientemente empezaron a ser económicas y viables a gran escala.
"Falta mucho para que las baterías sean el sistema de respaldo definitivo", dijo Jim Robb, director general del organismo regulador North American Electric Reliability Corp. "Para hacer realidad la visión a la que nos gustaría llegar, un sistema eléctrico altamente descarbonizado, va a tener que haber baterías desplegadas en muchos órdenes de magnitud más profunda de lo que tenemos ahora", añadió.
Su organismo y la Comisión Federal de Regulación de la Energía anunciaron el martes que iban a iniciar una investigación conjunta sobre qué falló para desencadenar los apagones generalizados en el sur y el centro del país. A última hora del martes, más de 3.5 millones de familias estaban sin electricidad, la gran mayoría en Texas, según el sitio de seguimiento poweroutage.us.
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El análisis de lo que falló en Texas aún está incompleto, pero aunque algunos generadores eólicos se desconectaron al congelarse las turbinas, la mayor red del estado, el Consejo de Fiabilidad Eléctrica de Texas, dijo que lo ocurrido no se debió a una falla de las fuentes renovables, sino de las fuentes tradicionales: el carbón, la energía nuclear y especialmente el gas natural.
Los expertos en energía dijeron que las líneas de gas que abastecen a las centrales pudieron haberse congelado o que el suministro a las centrales quedó limitado al dar prioridad al gas para los hogares que dependen de él para su calefacción.
Los responsables de las empresas de servicios públicos de Texas habían planificado lo que esperaban necesitar en caso de picos invernales, teniendo en cuenta la posibilidad de cortes de energía y la menor entrada de viento.
El aumento de la demanda durante la tormenta superó la estimación más alta del operador de la red, de algo más de 67,000 megavatios necesarios para un pico de carga extrema. Y 34,000 megavatios fueron desconectados, disminuyendo el suministro, dijo el Consejo de Fiabilidad Eléctrica de Texas.
Texas produce más electricidad que cualquier otro estado, pero sólo una cuarta parte de ella proviene de la energía eólica y solar, según datos de la Administración de Información Energética.
Biden firmó una orden ejecutiva en su segunda semana en el cargo, fijando el objetivo de reducir a cero las emisiones de dióxido de carbono de la generación eléctrica para el año 2035, una meta que requeriría un rápido cambio en el país hacia fuentes de energía renovable y que se aleja incluso de los combustibles fósiles más limpios, como el gas natural.
Sin embargo, estos combustibles fósiles también suelen ser las fuentes de generación de excedentes y de reserva, en parte porque se pueden poner en marcha con bastante rapidez. Eso incluye la capacidad de reserva giratoria, en la que las centrales eléctricas ya están en línea y pueden añadir energía a la red como un grifo casi instantáneamente cuando la demanda fluye y refluye.
Los defensores de la conservación de los combustibles fósiles han aprovechado esta flexibilidad para argumentar sobre la fiabilidad, y el lunes un artículo de opinión en el diario Wall Street Journal sobre la situación de Texas declaraba: "Aquí está la paradoja de la agenda climática de la izquierda: cuanto menos usemos los combustibles fósiles, más los necesitamos".
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Pero hay otra opción emergente que podría garantizar la fiabilidad sin obligar a Estados Unidos a recurrir al carbón, el gas y otras fuentes de energía basadas en carbono que contribuyen al cambio climático: el almacenamiento de energía, en el que la electricidad procedente de fuentes renovables puede acumularse y liberarse en la red cuando se necesite más tarde.
El exceso de electricidad procedente de la generación de energía se ha utilizado durante años para bombear agua detrás de las presas, donde se puede liberar y convertir en energía hidroeléctrica en poco tiempo, convirtiendo así el sistema en una enorme batería.
Más recientemente, la tecnología para construir baterías reales que puedan almacenar energía en la magnitud necesaria para ayudar a alimentar una red principal ha avanzado rápidamente tanto en capacidad como en asequibilidad, con importantes proyectos en marcha en California y un ambicioso plan en Arabia Saudí para alimentar un complejo turístico entero con lo que se ha anunciado como la "mayor instalación de almacenamiento de baterías del mundo".
Pero esas soluciones siguen siendo capaces de suministrar sólo una pequeña fracción del consumo de energía, y casi toda la cadena de suministro para fabricar esas unidades de almacenamiento está en el extranjero.
Además, las baterías tradicionales de iones de litio, que también se utilizan en los vehículos eléctricos, sólo pueden bombear electricidad a su máxima potencia durante varias horas, mucho menos que los largos tramos o incluso días que podrían ser necesarios para compensar los picos de demanda relacionados con el clima.
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Pero las tecnologías en desarrollo, como las unidades de hidrógeno y las baterías de flujo, podrían empezar a resolver algunas de las deficiencias a medida que Estados Unidos se acerque a 2035, año en el que, según la administración Biden, deberían eliminarse las emisiones de carbono del suministro eléctrico.
Omar Al-Juburi, socio de Ernst & Young que asesora sobre mercados energéticos y tecnología de redes, comparó el rápido desarrollo del almacenamiento en baterías a gran escala con el de los paneles solares, que durante años fueron exorbitantemente caros antes de que los costes bajaran drásticamente.
De 2015 a 2018, el coste del almacenamiento en baterías a escala de servicios públicos se redujo en casi un 70%, según la Administración de Información Energética.
"Todo indica que seguirá aumentando su capacidad, disminuyendo su coste y haciéndose más viable comercialmente", dijo Al-Jaburi, "el almacenamiento no resolverá todos los problemas en 2035 ni en ninguna fecha, pero será un factor importante".
Biden, como candidato, incluyó las inversiones en almacenamiento de baterías como un elemento de su propuesta para invertir dos billones de dólares en la construcción de una infraestructura estadounidense más moderna y limpia. Se espera que su administración se ocupe de esta ambiciosa agenda este año, tan pronto como se complete su primera prioridad de gasto, un paquete de ayuda por el COVID-19.
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"La construcción de infraestructuras resistentes y sostenibles que puedan soportar condiciones meteorológicas extremas y un clima cambiante desempeñará un papel integral en la creación de millones de puestos de trabajo bien remunerados y sindicalizados, en la creación de una economía de energía limpia y en el cumplimiento del objetivo del presidente de alcanzar un futuro de emisiones netas cero para 2050", dijo el portavoz de la Casa Blanca, Vedant Patel.
Aunque ningún fenómeno meteorológico puede atribuirse exclusivamente al cambio climático, el frío letal que azotó a Texas fue el último recordatorio de cómo los fenómenos meteorológicos extremos pueden llevar al límite la delicada red de generadores y líneas de transmisión que conforman nuestra red eléctrica.
En California, las olas de calor extremas del verano han hecho tambalear el sistema desde el otro extremo, forzando apagones cuando la demanda récord de aire acondicionado sobrecarga el sistema o el miedo a provocar incendios forestales con vientos fuertes, lleva a las compañías eléctricas a cerrar las líneas.
Aunque es el invierno extremo, y no las temperaturas más cálidas, lo que está afectando a Texas, algunos analistas del clima creen que el cambio climático puede estar influyendo también en el intenso frío y las tormentas que azotan el sur de Estados Unidos, un fenómeno que podría continuar o empeorar.
El aumento de las temperaturas en el Ártico puede estar disminuyendo la corriente de aire que sirve como una especie de amortiguador para el vórtice polar, impidiendo que el aire helado se precipite hacia el sur.
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Pero los operadores de la red sólo pueden planificar los picos y las sobrecargas que ven venir, una tarea de análisis de las tendencias pasadas y de extrapolación de las predicciones que cada vez es más difícil, dijo Michael Craig, que enseña sistemas de energía en la Universidad de Michigan.
"Estamos en un mundo cambiante. El cambio climático significa que no es estacionario", dijo Craig, "los últimos 40 años podrían no reflejar lo que vendrá en los próximos 40 años".